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当塑料包装废弃物综合治理研究

发布时间:2021-09-14 20:31:20 阅读: 来源:落地灯厂家
当塑料包装废弃物综合治理研究

塑料包装废弃物综合治理研究

(广州大学)表1世界某些国家城市垃圾年人均排放置国名美国英国法国德国荷兰瑞士中国排放量(公斤)表2广州市城市生活垃圾年人均排放置表3世界某些国家城市生活垃圾中塑料含量项目美国英国法国德国荷兰瑞士中国塑料含量(pp)52.543433其他包装废弃物含量其他物含量454.新材料是技术革命的一个重要方面,由于塑料的发展及其优越的性能,塑料包装越来越广泛。从结构考虑,塑料包装容器可分为箱、桶、瓶、袋以及大型容器等;从成型方法考虑,又可分为注射、压铸、中空和真空成型容器等。 产品本钱比传统材料下降接近90%塑料包装废弃物是指失去或完成保持内装物原有价值和使用价值的功能,成为固体废物丢弃的塑料包装容器及材料,塑料包装废弃物的综合治理是指对塑料包装废弃物进行处理(即减少已产生的塑料包装废弃物的体积等)和利用(即通过‘回收,加工等方式,从塑料包装废弃物中提取或者使其转化为可以利用的资源和其他原材料的活动)。 一、塑料包装废弃物在城市生活中的含量塑料包装容器当它失去或完成保持内装物原有价值和使用价值的功能之后,它也和其他包装废弃物一样,成为固体废弃物加入垃圾的行列。有资料显示,美国每年产生生活垃圾1.5亿吨;我国近年城市生活垃圾量已达1.5亿吨,以上海市和广州市为例。上海市已日产城市生活垃圾约1万吨;广州市已日产城市生活垃圾约5千吨以上(详见表1和表2),而这些城市生活垃圾中大约有1 /3至1/2是包装废弃物,其中塑料包装弃物约35%.例如,美国的包装废弃物约占城市生活垃圾的33%,日本约占40%,欧盟各国约占30%至50%,我国约占30%至40%(详见表3、表4和表4广州市城市生活垃圾中塑料含置年份含量其他包装物废弃物其他物含量19865.09.185.9表5世界城市生活垃圾塑料平均含量和数置年份塑料含量塑料总量垃圾总量(106吨).表6广州市城市生活垃圾塑料含量和数*二、塑料包装废弃物的污染现状及危害世界塑料年产量已超过一亿吨,其中约30%用于包装。这些包装经一次性使用后,大部分成了固体废弃物。由于它重量轻、体积大、数量多,难以降解,又不能随意焚化,大多被丢弃在铁路边,内河水域、城镇大街小巷,日积月累便成了触目惊心的“白色污染”带,据有关部门调查了解,上海每年排入环境的废塑料总量为29万吨,其中一次性发泡餐具为6.73亿个,重3363吨;北京日产垃圾12000吨,塑料废弃物占360吨;广州日产垃圾约5000吨,塑料垃圾占755吨,白色污染,危害严重,表现如下:塑料制品有的含有PVC和丙烯晴等有害物质,当其燃烧时会产生HCL,HCL是导致酸雨的重要原因之一。我国目前酸雨区已占国土面积的30%,华中酸雨地区酸雨频率高达90%以上。 生产泡沫塑料过程中使用氯氧碳化合物(CFC)和氟里昂(已停止4.造粒机操作之开车使用),它会破坏大气中的臭氧层,导致紫外线过量照射,使温室效应加剧,破坏大气生态平衡。 塑料垃圾不仅造成长期的视觉污染,而且长期堆放的垃圾为鼠类、蚊绳、细菌提供了繁殖场所,塑料垃圾还会释放出多种有毒化学气体,可以想象,日益增多的,难以降解的白色垃圾如不采取措施,将会成功地球上*大的毒气库。 首先它破坏土壤生态平衡,使农作物减产。我国是农用地膜的使用大国,每年使用量高达80~ 90万吨。据农业部门的专项调查,全国每年残存在田野、土壤、河沟中物活动、阻碍植物吸收水分及根系生长,使耕地上质劣化,农作物减产。据专家测标,当每亩地残留塑料制品达到3.9kg时,可使各类作物产量见表7.表7塑料残存量对农作物产量的彩响农作物种类玉米小麦水稻大豆蔬菜减产量11对土地生态的污染影响我国不少城镇采用填埋法处理垃圾,而塑料垃圾体积大,难降解,不仅要占用大量的土地资源,而且还污染地下水,填埋了垃圾的土地不能生长庄稼和树木,将使大片土地失去使用价值,如果长期使用地膜而不采取有效措施,15年后,不少耕地将颗粒无收,寸草不收。 近年,我国环境污染生态破坏造成的经济损失,每年高达2000亿元,其中生态破坏1000亿元,受“三废”和农药污染的耕地近3亿亩,因污染,粮食减产256亿斤。 危害人类健康,多种动植物临灭绝臭氧层的空洞将破坏人类的免疫系统,增加致癌的机会和白内瘴发病率。塑料垃圾释放的多种毒化学气体,会使人消瘦、肝功能紊乱、神经损伤、诱发癌症,聚苯乙烯制品的游离单位一一苯乙烯受热释放随食物进人人体后,将损害健康,美国康奈气候变化、人口剧增和新生疾病,其中有污染物和化学污染的影响*为严重。 三、塑料包装废弃物的分选技术塑料包装废弃物可以采用人工或机械(重力方法)将其从其他垃圾中分离出来,然后再采用直观鉴别、燃烧鉴别、比重鉴别、溶剂分离、风力筛选、静电分选、低温粉碎等办法。 对于少批量的废旧塑料可采取以下方法进行分类:其一将金属、玻璃、线绳等可的杂物和污染严重的废旧塑料剔除;其二将农用膜、包装膜、泡沫塑料、塑料瓶盒进行分类;其三根据制品的色泽深浅进行分类;基四利用目测、手感、比重、燃烧等简易方法将常用的聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚丙烯等塑料进行分类。 各科塑料具有不同的密度。将不同种类的塑料置于特定的溶液中,根据塑料在该溶液中沉浮性塑料进行分类和鉴别,因为塑料有不浸润性,所以常用表面活性剂进行预处理,使之润湿后再进行分选。常用的鉴别塑料溶液有水、饱和食盐溶液、酒精溶液和氯化钙溶液等。 利用各种塑料在有机溶液中依溶解度的不同来实现废旧塑料分选。其方法是将废塑料碎片加人到特定溶液中,控制不同温度,使各种塑料选择性地溶解并分选。该技术溶剂损失少、回收的聚合物经加热造粒后即可重新使用,且性能良好。 当废料量大,杂物也多时,可以采用风力筛选技术。此法是在重筛选室将粉碎的废塑料由上方投人,从横向喷人空气,利用塑料的自重和对空气的阻力的不同进行筛选。 静电分离技术源于干式分离法,其特点是分离与密度无关,直径8mm以下的颗粒状物质,其尺寸和形状不影响分离,且耗能量低,处理量大。 四、塑料包装废弃物的回收利用塑料包装弃物对环境与社会危害极大,所以将其回收利用尤为重要,一般可采取以下途径:其一制造建筑材料,其二制造日杂用品,其三制作化工产品;其四裂解气、油和单体;其四与其他垃圾一起焚烧,进行热回收(蒸汽、热气和发电)。 废旧聚乙烯的回收利用我国塑料制品中聚氯乙烯占30%以上。 废旧聚氯乙烯的回收利用主要是直接回收或补充适当的新料,重新制作各种制品,当这些回用料脏差到不能再做别的制品时,仍可以做基建和水利上的制品(管、槽、带、板等)。 废旧聚氯乙烯的回收再生制品,应根据不同品种添加相应的助剂,以达到使用要求。其配方如表8所示。 聚氯乙烯的组成较复杂,除树脂外,还有一定的增塑剂、稳定剂、润滑剂、颜料等辅助材料。这些助剂在使用过程中,由于受光和热的作用,会有不同程度的挥发和损失,在复制加工时,就必须进行适量补加才能使聚氯乙烯废旧塑料复制后,保持较好的物理机构性能。 将废聚乙烯塑料与煤焦油在反应中进行反应,在催化剂的存在下,煤焦油中的萘蒽等集程度较小的成分易与键状的聚氯乙烯分子反应产生交联,形成二维状结构,从而使表8废聚乙烯回用料配方材料软质硬质软质泡沫塑料废旧聚氯乙烯材料邻苯二甲酸二丁酯烷基苯磺酸酯三盐基性硝酸铅硬酯酸钡硬脂酸或石蜡偶氮二甲酰胺改性后的焦油沥青软化点提篼。其性能优于通用的石油沥青毡和焦油沥青毡和焦油沥青毡,尤其耐低温柔性好,特别适于北方地区施工使用,其具体操作:在搪瓷反应釜中加人沥青,以150~ 200r/rain电动搅拌,并升温至150~170下反应用3h,再加人填料,搅拌片刻即呈致电改性的焦油沥青。 基本配方:焦油100份,废聚氯乙烯塑料12~15份,增塑剂29~32份,填料30~50份。 聚苯乙烯可分GPS和EPS,EPS主要以泡沫塑料形式应用于电视机、电冰箱、洗衣机等家用电器产品、精密仪器及工艺品的防震包装材料。也应用于快餐饭盒等食品包装还可做保温材料。这些包装材料大多数是一次性的,用完就变成废品。 聚苯乙烯泡沫塑料有两种成型法:一种是直接发泡法,另一种是可发性珠粒法,这两种方法都是物理过程,并不破坏聚苯乙烯高分子结构,使它仍保持原来的性质,因此可回收利用。 以废快餐盒为例,其工艺流程为:废弃快餐盒―洗涤―干燥―粉碎―强迫加料―预塑化―挤出塑化(机头带快换滤)―成型―冷却―造粒―装袋-75挤出机。 废弃聚苯乙烯泡沫塑料表观密度为20 25kg/m3,经加工搅拌后制成混凝土湿密度为220270kg/m3,基本相当于膨胀珍珠岩,干燥后的密度还可以大大地减少,对与它掺混的水泥没有什么特殊要求。 利用废旧聚苯乙烯泡沫塑料做轻型建材有多种制造方法。例如:用聚苯乙烯泡沫颗粒,以水泥为粘结剂,碎木丝为填料,加水混合,然后模塑成各种开头的轻质水泥隔板。也可将植物与硅酸盐水泥复合制成薄板,将两层薄板中间填满泡沫聚苯乙烯与水泥的混合物制成轻质实心堵板,该墙板特别适合作建筑物内非承重墙。 折光率为1.59~1.60,用它涂在聚丙烯,ABS等塑料上作真空镀膜的底漆,可以提高塑料件的镀光膜的高度丨当然也可以用来生产一般防诱漆和家俱漆。可采用:氯仿、香蕉水、二甲苯、邻苯二甲酸二丁酯、甘油、松香改性酚醛树脂、松香、甲基纤维素、硬脂酸铝和颜料。操作步骤:清洗,将收集的废聚苯乙烯塑料(PS)进行清洗、除污、去油;干燥,将清洗后的废旧塑料(PS)去除残留水份晾干,晒干或烘干;配制。将上述清洗干燥的废旧塑料适当破碎后投入带搅拌器的反应釜中,加人合适配比的酚醛树脂、甲基纤维素、松香和混合溶剂(氯仿、香蕉水、二甲苯)浸泡1天,经过浸泡后搅拌3小时以上,使之溶解,改性成均匀的胶浆状溶液,用棒粘提出的胶液或线状下滴;过滤。将上述胶状溶液用80目铜筛过滤,即得到合格的改性塑料胶,可以用于制备各种油漆;制色浆。选好颜料,加人适当的溶剂,用球磨机研磨到要求的细度,然后用100~ 200目铜筛过滤,即得色浆。 聚烯烃,指聚乙烯、聚丙烯。它们主要用来生产薄膜、中空制品及塑料编织袋。 废聚丙烯塑料编织袋的回用将收集到的废旧聚丙烯塑料编织袋洗净、晾干、粉碎,掺入到新的聚丙烯中,再与10%左右的低压聚乙烯相湿。根据编织袋的质量要求,掺人量可为20%~70%,使用回用料须加入少量的钛白粉和黄色颜料来调整颜色,掺入少量的回用料与等规格重量的全新粒拉丝编织的聚丙塑料编织袋相比,强度上稍有差异但对使用质量影响不大。 在聚乙烯、聚丙烯及聚氯乙烯等废旧塑料中,可以加人大量无机填料,制成钙塑材料。这种高填充量的废旧塑料,具有类似木材的性能,但其刚性、耐磨性、耐热性都优于木材。可采用塑料成型的方法加工钙塑塑料。因废旧塑料中无机填料的大量增加,混夹在废旧塑料中杂质的影响就相应变小了。该产品的优势是价格低廉,但其强度和色度远不及由新料加工的产品,往往只能加工黑色或棕色,受力不大的制品。填充的无机材料,应粒度细、分散和性好、含水量低、价格使用。常用的是轻质碳酸钙、滑石粉、三飞粉或四飞粉(天然碳酸钙)以及生产硫酸时产生的废物(主要含氧化钛)等。 废旧聚酯容器的回收利用塑料瓶作为包装用品的发展非常迅猛,其中大规模的用于食品包装*主要的是PET瓶(聚对苯二甲酸乙二醇酯)简称聚酯瓶。该材料是一种塑性饱和聚酯,无毒无味,适用于食品包装。 PET瓶既可以象金属易拉罐和纸包装一样回收“溶解”再利用,又可以象玻璃瓶一样回收重复使用。在荷兰市场1989年率先推出可循环重复使用的PET瓶,这种重复灌装使用的PET瓶新技术逐步进人了世界市场。 目前已有专门为重复使用的PET瓶而设计的设备。首先要求PET瓶要耐温,因为回收PET瓶的清洗方法同玻璃一样,要求苛性钠浓对废旧破碎聚酯包装容器具和破碎造粒重新吹拉伸加工成型后的包装容器,只能用于非食品的包装。原因是回收的聚酯在高温吹拉伸下,有的分子分解生成乙醛,而乙醛有毒,故只能用于非食品包装。 聚乙烯(HDPE)底托、铝盖,还附有乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)盖衬、纸签和胶等。如不能手工分离,可将其粉碎后的碎片用鼓风机及水洗将EVA、纸、PET、HDPE和AL以其密度差异将它们分离。即通过水悬浮除去HDPE,再通过密度为1.4g的盐溶液悬浮使PET和铝分离,主要设备为:粉碎机、空气分离器、浮选器及烘箱。 废旧聚氨脂泡沫塑料的回收利用聚氨脂因其良好的弹性,优良的缓冲性能,在各个领域中得到了广泛的应用。除做人造革外,还在沙发、汽车中作缓冲材料、冰箱、地下蒸汽管道保温以及特殊场合的现场发泡包装。因此,聚氨脂的废弃物也就愈来愈多。 在开孔性软质聚氨脂泡沫塑料中,加人水和化肥,可对多种植物进行栽培,植物在其中生长快、无病虫害和杂草。可利用这种轻质人造土壤,在房顶或室内空闲处栽种蔬菜、花草,也可以做成育苗箱,将一定厚度的泡沫塑料,按规定尺寸,放入育苗箱内,加入液体肥料,移苗时断根少,成活率高,这种育苗床重量轻,可搞成立体种植,不占农田,搬运方便。 聚氨脂泡沫塑料作为天然土壤覆盖物,主要是对天然土壤表面起保护作用,防止侵蚀、保温、调节水分含量,从而促进植物生长,提高产量改善土壤的质量。这类材料的使用,弥补了天然土壤的不足,使水份、肥料和养料能起到更好的作用。 将孔隙率为98%左右的废聚氨脂泡沫塑料小版1%的比例与天然土壤均匀混合,能使天然土壤的土粒间具有较大孔隙,形成良好的通气环境,从而促使植物生长,据报道,曾有人在6700M2透气性较差的农田里混入30 ~50kg小片状聚氨酯泡沫塑料,埋入土中深1~ 50CM,栽种早稻、烟草或葱头等作物,产量可增加10%50%,多年使用效果良好。 除了把废弃的聚氨脂(PU)用胶粘剂制成材料外,也可用机械方法把聚氨脂切割成小片,颗或磨成粉末,将其放在模具中,200:左右热压成半成品或成品。例如,先将废料粉碎至粘合剂按85:15的比例,在搅抖器内混合均。按制作所需的重量,取一定量此混合物,置于成型模具内,在压力为100% ~140%疲劳试验可达7x10次,比重为1.17g/m2,外观平滑并有光泽。 废热固性塑料成本十分低,又易于粉碎成粉末状,因此可用作为广普性填料使用,由于热固填料本身具有聚合物结构,因此用塑料的相容性好于一般的无机填料。用其作填料可看作是不同聚合物之间的共混改性。如果将热固填料加人同类塑料中(如废PF做填料加人PF树脂中),则这种填料可不必经过处理而直接加入,相容性于一般填料。但如果将热固性填料主要本钱在于寿命加入其他种类塑料中,则其相容性往往不够理想,在加入前往往还要进行改性处理。 废热固性塑料不能通过重新软化使之流动而重新模塑成塑料制品,但可将其粉碎后,混人粘合剂而使其互相粘合为塑料制品。此制品仍然具有很好的使用性能。 废塑料的粒度影响产品质量。粒度太大,产品表面粗糙;粒度太小,产品表面无光泽,且强度太小,并需消耗大量粘合剂、增加成本,要求粒度大小适中,一般为20~100cm;粒度还应是正态分布,不应完全均匀。 粘合剂可以选用环氧树脂类、酚醛树脂类、聚氨脂和异氰酸酯类等。 塑料包装废弃物其他综合利用途径塑料包装废弃物可以裂解为气、油等燃料或与其他垃圾混合焚烧,进行热回收或发电。例如广州市从德国引进垃圾发电技术,准备在李坑建一座能日处理1000吨垃圾(约广州市日产垃圾的五分之一)的发电厂。 五、塑料包装废弃物综合治理措施为了减少塑料包装废弃物所造成的“白色污染”,开发“第二资源”,有关部门需要制订法规计划,改革管理机制,建立监管执法、抓好宣传教育等方面盘考虑综合治理,出发点是减废,立足点是资源化还可使采购本钱下降40%左右和无害化。 广泛宣传,加强环境保护意识教育人类创造文明时,由于忽略了与大自然的协调,使其赖以生存的生态平衡遭到了日益严重的破坏。在我国,大气、水体、土壤都已受到了不容忽视的污染,其中包装废弃物起了一定作用。环境恶化已成为世界性的难题,成为直接影响人类生存质量,制约可持续发展的主要因素。因此,加强社会主义精神文明建设,加强人们对环保问题的认识,是一项长期反复、广泛深入的工作。这项工作要利用各种媒体经常宣传,发动全民参与、群策群力,通过举办研讨会、讲座、展览、咨询、演唱会,有奖知识竞赛以及积极开展“环保”和“废物回收”的活动,大造舆论,以提高全民环保意识,人人重视环保工作,将我国建成一个高度文明的社会主义强国。 健全法制,制定包装废弃物有关的政策和法规发达国家为了改善自己国家的生存环境,提高环境质量,制订了一系列有关环境保护和包装废弃物排放的法规。例如,美国于1956年就颁布了固体废弃物处置法、1970年又颁布了资源回收法;法国规定了将垃圾废弃物抛到公共场所,罚款250~600法郎;韩国19995年规定了生活垃圾必须使用政府提供的垃圾袋,并根据垃圾量收费。对于违反者*高可罚款4xltf韩元(折合人民币1万元),我国借鉴了发达国家的确良经验,对防治固体废弃物的污染,已于1989年颁布了中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法和国务院关于环境保护若干问题的决定。这些法规都作出了具体的防治规定及应采取的相应措施。但缺乏具体可操作的细则,也缺乏强有力的执法手段和监督机制,因而出现了有法无人依,违法也无人追究的现象。 科学管理,建立和健全包装废弃物回收络系统改革开放前,我国废弃物的回收工作主要是靠各个城镇的“废品收购站”。改革开放后,异军突起,出现了多个体的“废品收购点”。但这些收购点缺乏科学管理,更未形成络系统。尤其是外来“拾荒”民工人员复杂、良莠不齐,无证经营,缺乏价值观念和道德观念,对包装废弃物的回收带来了负面影响,对于包装废弃物的回收工作,各级政府部门物资部门,环保部门和工商管理部门应予以高度重视。要科学管理,充分地利用我国剩余劳动力,并努力提高回收人员的素质,把包装废弃物的回收络系统建立和健全起来,并实现良性运作。同时,政府上应给予倾斜,并利用经济杠杆,使染,安排了劳动力。 综合利用,将塑料包装废弃物“变废为宝”和开发新产品前面已经论述过,塑料包装废弃物的再生与新产品开发,因此不再重复,在此只强调一点,塑料包装废弃物的综合利用、“变废为宝” 和新产品开发是塑料包装废弃物综合治理的关键,应引起高度重视,并组织相关专家和技术人员进行专题研究和试验。 垃圾分类,降低包装废弃物的回收成本包装废弃物的污染是由于千家万户造成的,所以回收包装废弃物要靠千家万户配合,据调查研究表明,几乎所有对固体废弃物资源化利用得好的国家和城市,都是对垃圾实行分类投资、分类收集、分类清运和分类处理。例如,瑞士的苏黎世1990年垃圾焚烧量为20.5万吨,而1995年国家用分类收集制度后降到15.6万吨,垃圾回收利用则从3.2万吨增加到5.5万吨;我国台湾城市,垃圾箱就由两个连体的圆筒组成;蓝色的为不可燃垃圾,红色为可燃的垃圾,市民自觉分类投入,在一些专门机构还用四色垃圾箱:蓝色为废纸箱,红色为废塑料箱,绿色为玻璃箱,黄色为废金属箱。这样做的结果为包装废弃物的回收提供了方便,降低了成本,减少了自身污染;广州市的城市生活时下的两大类(可利用和不可利用)逐步(上接第22页)子由于拉伸,其排列趋向规整有序,结晶度提高。目前,通过塑料更新聚合物生产工艺,可以提篼合成树脂中规整立构分子的比例,使材料强度增加,结晶度提高,并可采用单轴或双轴定向技术对塑料薄膜进行定向处理,减少大分子的枝化程度,并使其彼此有序平行排列,缩短分子间距离,增大分子间作用力,提高材料的密度,从而增加气体扩散过程中的阻力,从根本上降低了材料的透气性,同时也降低了材料的透水性,使材料的密闭性能更佳。过渡到“可再生利用”、“可焚烧”、“可堆肥”和理工厂(包括垃圾发电厂),并成立相应的管理机构。 开发材料,用可降解塑料取代不可降解塑料为消除“白色污染”,在包装工业中发展可降解塑料材料,逐渐淘汰不可降解的塑料材料是大势所趋,是解决包装废弃物末端处理的根本途径,按当前的材料学观点,使用性能好,但废弃后与环境协调差的材料,不能算好材料。 材料及技术本身要具备与环境的协调性,因此不可降解塑料就不是好材料,而可降解塑料就具有相当广阔的前景。国际社会对环境保护因其价格、质量等原因在整个塑料消耗量中的比重*小,但它会随着国际社会环境保护整体压力的加强,对环境污染控制力度的强化,将促使可降解塑料的应用更加普及,产量激增,价格下降。 可降解塑料主要分为合成光降解塑料,添加光敏剂的光降解塑料和生物降解塑料,以及多种降解塑料复合在一起的多功能降解塑料。 所以,在选择密封材料中,不仅要根据不同的密闭对象,对材料的极性作出选择,还应该选择密度较大,结晶化程度较篼,经定向处理过的材料。 4结束语随着科学技术的发展,符合不同使用要求的塑料薄膜材料的品种不断增加,性能也在不断完善,在实践中,不更需要我们运用科学的态度和方法,针对不同的场合,对密封材料进行正确选择和合理使用,充分发挥材料的优良特性,使塑料密封技术更完善,效果更好。

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