生活垃圾塑料分選及利用技術(shù)

梁吉東，黎 軍

（廣東產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)研究院，廣東佛山 528300）

在生活垃圾中，塑料垃圾占比較多。由于塑料制品耐熱性良好、質(zhì)量輕巧，具備較高可塑性，因此被廣泛應(yīng)用到日常生活中。然而塑料制品壽命短，容易產(chǎn)生氧化反應(yīng)，所以無法長時間使用，產(chǎn)生大量廢氣塑料垃圾。聚乙烯、聚苯乙烯為常見塑料制品，對塑料垃圾進(jìn)行焚燒處理，會加劇環(huán)境污染。塑料制品自身降解時間非常長，還會污染土地資源，所以必須實(shí)現(xiàn)廢塑料垃圾的資源化利用。通過相關(guān)調(diào)查可知，廢塑料多源于包裝塑料，且制作材料不同，其中最常見的就是聚乙烯、聚苯乙烯。由于廢塑料種類較多，會加劇垃圾處理難度，因此必須合理應(yīng)用垃圾塑料分選技術(shù)，科學(xué)處理廢塑料垃圾。

1 廢塑料分選技術(shù)

1.1 光電分選技術(shù)

光電分選技術(shù)，通過塑料對X線的不同吸收率，分選處理塑料。光電分選技術(shù)優(yōu)勢顯著，不會破壞廢塑料。分選處理操作時，邊移動，邊分離廢塑料。通過應(yīng)用光電分選技術(shù)，能夠使人工成本降低，還可以提升廢塑料處理效率。光電分選技術(shù)包括X射線技術(shù)、熒光X射線技術(shù)，上述技術(shù)應(yīng)用區(qū)別在于作用機(jī)理。針對X射線技術(shù)，可以將X射線轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?，通過電信號，對塑料種類進(jìn)行判斷，通過壓縮空氣，吹落塑料制品，實(shí)現(xiàn)分選效果。熒光X射線技術(shù)，將X射線照射塑料上，產(chǎn)生熒光X射線。利用分光處理技術(shù)，檢定塑料成分，分選處理塑料制品。從總體上看，光電分選技術(shù)，主要借助塑料對X射線光反應(yīng)不同，從而開展的分選處理操作。

1.2 色彩分選技術(shù)

色彩分選技術(shù)，通過不同顏色，分選處理廢舊塑料。將廢舊塑料通過多個濾色器具，之后換算不同亮度，將計算電流值進(jìn)行分類處理，確保廢舊塑料分選效果。從本質(zhì)上看，色彩分選技術(shù)聯(lián)合顏色識別裝置、材料分離裝置，通過不同廢塑料的裝置反應(yīng)，利用光辨別顏色，分離不同種類廢塑料，實(shí)現(xiàn)分選操作。色彩分選技術(shù)應(yīng)用范圍限制大，只有確保廢舊塑料顏色差異較大，才可以應(yīng)用該項(xiàng)分選技術(shù)。

1.3 風(fēng)力分選技術(shù)

在分選處理廢舊塑料時，使用風(fēng)力分選技術(shù)，需要粉碎處理廢舊塑料，確保處理顆?；揪鶆?。由于顆粒均勻度，對風(fēng)力分選效果影響非常大。塑料粉碎處理后，將其置入分選裝置內(nèi)噴射，風(fēng)力裝置做好逆向、橫向操作，塑料所受氣流阻力、自身重力重合度不同，此時塑料掉落位置偏差大，可以有效分選廢舊塑料。在應(yīng)用風(fēng)力分選技術(shù)時，應(yīng)當(dāng)掌握技術(shù)機(jī)理，廢舊塑料粉碎度、顆粒均勻度，對分選結(jié)果影響非常大。同時，風(fēng)力分選技術(shù)利用廢舊塑料密度差，形成不同合力，實(shí)現(xiàn)分選處理目的。當(dāng)廢舊塑料密度接近、形狀不規(guī)則時，則無法應(yīng)用風(fēng)力分選技術(shù)。

1.4 風(fēng)力搖床分選技術(shù)

隨著風(fēng)力分選技術(shù)發(fā)展，逐漸出現(xiàn)風(fēng)力搖床分選技術(shù)，該項(xiàng)技術(shù)通過創(chuàng)面振動、上升空氣流作用，確保廢舊塑料按照密度分層。風(fēng)力搖床分選技術(shù)，能夠確保塑料顆粒均勻性。通常來說，在應(yīng)用風(fēng)力搖床分選技術(shù)時，通過床下孔隙吹出空氣流，借助重力作用，大粒徑、大密度顆粒集中在下層；小粒徑、小密度顆粒集中在上層。在床面摩擦力、振動加速度作用下，下層顆粒向上運(yùn)動，上層顆粒向低側(cè)，由此分離不同密度塑料。同時，相比于常規(guī)風(fēng)力分選技術(shù)，風(fēng)力搖床分選技術(shù)可以應(yīng)用到形狀不規(guī)則塑料中。

1.5 電磁靜電分選技術(shù)

電磁靜電分選技術(shù)，通過極性廢塑料、電場相互作用，可以實(shí)現(xiàn)分離操作。該項(xiàng)技術(shù)原理在于借助高壓電，確保廢舊塑料顆粒帶電荷，在電極電場作用下，能夠分離帶電顆粒。在帶電極廢塑料處理中，可以應(yīng)用電磁靜電分選技術(shù)，特別是聚氯乙烯分選中。在應(yīng)用電磁靜電分選技術(shù)時，技術(shù)應(yīng)用優(yōu)勢較高，比如分選操作不會產(chǎn)生污水，相同密度塑料，也可以實(shí)現(xiàn)分選處理。然而，電磁靜電分選技術(shù)也存在不足，當(dāng)廢舊塑料成分復(fù)雜時，需要進(jìn)行多次分選處理。電磁靜電分選技術(shù)是一種干式法，不會污染環(huán)境，具備良好工作條件，因此技術(shù)應(yīng)用范圍廣。

2 生活垃圾塑料的資源化應(yīng)用

2.1 物理回收處理

物理回收技術(shù)操作簡單，多為熔融再生、改性再生。通過再生技術(shù)，能夠回收成本簡單、便于清洗的廢舊塑料。復(fù)合再生法，可以回收多品類、多雜質(zhì)廢舊塑料。在回收再生之前，需要分離和篩選廢舊塑料，技術(shù)工藝復(fù)雜度高，且再生塑料穩(wěn)定性不足，無法應(yīng)用于高檔產(chǎn)品生產(chǎn)中。改性再生，利用化學(xué)、物理改性法，可以加強(qiáng)廢舊塑料耐熱性、抗沖擊性、抗老化性，同時擴(kuò)展塑料應(yīng)用渠道，加強(qiáng)應(yīng)用價值。在城市生活垃圾處理中，廢舊塑料分選難度比較大，并且以一次性薄膜為主，二次利用價值不高，表面附著大量有機(jī)物。清潔處理時，會產(chǎn)生較多污水，所以該類廢塑料無法造粒，需要通過無機(jī)填料復(fù)合制備，形成木塑復(fù)合型材料。工藝流程如圖1所示。

圖1 廢塑料木塑產(chǎn)品工藝流程

2.2 化學(xué)回收法

應(yīng)用化學(xué)回收法，以化學(xué)方法促使廢塑料轉(zhuǎn)化為化工原料、燃料油、單體等，包括化學(xué)分解回收法、熱分解回收法。高溫?zé)崃呀狻⒋呋呀?，為常用廢塑料化學(xué)回收法。圖2為基本工藝流程圖。通常情況下，將廢舊塑料加熱至400℃，迫使塑料分解，此時會產(chǎn)生高溫油氣，待至冷卻后，能夠掌握液態(tài)油質(zhì)量、廢舊塑料種類、反應(yīng)時間、溫度指標(biāo)等與催化劑種類的影響關(guān)系。廢塑料裂解制油，將石油作為原料，屬于化學(xué)制造逆過程。通過實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)可知，廢塑料裂解制油操作具備可行性。熱分解處理中，選擇適宜催化劑，能夠獲得重油、輕油，附加值非常高。在城市生活垃圾中，分選廢塑料主要為聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯，以上塑料制品的得油率比較高，因此能夠應(yīng)用到生活垃圾廢塑料處理中。

圖2 廢塑料裂解制油工藝流程

2.3 能量回收法

能量回收法，是使用焚燒爐焚燒處理廢塑料時，回收釋放能量。通過熱交換器，將熱能轉(zhuǎn)化為熱水。焚燒處理法，可以減少廢塑料堆積，使其減容90%以上，廢塑料燃燒熱效率非常高，聚乙烯燃燒熱達(dá)到45.52GJ/kg，聚丙烯燃燒熱高達(dá)42.84GJ/kg，明顯高于木材燃燒熱。在生活垃圾中，包含多種無法回收、難清潔、難分選混合廢塑料，通過能量回收法，可以實(shí)現(xiàn)資源化、減量化處理。然而在廢舊塑料中，包含聚氨酯、聚丙烯腈、聚氯乙烯等成分，焚燒處理會產(chǎn)生毒害物質(zhì)。比如，聚氯乙烯燃燒時，會產(chǎn)生大量氯化氫氣體；聚氨酯、聚丙烯腈燃燒時，會產(chǎn)生氰化氫。在焚燒處理時，應(yīng)當(dāng)嚴(yán)格控制污染物排放，以免對環(huán)境造成不良影響。

3 生活垃圾塑料資源化應(yīng)用方向

3.1 加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，制定資源處理政策

廢舊塑料資源化處理，必須由政府部門領(lǐng)導(dǎo)，全面發(fā)揮出政策引導(dǎo)作用，分類收集生活垃圾，處理廢塑料污染問題。由政府牽頭，注重廢舊塑料處理行業(yè)的政策傾斜，加大支持與保護(hù)力度，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的綠色化發(fā)展。

3.2 制定和實(shí)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

廢舊塑料資源化使用，多集中在中小型廠家，因此要針對廢舊塑料資源化利用中，制定質(zhì)量控制體系與標(biāo)準(zhǔn)，按照行業(yè)要求，實(shí)現(xiàn)規(guī)范化建設(shè)發(fā)展。聯(lián)合廢舊塑料回收技術(shù)，制定技術(shù)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)。

3.3 提升分選回收技術(shù)的自動化水平

針對生活垃圾塑料分選，應(yīng)當(dāng)研發(fā)自動化技術(shù)設(shè)備，高效分離廢舊塑料，不再依賴化學(xué)分離法、人工分離法，全面提升廢舊塑料分選效率。注重研發(fā)廢舊塑料再生技術(shù)、環(huán)境保護(hù)技術(shù)、污染控制技術(shù)，擴(kuò)展廢舊塑料資源化使用途徑，實(shí)現(xiàn)資源化處理，避免出現(xiàn)二次污染影響。

4 結(jié)束語

生活垃圾處理已經(jīng)成為重要舉措，高效分選生活垃圾，對環(huán)境保護(hù)工作的作用非常大。注重廢舊塑料分選處理，實(shí)現(xiàn)資源化利用，能夠提升廢舊塑料的二次利用效率。由于不同分選技術(shù)的優(yōu)勢不同，因此在實(shí)踐操作時，必須詳細(xì)分析技術(shù)優(yōu)勢與不足，充分發(fā)揮出分選分離效果，以推動城市現(xiàn)代化建設(shè)發(fā)展。