Kurios perdirbimo technologijos turi didžiausią poveikį?

Key Takeaways

• Mechaninio perdirbimo metu medžiagos panaudojamos fiziniais procesais, tačiau gaunami prastesnės kokybės šalutiniai produktai. Tai pigiau, bet kenkia perdirbamų medžiagų vientisumui.
• Cheminis perdirbimas suskaido atliekas į atskirus monomerus ir apima platesnį atliekų spektrą. Pirolizė, dujinimas ir solvolizė yra cheminio perdirbimo rūšys.
• Atvirkštiniai pardavimo automatai ir skatinamosios programos skatina perdirbimą, tačiau juos riboja priimtinos perdirbamos medžiagos. Atliekų panaudojimas energijai ir ličio jonų baterijų perdirbimas taip pat turi potencialą.

Perdirbimo lygis visame pasaulyje mažėja, nepaisant to, kad ne pelno organizacijos (NPO) ir aplinkosaugininkai didina informuotumą. Įvairių rūšių atliekos vis tiek patenka į tuos pačius sąvartynus. Nors netinkamą atliekų tvarkymą lemia keli veiksniai, daugiausia dėl to kalti nenuoseklūs perdirbimo procesai ir surinkimas. Daugelis šalių vis dar naudoja pigias, bet pasenusias sistemas.

Taigi, tobulėjant perdirbimo technologijoms, kurios perdirbimo technologijos daro didžiausią įtaką?

1. Mechaninis perdirbimas

Mechaninis perdirbimas surinktas medžiagas panaudoja įvairiais fiziniais procesais, pavyzdžiui, smulkinant, lydant ir reformuojant. Ji išlaiko perdirbamų medžiagų cheminę struktūrą, tai reiškia, kad negalima maišyti skirtingų medžiagų. Atliekų tvarkymo institucijos dažnai taiko šį procesą perparduodant popieriaus, stiklo, metalo ir plastiko daiktus.

Daugelis viešojo ir privataus sektorių naudojasi mechaniniais perdirbimo procesais, nes jie yra pigesni nei kitos perdirbimo technologijos. „Pasidaryk pats“ darbuotojai netgi sukuria laikinus įrenginius, kurie šlifuoja, išlydo ir formuoja perdirbamus daiktus.

Tačiau vienas mechaninio perdirbimo trūkumas yra tas, kad paprastai gaunami prastesnės kokybės šalutiniai produktai nei kitos sistemos. Atšiaurūs fiziniai procesai kenkia perdirbamų medžiagų struktūriniam vientisumui. Pavyzdžiui, galite pastebėti, kad popieriniai maišeliai ir plastikiniai buteliai, pagaminti iš 100 % perdirbtų medžiagų, atrodo neryškūs.

2. Cheminis perdirbimas

Cheminis perdirbimas suskaido atliekas į pagrindinius statybinius blokus. Ji gamina atskirus monomerus ir panaudoja juos į naujus produktus – perdirbamos medžiagos nebeišlaiko savo pirminės formos. Tiesą sakant, jie perima kitą materijos būseną.

Didžiausias cheminio perdirbimo privalumas yra tas, kad jame galima sutalpinti daug daugiau atliekų. Mechaniniai procesai negali perdirbti „nešvarių“ daiktų. Dauguma atliekų tvarkymo įmonių į sąvartynus siunčia surūdijusias, suteptas ar užterštos antrinio perdirbimo medžiagas (pvz., plastikinius butelius su sulčių likučiais ir žalios mėsos pakuotes).

The EBPO netgi praneša, kad tik devyni procentai plastiko atliekų yra perdirbami. Šiuo metu yra trys cheminio perdirbimo tipai.

Pirolizė

Pirolizė šildo perdirbamas medžiagas esant aukštai temperatūrai, be deguonies, terminio skilimo nuo 752 iki 1 472 laipsnių pagal Farenheitą. Tai įprasta tvarkant sudėtingus plastikus. Proceso metu jie suskaidomi iki molekulinio lygio ir paverčiami perdirbtais bioaliejumi, sintetinėmis dujomis arba anglies šalutiniais produktais. Pirolizės šalutiniai produktai yra beveik tokios pat kokybės kaip ir pirminės medžiagos. Šis vaizdo įrašas puikiai parodo, kaip cheminis perdirbimas, skirtingai nei mechaniniai procesai, išlaiko kokybę.

The FHWA teigia, kad Amerikos vairuotojai kasmet išmeta daugiau nei 280 milijonų automobilių padangų, tačiau gamintojai negali nerūpestingai naudoti tvarios, tačiau nesaugios pakartotinai panaudotos gumos. „Big Atom Tire Recycling“ šią problemą išsprendžia pirolizės būdu. Jos komanda chemiškai skaido padangų laužą į žalią naftą ir plastiką, kurie galėtų būti žaliava naujoms, patikimoms kelių padangoms.

Dujinimas

Dujinimas yra termocheminis perdirbimo procesas, kurio metu perdirbamos medžiagos kaitinamos nuo 1 472 iki 2 192 laipsnių pagal Farenheitą su ribotu deguonies kiekiu. Jis skaido panaudotą plastiką, biomasę ir organines atliekas. Tačiau skirtingai nei pirolizės atveju, šiai sudėtingai sistemai reikia daug aukštesnės temperatūros, kad būtų sukurta šiluma, elektra ir sintezės dujos (sintezės dujos). Dujinimas taip pat yra efektyvus būdas gaminti švarią energiją iš išmestų perdirbamų medžiagų. Iškastinio kuro suvartojimas visame pasaulyje sumažėtų, jei žmonės gautų energiją iš saulės baterijų ir perdirbtų atliekas.

Solvolizė

Solvolizė yra žemos temperatūros termocheminis procesas, kurio metu perdirbamos medžiagos ištirpinamos specialiame tirpiklyje nuo 212 iki 572 laipsnių pagal Farenheitą. Tai efektyvus būdas perdirbti poliesterius arba poliuretanus. Atliekų tvarkymo įmonės paprastai siunčia šias mišrias plastiko atliekas į sąvartynus, nes jos negali atlaikyti mechaninio perdirbimo.

Žinoma, solvolizėje taip pat patenka biomedžiaga ir organinės atliekos. Dažniausi solvolizės šalutiniai produktai yra kuras, oligomerai ir monomerai. Šios perdirbtos medžiagos yra universalios; gamintojai iš jų gali gaminti kokybiškus plastikinius gaminius, etanolio alkoholį ir tepalus.

Nors pirolizė, dujinimas ir solvolizė yra pranašesnės už mechanines perdirbimo sistemas, į jas investuoti gali tik keli atliekų tvarkymo įrenginiai. Deja, jų įsigijimas ir priežiūra yra brangūs. Gali praeiti dešimtmečiai, kol jie taps standartinėmis perdirbimo technologijomis visame pasaulyje.

3. Atvirkštiniai pardavimo automatai

Atvirkštiniai pardavimo automatai (RVM) skatina perdirbimą, skatindami žmones atiduoti perdirbamus daiktus (pvz., tuščią stiklinę tarą, plastikinius butelius ir aliuminio skardines) už atlygį. Paprastai jie išduoda kuponus, nuolaidų korteles arba grynuosius pinigus. Tiesiog įdėkite antrinių žaliavų į aparatą, pasiimkite atlygį ir jis automatiškai išrūšiuos atliekas už jus. Didžiausias RVM apribojimas yra tai, kad jie yra išrankūs priimamiems perdirbamiems produktams. Kadangi daugumoje atliekų tvarkymo įrenginių vis dar naudojami mechaniniai procesai, jie negali rizikuoti, kad bus užterštos perdirbamos medžiagos, kurios gali patekti į sąvartynus.

Mažmeninės prekybos prekės ženklai imituoja tą pačią koncepciją, skatindami vartotojus perdirbti konkrečias prekes. Imk „Apple“ perdirbimo procesas pavyzdžiui. Tai skatina vartotojus įnešti senus „Apple“ įtaisus mainais į specialias reklamas ir nuolaidas.

4. Energijos atliekos (WtE)

Atliekos į energiją perdirba komunalines, pramonines ir žemės ūkio atliekas aukštoje temperatūroje kontroliuojamu degimu. Ji gamina švarius energijos šalutinius produktus (pvz., šilumą ir elektrą). Didesniu mastu WtE technologijos galėtų padėti padaryti alternatyvius energijos išteklius plačiau prieinamus.

Nors WtE ir dujinimas vyksta tuo pačiu procesu ir gamina tuos pačius šalutinius produktus, atkreipkite dėmesį, kad jie naudoja skirtingas technologijas. Dujinimas šildo atliekas ribotame deguonyje, o WtE tiesiogiai sudegina perdirbamas medžiagas. Be to, WtE negali gaminti sintetinių dujų.

5. Ličio jonų baterijų perdirbimas

Visuomenei didėjant priklausomybei nuo elektra varomų prietaisų, tokių kaip išmanieji telefonai, paspirtukai ir elektromobiliai, ličio jonų baterijų paklausa nuolat auga.

TEA praneša, kad 2022 m. elektromobilių paklausa išaugo nuo 330 iki 550 GWh. Ir nors ličio jonų baterijos, be abejo, yra mažiau kenksmingos nei iškastinis kuras, masinė jų gamyba netyčia pradės daugiau kasybos projektų.

Geriausias būdas yra laikytis tvaresnių perdirbimo sistemų. Baterijų šalinimo ir perdirbimo įmonės turėtų atlikti šiuos procesus, kad ličio jonų gamintojai galėtų nustoti pasitikėti pirminėmis medžiagomis.

Pirometalurgija patenka į pirolizę. Tai apima perdirbtų baterijų šildymą kontroliuojamose aukštos temperatūros patalpose, kuriose mažai deguonies arba jo nėra. Perdirbimo įrenginiai gali išgauti įvairius žemės metalus po skilimo. Pagrindinis pirometalurgijos trūkumas yra tas, kad kaitinimo metu ji išskiria azoto oksidą ir sierą, o įrenginiai turėtų kontroliuoti šiuos išmetimus.

Hidrometalurgija yra priešinga pirometalurgijai. Tai žemos temperatūros procesas, kurio metu perdirbtos baterijos ištirpinamos specialiame tirpale. Perdirbimo įrenginiai taip pat išgauna žemės metalus po skilimo. Didžiausia hidrometalurgijos problema yra ta, kad susidaro nuotekos, kurias įrenginiai turi saugiai ir atsargiai šalinti.

Tiesioginis perdirbimas

Tiesioginis perdirbimas yra mechaninis procesas, kurio metu išdžiūvusios baterijos yra perdirbamos ir atnaujinamos. Tai pigi, prieinama sistema. Tiesiog atkreipkite dėmesį, kad atnaujintos baterijos nebeatitinka jų pradinei numatytai funkcijai – jas galite naudoti tik kaip atsarginį maitinimo šaltinį.

Atlikite savo vaidmenį žinoti, kaip išmesti išsikrovusias baterijas. C&EN praneša, kad tik penki procentai ličio jonų baterijų yra perdirbami, nes vartotojai ir gamintojai laikosi neatsargaus šalinimo būdų.

Technikos pažanga ir toliau racionalins perdirbimo sistemas

Perdirbimo rodikliai visame pasaulyje nepagerės per naktį. Namų ūkiai, privatūs subjektai, NPO ir vyriausybinės institucijos turi stengtis panaudoti efektyvias perdirbimo technologijas ir stengtis jas integruoti į vietos atliekų tvarkymo politiką. Per daug pažangių rūšiavimo sistemų vis dar nepakankamai išnaudojama. Tiesiog atkreipkite dėmesį, kad veiksmingos perdirbimo sistemos tik sumažina visuomenėje didėjančios atliekų problemos žalą. Visi turėtų sutelkti dėmesį į vienkartinių plastikinių gaminių pašalinimą.