哪些类型的回收技术影响最大?

核心要点

  • 机械回收通过物理手段将材料再利用,但会产生质量相对较低的副产品。 这种方法成本较低,但会损害可回收材料的原始结构。
  • 化学回收将废弃物分解为基本的单体物质,并能处理更多种类的废物。 热解、气化和溶剂分解是化学回收的主要方式。
  • 反向自动售货机和奖励计划旨在鼓励回收,但其局限性在于它们只接受特定的可回收物。 垃圾发电和锂离子电池回收也具备巨大潜力。

尽管非营利组织和环保人士不断提高公众的环保意识,全球回收率依然停滞不前。 不同类别的废弃物最终往往都被送往相同的垃圾填埋场。 造成废物管理不善的因素众多,但回收过程本身及收集方式的不完善是主要原因。 许多国家仍在采用廉价但过时的处理系统。

那么,随着回收技术的不断发展,哪些类型的回收技术能够产生最大的影响呢?

1. 机械回收

机械回收利用粉碎、熔融和重塑等一系列物理过程,对回收材料进行再加工。 此方法保留了可回收物的化学结构,这意味着不同材质的材料不能混合处理。 废物处理机构在再利用纸张、玻璃、金属和塑料物品时,通常采用这种方法。

由于机械回收工艺的成本低于其他回收技术,许多公共和私营部门都依赖于此。 甚至一些DIY爱好者也能搭建简单的装置,来研磨、熔化和成型可回收材料。

然而,机械回收的一个缺点是,它往往会产生质量相对较低的再生产品。 粗糙的物理处理会对可回收材料的结构完整性造成损害。 比如,用100%回收材料制成的纸袋和塑料瓶,可能会显得比较脆弱。

2. 化学回收

图片来源:IBM 研究部/弗利克

化学回收将废弃物分解成其基本的组成单元。 它生成单一的单体,并将其重新用于制造新的产品——可回收物不再保留其原始形态。 实际上,它们完全转化为另一种物质状态。

化学回收的最大优势在于其能够处理更多种类的废弃物。 机械回收无法处理“脏”的物品。 大多数废物处理工厂会将腐蚀、污损或受到污染的可回收物(如残留果汁的塑料瓶和生肉包装)送往垃圾填埋场。

经合组织 的报告指出,只有9%的塑料废弃物被回收利用。 目前,化学回收主要分为三种类型。

热解

热解是一种在高温(752至1472华氏度)、无氧条件下对可回收物进行热分解的方法。 这在处理复杂塑料时非常常见。 该过程将塑料分解至分子水平,并转化为可回收的生物油、合成气或炭黑副产品。 热解副产品的质量与原始材料几乎相同。 这个过程很好地展示了化学回收与机械工艺的不同之处,以及如何保持材料的质量。

美国联邦公路管理局 报告称,美国驾车者每年丢弃超过2.8亿个汽车轮胎,但制造商不能随意使用可持续但可能不安全的再生橡胶。 大原子轮胎回收技术通过热解解决了这个问题。 他们的团队通过化学方法将废旧轮胎分解为原油和塑料,这些物质可以作为制造全新、可靠的公路轮胎的原材料。

气化

气化是一种热化学回收过程,它在有限的氧气条件下将可回收物加热至1472至2192华氏度。 它可以分解废弃塑料、生物质和有机废弃物。 但与热解不同的是,这个复杂的系统需要更高的温度来产生热能、电力和合成气。 气化也提供了一种利用废弃可回收物产生清洁能源的有效方法。 如果人们从太阳能电池板和回收废物中获取能源,全球化石燃料的消耗将会减少。

溶剂分解

溶剂分解是一种低温热化学过程,它在212至572华氏度的温度下将可回收物溶解在特定的溶剂中。 这是回收聚酯或聚氨酯的有效方法。 由于无法承受机械回收过程,废物处理设施通常会将这些混合塑料废弃物送往垃圾填埋场。

当然,溶剂分解也可以处理生物质和有机废物。 最常见的溶剂分解副产品包括燃料、低聚物和单体。 这些回收材料具有广泛的用途; 制造商可以用它们生产优质塑料制品、乙醇和润滑剂。

尽管热解、气化和溶剂分解优于机械回收系统,但只有少数废物管理设施有能力投资这些技术。 不幸的是,它们的购买和维护成本很高。 这些技术可能需要几十年的时间才能成为全球标准的回收技术。

3. 反向自动售货机

图片来源:Donald_Trung/维基共享资源

反向自动售货机(RVM)通过鼓励人们存放可回收物品(如空玻璃容器、塑料瓶和铝罐),并给予奖励来促进回收。 奖励通常以优惠券、折扣卡或现金的形式发放。 只需将可回收物放入机器,领取奖励,机器会自动对垃圾进行分类。 RVM的最大限制在于它们对接受的可回收材料要求很高。 由于大多数废物处理设施仍然使用机械流程,他们不敢冒险接受可能最终被送往垃圾填埋场的受污染的可回收物。

零售品牌通过奖励消费者回收特定物品,模仿了相同的理念。 以苹果公司的回收流程为例,它鼓励用户存放旧的苹果设备,以换取特别的促销和折扣。

4. 垃圾发电 (WtE)

垃圾发电通过高温、可控燃烧的方式来处理城市、工业和农业废弃物,并产生清洁能源的副产品,如热能和电力。 从更广泛的角度来看,垃圾发电技术可以帮助拓展替代能源的来源。

虽然垃圾发电和气化都遵循相同的流程,并产生类似的副产品,但需要注意的是它们使用了不同的技术。 气化在有限的氧气条件下加热废物,而垃圾发电则直接焚烧可回收物。 此外,垃圾发电不能产生合成气。

5. 锂离子电池回收

随着社会对智能手机、滑板车和电动汽车等电动设备的依赖日益增加,对锂离子电池的需求也在稳步增长。

国际能源署 报告称,到2022年,电动汽车的电池需求将从330GWh飙升至550GWh。虽然锂离子电池的危害可能小于化石燃料,但大规模生产锂离子电池将无意中导致更多采矿项目的启动。

更有效的方法是采用更可持续的回收系统。 电池处理和回收设施应执行这些流程,以便锂离子电池制造商可以不再依赖原始材料。

火法冶金

火法冶金属于热解范畴。 它需要在几乎没有氧气的受控高温空间中加热回收电池。 回收设施可以在分解后提取各种金属。 火法冶金的主要缺点是在加热过程中会排放氮氧化物和硫,设施应该控制这些排放。

湿法冶金

湿法冶金与火法冶金相反。 这是一个低温过程,将回收电池溶解在特殊的溶液中。 回收设施也可以在分解后提取金属。 湿法冶金最大的问题是会产生废水,设施必须安全、谨慎地处理这些废水。

直接回收

直接回收是一种机械过程,废旧电池通过此方法进行回收和翻新。 这是一种经济且易于操作的系统。 需要注意的是,翻新后的电池不再适合其最初的用途,只能将其作为备用电源使用。

技术进步将继续简化回收系统

全球回收率的提升不会一蹴而就。 家庭、私营企业、非营利组织和政府机构必须共同努力,采用高效的回收技术,并尝试将其纳入当地的废物管理政策。 仍有许多先进的分类系统没有得到充分利用。 需要注意的是,高效的回收系统只能减少日益严重的社会废物问题造成的损害。 每个人仍然应致力于减少一次性塑料制品的使用。