洋垃圾禁令背景下,中国固体废物进口管理改革的推进与成效

2024-07-20 16:06:37发布    浏览50次    信息编号:79502

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洋垃圾禁令背景下,中国固体废物进口管理改革的推进与成效

自20世纪80年代起,为缓解原料短缺,中国开始从国外进口可用作原料的固体废物,逐渐成为世界上最大的固体废物进口国和使用国。根据2017年海关统计,当年中国进口量最大的固体废物种类为废纸、废塑料、废金属。

为进一步规范固体废物进口管理,防止回收行业引发环境污染问题,2017年,国务院办公厅印发了《禁止洋垃圾进口推进固体废物进口管理制度改革实施方案》,并从2018年开始分批调整《进口废物管理清单》,到2019年底,新增“禁止进口固体废物”品种将达到32个。

在“洋垃圾禁令”出台的背景下,随着垃圾分类管理、“城市矿产”示范基地、“无废城市”建设等一批工作的深入推进,我国固体废物回收利用率和利用率还将继续提高,固体废物资源化利用空间依然巨大。

美国、欧盟、日本等发达国家和地区经过30多年的研究和实践,已经建立了完善的固废全过程管理与控制体系。

固体废物处理新技术

美国、欧盟、日本等发达国家和地区已形成规模庞大的固体废物回收利用产业,主要国家也对其技术研发给予了大力支持。如欧盟“地平线计划”()在固体废物领域设立了专项,支持了一批废旧材料回收利用、城市矿物等领域的研究项目;日本持续推进“循环社会”发展计划,重要大宗金属回收利用率接近100%,并提出到2035年将固体废物填埋率降至3%。

总体来看,环境大数据、互联网、人工智能等新技术融入固废资源化利用领域。美国、加拿大等国基于物联网/互联网技术研发了园区固废回收与产业共生决策算法与平台,使垃圾回收率提升37%。德国、日本等国在垃圾收运、计量系统、垃圾统计、监测管理等领域采用无线射频识别(RFID)技术。

例如,公司研发了智能手机回收拆解机器人Liam、Daisy,拆解一部手机仅需十余秒;研发的机器人可进行智能搬运、视频识别、精准定位、智能设备快速拆解,实现废旧家电高效拆解及树脂、金属精细分离,铜纯度可达99%。

此外,美国、欧盟也建立了IWEM、3MRA、IWAIR等固体废物风险评估模型和基础数据库,为固体废物的精细化管控提供支持。在废纸、废塑料、废金属等固体废物的资源化利用技术方面,发达国家也开发应用了新的技术工艺,提高固体废物资源化产品的附加值。

废纸资源化利用

欧美等发达国家均建立了严格的废纸回收分级制度,如美国将废纸分为51个等级,并对各级废纸的用途、性能、来源等进行了明确的描述和分类。

传统的废纸回收主要用来生产再生纸,加工过程通常包括机械磨碎纤维化、脱墨、脱色、漂白、除粘土和除胶等。但造纸过程会导致纤维脱落、纸张强度下降,且回收次数有限。目前国外已开发相关技术,将废纸转化为制造家具、建筑等新材料。

如美国、德国、日本等国的研究人员把从废报纸中提取的纤维材料与木纤维、水泥等混合,制成中密度纤维板,用废纸制成的板材隔热、隔音效果好,而且价格便宜。

德国研究人员利用废纸作为刨花板生产的原料,主要作为板材的中间层或芯层。美国研究人员将旧报纸磨成粉末,与聚乙烯丙烯等高分子材料混合加热,将混合物熔融,注入成型机内成型,其防火性能和热稳定性均优于一般树脂材料。

瑞士国家联邦实验室与一家企业合作研发出一种由废纸制成的隔热材料,可用于制作木结构和木屋配件,添加剂对人畜和环境无害,在防火方面具有应用价值。

芬兰技术研究中心开发了一种废纸制品和废旧纺织品综合利用技术,可以将废纸、旧衣服、废棉、木质纤维等制成粘胶型再生纤维。废纸还可以用来生产纸浆模塑制品,以废纸生产的一次纤维或二次纤维为主要原料,用专用模具对纤维进行脱水、成型,干燥定型后得到的材料可用于食品、家电等商品的包装。

除了利用废纸生产新材料外,国外也有利用废纸制造化工材料的研究。新加坡国立大学工程学院的研究人员利用废纸生产气凝胶,2016年他们首次将废纸转化为绿色纤维素气凝胶,生产出无毒、质轻、柔韧、高强度、防水的产品,可用于漏油清理、保温、包装等多个领域。日本KK公司开发出一种以报纸为原料,利用纤维素酶将废纸二次纤维转化为葡萄糖,再通过发酵过程生成乳酸的低成本生产方法。

废塑料资源化利用

2018年,联合国环境规划署首次将一次性塑料污染问题作为重点关注对象;2019年,新修订的《巴塞尔公约》首次纳入废塑料管理条款,将受污染、混杂的“脏”塑料垃圾列入进出口限制名单;德国联邦政府已将减少塑料对环境的污染列入《高科技战略2025》的重点领域。废塑料资源化利用技术主要分为识别分选技术和处理利用技术两大类。

日常生活中产生的废旧塑料,如各种包装袋、饮料瓶、薄膜等,都需要经过分类清洗后才能回收利用,因此塑料识别分选技术非常关键,如水力旋流分选、浮选分选等。

在欧美国家,静电分选技术仅用于分选二元混合塑料,如ABS/PC(丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物/聚碳酸酯)、PET/PVC(聚对苯二甲酸乙二醇酯/聚氯乙烯)、PP/PE(聚丙烯/聚乙烯)等废旧塑料。废旧塑料碎片在电场中由于偏向不同而相互碰撞分离。也有报道采用泡沫浮选,其原理是使气泡附着在特定的聚合物表面,从而分选出密度相近的废旧塑料。

目前发达国家也已开发出基于光谱技术的废塑料分选方法,如德国S+S公司的系列系统、法国

ST公司的设备利用近红外光谱技术,对HDPE(高密度聚乙烯)、PVC(聚氯乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PE(聚乙烯)等废旧塑料进行精细分选,不同公司的算法不同,识别精度和识别大小有所差异。

传统的废旧塑料回收技术是将其重新熔融造粒,生产再生塑料材料。针对不同的废旧塑料材料,也有等离子气化、复合体积膨胀、高温裂解、流化催化裂解等技术得到应用。采用反向逆流技术,即废旧塑料与挤出螺杆机反向旋转,提高了废旧塑料回收利用的性能,降低了生产过程中的温度,提高了再生塑料的加工能力和产量。该技术获得了欧洲专利局(EPO)于2019年颁发的“欧洲发明奖”。

公司推出的两款新型塑料回收机——reco STAR PET 330和,可用于清洁废料、轻质薄膜和耐用塑料制品的回收。

荷兰设计师研发出第二代手工DIY塑料回收装置,该装置由塑料破碎机、挤出机、注塑机和滚塑机组成,能将废旧塑料变成新产品。

日本积水化学公司开发出利用废旧塑料的“三明治”填充技术,利用废旧塑料生产物流货箱,以强度高、可塑性好的塑料作为面层材料,以家庭消费产生的低强度废旧塑料作为中间填充材料。

废塑料的能源转化技术也是发达国家的研究热点,例如塑料裂解技术,在无氧或缺氧的环境下,通过高温加热,使塑料分子中的碳链和烃链裂解为小分子烃类,所得产物可分为裂解气和裂解油。

日本开发了废塑料催化热解制油技术(法),使聚苯乙烯塑料热解油中烷烃收率提高到80%以上。

美国科学家研发出一项新技术,可将塑料购物袋转化为柴油、天然气等石油产品。塑料袋原本是一种石化产品,利用废旧塑料作为原料进行蒸馏,可生产出近80%的燃料,高于原油蒸馏工艺50%~55%的产率。

英国Cynar公司在爱尔兰建设的废塑料能源转化工厂,日处理废塑料能力达10吨,转化率达95%,瑞士楚格的废塑料被运往Plast Oil公司,用于生产燃料油。

澳大利亚新南威尔士大学开发出一种利用废旧塑料在钢铁生产中进行聚合物喷射的技术(PIT),可使钢铁生产中碳喷射总量减少10%~20%,节省碳喷射成本15%~35%,该技术还可大大减少废橡胶、废塑料对环境的污染。

废金属资源化利用

目前,废金属资源化利用的主要途径仍然是将其重新冶炼为再生料,其中废金属分选技术也是关键。

欧美发达国家对废金属材料的分选已从单纯依赖传感器技术发展到逐步融合图像处理、神经网络、激光诱导击穿光谱(LIBS)等技术,其自动分选系统可根据分选任务和条件灵活配置,可分选出粒径1~2mm的废金属颗粒,分选准确率达95%以上。

例如,芬兰研究人员提出了一种结合双能X射线、机器视觉和感应传感器的废金属分选系统,在实验室条件下取得了良好的分选效果。

电子垃圾中废金属的回收利用也越来越受到关注。

例如比利时优美科集团()将电子垃圾中的铜、铅、镍等成分送往铜冶炼设施,生成粗铅、镍砷渣和铜渣,其中镍砷渣中含有铂族金属,而贵金属则以多尔合金的形式回收。

日本同和矿业公司采用湿法处理电子废弃物中的含金废料及接插件,溶液经过还原处理后可提炼为贵金属。电子基板、带皮铜线等金属材料一般采用回转窑焚烧或采用热解处理,最后送往铜冶炼厂进行资源化利用。

德国、比利时、瑞典等国家对多源金属熔池冶炼协同利用进行了系统研究,在均质化调控、多相反应及定向分离机理、剧毒元素温和矿化等方面取得突破性进展,形成了完整的技术体系和成套装备。

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