行业资讯 | 盘点全球固体废物“再生术”

日期: 2024-04-13 00:14:58|浏览: 55|编号: 47333

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行业资讯 | 盘点全球固体废物“再生术”

经过30多年的研究和实践,美国、欧盟、日本等发达国家和地区已经建立了固废全过程精细化管控体系。

20世纪80年代以来,为缓解原料短缺,我国开始从国外进口可用作原料的固体废物,从而逐渐成为世界上固体废物进口和利用最多的国家。 据2017年海关统计,当年我国进口固体废物数量最多的种类为废纸、废塑料、废金属等。

为进一步规范固体废物进口管理,防治再生资源产业污染环境问题,国务院办公厅印发了《禁止洋垃圾入境推进固体废物进口改革实施方案》。 2017年《固体废物进口管理制度》,并从2018年起分批调整 根据《进口废物管理名录》,截至2019年底,新增“禁止进口固体废物”品种将达到32种。

在“洋垃圾禁令”出台、垃圾分类管理深入推进、“城市矿产”示范基地、“无废城市”建设等背景下,我国固体废物回收率和利用率固废资源化利用仍存在巨大空间。

经过30多年的研究和实践,美国、欧盟、日本等发达国家和地区已经建立了固废全过程精细化管控体系。

固废处理新技术

美国、欧盟、日本等发达国家和地区已形成规模化的固废回收利用产业,主要国家也对技术研发给予了较大支持。

例如,欧盟“地平线计划”在固体废物领域设立了专项项目,支持了一批废旧物资回收利用、城市采矿等领域的研究项目; 日本持续推进“循环型社会”发展计划,重要大宗金属近期已实现100%回收,并提出到2035年将固体废物填埋率降低至3%。

总体来看,环境大数据、互联网、人工智能等新技术已融入固废资源化利用领域。 美国、加拿大等开发了基于物联网技术的园区固废回收与产业共生决策算法和平台,垃圾回收率提高了37%。 德国、日本等已在垃圾清运、计量系统、垃圾统计、监控管理等领域采用射频识别(RFID)。

例如,美国苹果公司开发了智能手机回收拆解机器人Liam和Daisy,仅需十秒即可拆解一部手机; 日本松下环保公司研发出一款能够智能搬运、视频识别、精准定位、快速拆解的机器人智能设备,实现废旧家电高效拆解、树脂与金属精细分离,铜纯度达到99%。

此外,美国、欧盟还建立了IWEM、3MRA、IWAIR等固废风险评估模型和基础数据库,为固废精细化管控提供支撑。 在废纸、废塑料、废金属等固废资源化利用技术方面,发达国家也开发应用新技术,提高固废资源化利用产品的附加值。

废纸资源化利用

欧美等发达国家建立了严格的废纸回收分类制度。 例如,美国将废纸分为51个级别,并对每个级别废纸的用途、性能和来源进行了明确的描述和分类。

传统的废纸回收主要用于生产再生纸。 处理过程通常包括机械研磨、纤维化、脱墨、脱色、漂白、去除粘土和粘合剂等。然而,再生纸过程会导致纤维损失和纸张强度损失。 ,回收次数有限。 目前国外已有相关技术将废纸转化为制造家具和建筑的新材料。

例如,美国、德国、日本等国的研究人员将从废报纸、木纤维、水泥等材料中提取的纤维材料混合生产中密度纤维板。 用废纸制成的板材隔热、隔音效果好,而且价格便宜。

德国研究人员利用废纸作为刨花板生产的原料,主要将其用作板材的中间层或芯层材料。 美国的研究人员将旧报纸磨成粉末,然后与聚乙烯、丙烯等高分子材料混合,加热使混合物熔化,注入成型机中成型。 其防火性能和热稳定性优于普通树脂材料。

瑞士国家联邦实验室与该公司合作开发了一种由废纸制成的隔热材料,可用于制造木结构和舱室配件等材料。 其添加剂对人类、动物和环境无害,并可用于消防。 价值。

芬兰国家技术研究中心开发了废纸制品和废纺织品综合利用技术,将废纸、旧衣服、废棉、木质纤维等变成粘胶型再生纤维。 废纸还可用于生产纸浆模塑制品。 以废纸生产的一次纤维或二次纤维为主要原料,采用特制模具将纤维脱水、成型。 干燥成型后得到的物料可用于食品、家用电器等商品的包装。

除了利用废纸生产新材料外,国外也有利用废纸制造化工材料的研究。 新加坡国立大学工程学院的研究人员利用废纸生产气凝胶。 2016年,他们首次将废纸转化为绿色纤维素气凝胶,生产出无毒、轻质、柔韧、高强、防水的产品。 它可用于溢油清理、绝缘和包装等许多领域。 日本一家公司开发出一种以报纸为原料生产乳酸的低成本方法。 它利用纤维素酶将废纸中的二次纤维转化为葡萄糖,然后通过发酵过程产生乳酸。

废塑料资源化利用

2018年,联合国环境规划署首次关注一次性塑料污染问题; 2019年,新修订的巴塞尔公约首次纳入废塑料管理条款,将受污染和混合的“脏”塑料废物纳入进出口限制。 ; 德国联邦政府已将减少塑料对环境的污染作为2025年高科技战略的重点领域。

废塑料资源化利用技术主要分为两大类:识别分选技术和加工利用技术。

日常消费中产生的废塑料,如各种包装袋、饮料瓶、薄膜等,需要经过分类、去除杂质后才能回收利用。 因此,塑料识别和分选技术非常关键,例如水力旋流分选。 、气浮分离等。

在欧美国家,静电分选技术仅用于分选二元混合塑料,如ABS/PC(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/聚碳酸酯)、PET/PVC(聚对苯撑)、乙二醇二甲酸酯/聚氯乙烯等废塑料)、PP/PE(聚丙烯/聚乙烯)、废旧塑料碎片相互碰撞,因电场偏差不同而分离。 也有关于使用泡沫浮选的报道。 其原理是使气泡粘附在特定聚合物的表面,分离出密度相近的废塑料。

目前,发达国家也开发了基于光谱技术的废塑料分选方法。 例如挪威Tomla公司的系统、德国Bühler公司的系列、德国S+S公司的系列、法国公司的设备采用近红外光谱技术检测HDPE(高密度聚乙烯)和塑料中的PVC。 对(聚氯乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PE(聚乙烯)等废旧塑料进行精细分选,其识别精度和尺寸根据不同公司的算法而有所不同。

传统的废塑料资源化利用技术是将其重新熔融造粒生产再生塑料材料。 针对不同的废塑料材料,等离子气化法、复合体积膨胀法、高温热解法、流化催化裂化法等技术均已得到应用。

奥地利Erema回收工程机械设备公司采用反向逆流技术,即废塑料与挤出螺杆机反向旋转,提高废塑料回收性能,降低生产过程中的温度,增加处理量再生塑料的产能和产量。 ,该技术荣获2019年欧洲专利局(EPO)颁发的“欧洲发明奖”。

奥地利史太林格公司推出的两款新型塑料回收设备,可用于清洁废物、轻质薄膜和耐磨塑料制品的回收。

荷兰设计师开发了第二代手工DIY塑料回收设备。 该设备由塑料破碎机、挤出机、注塑机、滚塑机组成,可将废旧塑料变成新产品。

日本积水化学工业公司开发出利用废塑料的“三明治”填充技术。 利用废旧塑料作为生产物流运输箱,采用强度高、塑性优越的塑料作为表面材料,减少家庭消费产生的低成本塑料。 中间填充材料采用高强度废塑料。

废塑料的能量转化技术也是发达国家的研究热点。 例如,塑料裂解技术是在无氧或缺氧环境下利用高温加热,将塑料分子中的碳和烃链裂解成小分子碳氢化合物。 所得产品可分为热解气和热解油。 。

日本开发了一种催化废塑料热解制油的技术(方法),使聚苯乙烯塑料热解油中烷烃的收率达到80%以上。

美国科学家开发出一项新技术,可以将塑料购物袋转化为柴油、天然气和其他石油产品。 塑料袋原本是一种石化产品。 以废塑料为原料蒸馏可得到近80%的燃料,高于原油蒸馏50%~55%的收率。

英国Cynar公司在爱尔兰建设的废塑料能源转化工厂,日处理废塑料10吨,转化率95%。 来自瑞士楚格市的废塑料被运至该公司用于生产燃料油。

澳大利亚新南威尔士大学开发了一种聚合物注射技术(PIT),利用废塑料生产钢铁。 可减少炼钢生产中喷碳总量10%~20%,节约喷碳材料成本15%。 ~35%,该技术还可以大大减少废橡胶、废塑料对环境的污染。

废金属资源化利用

目前,废金属的主要资源利用方式仍然是重新冶炼并作为再生材料使用,其中废金属分选技术也是关键。

欧美发达国家废旧金属材料的分选已从单纯依靠传感器技术发展到逐步融合图像处理、神经网络、激光诱导击穿光谱(LIBS)技术。 其自动分拣系统可根据分拣任务和条件灵活调整。 配置在地面上,可分选粒径1~2毫米的废旧金属颗粒,分选精度高达95%以上。

例如,芬兰研究人员提出了一种结合双能X射线、机器视觉和感应传感器的废金属分选系统,并在实验室条件下取得了良好的分选效果。

电子垃圾中的废金属回收也越来越受到关注。

例如,比利时优美科集团()将电子垃圾中的铜、铅、镍等送至铜冶炼设施,生产粗铅、镍砷渣和铜渣。 其中镍砷渣中含有铂族金属,多尔等贵金属以合金形式回收。

日本同和矿业公司采用湿法处理电子垃圾中的含金废片和连接器,溶液经还原处理后可提取贵金属。 电子基板、涂层铜线等金属材料一般采用回转窑焚烧或热解加工,最终送至铜冶炼厂进行资源化利用。

德国、比利时、瑞典等国针对多源金属熔池冶炼协同利用开展了系统研究,在均质化控制、多相反应与定向分离机理、剧毒元素轻度矿化等方面取得突破性进展等,形成了完整的技术体系和成套设备。

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