Kuriem pārstrādes tehnoloģiju veidiem ir vislielākā ietekme?

Key Takeaways

• Mehāniskā otrreizējā pārstrāde materiālus izmanto fizikālos procesos, bet rada zemākas kvalitātes blakusproduktus. Tas ir lētāk, bet apdraud pārstrādājamo materiālu integritāti.
• Ķīmiskā pārstrāde sadala atkritumus atsevišķos monomēros un uzņem plašāku atkritumu klāstu. Pirolīze, gazifikācija un solvolīze ir ķīmiskās pārstrādes veidi.
• Reversās tirdzniecības automāti un veicināšanas programmas veicina otrreizēju pārstrādi, taču tos ierobežo pieņemamie pārstrādājamie materiāli. Potenciāls ir arī atkritumu pārstrādei un litija jonu akumulatoru pārstrādei.

Pārstrādes rādītāji visā pasaulē samazinās, neskatoties uz to, ka bezpeļņas organizācijas (NPO) un vides aizstāvji palielina izpratni. Dažādi atkritumu veidi joprojām nonāk tajos pašos poligonos. Lai gan vairāki faktori veicina sliktu atkritumu apsaimniekošanu, galvenokārt vainojami nekonsekventi pārstrādes procesi un savākšana. Daudzas valstis joprojām izmanto lētas, taču novecojušas sistēmas.

Tātad, otrreizējās pārstrādes tehnoloģijām attīstoties, kādiem pārstrādes tehnoloģiju veidiem ir vislielākā ietekme?

1. Mehāniskā pārstrāde

Mehāniskā pārstrāde atkārtoti izmanto savāktos materiālus, izmantojot dažādus fizikālus procesus, piemēram, sasmalcinot, kausējot un pārveidojot. Tas saglabā pārstrādājamo materiālu ķīmisko struktūru, kas nozīmē, ka jūs nevarat sajaukt dažādus materiālus. Atkritumu apsaimniekošanas iestādes bieži izmanto šo procesu, pārstrādājot papīra, stikla, metāla un plastmasas priekšmetus.

Daudzi valsts un privātie sektori paļaujas uz mehāniskiem pārstrādes procesiem, jo ​​tie ir lētāki nekā citas pārstrādes tehnoloģijas. Pašdarinātāji pat izveido improvizētus iestatījumus, kas sasmalcina, izkausē un veido pārstrādājamos materiālus.

Tomēr viens mehāniskās pārstrādes mīnuss ir tas, ka tā parasti rada zemākas kvalitātes blakusproduktus nekā citas sistēmas. Skarbi fiziski procesi apdraud pārstrādājamo materiālu strukturālo integritāti. Piemēram, jūs varētu pamanīt, ka papīra maisiņi un plastmasas pudeles, kas izgatavotas no 100% otrreizēji pārstrādātiem materiāliem, šķiet trauslas.

2. Ķīmiskā pārstrāde

Ķīmiskā pārstrāde sadala atkritumus to pamatelementos. Tas ražo atsevišķus monomērus un pārstrādā tos jaunos produktos — pārstrādājamie materiāli vairs nesaglabā sākotnējās formas. Patiesībā viņi pieņem pavisam citu lietas stāvokli.

Ķīmiskās pārstrādes lielākā priekšrocība ir tā, ka tajā tiek ievietots daudz plašāks atkritumu klāsts. Mehāniskie procesi nevar pārstrādāt "netīros" priekšmetus. Lielākā daļa atkritumu apsaimniekošanas uzņēmumu nosūta sarūsējušus, netīrus vai piesārņotus pārstrādājamos materiālus (piemēram, plastmasas pudeles ar sulu un jēlas gaļas iepakojumiem) uz poligoniem.

The ESAO pat ziņo, ka tikai deviņi procenti plastmasas atkritumu tiek pārstrādāti. Pašlaik ir trīs ķīmiskās pārstrādes veidi.

Pirolīze

Pirolīze karsē pārstrādājamos materiālus augstā temperatūrā, bez skābekļa, termiskā sadalīšanās diapazonā no 752 līdz 1472 grādiem pēc Fārenheita. Tas ir izplatīts sarežģītas plastmasas pārvaldībā. Process tos sadala līdz molekulārajam līmenim un pārvērš tos par pārstrādātiem bioeļļas, sintētiskās gāzes vai kokogļu blakusproduktiem. Pirolīzes blakusproduktiem ir gandrīz tāda pati kvalitāte kā neapstrādātiem materiāliem. Šis video lieliski parāda, kā ķīmiskā pārstrāde atšķirībā no mehāniskajiem procesiem saglabā kvalitāti.

The FHWA apgalvo, ka amerikāņu autobraucēji katru gadu izmet vairāk nekā 280 miljonus automašīnu riepu, taču ražotāji nevar bezrūpīgi izmantot ilgtspējīgu, taču nedrošu pārstrādātu gumiju. Big Atom Tire Recycling šo problēmu atrisina, izmantojot pirolīzi. Tās komanda ķīmiski sadala riepu lūžņus jēlnaftā un plastmasā, kas varētu kalpot kā izejmateriāls pilnīgi jaunām, uzticamām ceļa riepām.

Gazifikācija

Gazifikācija ir termoķīmisks pārstrādes process, kas uzsilda pārstrādājamos materiālus no 1472 līdz 2192 grādiem pēc Fārenheita ar ierobežotu skābekļa daudzumu. Tas sadala izmantoto plastmasu, biomasu un organiskos atkritumus. Bet atšķirībā no pirolīzes šai sarežģītajai sistēmai nepieciešama daudz karstāka temperatūra, lai radītu siltumu, elektrību un sintēzes gāzi (sintēzes gāzi). Gazifikācija ir arī efektīvs veids, kā iegūt tīru enerģiju no izmestiem pārstrādājamiem materiāliem. Fosilā kurināmā patēriņš visā pasaulē samazinātos, ja cilvēki iegūtu enerģiju no saules paneļiem un pārstrādātiem atkritumiem.

Solvolīze

Solvolīze ir zemas temperatūras termoķīmisks process, kas izšķīdina pārstrādājamos materiālus īpašā šķīdinātājā pie 212 līdz 572 grādiem pēc Fārenheita. Tas ir efektīvs veids, kā pārstrādāt poliesterus vai poliuretānus. Atkritumu apsaimniekošanas iekārtas parasti nosūta šāda veida jauktos plastmasas atkritumus uz poligoniem, jo ​​tie nevar izturēt mehānisko pārstrādi.

Protams, solvolīzē tiek uzņemti arī biomateriāli un organiskie atkritumi. Visizplatītākie solvolīzes blakusprodukti ir degviela, oligomēri un monomēri. Šie pārstrādātie materiāli ir daudzpusīgi; ražotāji tos var izmantot kvalitatīvu plastmasas izstrādājumu, etanola spirta un smērvielu ražošanai.

Lai gan pirolīze, gazifikācija un solvolīze ir pārākas par mehāniskās pārstrādes sistēmām, tikai dažas atkritumu apsaimniekošanas iekārtas var tajās ieguldīt. Diemžēl to iegāde un uzturēšana ir dārga. Var paiet gadu desmiti, līdz tās kļūs par standarta pārstrādes tehnoloģijām visā pasaulē.

3. Reversie tirdzniecības automāti

Reversās tirdzniecības automāti (RVM) veicina otrreizējo pārstrādi, mudinot cilvēkus nodot otrreiz pārstrādājamus priekšmetus (piemēram, tukšus stikla traukus, plastmasas pudeles un alumīnija kannas), lai saņemtu atlīdzību. Viņi parasti izsniedz kuponus, atlaižu kartes vai skaidru naudu. Vienkārši ievietojiet otrreiz pārstrādājamos materiālus iekārtā, savāciet balvas, un tā automātiski sašķiros atkritumus jūsu vietā. Lielākais RVM ierobežojums ir tas, ka tie ir izvēlīgi attiecībā uz pieņemtajiem pārstrādājamajiem materiāliem. Tā kā lielākā daļa atkritumu apsaimniekošanas iekārtu joprojām izmanto mehāniskos procesus, tās nevar riskēt ar piesārņotu otrreizējās pārstrādes materiālu, kas var nonākt poligonos.

Mazumtirdzniecības zīmoli atdarina to pašu koncepciju, mudinot patērētājus pārstrādāt noteiktas preces. Ņem Apple pārstrādes process kā piemērs. Tas mudina lietotājus noguldīt savus vecos Apple sīkrīkus apmaiņā pret īpašiem piedāvājumiem un atlaidēm.

4. Atkritumu pārvēršana enerģijā (WtE)

Atkritumu-enerģijā pārstrādā sadzīves, rūpniecības un lauksaimniecības atkritumus, izmantojot augstas temperatūras kontrolētu sadedzināšanu. Tas ražo tīras enerģijas blakusproduktus (piemēram, siltumu un elektrību). Plašākā mērogā WtE tehnoloģijas varētu palīdzēt padarīt alternatīvos enerģijas resursus plašāk pieejamus.

Lai gan WtE un gazifikācija notiek vienā un tajā pašā procesā un rada tos pašus blakusproduktus, ņemiet vērā, ka tajos tiek izmantotas dažādas tehnoloģijas. Gazifikācija silda atkritumus ierobežotā skābekļa daudzumā, savukārt WtE tieši sadedzina pārstrādājamos materiālus. Turklāt WtE nevar ražot sintētisko gāzi.

5. Litija jonu akumulatoru pārstrāde

Sabiedrībai pieaugot atkarībai no elektriskajām ierīcēm, piemēram, viedtālruņiem, skrejriteņiem un elektromobiļi, pieprasījums pēc litija jonu akumulatoriem nepārtraukti pieaug.

IEA ziņo, ka pieprasījums pēc EV 2022. gadā pieauga no 330 līdz 550 GWh. Un, lai gan litija jonu akumulatori neapšaubāmi ir mazāk kaitīgi nekā fosilais kurināmais, to masveida ražošana netīšām sāks vairāk kalnrūpniecības projektu.

Labākā pieeja ir ievērot ilgtspējīgākas pārstrādes sistēmas. Akumulatoru utilizācijas un otrreizējās pārstrādes uzņēmumiem būtu jāveic šie procesi, lai litija jonu ražotāji varētu pārtraukt paļauties uz neapstrādātiem materiāliem.

Pirometalurģija ietilpst pirolīzes jomā. Tas ietver pārstrādātu bateriju sildīšanu kontrolētās, augstas temperatūras telpās ar mazu skābekļa daudzumu vai bez tā. Pārstrādes iekārtās pēc sadalīšanās var iegūt dažādus zemes metālus. Pirometalurģijas galvenais trūkums ir tas, ka karsēšanas procesā tā izdala slāpekļa oksīdu un sēru, un iekārtām ir jākontrolē šīs emisijas.

Hidrometalurģija ir pretstats pirometalurģijai. Tas ir zemas temperatūras process, kas izšķīdina pārstrādātas baterijas īpašā šķīdumā. Pārstrādes rūpnīcas iegūst arī zemes metālus pēc sadalīšanās. Lielākā hidrometalurģijas problēma ir tā, ka tā rada notekūdeņus, kas iekārtām ir jāatbrīvojas droši un rūpīgi.

Tiešā pārstrāde

Tiešā pārstrāde ir mehānisks process, kurā izlietotās baterijas tiek pārstrādātas un atjaunotas. Tā ir lēta, pieejama sistēma. Vienkārši ņemiet vērā, ka atjaunotās baterijas vairs nav piemērotas to sākotnēji paredzētajai funkcijai — tās var izmantot tikai kā rezerves barošanas avotus.

Spēlējiet savu lomu līdz zinot, kā atbrīvoties no izlietotām baterijām. C&EN ziņo, ka tikai pieci procenti litija jonu akumulatoru tiek pārstrādāti, jo patērētāji un ražotāji ievēro neuzmanīgas utilizācijas metodes.

Tehniskie sasniegumi turpinās pilnveidot pārstrādes sistēmas

Pārstrādes rādītāji visā pasaulē neuzlabosies vienas nakts laikā. Mājsaimniecībām, privātām struktūrām, BO un valsts iestādēm ir jāstrādā, lai izmantotu efektīvas pārstrādes tehnoloģijas un jācenšas tās integrēt vietējā atkritumu apsaimniekošanas politikā. Pārāk daudzas uzlabotas šķirošanas sistēmas joprojām netiek izmantotas. Vienkārši ņemiet vērā, ka efektīvas pārstrādes sistēmas tikai mazina sabiedrības pieaugošās atkritumu problēmas radītos zaudējumus. Ikvienam joprojām jākoncentrējas uz vienreiz lietojamo plastmasas izstrādājumu izskaušanu.