廢塑料回收利用前景

鄧夢龍

(蘭州新區(qū)市政投資管理集團(tuán)有限公司，甘肅 蘭州 730030)

1 概述

近年來，世界各國塑料工業(yè)已經(jīng)得到長足的發(fā)展，塑料加工業(yè)已經(jīng)發(fā)展成為一個(gè)品種繁多，門類齊全的經(jīng)濟(jì)支柱產(chǎn)業(yè)。但是，廢舊塑料由于自身重量輕、體積大、難降解，燃燒后產(chǎn)生多種有毒物等特性，使廢舊塑料的處置十分困難。同時(shí)，廢舊塑料熱值較高，蘊(yùn)含著巨大的再生資源，因此，廢舊塑料的回收利用，對節(jié)能減排和環(huán)境保護(hù)有十分重要的意義。

2 廢塑料回收預(yù)計(jì)

2.1 廢舊塑料回收依據(jù)

塑料的使用量巨大，由其在我國較為寒冷的西北地區(qū)，農(nóng)用塑料諸如地膜、農(nóng)用帳篷、編織袋的使用占有很大比重，同時(shí)，飲料瓶、食品袋、塑料飯盒、塑料包裝及容器、洗具、桶以及電子產(chǎn)品外殼也占有一定比重；因而廢舊塑料的產(chǎn)生是較為突出的一個(gè)問題。進(jìn)行廢舊塑料回收利用，生產(chǎn)出再生顆粒不僅解決了廢舊塑料的處置問題，同時(shí)也緩解了對能源的過度依賴，對相對貧困的西北人民來說，是較為實(shí)際的做法。

利用廢舊塑料制造再生顆?？梢赃\(yùn)用專用造粒設(shè)備，將廢舊聚乙烯、聚丙烯等塑料通過破碎－清洗－加熱塑化－擠壓成型工藝，加工生產(chǎn)出市場暢銷的再生顆粒。生產(chǎn)1t可獲利潤500－800元。利用廢舊塑料生產(chǎn)塑料編織袋，例如，山東棗莊市山亭區(qū)桑村鎮(zhèn)正在進(jìn)行再生顆粒的生產(chǎn)制造，并利用再生顆粒進(jìn)行加工，全鎮(zhèn)已建立塑料顆粒加工廠201家，塑料編織袋廠23家，日產(chǎn)編織袋5億條，形成了廢舊塑料的收購、運(yùn)輸、加工及印刷一條龍，年銷售額達(dá)3.5億元。

2.2 需解決的問題

廢舊塑料回收利用生產(chǎn)設(shè)計(jì)需要解決的問題包括：廠房建設(shè)、廢舊塑料收集、廢舊塑料分選、處理工藝選擇以及處理、經(jīng)濟(jì)效益評估、環(huán)境影響評價(jià)等部分。進(jìn)行廢舊塑料回收利用生產(chǎn)設(shè)計(jì)優(yōu)點(diǎn)是：廢料來源廣泛、廠房選址較簡便、經(jīng)濟(jì)效益好、對環(huán)境保護(hù)有重要意義；缺點(diǎn)是：收集難度較大，技術(shù)水平、設(shè)備工藝待提高，投入成本較高。

3 工程設(shè)計(jì)

3.1 總體工程設(shè)計(jì)

廠區(qū)總體工程建設(shè)設(shè)計(jì)過程中應(yīng)充分考慮交通便利、集散簡便、土地面積廣泛且較為廉價(jià)、可以充分利用、對周邊環(huán)境造成二次污染影響分析等多個(gè)相關(guān)因素。

3.2 配套系統(tǒng)與輔助設(shè)施

3.2.1 輔助設(shè)備區(qū)域設(shè)置

1）原料接收站。廢舊塑料的回收利用第一步即是回收，因此廢舊塑料接收站是生產(chǎn)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，必須保證回收的質(zhì)量和數(shù)量，以保證原料的充足供應(yīng)。每個(gè)回收站應(yīng)配備運(yùn)輸車輛、回收工作人員、計(jì)量裝置如地磅和電子秤等，同時(shí)應(yīng)該設(shè)有一定容量的存貯倉庫，足以應(yīng)付回收高峰期的吞吐量。

2）倉庫。倉庫主要是用于廢舊塑料存貯、廢舊塑料分選、產(chǎn)品的存放、生產(chǎn)設(shè)備以及零件的放置，容量上應(yīng)該滿足日吞吐量要求，且運(yùn)入運(yùn)出方便，方便機(jī)械操作，通風(fēng)良好，防止腐臭，開展獨(dú)立分區(qū)設(shè)置，分區(qū)標(biāo)號要明顯使之能夠分選原料，使之利于賣出調(diào)貨并能夠滿足至少10d產(chǎn)品庫存。

3）污水處理設(shè)施。主要用于接收處置廠區(qū)內(nèi)生產(chǎn)及生活過程中產(chǎn)生的各類污水，并將處置達(dá)標(biāo)后的污水排放至城鎮(zhèn)污水處理設(shè)施。

3.2.2 給排水及供電系統(tǒng)

1）給水系統(tǒng)。廠區(qū)的供水系統(tǒng)包括一般性生產(chǎn)供水系統(tǒng)、工藝及特種供水系統(tǒng)、生活及消防供水系統(tǒng)。

2）排水及供電系統(tǒng)。一是生產(chǎn)生活污水。用于排放生產(chǎn)過程中污染濃度較大、機(jī)械設(shè)備沖洗含雜質(zhì)較多的生產(chǎn)污和用于排放使用過但輕度污染的廢水及生活廢水統(tǒng)一通過收集管道排入廠區(qū)污水處理設(shè)施集中處置后接入市政管網(wǎng)統(tǒng)一收集。二是雨水排放系統(tǒng)。由專門設(shè)計(jì)的雨水收集管路收集，用于路面、建筑物，綠化等地的消耗使用。三是供電系統(tǒng)。廠房的供電系統(tǒng)包括廠區(qū)外線供電系統(tǒng)、廠內(nèi)變配電系統(tǒng)、車間內(nèi)電器設(shè)備的配電系統(tǒng)、廠區(qū)以及室內(nèi)照明系統(tǒng)以及電器相關(guān)維修服務(wù)系統(tǒng)等部門。其中，最大耗電莫過于生產(chǎn)設(shè)備，主要是所選擇的高頻節(jié)能電磁加熱造粒機(jī)組，是工廠耗電量最大的設(shè)備。

4 可行性研究

4.1 廢舊塑料收集可行性

近些年，隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，塑料需求量每年增長巨大，塑料原料的價(jià)格也不斷增長，極大地推動了塑料市場的活力，廢棄塑料的價(jià)格亦不斷上漲，其中較為純凈的聚乙烯、聚丙烯回收料價(jià)格最高時(shí)接近未漲前原料價(jià)位。

4.2 收集方式

考慮到今后成本及效益預(yù)算，可以采用兩種方式收集廢舊塑料：垃圾場人工分選式回收和店面回收兩種方式。垃圾場人工分選式回收是指在較大的垃圾貯存區(qū)或是垃圾回收中轉(zhuǎn)站對垃圾中的塑料進(jìn)行專門分選回收，這樣的回收工作效率高、成本較低。但一般來說由于拾荒者大都對垃圾中的塑料進(jìn)行過初步分選，因此一些居民小區(qū)產(chǎn)生的垃圾塑料含量不高，而公共場合產(chǎn)生的垃圾含量相對較高，所以垃圾場人工分選式回收適用于那些人口密集，垃圾量較多的大型轉(zhuǎn)運(yùn)站。對于店面回收，是各地方都存在普遍現(xiàn)象，一些高年紀(jì)老人由于生活較為貧困，對小區(qū)，街道產(chǎn)生的飲料瓶、塑料外殼進(jìn)行拾荒，達(dá)到一定數(shù)量后再集中賣掉獲得一定收益。目前，以這樣的方式進(jìn)行的塑料回收占有比重達(dá)30%～40%。

4.3 收集路線

廢舊塑料回收路線基本可以按照垃圾回收路線進(jìn)行，對于一些較大的垃圾中轉(zhuǎn)站或是垃圾貯存場可以建設(shè)一些專門用于中轉(zhuǎn)塑料的倉庫，進(jìn)行設(shè)點(diǎn)收集，避免重新選擇場地，既便于回收廢舊塑料，又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠。

5 原料及工藝

5.1 原料及產(chǎn)量的分析

5.1.1 原料方案

根據(jù)各種塑料不同的使用特性，塑料可分為通用塑料、工程塑料和特種塑料三種類型。其中通用塑料就是我們?nèi)粘Ｉ罱佑|、使用最多且最頻繁的一種塑料，其用途包括農(nóng)用地膜、農(nóng)用帳篷、編織袋，飲料瓶、食品袋、塑料飯盒、塑料包裝及容器等。這類塑料主要成分是聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、PET(聚對苯二甲酸乙二醇酯)這四種（見表1）。因此，廢舊塑料回收的對象主要就是通用塑料。

表1 常見塑料制品及主要成分

5.1.2 產(chǎn)量分析

國內(nèi)廢舊塑料的產(chǎn)量分析（僅以2008、2009年為例）：2008 年，我國塑料使用總量達(dá)5194.4萬t，高居世界第二。塑料制品實(shí)際消費(fèi)總量3387.8萬t，實(shí)際廢棄塑料回收量900萬t左右，回收率約30.5%（詳見表 2）。

表2 2005--2008廢舊塑料使用量 （單位：t）

5.2 工藝流程

5.2.1 原料揀選

由于廢舊塑料來源復(fù)雜，常夾雜有織物，橡膠，金屬，泥紗等雜質(zhì)，而且不同品種的塑料混在一起，既會對加工造成困難，生產(chǎn)的制品質(zhì)量造成影響，而且混入的金屬雜質(zhì)還會損壞加工設(shè)備。因此，廢舊塑料分揀一般有手工分選和機(jī)械分選兩種方法。

5.2.2 破碎:廢舊塑料粉碎

通常采用各種類型的破碎機(jī)械，對物料施加不同機(jī)械力來完成的，如拉伸力、擠壓力、沖擊力和剪切力等。經(jīng)過粉碎，研磨或剪切等手段，將其破碎成一定大小的碎片或小塊物料，一般小于2cm。

5.2.3 清洗

該池主要是針對破碎后的塑料進(jìn)行揉搓清洗，最大限度的降低原料的含沙含雜量，采用半機(jī)械化方式進(jìn)行。即將破碎后的廢舊塑料碎屑放于水槽中進(jìn)行機(jī)械攪拌、外加風(fēng)力高速摩擦沖洗，分為2～3個(gè)清洗池，循環(huán)沖洗3h左右，最后進(jìn)入離心甩干機(jī)或是烘干設(shè)備進(jìn)行干燥。

5.2.4 熔融、拉絲

原料通過漂洗后，通過加熱設(shè)備或是甩干機(jī)進(jìn)行干燥，之后進(jìn)入高溫熔融設(shè)備進(jìn)行高溫熔化，這里只發(fā)生物理變化，而沒有化學(xué)裂解，最后將熔融的塑料拉絲，冷卻成型，產(chǎn)生的廢渣返回工序、循環(huán)處理。

5.2.5 切粒、包裝

將拉絲后的條狀塑料輸入造粒機(jī)進(jìn)行切割，即得到塑料再生顆粒，按照市場常見規(guī)格進(jìn)行按量包裝，貯存庫中，即可銷售。

6 環(huán)境影響分析

廢舊塑料的回收利用是以資源回收、保護(hù)環(huán)境為目的，對于生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的污染物要合理處置。對于廢舊塑料回收工廠來說，最主要的污染物質(zhì)是廢水、噪音、揚(yáng)塵和廢渣?？傊偕w粒的生產(chǎn)活動絕不能以犧牲環(huán)境為代價(jià)，不能只看眼前，不顧長久，使廢舊塑料的回收利用實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境效益的雙豐收。

6.1 廢水

生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢水，主要來自廢舊塑料的漂洗、設(shè)備的清洗以及車間走道的沖洗環(huán)節(jié)。建議處理方案采用無氧生物降解沉降方式，先將高濃度污水送入曝曬池，進(jìn)行無氧生物降解，48h后進(jìn)入沉淀池，12h后將上清液部分進(jìn)行測試，符合污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)（GB 8978-1996）后向城鎮(zhèn)污水處理廠排放。

6.2 噪音

噪音主要來自機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)，包括漂洗設(shè)備、熔融設(shè)備和切割設(shè)備。對于噪音的控制可以選擇采用隔音設(shè)備對污染源進(jìn)行處置，例如采用隔音板、墻面和天花板使用消音材料和裝置，使廠界噪音降到45dB以下，達(dá)到 《工業(yè)企業(yè)廠界噪音標(biāo)準(zhǔn)》（GB l2348-90）要求，同時(shí)，對生產(chǎn)區(qū)和生活區(qū)多種植植被樹木，也有利于降低噪音。

6.3 粉塵

粉塵主要是廢舊塑料的運(yùn)輸存貯、預(yù)處理、分選以及切割環(huán)節(jié)產(chǎn)生的，對于車間外部廢舊塑料的運(yùn)輸以及存貯，應(yīng)該盡量采取封閉式；車間內(nèi)部要經(jīng)常沖洗，避免雜質(zhì)堆積，保持車間潔凈。同時(shí)，對于粉塵較多的設(shè)施如攪拌、切割、料倉等，應(yīng)該配備吸塵器，可采用負(fù)壓收塵系統(tǒng)和袋式收塵器除塵；對于輸料系統(tǒng)，要采用密封式。

6.4 廢渣

廢渣主要是廢舊塑料分選環(huán)節(jié)分選出來的廢品、次品（不可用于廢舊塑料再生）以及廢舊塑料的運(yùn)輸、存貯、以及車間遺留或是損失的殘次品，對于這些廢渣進(jìn)行分選后將無法利用部分送往生活垃圾填埋場填埋處置。

6.5 廢氣

由于沒有高溫裂解或是催化熱解工藝，只有加熱熔融工序，廢舊塑料只發(fā)生物理變化，化學(xué)反應(yīng)幾乎沒有，因而不產(chǎn)生類似CH4和CH2等小分子物質(zhì)；PVC中的HCl聚丙烯腈中的HS、聚氨酯中的氰化物也不會排出；基本不產(chǎn)生CO、NOX和含磷類化合物。

7 發(fā)展前景

7.1 廢舊塑料再生顆粒制造的優(yōu)點(diǎn)及缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)在于選址方便，地價(jià)低廉，原料來源充足，工藝流程相對簡單，設(shè)備便宜且操作簡便；同時(shí)有可觀的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。但是相對產(chǎn)值缺點(diǎn)也十分明顯：需要大量的勘察、論證及規(guī)劃，步驟較多，事項(xiàng)繁瑣；原料收購費(fèi)用巨大，且年總投入隱患較高；較大的費(fèi)用造成融資困難等。

7.2 改進(jìn)意見

在資源回收和環(huán)境保護(hù)日顯重要的今天，國家制定了許多相關(guān)制度和政策來鼓勵和支持資源回收和環(huán)境保護(hù)型企業(yè)的發(fā)展。對于再生顆粒工廠的籌建，可以利用國家的政策傾斜，得到一定的優(yōu)惠，例如爭取在土地費(fèi)用、銀行利率、納稅金額以及建廠的調(diào)研論證和技術(shù)經(jīng)驗(yàn)方面得到國家的扶持和幫助，從而更有利于企業(yè)的投資和運(yùn)行。同時(shí)，應(yīng)系統(tǒng)的對工廠的選址、廠房建設(shè)、收購收集、工藝流程、環(huán)境等面進(jìn)行生產(chǎn)設(shè)計(jì)和可行性分析，當(dāng)有一定經(jīng)驗(yàn)和產(chǎn)出后，再進(jìn)行適當(dāng)規(guī)模的擴(kuò)大。