城市生活垃圾中廢塑料的資源化利用

史小慧，況 前，陳嚴(yán)華，陳洪亮

（重慶市環(huán)衛(wèi)集團(tuán)有限公司，重慶 404100）

隨著人民生活水平日益提高，城市生活垃圾產(chǎn)量逐年增加，其中可回收物主要有廢塑料、玻璃制品、廢金屬和廢紙等。近年來(lái)，快遞、快餐等行業(yè)繁榮發(fā)展，城市生活垃圾中塑料包裝制品增長(zhǎng)迅速，人們對(duì)塑料制品的使用需求也不斷增加，塑料消耗數(shù)量呈現(xiàn)勢(shì)不可擋的上升趨勢(shì)。因此，城市生活垃圾中廢塑料的回收利用問(wèn)題日益凸顯。

1 生活垃圾中廢塑料的特性

城市生活垃圾中的廢塑料數(shù)量逐年遞增，再生利用困難，對(duì)生態(tài)環(huán)境造成了不可忽視的影響，因此越來(lái)越受到人們的關(guān)注。表1為我國(guó)典型城市生活垃圾中廢塑料含量[1]。城市生活垃圾中的廢塑料大多為一次性包裝材料，主要是聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（PET）等，其中聚烯烴類(lèi)占比最大[2]。從生活垃圾中收集和分選出的廢塑料具有塑料質(zhì)輕、耐腐蝕、易加工等特點(diǎn)，仍是一種可循環(huán)利用的資源?；厥盏膹U塑料可通過(guò)特定的再生方法制造日常用品、建筑材料、燃料油氣以及化工原料等，實(shí)現(xiàn)廢塑料的資源化利用[3]。

表1 中國(guó)典型城市生活垃圾中廢塑料的比例

2 廢塑料的資源化利用方法

廢棄的塑料一般有四種去向：焚燒、填埋、回收和棄之環(huán)境。Roland Geyer等在2017年的一項(xiàng)研究報(bào)告中指出，截至2015年，人類(lèi)在過(guò)去70年中生產(chǎn)的83億t塑料制品中僅有20億t得到合理利用，而低回收率正是廢塑料被人們認(rèn)為“十惡不赦”的主要原因[4]。廢塑料再生利用的方法主要有物理回收、化學(xué)回收和能量回收三種[5]。

2.1 物理回收

物理回收簡(jiǎn)單可行，一般分為熔融再生和改性再生。簡(jiǎn)單再生主要用于回收成分單一、相對(duì)干凈、易于清洗的廢塑料，復(fù)合再生適用于品種多樣化、雜質(zhì)多的廢塑料，該類(lèi)廢塑料在回收再生前需對(duì)其進(jìn)行分離和篩選，工藝復(fù)雜，且所得再生塑料穩(wěn)定性較差，不適用于制造高檔次產(chǎn)品。改性再生是通過(guò)物理或化學(xué)改性提高廢塑料的抗沖擊性、耐熱性、抗老化性等，拓寬廢塑料的應(yīng)用渠道，提高其應(yīng)用價(jià)值。城市生活垃圾中的廢塑料分選困難，分選出的廢塑料多為一次性薄膜，利用價(jià)值較低，且表面粘有較多油脂等有機(jī)質(zhì)，清洗過(guò)程會(huì)產(chǎn)生大量污水且難以清洗干凈，因此該類(lèi)廢塑料一般不直接用來(lái)造粒，而是通過(guò)與無(wú)機(jī)填料（如木粉等）復(fù)合制備木塑復(fù)合材料。圖2為廢塑料生產(chǎn)木塑產(chǎn)品的工藝流程。

圖2 廢塑料生產(chǎn)木塑產(chǎn)品的工藝流程

2.2 化學(xué)回收

化學(xué)回收法是指通過(guò)化學(xué)法使廢塑料轉(zhuǎn)化為單體、燃料油或化工原料的方法，可分為熱分解回收法和化學(xué)分解回收法。目前應(yīng)用較多的廢塑料化學(xué)回收法是高溫?zé)崃呀饣虼呋呀?，工藝流程如圖3所示。一般將廢塑料加熱并保持在300～500℃使其分解，產(chǎn)生的高溫油氣冷卻后得到液態(tài)油的質(zhì)量、性質(zhì)、產(chǎn)率均與廢塑料的種類(lèi)、反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間以及是否用催化劑和催化劑的種類(lèi)有較大關(guān)系。廢塑料裂解制油是以石油為原料的化學(xué)工業(yè)制造塑料制品的逆過(guò)程，在20世紀(jì)70年代石油危機(jī)時(shí)已試驗(yàn)確認(rèn)廢塑料裂解制油的可行性[6]。在熱分解過(guò)程中使用合適的催化劑，即可得到高附加值的輕油和重油。城市生活垃圾中分選出的廢塑料以PE、PP和PS為主，且這三類(lèi)塑料具有較高的得油率，因此該方法可有效處理生活垃圾中的廢塑料[7]。

圖3 廢塑料裂解制油工藝流程

2.3 能量回收

能量回收是通過(guò)有效回收廢塑料在焚燒爐中焚燒時(shí)釋放的能量，采用熱交換器將其轉(zhuǎn)化為熱水或通過(guò)鍋爐將其轉(zhuǎn)化為蒸汽再利用。焚燒可大幅減少塑料的堆積量，可使廢塑料減容90%～95%，且廢塑料具有較高的燃燒熱如聚乙烯和聚丙烯的燃燒熱分別高達(dá)46.63 GJ/kg和43.95 GJ/kg，均高于木材的燃燒熱14.65 GJ/kg[8]。生活垃圾中含有較多的難分選、難清洗、無(wú)法回收的混雜廢塑料，利用能量回收法可實(shí)現(xiàn)生活垃圾的減量化、資源化處理。但生活垃圾中的廢塑料還含有少量聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚氨酯等，這些塑料在燃燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生有害物質(zhì)，例如，PVC在燃燒時(shí)產(chǎn)生氯化氫氣體，聚丙烯腈和聚氨酯燃燒時(shí)產(chǎn)生氰化氫，因此如何做到抑制污染物排放，不產(chǎn)生二次污染至關(guān)重要。

3 生活垃圾中廢塑料資源化利用存在的問(wèn)題

城市生活垃圾成分復(fù)雜、性質(zhì)多變、產(chǎn)量逐年遞增，分選出的廢塑料品質(zhì)波動(dòng)較大。現(xiàn)國(guó)內(nèi)外已有多種廢塑料的處置技術(shù)，但其資源化利用并未在國(guó)內(nèi)全面實(shí)施，主要原因如下。

3.1 垃圾分類(lèi)體系不成熟

垃圾分類(lèi)收集是實(shí)現(xiàn)資源化利用的瓶頸，我國(guó)垃圾分類(lèi)體系尚不成熟，要實(shí)現(xiàn)垃圾資源化利用需從推行生活垃圾分類(lèi)收集開(kāi)始，提高生活垃圾中可回收廢品的質(zhì)量，變廢為寶，減少垃圾處置費(fèi)用，促進(jìn)廢品的資源化利用。

3.2 廢塑料分選回收技術(shù)的制約

廢塑料分選對(duì)廢塑料的資源化利用至關(guān)重要，因此需加強(qiáng)各種分選技術(shù)和相應(yīng)設(shè)備的研發(fā)，開(kāi)發(fā)出適合我國(guó)國(guó)情的生活垃圾中廢塑料的分選回收工藝和設(shè)備，提高廢塑料資源化利用程度。

3.3 廢塑料回收行業(yè)體系不完善

垃圾的資源化利用是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要全民參與、企業(yè)加盟以及政府決策等各方面合力完成。目前，從垃圾投放到運(yùn)輸、分類(lèi)，再到垃圾資源化利用及其產(chǎn)品的輸出，各個(gè)環(huán)節(jié)獨(dú)立存在和運(yùn)行，未實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈化，鏈條上各環(huán)節(jié)未形成體系，削弱了垃圾回收程度和回收效果。

3.4 配套法律法規(guī)不足

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活垃圾分類(lèi)體系已初步建立，但有關(guān)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的立法體系不夠健全且缺乏系統(tǒng)性。垃圾分類(lèi)不能以鼓勵(lì)為主，應(yīng)當(dāng)設(shè)置相應(yīng)的懲罰措施和約束機(jī)制；不能只依靠市場(chǎng)機(jī)制，必須有法律強(qiáng)制介入，構(gòu)建并完善我國(guó)城市生活垃圾分類(lèi)的法律體系，促進(jìn)我國(guó)垃圾的資源化利用。

4 生活垃圾中廢塑料資源化利用的發(fā)展方向

生活垃圾中廢塑料的資源化利用是一個(gè)綜合性社會(huì)問(wèn)題，要實(shí)現(xiàn)廢塑料的綠色循環(huán)發(fā)展，只有在國(guó)家有關(guān)部門(mén)的干預(yù)、協(xié)調(diào)和支持下，才能在全社會(huì)形成廢棄物回收利用共識(shí)，促進(jìn)廢塑料的資源化利用。

4.1 加強(qiáng)領(lǐng)導(dǎo)，制定政策

廢塑料的資源化利用需要政府牽頭，發(fā)揮政策引導(dǎo)和制度上的優(yōu)勢(shì)，加快垃圾分類(lèi)收集的實(shí)施，從源頭上解決廢塑料的污染問(wèn)題。廢塑料行業(yè)需要得到政府的鼓勵(lì)和相關(guān)法律法規(guī)的支持與規(guī)范，在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)引導(dǎo)企業(yè)走綠色發(fā)展道路是重中之重。

4.2 廢塑料行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化

我國(guó)廢塑料的資源化利用主要是由中小型廠家負(fù)責(zé)，急需建立廢塑料資源化產(chǎn)品質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)及標(biāo)準(zhǔn)化體系，依托行業(yè)規(guī)范條件，推進(jìn)行業(yè)規(guī)范化建設(shè)，結(jié)合我國(guó)廢塑料回收技術(shù)及其產(chǎn)品，制定相關(guān)的國(guó)家技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)或技術(shù)規(guī)范。

4.3 分選回收技術(shù)自動(dòng)化、精細(xì)化

開(kāi)發(fā)廢塑料分選、分離自動(dòng)化技術(shù)裝備，實(shí)行廢塑料的高速高效自動(dòng)化分離，解決傳統(tǒng)靠人工和化學(xué)分離的低效率和高污染問(wèn)題，開(kāi)發(fā)廢塑料再生利用技術(shù)和資源環(huán)境污染控制關(guān)鍵技術(shù)，拓寬廢塑料的資源化利用方式，確保廢塑料的合理資源化利用，抑制二次污染的發(fā)生。