工业废塑料桶的再生利用研究进展
2022-08-05向奇志刘海霞常诗雯李明欣
向奇志,刘海霞,常诗雯,李明欣
(江苏开放大学 环境生态学院,江苏 南京 210048)
塑料是 20 世纪以来人类的重大发明之一, 具有来源丰富、加工性能好、化学稳定性好、 电绝缘性好、价格低廉等特点,不断替代钢铁、木材、皮革等传统材料,广泛应用于国民经济的各个领域。为避免大量使用造成的污染环境,提倡对塑料废弃物进行再生利用,这也是解决我国资源短缺和实现可持续发展的必由之路。
为了推动废塑料向资源化发展,我国出台了一系列政策、规划推动塑料再生利用。2013年8月国务院发布《关于加快发展节能环保产业的意见》中提出把废旧塑料的回收再利用作为节能环保产业中的重要一项。2021年2月,《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》中指出加快构建废旧物资循环利用体系,加强废纸、废塑料、废旧轮胎、废金属、废玻璃等再生资源回收利用,提升资源产出率和回收利用率。2021年7月,国家发改委还出台了《“十四五”循环经济发展规划》,提出“十四五”期间,我国将大力发展循环经济,尤其是要加强塑料垃圾分类回收和再生利用,推进废塑料等城市废弃物分类利用和集中处置,引导再生资源加工利用项目集聚发展。通过这些相关的政策与规划可以看出,国家对塑料废弃物的回收再利用非常重视,并提出了具体的发展建议与规划。
1 工业废塑料桶再生利用现状
随着塑料工业的蓬勃发展,塑料制品的产量也在逐年递增,2018年全国塑料制品产量约为6 042万t,2019年与2020年的产量分别达到了8 184万t和7 603万t。大规模地生产和使用塑料制品,必然会伴随大量废弃塑料的产生。我国废塑料再生行业经过近30年的发展,特别是在现今国家推行“供给侧”改革、抓环保、禁止废塑料进口等举措下,废塑料再生显现出从家庭作坊式、分散式向规范化、规模化、大资金投入等方向发展的趋势。近年来随着环保意识的提高,我国废塑料回收整体呈上升趋势[1~2]。2018年废塑料回收量约为1 830万t,回收率为30.29%;2019年废塑料回收量约1 890万t,同比增长3.3%,但由于2019年产量较高,回收率有所下降,仅为23.09%[3]。
工业包装桶使用的容积目前常见的有10 L、20 L、30 L、50 L、200~250 L、1 000 L等多种规格,材质主要有铁桶和塑料桶两种。由于塑料材质具有质量轻、防水、防潮、易塑性高、密封性好等优点,近年来市场占有率不断攀升,而废钢桶的产生量大幅下降。以镇江地区为例,2018年废钢桶的产生量由26.3万只降低至13.53万只,而废塑料桶的产生量急剧上升,由11.75万只增长至22.23万只;2019年废钢桶产生量下降至10万只以下,废塑料桶产生量上升至35万只以上。可见塑料桶在工业包装容器中占有越来越大的份额,而在利用处置方面,就江苏省200~250 L废包装桶而言,其循环利用比例大约为60%,其中经有资质的单位处置比例仅为23.81%,其他基本为企业自处置和不规范处置[4]。
2 工业废塑料桶的危害
由于塑料应用领域的不同,塑料废弃物的危害性也是不一样的。工业塑料包装桶主要用于化工、石油、涂料、油漆等行业,报废周期短、报废率非常高。同时,由于这类包装塑料是用于盛装化工原料或产品,因而仍会残留各类化学物质,如油/水、烃/水混合物、乳化液废物、有机溶剂废物、废矿物油、有机树脂废物、染料/涂料废物、废酸、无机盐类废物等。因而这类废塑料是区别于一般的回收塑料,具有毒性、腐蚀性、刺激性、易燃易爆性等危险特性。根据《国家危险废物名录》,这类废包装材料被列为HW49类危险废物(废物代码:900-041-49),若得不到规范处置,会对生态环境造成严重污染。这给工业废包装塑料的回收再利用造成一定难度,需认真对待,力求做到有效回收利用,尽可能减少环境压力和能源浪费。
3 工业废塑料桶再生利用技术
由于废塑料桶质量轻、体积大、不易降解等特点, 对其进行无害化处理比较困难。目前,其回收与再生利用方法的研究与推广越来越趋向于污染小、效率高、易操作、经济效益好的技术和工艺。主要方法有直接循环利用法、改性造粒法、其它的化学利用等方法[5]。
(1)直接循环利用法
进行直接循环利用的包装桶由于还残留盛装的各类化学物质,不能混用,因此要求做好各类包装桶的物流跟踪管理,并在一定的循环使用次数后交由有资质清洗和处理的企业进行清洗翻新后再利用。包装桶经清洗翻新后,桶内无残余物、桶外清洁无污物沾染、桶形规整,可以回用于相应的供应厂家或外售相关使用企业。直接循环使用后报废的塑料包装桶最终还是要进行资源化处置。
(2)改性造粒法
收集回来的废塑料包装桶根据沾染物料特性进行分类清洗和管理,防止残液收集过程中的交叉反应。通过倒挂静置的方式,让桶内壁的残液自桶盖处流出,残液经收集桶统一收集。经残液收集后,废塑料桶内残留物大部分去除,可直接破碎、碱水洗、漂洗,再经脱水处理,最后可以经螺杆挤出机进行改性造粒[6]。
(3)其他的化学利用法
还有一些其它的化学利用方法[7],如气化法、油化法、解聚单体法等,因对废塑料的纯度要求高、生产成本高[8],暂时还没得到广泛应用和推广。
4 存在问题与发展建议
(1)制定相关制度和政策支持再生塑料粒子的资源化再利用,鼓励废塑料桶再生利用企业发展。
工业废塑料桶再生造粒后的塑料粒子在明确去除危险废物特性,且各项指标在达到下游产品行业使用的材料标准后,可以用于生产危化品塑料包装桶、工业托盘、雨污水管道等方面。目前,这些产品中再生塑料粒子占比仅为10%~15%,利用率和利用范围仍有很大的提升空间。国家在这方面已做出了相应的政策引导和倾斜,2020年1月国家发展改革委和生态环境部联合发布的《关于进一步加强塑料污染治理的意见》中鼓励积极采用新型绿色环保功能材料,增加使用符合质量控制标准和用途管制要求的再生塑料。在《“十四五”循环经济发展规划》中也明确了要加大政府绿色采购力度,积极采购再生资源产品,落实资源综合利用税收优惠政策。各级政府和地方企业应做出积极的响应,落实相关制度和政策,促进废弃塑料的再生利用和环境保护型企业的发展。
(2)编制针对工业废塑料桶再生产物的质量标准及污染物控制技术规范
关于工业废包装材料的再生利用,在2020年8月中国再生资源回收利用协会批准发布了《废钢桶再生》团体标准(T/ZGZS 0302-2020),但关于废塑料包装材料的再生利用目前国内没有相关的国家标准、地方和行业通行的标准。在2021年12月1日实施的国家标准《塑料.再生塑料 第2部分 聚乙烯(PE)材料》(GB/T 400062—2021)和2018年团体标准《再生塑料颗粒通则》(T/CPPIA 0001-2018)分别规定了再生塑料和再生塑料粒子的质量要求、试验方法等,但这两个标准均不适用于来源于工业包装材料的再生塑料。这类具有危险废物属性的废旧塑料,在再生利用时应进行特定的质量规定,但目前这方面相关标准还是空白。由于危险废物来源废弃塑料再生过程及再生产品质量标准规范的缺失,造成了生产环境污染和再生产品质量不统一的一系列问题。如果能对再生塑料粒子作明确的质量标准,可以在保证再生利用率的同时提高再生质量,这对提升该行业的整体水平和规范化管理具有重要意义。
(3)建立健全危废塑料包装桶再生利用产业全流程的管理体系
由于危废包装桶回用时常采用低沸点有机溶剂清洗,清洗过程中将产生大量有机废气,存在安全隐患。据不完全统计,2019年至今共报道了16起涉及废包装桶的典型环境违法案件[9],由于危废包装桶不规范处置引发的爆炸火灾事故及环境二次污染的事件频发。另外,还有些企业没有许可资质,也缺乏完善的清洗再生设备及污染物收集处理设施,整个流程污染不受控且产品质量也无法保证。即使是一些比较规范的废包装桶再生利用企业也存在废桶回收后的贮存场地、清理后的残余物、再生使用次数等管理体系尚不健全的问题。因此。迫切需要建立健全包括再生利用工艺、产品认证、环境安全、检验体系和人员培训等方面的全流程管理体系,促进该行业朝规范化、标准化、系统化方向发展。
5 结语
随着塑料包装桶在工业中使用量的增加,废塑料桶的回收已成为我国在绿色包装和环保领域的重大课题。工业废塑料包装桶是一种危废类的固废,其资源性和污染性并存。只有通过不断提高再生利用技术,规范污染物控制标准,建立健全产业全流程的管理体系,才能促进塑料废弃物污染控制和资源保护的协同发展,为实现我国生态文明建设高质量发展,实现人与自然和谐发展做出积极贡献。