Какие типы технологий переработки оказывают наибольшее влияние?

Ключевые выводы

• Механическая переработка перерабатывает материалы посредством физических процессов, но производит побочные продукты более низкого качества. Это дешевле, но ставит под угрозу целостность вторсырья.
• Химическая переработка отходов расщепляет отходы на отдельные мономеры и позволяет перерабатывать более широкий спектр отходов. Пиролиз, газификация и сольволиз являются видами химической переработки.
• Реверсивные торговые автоматы и программы стимулирования поощряют переработку отходов, но они ограничены количеством вторсырья, которое они принимают. Переработка отходов в энергию и переработка литий-ионных аккумуляторов также имеют потенциал.

Уровень вторичной переработки во всем мире стабилизируется, несмотря на то, что некоммерческие организации (НКО) и защитники окружающей среды повышают осведомленность. Различные виды отходов по-прежнему попадают на одни и те же свалки. Хотя несколько факторов способствуют плохому обращению с отходами, в основном виноваты непоследовательные процессы переработки и сбора. Многие страны до сих пор используют дешевые, но устаревшие системы.

Итак, по мере развития технологий переработки, какие типы технологий переработки оказывают наибольшее влияние?

1. Механическая переработка

Механическая переработка позволяет повторно использовать собранные материалы посредством различных физических процессов, таких как измельчение, плавление и реформирование. Он сохраняет химическую структуру вторсырья, а это означает, что вы не можете смешивать разные материалы. Органы по утилизации отходов часто используют этот процесс при повторном использовании бумаги, стекла, металла и пластика.

Многие государственные и частные сектора полагаются на процессы механической переработки, поскольку они дешевле, чем другие технологии переработки. Домашние мастера даже создают импровизированные установки, которые измельчают, плавят и формуют вторсырье.

Однако недостатком механической переработки является то, что она обычно производит побочные продукты более низкого качества, чем другие системы. Жесткие физические процессы нарушают структурную целостность вторсырья. Например, вы можете заметить, что бумажные пакеты и пластиковые бутылки, изготовленные на 100% из переработанных материалов, кажутся хрупкими.

2. Химическая переработка

Химическая переработка разлагает отходы на базовые строительные блоки. Он производит отдельные мономеры и перерабатывает их в новые продукты — вторсырье больше не сохраняет свою первоначальную форму. Фактически они принимают совершенно другое состояние материи.

Самым большим преимуществом химической переработки является то, что она позволяет перерабатывать гораздо более широкий спектр отходов. Механические процессы не позволяют перерабатывать «грязные» предметы. Большинство предприятий по переработке отходов отправляют на свалки корродированные, загрязненные или зараженные вторсырья (например, пластиковые бутылки с остатками сока и упаковки сырого мяса).

ОЭСР даже сообщает, что только девять процентов пластиковых отходов перерабатываются. В настоящее время существует три типа химической переработки.

Пиролиз

Пиролиз нагревает вторсырье в ходе высокотемпературного термического разложения с нулевым содержанием кислорода в диапазоне от 752 до 1472 градусов по Фаренгейту. Это часто встречается при работе со сложными пластиками. Этот процесс расщепляет их на молекулярном уровне и превращает в переработанное бионефть, синтез-газ или побочные продукты древесного угля. Побочные продукты пиролиза практически такого же качества, как и первичные материалы. В этом видео показана отличная демонстрация того, как химическая переработка, в отличие от механических процессов, обеспечивает сохранение качества.

ФХВА утверждает, что американские автомобилисты ежегодно выбрасывают более 280 миллионов автомобильных шин, однако производители не могут небрежно использовать экологически чистую, но небезопасную переработанную резину. Компания Big Atom Tire Recycling решает эту проблему посредством пиролиза. Его команда химически разлагает использованные шины на сырую нефть и пластик, которые могут послужить сырьем для совершенно новых, надежных дорожных шин.

Газификация

Газификация — это термохимический процесс переработки, при котором вторсырье нагревается до температуры от 1472 до 2192 градусов по Фаренгейту с ограниченным содержанием кислорода. Он разлагает использованный пластик, биомассу и органические отходы. Но в отличие от пиролиза, эта сложная система требует гораздо более высокой температуры для создания тепла, электричества и синтез-газа (синтез-газа). Газификация также представляет собой эффективный способ получения чистой энергии из выброшенных вторсырья. Потребление ископаемого топлива во всем мире сократится, если люди будут получать энергию от солнечных батарей и перерабатывать отходы.

Сольволизис

Сольволиз — это низкотемпературный термохимический процесс, при котором вторсырье растворяется в специальном растворителе при температуре от 212 до 572 градусов по Фаренгейту. Это эффективный способ переработки полиэфиров и полиуретанов. Предприятия по переработке отходов обычно отправляют эти типы смешанных пластиковых отходов на свалки, поскольку они не выдерживают механической переработки.

Конечно, сольволиз также позволяет перерабатывать биоматериалы и органические отходы. Наиболее распространенными побочными продуктами сольволиза являются топливо, олигомеры и мономеры. Эти переработанные материалы универсальны; производители могут использовать их для производства качественных пластиковых изделий, этанолового спирта и смазочных материалов.

Хотя пиролиз, газификация и сольволиз превосходят системы механической переработки, лишь немногие предприятия по переработке отходов могут инвестировать в них. К сожалению, их покупка и обслуживание дороги. Могут пройти десятилетия, прежде чем они станут стандартными технологиями переработки во всем мире.

3. Реверсивные торговые автоматы

Реверсивные торговые автоматы (RVM) способствуют переработке отходов, побуждая людей сдавать вторсырье (например, пустые стеклянные контейнеры, пластиковые бутылки и алюминиевые банки) за вознаграждение. Обычно они выдают купоны, дисконтные карты или наличные. Просто загрузите вторсырье в машину, заберите награды, и она автоматически рассортирует ваши отходы. Самым большим ограничением RVM является то, что они разборчивы в отношении вторсырья, которое принимают. Поскольку большинство предприятий по переработке отходов по-прежнему используют механические процессы, они не рискуют получить загрязненные вторсырья, которые могут оказаться на свалках.

Розничные бренды имитируют ту же концепцию, стимулируя потребителей перерабатывать определенные предметы. Брать Процесс переработки Apple В качестве примера. Он призывает пользователей сдавать свои старые гаджеты Apple в обмен на специальные акции и скидки.

4. Преобразование отходов в энергию (WtE)

Компания Waste-to-Energy перерабатывает муниципальные, промышленные и сельскохозяйственные отходы посредством высокотемпературного контролируемого сжигания. Он производит побочные продукты экологически чистой энергии (например, тепло и электричество). В более широком масштабе технологии ПОЭ могут помочь сделать альтернативные энергетические ресурсы более доступными.

Хотя ПОЭ и газификация следуют одному и тому же процессу и производят одни и те же побочные продукты, обратите внимание, что они используют разные технологии. Газификация нагревает отходы в ограниченном количестве кислорода, а WtE напрямую сжигает вторсырье. Кроме того, WtE не может производить синтез-газ.

5. Утилизация литий-ионных аккумуляторов

В условиях растущей зависимости общества от устройств с электроприводом, таких как смартфоны, скутеры и электромобили, спрос на литий-ионные аккумуляторы неуклонно растет.

МЭА сообщает, что спрос на электромобили вырос с 330 до 550 ГВтч в 2022 году. И хотя литий-ионные батареи, возможно, менее вредны, чем ископаемое топливо, их массовое производство непреднамеренно приведет к запуску большего количества горнодобывающих проектов.

Лучший подход — использовать более устойчивые системы переработки. Предприятия по утилизации и переработке аккумуляторов должны выполнять эти процессы, чтобы производители литий-ионных аккумуляторов могли перестать полагаться на первичные материалы.

Пирометаллургия относится к пиролизу. Он предполагает нагревание переработанных батарей в контролируемых высокотемпературных помещениях с минимальным содержанием кислорода или вообще без него. Установки по переработке могут извлекать после разложения различные земляные металлы. Главный недостаток пирометаллургии заключается в том, что в процессе нагрева она выделяет оксиды азота и серу, и предприятия должны контролировать эти выбросы.

Гидрометаллургия является противоположностью пирометаллургии. Это низкотемпературный процесс растворения переработанных батареек в специальном растворе. Предприятия по переработке также извлекают земляные металлы после разложения. Самая большая проблема гидрометаллургии заключается в том, что она производит сточные воды, которые предприятия должны утилизировать безопасно и бережно.

Прямая переработка

Прямая переработка — это механический процесс, при котором разряженные батареи перерабатываются и восстанавливаются. Это дешевая и доступная система. Просто учтите, что отремонтированные аккумуляторы уже не годятся для своего первоначального предназначения — их можно использовать только в качестве резервных источников питания.

Сыграйте свою роль, знать, как утилизировать разряженные батарейки. C&EN сообщает, что только пять процентов литий-ионных батарей перерабатываются, потому что потребители и производители небрежно относятся к методам утилизации.

Технологические достижения продолжат оптимизацию систем переработки

Уровень переработки отходов во всем мире не улучшится в одночасье. Домохозяйства, частные предприятия, НКО и государственные органы должны работать над использованием эффективных технологий переработки и попытаться интегрировать их в местную политику управления отходами. Слишком многие передовые системы сортировки все еще используются недостаточно. Просто обратите внимание, что эффективные системы переработки лишь смягчают ущерб от растущей проблемы отходов в обществе. Всем по-прежнему следует сосредоточиться на отказе от одноразовых пластиковых изделий.