Кои видове технологии за рециклиране имат най-голямо въздействие?

Ключови изводи

• Механичното рециклиране пренасочва материалите чрез физически процеси, но произвежда странични продукти с по-ниско качество. По-евтино е, но компрометира целостта на рециклируемите материали.
• Химическото рециклиране разгражда отпадъците на отделни мономери и побира по-широка гама от отпадъци. Пиролизата, газификацията и солволизата са видове химическо рециклиране.
• Автоматите за обратна продажба и програмите за стимулиране насърчават рециклирането, но те са ограничени от рециклируемите материали, които приемат. Преобразуването на отпадъци в енергия и рециклирането на литиево-йонни батерии също имат потенциал.

Степента на рециклиране в световен мащаб се покачва, въпреки че организациите с нестопанска цел (NPO) и природозащитниците повишават осведомеността. Различните видове отпадъци все още попадат в едни и същи депа. Докато няколко фактора допринасят за лошото управление на отпадъците, основната вина са непоследователните процеси на рециклиране и събиране. Много страни все още използват евтини, но остарели системи.

И така, с напредването на технологиите за рециклиране кои видове технологии за рециклиране имат най-голямо въздействие?

1. Механично рециклиране

Механичното рециклиране пренасочва събраните материали чрез различни физически процеси, като раздробяване, топене и реформиране. Той запазва химическата структура на рециклируемите материали, което означава, че не можете да смесвате различни материали. Органите за отпадъци често използват този процес, когато преназначават хартиени, стъклени, метални и пластмасови предмети.

Много публични и частни сектори разчитат на процеси на механично рециклиране, защото са по-евтини от другите технологии за рециклиране. Домашните майстори дори изграждат импровизирани съоръжения, които смилат, топят и формоват рециклируеми продукти.

Въпреки това, един недостатък на механичното рециклиране е, че то обикновено произвежда странични продукти с по-ниско качество в сравнение с други системи. Суровите физически процеси компрометират структурната цялост на рециклируемите материали. Например може да забележите, че хартиените торби и пластмасовите бутилки, направени от 100% рециклирани материали, изглеждат крехки.

2. Химическо рециклиране

Химическото рециклиране разгражда отпадъците на техните основни градивни елементи. Той произвежда отделни мономери и ги пренасочва към нови продукти - рециклируемите вече не запазват първоначалните си форми. Всъщност те приемат напълно друго състояние на материята.

Най-голямото предимство на химическото рециклиране е, че побира много по-широка гама от отпадъци. Механичните процеси не могат да рециклират "мръсни" предмети. Повечето инсталации за управление на отпадъци изпращат корозирали, замърсени или замърсени рециклируеми материали (напр. пластмасови бутилки с остатъчен сок и опаковки от сурово месо) на депата.

The ОИСР дори съобщава, че само девет процента от пластмасовите отпадъци се рециклират. В момента има три вида химическо рециклиране.

Пиролиза

Пиролизата нагрява рециклируемите материали при високотемпературно термично разлагане с нулев кислород, вариращо от 752 до 1472 градуса по Фаренхайт. Това е често срещано при управлението на сложни пластмаси. Процесът ги разгражда до молекулярно ниво и ги връща към вторични продукти от рециклирано биомасло, синтетичен газ или дървени въглища. Страничните продукти от пиролиза са почти със същото качество като необработените материали. Това видео показва отлична демонстрация как химическото рециклиране, за разлика от механичните процеси, поддържа качеството.

The FHWA заявява, че американските автомобилисти изхвърлят 280+ милиона автомобилни гуми годишно, но производителите не могат безгрижно да използват устойчива, но опасна преработена гума. Big Atom Tire Recycling решава този проблем чрез пиролиза. Неговият екип химически разгражда гумите за скрап на суров петрол и пластмаса, които могат да служат като суровини за чисто нови, надеждни пътни гуми.

Газификация

Газификацията е термохимичен процес на рециклиране, който нагрява рециклируемите материали при 1472 до 2192 градуса по Фаренхайт с ограничен кислород. Разлага използваната пластмаса, биомаса и органични отпадъци. Но за разлика от пиролизата, тази сложна система изисква много по-висока температура, за да създаде топлина, електричество и синтезен газ (синтетичен газ). Газификацията също така представлява ефективен начин за генериране на чиста енергия от изхвърлени рециклируеми материали. Потреблението на изкопаеми горива ще намалее в световен мащаб, ако хората получават енергия от слънчеви панели и рециклирани отпадъци.

Солволиза

Солволизата е нискотемпературен термохимичен процес, който разтваря рециклируемите материали в специален разтворител при 212 до 572 градуса по Фаренхайт. Това е ефективен начин за рециклиране на полиестери или полиуретани. Инсталациите за управление на отпадъци обикновено изпращат тези видове смесени пластмасови отпадъци на депата, тъй като те не могат да издържат на механично рециклиране.

Разбира се, солволизата включва и биоматерия и органични отпадъци. Най-честите странични продукти от солволизата включват гориво, олигомери и мономери. Тези рециклирани материали са универсални; производителите могат да ги използват за производство на качествени пластмасови продукти, етанол, алкохол и смазочни материали.

Въпреки че пиролизата, газификацията и солволизата са по-добри от системите за механично рециклиране, само няколко съоръжения за управление на отпадъците могат да инвестират в тях. За съжаление те са скъпи за покупка и поддръжка. Може да отнеме десетилетия, преди те да станат стандартни технологии за рециклиране в световен мащаб.

3. Обратни вендинг машини

Автоматите за обратна продажба (RVM) насърчават рециклирането, като насърчават хората да депозират рециклируеми (напр. празни стъклени контейнери, пластмасови бутилки и алуминиеви кутии) срещу награди. Те обикновено раздават купони, карти за отстъпка или пари в брой. Просто поставете рециклируемите си материали в машината, вземете наградите си и тя автоматично ще сортира вашите отпадъци вместо вас. Най-голямото ограничение на RVM е, че са придирчиви към рециклируемите материали, които приемат. Тъй като повечето съоръжения за управление на отпадъците все още използват механични процеси, те не могат да рискуват да получат замърсени рециклируеми продукти, които могат да попаднат в депата.

Марките за търговия на дребно имитират същата концепция, като стимулират потребителите да рециклират конкретни артикули. Предприеме Процесът на рециклиране на Apple като пример. Той насърчава потребителите да депозират старите си джаджи на Apple в замяна на специални промоции и отстъпки.

4. Енергия от отпадъци (WtE)

Waste-to-Energy рециклира битови, промишлени и селскостопански отпадъци чрез високотемпературно, контролирано изгаряне. Той произвежда странични продукти от чиста енергия (напр. топлина и електричество). В по-голям мащаб WtE технологиите биха могли да помогнат за по-широк достъп до алтернативните енергийни ресурси.

Докато WtE и газификацията следват един и същ процес и произвеждат едни и същи странични продукти, имайте предвид, че те използват различни технологии. Газификацията загрява отпадъците в ограничен кислород, докато WtE директно изгаря рециклируемите материали. Освен това WtE не може да произвежда синтетичен газ.

5. Рециклиране на литиево-йонна батерия

С нарастващата зависимост на обществото от електрически устройства като смартфони, скутери и електрически автомобили, търсенето на литиево-йонни батерии непрекъснато нараства.

МАЕ съобщава, че търсенето на електромобили е скочило от 330 на 550 GWh през 2022 г. И докато литиево-йонните батерии са вероятно по-малко вредни от изкопаемите горива, масовото им производство неволно ще започне повече минни проекти.

Най-добрият подход е да следвате по-устойчиви системи за рециклиране. Съоръженията за изхвърляне и рециклиране на батерии трябва да изпълняват тези процеси, така че производителите на литиево-йонни батерии да могат да спрат да разчитат на първични материали.

Пирометалургията попада в пиролизата. Това включва нагряване на рециклирани батерии в контролирани помещения с висока температура с малко или никакъв кислород. Съоръженията за рециклиране могат да извличат различни земни метали след разлагане. Основният недостатък на пирометалургията е, че отделя азотен оксид и сяра по време на процеса на нагряване и съоръженията трябва да контролират тези емисии.

Хидрометалургията е обратното на пирометалургията. Това е нискотемпературен процес, който разтваря рециклирани батерии в специален разтвор. Съоръженията за рециклиране също извличат земни метали след разлагане. Най-големият проблем с хидрометалургията е, че произвежда отпадъчни води, които съоръженията трябва да изхвърлят безопасно и внимателно.

Директно рециклиране

Директното рециклиране е механичен процес, при който изтощените батерии се рециклират и обновяват. Това е евтина, достъпна система. Само имайте предвид, че ремонтираните батерии вече не са подходящи за първоначалната си предназначена функция - можете да ги използвате само като резервни източници на захранване.

Играйте своята роля чрез да знаете как да изхвърляте изтощените батерии. C&EN съобщава, че само пет процента от литиево-йонните батерии се рециклират, защото потребителите и производителите следват невнимателни методи за изхвърляне.

Техническият напредък ще продължи да рационализира системите за рециклиране

Степента на рециклиране в световен мащаб няма да се подобри за една нощ. Домакинствата, частните субекти, НПО и държавните органи трябва да работят за използване на ефективни технологии за рециклиране и да се опитат да ги интегрират в местните политики за управление на отпадъците. Твърде много усъвършенствани системи за сортиране все още не се използват достатъчно. Само имайте предвид, че ефективните системи за рециклиране просто смекчават щетите от нарастващия проблем на обществото с отпадъците. Всеки трябва да се съсредоточи върху премахването на пластмасовите продукти за еднократна употреба.