现代固体废弃物处理技术

4.1、塑料制品垃圾的现代处理技术
4.1.1、废塑料的直接再生技术 @聚乙烯（PE）废旧塑料直接再生利用技术 @聚丙烯（PP）废旧塑料直接再生利用技术 @聚氯乙烯(PVC)废旧塑料直接再生利用技术 @聚苯乙烯(PS)废旧塑料再生利用技术 @聚酯(PET)废旧塑料直接再生利用技术 @聚氨酯(PU)废旧塑料直接再生利用技术
• 此外，利用废旧聚乙烯塑料可以改 性沥青路用性能[8]。主要利用农用 地膜、塑料大棚、食品袋、商品包 装袋及其它塑料包装袋等废弃的聚 乙烯薄膜作为路用沥青改性剂 ,有利 于提高沥青路面的使用质量 ,延长路 面的使用寿命 ,具有较高的经济效益 和社会效益。变废为宝 ,减少环境污 染 ,是一种环保产品。
聚酯(PET)废旧塑料直接再 生利用技术
• 査安霞著的《回收聚酯瓶片料纺制油毡基布用 涤纶短纤维的生产工艺》[14]里讨论了采用回 收聚酯瓶片料生产油毡基布用涤纶短纤维的生 产方法，着重对干燥、过滤、纺丝成形、拉伸 倍率、紧张热定形、松弛热定形等工艺进行了 探讨。指出如何通过工艺手段生产出断裂强度 高、断裂伸长大、干热收缩小的涤纶短纤维以 满足油毡革基布的特殊性能要求。
4.2、秸秆的现代处理技术
• 农作物秸秆是农作物生产过程中产生的固体废物。农 作物秸秆中含有丰富的有机质、纤维素、半纤维素、 粗蛋白、粗脂肪和氮、磷、钾、钙、镁、硫等营养成 分，可广泛应用于饲料燃料肥料造纸轻工食品养殖建 材编织等领域。据统计，我国每年的农作物秸秆产量 约有8.42×108t之多，可收集量为6.51×108t，可收 集系数为0.77。[18]其植物能大约占农作物总量的 50%～75%，具有很高的利用价值，但目前我国的利 用率较低，仅为33%左右。[19] • 目前，将按利用的方式主要有发挥秸秆的有机质功能 和肥料功能的秸秆还田利用、饲料化处理和作为能源 利用等技术。
◎ 需要指出的是，城市生活垃圾的组成、 产生量及组分与居民生活水平、生活习 性、季节气候、环境条件等因素有密切 关系。比如在我国上海市属于发达地区， 一线城市，居民消费水平高，人口密度 大，气候是亚热带海洋季风气候，2002 年上海市垃圾产生量为11848t/d [2] ； 然而，作为二线城市的郑州，属于暖温 带亚湿润季风气候。同年的郑州的垃圾 产生量则是2050t/d [3]。
• 固体废物的产生量如此之大，如果处理 得当，可将其变废为宝；否则，将造成 环境污染，危害人类健康，给自然界带 来灾难！ • 因此，寻找良好的固体废物处理技术势 在必行！
4、现代固体废物处理技术
由于固体废物种类繁多，成分复杂，笔 者从中挑选了三种具有代表性的，与生 活息息相关的固体废物，对其现代处理 技术进行说明阐述。这四种固废分别是： 塑料制品垃圾、农林业中的秸秆以及城 市生活垃圾。
3、固体废物的排放量
• 回顾我国在改革开放的新形势下，国民经济和居民生 活迅速得到发展和提高。据统计我国每年所产工业固 体废物量已达6×108t，其中危险废物约占5%。这些 废物除约40%供回收利用外，大都仅作简单的堆置处 理或是任意丢弃。目前，估计历年所堆置的固体废物 量高达60×108t，占用了大量农林业土地。 • 另外，城市生活垃圾排出量增长也十分迅速。目前我 国城市垃圾年产量已达1.5×108t左右，而且正以每年 约8%的速度增长。由于各项处理设施严重不足，这些 城市垃圾约有一半未经任何处理，采用裸露堆填的粗 放弃置，占用城市周边土地面积达6×104hm2，导致 约有2/3的城市处于垃圾包围之中，既污染水质、土 壤、大气，还将传播疾病，严重影响城市环境质量和 可持续发展。
现代固体废弃物处理技术
学院：化学与环境工程学院 班级：０９环境本科班 指导老师：张艳维 小组成员及学号：李 爽 200905050057 刘 哲 200905050058 信广志 200905050059 石洋成 200905050060 主讲人：石洋成 2012/12/20
1、固体废物定义
《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》 （1996年4月1日施行）2004年予以修订通过，并于 2005年4月1日起实施。在修订后的《中华人民共和国 固体废物污染环境防治法》中明确提出：固体废物在 生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或 者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固 态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政 法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。
4.2.2、秸秆的能源化利用
• 秸秆能源化利用手段有直接燃烧、热解气化、厌氧发 酵制取沼气、生产生物质压块燃料等技术。 • 北方生物质能集团吉林省华光生态工程技术研究所研 究出的颗粒燃料以农作物秸秆为主要原料，加入少量 添加剂而制成。其SO2排放量近似于“零”。该燃料 在燃烧过程中整体不变形、不散架，具有火力旺、易 于点火、无污染、适宜于各种燃烧器等特点，达到了 国际标准。它可以代替煤、燃油、燃气，是今后开发 新型可再生能源的主要对象。主要指标：热值 ≥4000kcal/kg；燃烧率≥92%；含灰量≤7%；外形尺寸： 外径9mm；长度10～20mm。适用范围：生活燃烧。 稻壳棒稻壳棒是一种可再生的洁净燃料；是用“挤棒 机”通过高温高压把松散的稻壳挤压成型；制成形状 规则的固体燃料。其特点为：密度大、含硫少、易燃 耐燃、燃烧均匀、无污染、可任意折断。
4.2.1、秸秆还田利用
• 秸秆还田具有增加土壤养分、改善土壤结构保 墒调温抑制杂草生长减轻盐碱等作用。由于改 善了土壤的水分养分通气和温度状况，优化了 农田生态环境，秸秆还田后，不仅可增加作物 的产量，还可以提高作物的品质。秸秆直接还 田作肥料是一种简便异形的利用方法，对不同 地区都适用。 • 有资料表明：运用土壤活性有机碳和碳库管理 指数表征土壤酶活性及土壤肥力变化，比土壤 有机碳更具灵敏性。在宁南半旱区采用秸秆还 田能有效提高土壤活性有机碳含量和土壤酶活 性。[20]同时，能较好地保蓄土壤水分，利于 土壤水库的扩蓄增容，且对提高作物产量和作 物水分利用效率有显著效果。[21]
• 举个催化裂解法的例子。四川大学化工 系李晓祥、石炎福、余华瑞三位用自制 的LY系列催化剂对聚乙烯、聚丙烯、聚 苯乙烯及其按不同比例混合的３种废塑 料催化裂解制燃料油进行了研究。试验 结果表明：混合废塑料料经过催化裂解 制得的９０＃汽油和０＃柴油的质量均 达到国家标准；油品品质的好坏主要由 废塑料的种类、催化剂和催化改质温度 ３个因素决定。[17]
聚氨酯(PU)废旧塑料直接 再生利用技术
• 下面介绍一种利用废聚氨酯瓶制备醇酸树脂的 工艺[15]：使用下列配比的原 料,经酯化反应后, 最终制得醇酸树脂成品：油20-25％,多元醇 5.5 -8.2％,聚酯瓶13-15％,二甲苯2.5-3％,顺 丁烯二酸酐1-2％, 松香0-7％,200#溶剂油 45-50％。 • 此工艺优点：生产成本低，制得的醇酸树脂的 性能有了显著提高，利用了废旧资源，具有较 好的经济效益和社会效益。
• 2)废旧聚丙烯纤维制备鞋底中层板材[10] • 这是一种新型鞋底中层板材及制作方法，主要 原料采用废旧棉、麻、布料植物纤维和废旧聚 丙烯编织物纤维，主要制造工序有：混合纤维 丝绒加工、非织造布加工、热压成型。
• 用该配料和方法制造的鞋底中层板材，将废物 原料回收利用，防止白色污染，有利于环保， 所制造的板材强度高、硬度好，透气，排汗、 耐水、耐绕曲，制造成本低，适用于制作皮鞋 的鞋底中层板。
聚苯乙烯(PS)废旧塑料再生 利用技术
• 比如PS废旧塑料可生产聚苯乙烯泡沫混凝土 [13]。王录民、张大英、王树明通过对不同配 合比的废旧聚苯乙烯泡沫混凝土(以下简称EP 混凝土)立方体块的试验研究，研制出了浇板 的一种新型填充材料——EPS混凝土型块。试 验结果表明，该EPS混凝土型块成型效果好、 自重轻、价格低廉、保温、隔热，将其填充在 现浇板中不仅固定方法简便，而且可以大大减 轻板的自重，是一种理想的填充材料。
• 将处理的农作wk.baidu.com秸秆经洗涤水解蒸煮软 化糖化发酵蒸馏取酒等主要工序，可制 取乙醇。[22] • 此外，秸秆制炭工艺也比较成熟。据 《农村科技开发》报道，早在2001年山 东省淄博市淄川区岭子镇台头崖村韩克 礼就发明了一项有关技术。[23]
4.2.3、秸秆的饲料化
4.1.3、废旧塑料裂解转化 利用技术
• 塑料裂解技术的基本原理是将废旧塑料制品中 原高聚物大分子进行比较彻底的裂解，使其回 到低相对分子质量或单体态，其他组分则是基 本有机原料。主要表现在Ｃ－Ｃ键断裂，同时 伴随有Ｃ－Ｈ键断裂。裂解方法主要有热裂解 法、催化裂解法、热裂解－催化改质法和催化 裂解－催化改质法四种基本方法。此外，还有 超临界水废旧塑料裂解法、与煤共液化裂解法、 气化裂解法方法等。具体不再多做介绍。
聚乙烯（PE）废旧塑料直接再 生利用技术
• 1)废旧聚乙烯制品用于生产再生粒料[5] 工艺流程：原料来源→挑选→清洗→干燥→造粒→包 装 • 2)聚乙烯再生塑料生产木塑质鞋楦[6] 该楦与以往的木楦和塑料楦相比，具有韧性好、膨胀 系数小，使用寿命长，在外界温度达到80℃时不变形 等优点。制造该楦既可用好料，也可用回收的废料， 从而达到了省工省料、降低生产成本的效果。 • 3)用PE再生料制备全塑铅笔[7] 具体生产工艺可查询文献。
聚丙烯（PP）废旧塑料直 接再生利用技术
• 1)废旧聚丙烯可用于复合材料的改性[9] 废旧聚丙烯(PP)编织袋回收料分别与回收聚乙烯(PE)、 回收橡胶粉、木粉共混，制备了增韧PP材料、热塑性 弹性体和木塑复合材料，采用力学性能测试、SEM和 DSC分析等手段对其性能和结构进行了表征。结果表 明：随着回收聚乙烯(PE)含量的增加，回收PP/PE共 混物的拉伸强度和冲击强度迅速提高；回收PP/橡胶 粉共混物中加入聚丙烯接枝马来酸酐(PP-g-MAH)能起 到增容的效果，随PP-g-MAH含量的增加，共混物的 拉伸强度上升，永久变形减小；在回收PP/木粉复合 材料中加入PP-g-MAH后，复合材料的冲击强度明显 提高。
2、固体废物分类
◎在《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》 （2004修订）中将其分为城市固体废弃物、 工业固体废物和有害废物。 ◎在宁平主编的《固体废物处理与处置》[1]里将 其分类如下： a)按化学性质分为有机固体废物和无机固体 废物； b)按污染特性分为一般固体废物、危险废物 以及放射性废物； c)根据来源分为工矿业固体废物、生活垃圾 以及其他固体废物三类。
4.1.2、废旧塑料改性利用 技术
• 为了提高再生料的力学性能，需要对其改性。经过改 性的再生塑料，可用于制作档次较高的塑料制品。例 如：利用废旧聚苯乙烯塑料可以制备高抗冲改性材料。 四川大学的傅强等发明的一项有关此类的技术[16]。由 于发明在体系中添加了少量聚乙烯，且通过限定废旧 聚苯乙烯和聚乙烯的熔融指数来控制两者的粘度比和 聚乙烯的结晶行为以及相尺寸，因而获得的改性材料 的缺口冲击强度是原废旧聚苯乙烯的8～10倍多，且 可以维持甚至提高聚苯乙烯的拉伸强度，使所制得的 改性聚苯乙烯可以替代高抗冲聚苯乙烯新料用于生产 计算机、空调等中高端家用电器部件，社会经济效益 显著。 • 改性技术很多，由于篇幅原因，不再多做介绍。
聚氯乙烯(PVC)废旧塑料直 接再生利用技术
• 1)用PVC回收料生产塑料凉鞋[11] 有一种旅游保健鞋的的配方及制作方法，其特征是在 PVC材料中加进远红外陶瓷粉，添加过程可以在填料、 着色剂、分散剂、珠光粉中进行。 • 2)利用废旧聚乙烯生产PVC电缆粒料[12] 该工艺方法是首先清洗废料和干燥粉碎,然后加入染色 剂混合搅拌10—15分钟,再加入增塑剂反应5—10分钟, 然后加入稳定剂反应5—15分钟,再经三道挤塑机处理 加热到150℃—180℃成液体状,过滤去除杂质,然后冷 却到常温,用成型机制成颗粒料。 具有生产简单,无污染,是废旧聚氯乙烯再生利用的较 理想的方法。