工业园区废旧高分子材料资源综合利用技术规范标准关键技术研究

牛锋，陈庆华，程儒牛，杨松伟，庄凌峰4，

（1. 安徽双赢再生资源集团有限公司，安徽合肥230088；2. 福建师范大学，福建福州350007；3. University of Birmingham，Edgbaston Birmingham United Kingdom B15 2TT；4. 福建技术师范学院，福建福州350300）

国内有关标准化研究机构和企业已经对废塑料、废橡胶、废旧纺织品回收利用的技术标准进行研究并制定了多个国家标准、行业标准，也制定了一些地方标准。但这些标准更多地适用于较为分散的产业废弃物和社会生活废弃物的回收利用。工业园区具有产业聚集程度高、高分子材料使用集中、产业废弃物产生集中的特点，且同一工业园区可能同时使用多种高分子材料，有利于集约化、协同化、低值废弃物高值化利用，所以，针对工业园区废旧高分子材料资源综合利用的特点，研究相关固废资源综合利用技术规范标准制定中的关键技术，对提高工业园区资源利用率，推动园区绿色发展，进而推动全社会相关固废资源利用率提高，都具有重要的基础性作用。

1 研制工业园区废旧高分子材料资源综合利用技术规范标准意义深远

《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》指出，要全面推行循环经济理念，构建多层次资源高效循环利用体系。深入推进园区循环化改造，补齐和延伸产业链，推进能源资源梯级利用、废物循环利用和污染物集中处置。要推行生产企业“逆向回收”等模式，建立健全线上线下融合、流向可控的资源回收体系。拓展生产者责任延伸制度覆盖范围[1]。《国务院关于加快建立健全绿色低碳循环发展经济体系的指导意见》（国发［2021］4 号）提出，要推进工业绿色升级。加快实施钢铁、石化、化工、有色、建材、纺织、造纸、皮革等行业绿色化改造。要推行产品绿色设计，建设绿色制造体系。要提升产业园区和产业集群循环化水平。完善循环产业链条，推动形成产业循环耦合。推进既有产业园区和产业集群循环化改造，推动公共设施共建共享、能源梯级利用、资源循环利用和污染物集中安全处置等[2]。《国家生态工业示范园区管理办法》要求“促进工业领域生态文明建设，推动工业园区实行生态工业生产组织方式和发展模式，促进工业园区绿色、低碳、循环发展，规范国家生态工业示范园区建设管理工作”[3]。HJ 274—2015《国家生态工业示范园区标准》规定再生资源循环利用率应大于或等于80%。这些政策和标准对工业园区生产过程中产生的再生资源的循环利用提出了明确的、高水平的要求。

我国大多数发展规模大、经济效益显著的工业园区都具有明显的产业集聚特点，如福建省等经济发达地区形成了具有国际影响力、区域品牌优势明显、产业集中度高、供应链完善的众多工业园区，特别是纺织服装、纺织鞋服、制鞋、化纤、轻工、建材等产业集群。但在这些产业发展的同时，也带来了大量固体废弃物难以处理、造成环境污染和资源浪费的问题。为此，科技部2019年度国家重点研发计划设立“固废资源化”重点专项“东南轻工建材特色产业集聚区固废综合利用集成示范”，针对东南纺织服装、制革制鞋和石材加工等特色产业集聚区，研究典型多源固废特征识别及生态环境影响，研究纺织服装、制革制鞋、石材加工等特色产业固废高值利用、有价成分提取、协同耦合利用集成技术，研究东南特色轻工建材产业集聚区固废跨产业梯级利用综合解决方案，依托典型城市开展集成示范。经过研究，目前已经产生了不少重要成果，对这些成果的标准化必将大大有利于科研成果转化为生产力，推动工业园区废旧高分子材料固废资源综合利用水平的快速提高和集成示范作用的不断扩大。

2 现有标准对废旧高分子材料回收利用关键技术研究的现状

GB/T 27610—2020《废弃资源分类与代码》研究并规定了废弃资源的分类原则、代码编制规则、分类及代码，标准中涉及废旧纺织品、废皮革制品、废橡胶制品、废塑料制品等废旧高分子材料制品的分类。GB/T 38923—2020《废旧纺织品分类与代码》研究并规定了废旧纺织品的分类分级方法、分级与质量要求等，分别按来源和材质对废旧纺织品进行了分类。GB/T 30102—2013《塑料塑料废弃物的回收和再循环指南》等同采用了ISO15270：2008《塑料塑料废弃物的回收和再循环指南》，该标准为前消费品和后消费品的塑料废弃物回收提供了多种方式，建立了在回收处理过程的所有步骤中都应考虑的质量要求，并且为材料标准、测试标准和产品规范提供通用建议。GB/T 39171—2020《废塑料回收技术规范》、SB/T 11149—2015《废塑料回收分选技术规范》、GB/T 38926—2020《废旧纺织品回收技术规范》分别研究并规定了废塑料和废旧纺织品回收的总体要求、收集要求、分拣要求、贮存要求和运输要求等。GB/T 37821—2019《废塑料再生利用技术规范》研究并规定了废塑料的破碎要求、清洗要求、干燥要求、分选要求、造粒和改性要求、资源综合利用及能耗要求、环境保护要求。该标准适用于包括聚乙烯（PE）塑料、聚丙烯（PP）塑料、聚苯乙烯（PS）塑料、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯（ABS）塑料、聚氯乙烯（PVC）塑料以及聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）塑料在内的废塑料再生利用过程。该标准较为全面地介绍了各类废塑料的再生利用技术要求，但未对低值利用或难以单一利用的废塑料的回收利用关键技术进行研究。GB/T 32479—2016《再加工纤维基本安全技术要求》研究并规定了再加工纤维的安全技术要求、检验、判定规则和标识等。SB/T 11107—2014《废轮胎回收与管理规范》研究并规定了废轮胎回收网点的基本要求及废轮胎的运输、贮存和从业人员的培训要求。

由于废旧高分子材料来源复杂、材质多样、特性和性能差异大、回收利用技术复杂、利用过程控制难度大，现有的标准远远满足不了废旧高分子材料减量化、资源化、高值化、无害化循环利用的要求。加上高分子材料领域新技术、新方法、新产品不断出现，现有标准已经远远满足不了废旧高分子材料综合利用的要求，且尚无针对废旧高分子材料在工业园区实现低成本高效高值内循环利用的标准，不能满足工业园区绿色低碳发展的要求。

3 确定工业园区废旧高分子材料资源综合利用标准化对象是开展关键技术研究的前提

为了将国家重点研发计划项目的研究成果标准化，相关标准应以工业园区废旧高分子材料资源综合利用的技术规范为对象，研究特定的工业园区内或者相同、相近工业园区间废旧高分子材料的内部循环利用，特别鼓励企业自身废旧材料的直接回收再利用，可以减少废弃物储存、运输、混杂造成的额外成本和损失，同时直接降低相关企业的成本，也有利于防止回收过程中的环境污染，提高利用再生原料的积极性。以废旧高分子材料综合利用技术规范为标准化对象，可以充分考虑重点研发计划目前的研究成果主要集中在废塑料、废皮革、废纤维、废橡胶等再生利用技术方面，既有单一的品种再生利用，也有两个或两个以上品种的耦合利用，还有一些低值的品种与其他废弃资源一起用于生产建材。在标准研制过程中，应把重点研发计划研发的再生利用工艺、技术、利用过程中的环境保护、研发过程中在重点企业的应用示范等成果转化为关键技术要求。

4 工业园区废旧高分子材料分类

废旧高分子材料种类繁多，不同的分类方法会有不同的品种，工业园区废旧高分子材料来源较为单一、集中，分类方法要有利于收集、分类、应用适宜的技术进行再利用。要分别对废塑料、废橡胶、废纤维、废皮革进行分类。

4.1 废塑料分类

按颜色分类，可分为黑色废塑料、白色废塑料、彩色废塑料或杂色废塑料；按形态分类，可分为废塑料薄膜、废塑料管材、废塑料片材、废塑料型材、废塑料瓶和其他废塑料；按材质分类，可依据GBT 27610—2020《废弃资源分类与代码》进行分类。

4.2 废橡胶分类

按颜色分类，可分为黑色废橡胶、白色废橡胶、彩色废橡胶、杂色废橡胶及本色废橡胶；按来源分类，可分为废轮胎、废鞋材、废胶管、废胶带及其他废工业杂品；按属性分类，可分为废天然橡胶和废合成橡胶，其中废合成橡胶按材质又可分为废丁苯橡胶、废顺丁橡胶、废丁基橡胶、废硅橡胶、废氟橡胶及其他废橡胶[4]。

4.3 废纤维分类

按组分和主要组分占比，可分为废天然纤维、废合成纤维、废混合纤维。

4.4 废皮革分类

按基体材料分类，可分为废天然皮革、废棉布基合成革、废合成纤维基合成革和废纤维基合成革；按成分分类，可分为废天然皮革、废聚氯乙烯人造革、废聚氨酯人造革、废聚酰胺人造革、废聚烯烃人造革；按来源分类，可分为废鞋用皮革、废箱包用皮革、废服饰用皮革。

5 工业园区废旧高分子材料资源综合利用标准化基本原则

5.1 全生命周期原则

对于工业园区，应从园区规划、招商引资、环境评价、项目建设、环境验收、产业聚集、园区运营和管理、能源资源利用、固废资源回收体系建设到污染治理都要关注园区的绿色发展。对于企业，应从产品的设计、原材料使用、生产制造、运输、销售、使用、废弃到再生利用全过程都要关注资源的综合利用。

5.2 资源循环原则

应选择适于循环利用的原材料资源和工艺技术，实现资源—产品—废弃—再生资源的无限循环。

5.3 科学利用原则

应遵循科学原理，运用科学方法，不断创新资源高效利用、实现废弃物零排放的新技术和新产品。

5.4 梯次利用原则

应对废旧高分子材料回收并经过再生制造，形成具有比回收前的物料更高或（和）更低价值的产品，以实现废旧高分子材料的价值最大化。

5.5 耦合利用原则

将不能单独利用或单独利用价值小的废旧高分子材料进行耦合或与其他无机低值材料耦合，实现回收利用价值的高质或高值化。

5.6 低碳目标原则

在废旧高分子材料的综合利用过程中，在保障清洁生产的前提下，最大限度地实现资源循环利用，以减少碳排放。

5.7 环境安全原则

应做好固废资源回收和综合利用过程中环境保护，预防污染发生，确保污水、废气、噪声等得到有效治理，所产生的固体废物得到有效处置。

6 工业园区废旧高分子材料资源综合利用标准关键技术要求

6.1 基本要求

应对工业园区对废旧高分子材料资源综合利用从规划到园区企业建设到日常运营管理都提出要求，对生产企业和回收企业分别从高分子材料使用、回收，到废旧材料的再生利用全过程技术和管理提出要求。工业园区应制定废旧高分子材料资源综合利用规划，引导高分子材料全产业链企业入驻园区，鼓励企业开发高分子材料资源综合利用技术，建立废旧高分子材料资源综合利用的评价制度。生产企业应建立废旧高分子材料资源综合利用制度，开发可利用废旧高分子材料的技术和产品，配备废旧高分子材料加工利用设施设备。回收企业应建立废旧高分子材料资源综合利用制度，配置必要的废旧高分子材料回收、运输、贮存设施设备。必要时，配备初级加工设备，如分拣、分选等设备，按照资源利用企业相关政策要求建立示范基地等。

提高废旧高分子材料利用率和提高利用价值具有很大的相关性，通过梯次利用，先高值利用，再依次向价值链低端利用，必要时，可与园区内或园区外其他回收企业耦合利用，只有让利用废旧材料带来利润，才能更好地鼓励企业提高综合利用的积极性。

6.2 废旧高分子材料回收要求

生产企业应建立废旧高分子材料清单，明确废旧高分子材料品种、性质、纯度。应对边角料进行分类暂存，分类应考虑有利于直接回收再利用。对不能直接回收利用的，应按原材料性质及其纯度进行分类。应做好登记。对于不能直接回收利用、需进一步加工才能再利用的，应分类集中存放，以利于按要求进行加工。废旧高分子材料回收过程应做好防护，不宜露天运输和存放。回收过程产生的不可再利用的一般固体废物，应单独存放，并按照GB 18599 的要求进行处置。

6.3 综合利用要求

6.3.1 废塑料再生利用要求

可以直接回收利用的废塑料，按照工艺要求，直接作为原材料投入生产过程；需要经过加工才能利用的废塑料，宜按照GB/T 37821 要求进行再生后作为原材料使用；对于低值废塑料，宜通过耦合利用或协同利用提高利用率。

6.3.2 废橡胶再生利用要求

可以直接回收利用的废橡胶，按照工艺要求，直接作为原材料投入生产过程。一般先采用常温粉碎法、低温粉碎法、湿法或溶液法等方法将分类好的废橡胶破碎成胶粉，再对胶粉进行脱硫，制成再生橡胶[5]。在工业园区内或者园区之间不能通过再生橡胶进行利用的废橡胶，宜集中转运至热解利用或燃烧利用的企业进行再利用。

6.3.3 废纤维再生利用要求

可以直接回收利用的废纤维，按照工艺要求，直接作为原材料投入生产过程；需要经过加工才能利用的废纤维，宜按照主体纤维的比例进行梯次利用。

纺织服装生产加工过程中产生的下脚料、边角料和残次品等产业废纤维，按照主体材质的比例分拣、打包、标识；经回收得到的废纤维，根据主材的比例进行分拣、分类，分拣、分类后的废纤维，宜进行适当的清洗、消毒后打包、标识、分区存放；废合成纤维经过破碎、团粒得到可加工的泡料，泡料通过熔融纺丝生产再生纤维并作为服装、箱包布、雨伞布、鞋面材料等产品的生产原料；主体纤维的比例在60%～90%的混合纤维，通过降解的方式将其转化成低聚物或小分子，提纯后作为合成纤维的原材料使用。未降解的部分过滤后进行耦合利用，提升废纤维的利用率；主体纤维的比例在20%～60%的混合纤维，破碎后，通过物理开松的方式得到开松纤维。

6.3.4 废皮革再生利用要求

可以直接回收利用的废皮革，按照工艺要求，直接作为原材料投入生产过程；将分类好的废皮革破碎成皮革粉。破碎方法包括常温粉碎法、低温粉碎法、固相力化学碾磨；将废人造革粉加入乳胶、促进剂、活化剂等系列助剂进行混合成浆，经脱水、干燥、打光等工序制成再生人造革制品；将废天然革粉加入乳胶、角蛋白复鞣剂、胶原蛋白填充剂、活化剂等系列助剂进行填充复鞣，经脱水、干燥、涂饰、打光等工序制成再生革制品。

6.3.5 耦合利用要求

对不能单独再生利用的废旧高分子材料，宜根据物料的特性进行耦合利用。可以直接耦合利用的废旧高分子材料，直接耦合利用。不能直接耦合利用的高分子材料，可以有物理和（或）化学方法对其进行处理后再耦合利用：以聚酯为主混纺织物醇解制备的纤维源聚氨酯前驱体，与废纤维经开松后的纤维碎屑、废橡胶经碾磨后的活性橡塑粉体复合，制备橡塑复合建材；通过调控液相增黏直纺工艺条件，以再生聚酯织物或高聚酯含量混纺织物固废为原料生产再生聚酯单丝；运用表面无损改性技术修饰再生聚酯单丝、开松再生纤维和非织造布，应用于无机绿色建材的增强；采用回收聚酯为主混纺织物醇解制备多元醇，生产纤维源不饱和树脂，在利用催化可控醇解技术，生产黏合剂，并用于制备有机人造石；有机人造石生产过程产生的高分子残余物经过化学改性，再与天然石材加工废料耦合，生产高强水泥砂浆和透水砖；对废旧橡胶进行破碎造粒，对聚酯纤维进行醇解，其产物耦合利用成橡塑复合材料。

6.4 其他要求

在工业园区废旧高分子材料资源综合利用标准研制中，还应对相应的环境保护要求、职业健康安全要求、标识和可追溯性要求等作出规定，以便于在综合利用过程中，严格执行环境和职业健康安全三同时制度，执行相应的环境标准、职业健康安全标准，运用适宜的方法对污染进行治理，建立应急准备和响应控制程序并进行演练，应开展清洁生产审核。应开展安全生产标准化工作，建立综合治理和安全责任制，加强消防安全管理，防止职业伤害和职业病的发生。

对废旧高分子材料的产生、回收、再生利用全过程，应进行适宜的标识，建立追溯体系，保持追溯记录，确保废旧高分子材料回收和综合利用全过程可追溯。

对上述关键技术的系统研究，将为制定工业园区废旧高分子材料资源综合利用技术规范系列标准提供技术支撑，进而不断提高资源综合利用技术水平和管理水平，为实现工业园区绿色低碳循环发展提供标准化保障。