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可降解塑料用途范文1
以紙代木的液晶顯示屏緩沖包裝
液晶顯示屏是價值高且易損壞的商品,為了給液晶顯示屏設計一款以紙代木的瓦楞紙板緩沖包裝,AU Optronics公司可謂煞費苦心。
AU Optronics公司將瓦楞紙板設計成如圖所示的折疊結構,如此復雜的結構設計的目的是充分利用瓦楞紙板的緩沖性能來吸收沖擊能量,從而實現保護作用。整個包裝依據液晶顯示屏的外型開模制作,完全緊貼產品的外殼曲線,彌補了單一紙板設計無法密合產品特殊造型的缺陷。整個緩沖結構分為四個部分:上底、下底、左側及右側折疊結構,左右側的折疊結構通過插舌卡合的形式嵌入到上下底的卡槽中,從而形成一個整體,將液晶顯示屏穩穩地固定起來。這款折疊瓦楞紙板緩沖包裝沒有使用任何膠黏劑,方便拆卸,100%可回收再利用,徒手即可將緩沖材料組合轉換為展示柜及儲物柜。選用的瓦楞紙板采用了85%的回收料,因而也極大地降低了包裝成本。經測試,這款緩沖包裝可以承受約800公斤的抗壓強度,倉儲時可以將8個這樣的結構(約5米高)進行縱向堆碼,進而極大地降低了倉儲空間。
“限塑”是全球的熱門話題,用質量相當甚至更好的可降解塑料袋代替傳統的石油基塑料袋,是業界共同研發的重點課題。目前,在歐美地區,可降解塑料袋已占有市場的一席之地,但是這類產品有一個亟待解決的缺陷問題:透明性差。在超市或零售攤販,透明性差的塑料袋為收銀員進行貨物識別帶來了很大的不便。
Excellent Packaging & Supply公司致力于解決這個問題,他們對生物基塑料進行了改性處理,利用非轉基因玉米淀粉為主要原材料研發了一款新型的可降解塑料袋,大大提高了成品的透明度,可以很容易地識別內部產品。此外,這種“升級”后的可降解塑料袋所用原材料比原來降低了50%,大大節省了成本和資源消耗。除在材料改性方面取得成績外,為進一步減少包裝浪費,Excellent Packaging & Supply公司還研發了一款名為Pull-N-Pak的自助取袋機。消費者通過手拉、割斷即可得到一個封底、預開口的塑料袋,塑料袋長度根據需要決定,可減少20%的浪費量。
由魚皮蝦殼制成的可食性包裝膜
傳統的保鮮膜原材料是從石油中提取合成的,這種材料很難降解,造成了嚴重的“白色污染”。近日,中國海洋大學食品科學與工程學院發明了可以吃的保鮮包裝膜,這種包裝膜采用從魚皮、魚鱗、魚骨里提取的膠原蛋白等物質作為原材料,不僅可以直接食用,保鮮時間長,效果好,而且價格也不貴。這一項目也因此榮獲山東省青年創業大賽創意組亞軍。
可降解塑料用途范文2
關鍵詞:高分子材料;可降解;生物
中圖分類號:TQ464 文獻標識碼:A
我國目前的高分子材料生產和使用已躍居世界前列,每年產生幾百萬噸廢舊物。如此多的高聚物迫切需要進行生物可降解,以盡量減少對人類及環境的污染。生物可降解材料,是指在自然界微生物,如細菌、霉菌及藻類作用下,可完全降解為低分子的材料。這類材料儲存方便,只要保持干燥,不需避光,應用范圍廣,可用于地膜、包裝袋、醫藥等領域。生物可降解的機理大致有以下3 種方式: 生物的細胞增長使物質發生機械性破壞; 微生物對聚合物作用產生新的物質;酶的直接作用,即微生物侵蝕高聚物從而導致裂解。按照上述機理,現將目前研究的幾種主要的可生物可降解的高分子材料介紹如下。
1生物可降解高分子材料概念及降解機理
生物可降解高分子材料是指在一定的時間和一定的條件下,能被微生物或其分泌物在酶或化學分解作用下發生降解的高分子材料。
生物可降解的機理大致有以下3種方式:生物的細胞增長使物質發生機械性破壞;微生物對聚合物作用產生新的物質;酶的直接作用,即微生物侵蝕高聚物從而導致裂解。一般認為,高分子材料的生物可降解是經過兩個過程進行的。首先,微生物向體外分泌水解酶和材料表面結合,通過水解切斷高分子鏈,生成分子量小于500的小分子量的化合物;然后,降解的生成物被微生物攝入人體內,經過種種的代謝路線,合成為微生物體物或轉化為微生物活動的能量,最終都轉化為水和二氧化碳。
因此,生物可降解并非單一機理,而是一個復雜的生物物理、生物化學協同作用,相互促進的物理化學過程。到目前為止,有關生物可降解的機理尚未完全闡述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在機體內的降解還被描述為生物吸收、生物侵蝕及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除與材料本身性能有關外,還與材料溫度、酶、PH值、微生物等外部環境有關。
2生物可降解高分子材料的類型
按來源,生物可降解高分子材料可分為天然高分子和人工合成高分子兩大類。按用途分類,有醫用和非醫用生物可降解高分子材料兩大類。按合成方法可分為如下幾種類型。
2.1微生物生產型
通過微生物合成的高分子物質。這類高分子主要有微生物聚酯和微生物多糖,具有生物可降解性,可用于制造不污染環境的生物可降解塑料。如英國ICI 公司生產的“Biopol”產品。
2.2合成高分子型
脂肪族聚酯具有較好的生物可降解性。但其熔點低,強度及耐熱性差,無法應用。芳香族聚酯(PET) 和聚酰胺的熔點較高,強度好,是應用價值很高的工程塑料,但沒有生物可降解性。將脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定結構的共聚物,這種共聚物具有良好的性能,又有一定的生物可降解性。
2.3天然高分子型
自然界中存在的纖維素、甲殼素和木質素等均屬可降解天然高分子,這些高分子可被微生物完全降解,但因纖維素等存在物理性能上的不足,由其單獨制成的薄膜的耐水性、強度均達不到要求,因此,它大多與其它高分子,如由甲殼質制得的脫乙?;嗵堑裙不熘频?。
2.4摻合型
在沒有生物可降解的高分子材料中,摻混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得產品具有相當程度的生物可降解性,這就制成了摻合型生物可降解高分子材料,但這種材料不能完全生物可降解。
3生物可降解高分子材料的開發
3.1生物可降解高分子材料開發的傳統方法
傳統開發生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化學合成法和微生物發酵法等。
3.1.1天然高分子的改造法
通過化學修飾和共混等方法,對自然界中存在大量的多糖類高分子,如淀粉、纖維素、甲殼素等能被生物可降解的天然高分子進行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法雖然原料充足,但一般不易成型加工,而且產量小,限制了它們的應用。
3.1.2化學合成法
模擬天然高分子的化學結構,從簡單的小分子出發制備分子鏈上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,這些高分子化合物結構單元中含有易被生物可降解的化學結構或是在高分子鏈中嵌入易生物可降解的鏈段?;瘜W合成法反應條件苛刻,副產品多,工藝復雜,成本較高。
3.1.3微生物發酵法
許多生物能以某些有機物為碳源,通過代謝分泌出聚酯或聚糖類高分子。但利用微生物發酵法合成產物的分離有一定困難,且仍有一些副產品。
3.2生物可降解高分子材料開發的新方法——酶促合成
用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶學的發展,酶在有機介質中表現出了與其在水溶液中不同的性質,并擁有了催化一些特殊反應的能力,從而顯示出了許多水相中所沒有的特點。
3.3酶促合成法與化學合成法結合使用
酶促合成法具有高的位置及立體選擇性,而化學聚合則能有效的提高聚合物的分子量,因此,為了提高聚合效率,許多研究者已開始用酶促法與化學法聯合使用來合成生物可降解高分子材料。
4生物可降解高分子材料的應用
目前生物可降解高分子材料主要有兩方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解決環境污染問題,以保證人類生存環境的可持續發展。通常,對高聚物材料的處理主要有填埋、焚燒和再回收利用等3種方法,但這幾種方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物醫用材料。目前,我國一年約生產3000 多億片片劑與控釋膠囊劑,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是傳統的糖衣片,而國際上發達國家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我國的片劑制造水平與國際先進水平有很大的差距。國外片劑和薄膜衣片多采用羥丙基甲纖維素,羥丙纖維素、丙烯酸樹脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纖維素、鄰苯二甲酸醋酸纖維素、羥甲基纖維素鈉、微晶纖維素、羥甲基淀粉鈉等。
參考文獻
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可降解塑料用途范文3
是加工過的面粉,用水漂洗過后,把面粉里的粉筋與其他物質分離出來,粉筋成面筋,剩下的就是澄面。
用途1、除可直接使用外,還可加工成各種變性淀粉、水解產品等。
2、淀粉制成的食品如粉絲、粉條等可以直接食用。
可降解塑料用途范文4
“萬事開頭難”這話一點兒也不假,雖然我參與實踐的時間不長,但求職之路的艱辛和求到職之后的茫然讓我感嘆市場競爭的激烈,感悟到了生活的艱辛。
南通是個繡品城,而我所處之地是繡品城中的一幅繡品,密密麻麻的人以此為生,電腦繡花用的是編程,但我不會。況且也不需要暑期打零工的。整理東西,每天在勞累中度過。學不到一點知識。學的最多的可能是對人生的一份坦然,不得以我放棄了這份工作。每天感嘆生活的單調與乏味,卻不想依靠父母的幫助。哀嘆啊,哀嘆。
奔波了好多天之后,我找到了一份真正意義上的暑期社會實踐單位。通州市姜灶塑料編織廠。廠長姓張,人很可親。清瘦顯得他活力無限。我跟他說,我學的是機電專業,但沒學過什么專業課程,我還順便提及輔修過市場營銷這門課程。他頓了頓,想了想說,我這兒的機器上有很多針,各種各樣的型號都有,分類很嚴密。有時是大的一排,有時是小的一排,大小有時又要交錯相差。這樣吧,我先把你安排到拌料間,去學習一下材料的分配和用料的安全。然后去銷售部門吧。我點了點頭,同意了。
第二天一大早,我就跟著張廠長來到了拌料車間,車間里堆滿了聚乙烯顆粒。張廠長領了我來到一個姓趙的師傅面前說,趙師傅,這是從學校里來參加暑期社會實踐的,您就好好照顧照顧吧。
我站在那兒,盯著趙師傅熟練的忙碌著,一袋袋的原料按不同的比例被投放到了攪拌機里。我沉默著,雖然我知道“沉默是金”,但此時此刻卻是一塊沒有光澤的石頭。我依然沉默著。等到那師傅忙完后,他給我講起了塑料業的發展,塑料的降解功能。
塑料是一個新興行業,發展時間還不長。但目前隨著塑料制品的日益增多,“白色污染”也越來越嚴重。而21世紀又是一個環保世紀,為了保護我們的家園,全世界都對塑料行業提出了一個嚴峻的問題,就是生產出來的塑料產品盡量是環保的,可降解的。連我們廠也都要這樣?,F在中國的普通老百姓還在追求價的廉宜和結實度,而國外卻都已向環保靠攏了。你看那個塑料廠已被國外退回了好多產品,就是因為產品的質量不合格,無環保性能,不可降解。
降解塑料與同類的普通塑料具有相當或相近的應用性能和衛生性能,在完成其使用功能后,能在自然環境條件下較快地降解。成為易廣泛被吸收的碎末。并隨著時間的推移進一步降解成為co2和水。但從總體而言,當前降解塑料還處于技術階段,有待于進一步深化研究,工藝進一步完善。并致力于提高性能,降解成本,拓寬用途和逐步推向市場化進程中。
目前,已初步明確,聚乙烯是可生物降解的。且在聚乙烯中加入改良性淀粉后可提高其生物降解性。其基本的降解機理是可降解的。塑料制品中所含的淀粉在短期內被土壤中的微生物分泌的酶迅速降解而生成空洞,導致制品的力學性能下降。并伴隨著空洞的形成,表面積擴大,從而增大與土壤的接觸面;同時配方中還添加了氧化劑和土壤的金屬鹽。反應生成過氫氧化物。這些將導致聚乙烯鏈的斷裂而降解成為易被微生物吞噬的低分子化合物。最終回到生物圈,進入自然循環。
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我驚訝極了,一個小小的師傅竟然懂的那么多,中國加入了wto,不止企業的管理人員,連師傅也加入了經濟發展的行業中,步伐真快啊。
我實踐的那家單位雖小,但卻為我們的社會創造了不少的財富,若不論財富,那它畢竟為我們提供了若干個崗位,一個企業“以人為本”,人人都把其當作是自己的一部分,那企業的魅力是怎樣的大啊。
可降解塑料用途范文5
關鍵詞:聚丁二酸丁二醇酯(PBS);制備技術;應用前景;生物降解性;石油基產品 文獻標識碼:A
中圖分類號:TQ323 文章編號:1009-2374(2015)15-0048-03 DOI:10.13535/ki.11-4406/n.2015.15.024
1 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)綜述
1.1 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)定義
聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作為一種新型塑料材料,結構是丁二酸與丁二醇經常復分解反應后形成的酯,分子式為:HO-[CO-(CH2)2-CO-O-(CH2)4-O]n-H,
具有生物降解性優異、用途廣泛等特點,常用于塑料包裝、食用餐具、農用薄膜、醫用高分子材料等領域。與其他降解型塑料相比,PBS的成本低、性能良好,能非常好地與其他不同材料進行有效聚合,因此其工業應用前景非常廣闊,具有很好的市場與經濟價值。
研究表明,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)以二元酸以及二元醇等化學物質為主要原料,通過一系列化學反應而合成。經過多年的科學實驗與工業聲場,PBS的加工性能已經比較成熟,可在絕大多數塑料設備上開展任何形式、任何類型加工。此外,PBS也可以與碳酸鈣、淀粉等廉價填料共混,以此來以降低生產質保成本。
1.2 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的性能
研究表明,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)塑料除了具有普通塑料的性能外,同時還具有透明性好、光澤度強以及印刷性能好等多種特點,是目前被公認為最有前景的綠色環保型高分子材料。具體來說,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的性能主要表現在以下四個方面:
1.2.1 良好的加工性。工業研究與應用顯示,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有良好的加工性能,加工溫度比較高,一般在150℃~200℃之間。可在多種常用的塑料加工設備上開展注塑、擠出以及吹塑等各類成型加工,是學術界與工業加工行業公認的加工性能最好的材料。此外,該型材料還可以與碳酸鈣、淀粉等其他物質進行混合,降低生產、使用成本。
1.2.2 良好的耐熱性。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的耐熱性也非常優異,多年的實驗與工業研究表明,聚丁二酸丁二醇酯在各類塑料中的耐熱性能最出色,能非常好地滿足工業對塑料用品耐熱性的需求,從而廣泛應用于冷熱飲包裝和餐盒等塑料材料。
1.2.3 低降解性與化學性能穩定性。降解是與形成相反的化學反應,是指大分子化合物經化學反應回歸到小分子化學的過程。化學穩定性是指材料對來自外在因素腐蝕的抵抗能力。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的化學穩定性非常好,只有在化肥、土壤、水以及其他外在因素的環境下,緩慢的被微生物和動植物體內的催化酶分解,最終分解成二氧化碳和水。
1.2.4 良好的力學性能。與其他多種塑料相比,PBS具有更為優異的力學性,具有各類通用樹脂的力學性能。
1.3 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的應用
由于聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的上述性能,使它具有非常廣的應用范圍。
1.3.1 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)廣泛應用于包裝領域,主要有包裝垃圾袋、食品袋、各種冷熱飲瓶子、農用薄膜、種植器具與植被網等。
1.3.2 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)廣泛用于各類日化用品。一般來說,日化用品對塑料制品的機械強度的要求比較嚴格,所以需要在PBS中添加滑石粉、碳酸鈣等,滿足日化用品的使用需求。
1.3.3 由于聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有生物相容性與可降解性等特點,從而廣泛應用于醫療行業,如用于人造軟骨、手術縫合線、手術支架等醫用設備。
2 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)應用的合成工藝
化學合成法在聚丁二酸丁二醇酯(PBS)合成中的應用最廣泛,主要有溶液縮聚法、熔融縮聚法、擴鏈法、酯交換聚合法等。此外,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)也可采用生物發酵法進行合成,但其成本較高,應用范圍不廣。
2.1 溶液聚合法
溶液聚合法的具體原理如下:在一定溫度與催化劑條件下,使丁二酸與丁二醇發生化學反應,完成二者的酯化反應,在反應過程中使用不同的溶劑,減少反應生成的水分,然后在高溫條件下發生縮聚反應。
一般來說,如果不能及時分離溶液聚合反映產生的水分,將會給PBS的聚合反應帶來不利影響。因此,有學者對溶液縮聚法進行了提升與改進,以十氫萘為溶劑,以二元酸和二元醇為原料,在合適的溫度與催化加條件下發生聚合反應,并用油水分離器取代傳統水分離方法。該種方法適用于工業對塑料的大規模生產。
2.2 熔融縮聚法
熔融縮聚法將合成PBS的過程分成酯化階段和縮聚階段兩部分。具體步驟為:在較低的溫度條件下,以丁二酸和丁二醇為化學反應原料,進行熔融酯化反應,然后在真空、高溫條件下完成縮聚反應。
該方法對催化劑的要求比較高,催化劑能直接影響PBS分子量的大小。學者在35℃與31.99kPa的條件下,以三氟甲烷磺酸鈧和三氟甲基磺酰亞胺為催化劑完成聚合反應,取得了較好的效果。
但是,通過傳統合成工藝聚合得到的PBS分子量相對較低,限制了PBS的合成效果與應用范圍。因此,學者又進一步創新和改進了PBS的合成工藝,將縮聚反應分為預縮聚和真空縮聚兩步,從而進一步提高了PBS聚合的效果與效率。
2.3 擴鏈法
擴鏈劑是一種分子量相對較低的雙官能團化合物,易同高分子聚合物鏈的末端基團發生化學反應,可增加聚合物的相對分子量,進一步加快聚合反應。
使用擴鏈劑后的擴鏈法可使聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的力學性能大幅提高,研究結果顯示使用擴鏈法后的PBS的力學性能有所善、特性黏度有所增強、生物降解性也有所改善。
此外,使用擴鏈劑后的擴鏈法還可提高PBS的分子量,研究表明:采用該法后的PBS的分子量成倍增加,熱穩定性也有所提高,但該擴鏈反應法所需的時間較長,反應條件也較為苛刻,因而使用范圍較小。
2.4 酯交換法
在高溫、高真空以及催化劑的作用下,使等量的二元醇和二元酸二甲酯進行酯交換,完成聚合反映,從而得到聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。由于酯交換法中未使用溶劑,而且參加反應的二元醇可通過水溶劑或加熱等簡單操作除去,最終得到的PBS雜質含量較低。
3 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的改進
為進一步提高聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的性能,許多學者開展了大量的針對PBS的改進性分析與研究,在不斷提高PBS各類常用性能與特點的同時,也有效地提高了生物相容性和生物降解性特性,具體改進方法分為共聚改進方法和共混改進方法兩種。
在實施共聚改進方法時,把芳香族類聚酯添加到PBS制備之中,能明顯提高其既有的物理性能與力學性能。研究表明,將芳香基團連接在PBS側鏈上,能使PBS的斷裂明顯伸長、撕裂度明顯降低、生物降解性明顯加強。把脂肪族組分添加到PBS的制備過程中,可有效改善PBS的脆性,提高其生物降解性等。
4 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的應用及產業化發展
PBS是降解能力非常強的化學聚合物,在自然條件下,可完成分解,且其分解產物是對自然環境沒任何污染與破壞的水和二氧化碳。因此,大力發展與推廣PBS及其相關產業,是有效降低塑料產量、環減環境污染的重要途徑之一。
4.1 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的應用
以PBS作為主要的原料,可制造出化學性能與物理性能都非常優良的復合纖維。此外,將帶有金屬離子的陶瓷材料與PBS纖維混合,能制造出抗菌性能非常好的纖維材料。研究還表明PBS在人體內部的適應性非常好,在人體內可以被完全分解和吸收,且幾乎不產生副作用。因此,PBS也廣泛應用于醫療手術縫合線等。
4.2 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的產業化發展
近年來,歐美發達國家越來越重視PBS可降解塑料的研究與應用,投入大量的人力與物力,加大研發力度,從而明顯加快了產業化發展的步伐。研究表明,生物降解性塑料的需求呈幾何指數增長率,預計歐洲2015年消費量將超過100萬噸。
20世紀末,日本的高科技公司以異氰酸酯為擴鏈劑,對傳統縮聚合成得到、分子量相對較低的PBS開展改進,成功實現了相對分子量為200000的PBS聚合,極大地擴展了PBS的應用范圍、加快了市場化應用步伐。
在國內,中科院下屬的研究所自主研發了特種納米微孔載體材料復合高效催化體系,實現了對相對分子質量超過200000的PBS的聚合合成,并與相關公司簽署協議,合資組建分子材料公司,建設世界最大規模的PBS生產線,成功實現其產業化發展,這標志著中國生物降解塑料產業開始大規模產業化的新紀元。此外,由于PBS具有優異的性能,中科院在常用塑料加工設備上對PBS及其相關產品開展再加工與再成型研究,從而制備出加工性能更加優異、工業用途更加廣泛的PBS材料,且該材料對設備和工藝的要求進一步降低。
PBS生物降解性聚酯作為塑料家族的品種之一,因其良好的性能特征與低污染性,正以很快的速度實現產業化、規?;l展。目前已經進入實用推廣階段,隨著社會對環境污染的日益關注以及對降解塑料的不斷需求量,其產業規模必定將進一步擴大。與此同時,發酵法生產丁二酸已實現商業化發展,技術也已成熟,為大規模生產與發展PBS提供來源保障,使PBS變成真正的綠色塑料,且其成本也將進一步降低,產品的應用領域還會不斷擴大。
5 結語
目前,雖然PBS作為一類新型的生物降解材料,且國內外學術界與工業領域對其的研究與應用逐漸增加,但其在很多領域的研究存在局限與不足。不同學者的觀點仍存在一定的分歧。本文認為,隨著理論研究與實踐應用的進一步深入與成熟,PBS的綜合性能將會不斷提高、成本與價格也將不斷降低,并逐漸取代傳統塑料,進一步降低對環境的污染與危害,從而真正實現可持續發展。
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可降解塑料用途范文6
摘要:論述了固體廢物的性質和危害,對廣州市固體廢物污染的現狀做了較詳細的分析。針對污染的問題提出了可行性建議。
關鍵詞:廣州市;固體廢物;二次污染
1廣州市固體廢物污染現狀
1.1廣州市工業廢物污染現狀
近年來,廣州市工業生產產生的固體廢物急劇增加,組成成份日趨復雜。2005年全市固體廢物產生總量達2334萬噸,其中一般工業固體廢物就占有1400萬噸,該市固體廢物的處理處置總量雖接近1000萬噸,但現有的固體廢物處理處置設施數量上遠遠不能滿足廢物處置需求,設施建設普遍簡陋,達不到“無害化”的標準,二次污染嚴重。
1.2廣州市城市生活垃圾污染現狀
目前廣州市平均日產垃圾6300噸。生活垃圾,主要在位于黃埔區的大田山垃圾填埋場集中處理。但由于各種原因,這些生活垃圾在處理過程中又給當地的居民群眾造成了較為突出的二次污染。尤為令人吃驚的是,已開場10多年、并計劃將于年內關閉的大田山垃圾填埋場,其污水處理系統至今還處于調試階段,大量未經任何處理的污水直接排放到河涌里。
1.3廣州市有毒化學固體廢物污染現狀
目前廣州市每年的危險固體廢物產量約為2萬噸,廢舊電子電器12萬噸,廢塑料包裝物和農用薄膜32萬噸。其中醫療廢物進行集中處理處置的只有廣東生活環境無害化處理中心等3家,醫療廢物集中安全處置達標率只有40%;大量的危險廢物被不規范焚燒或傾入沒有采取防滲措施的生活垃圾填埋場,甚至直接排入環境中,造成嚴重的環境污染。
1.4廣州市白色污染現狀
廣州市目前使用的是EPS(俗稱白色)泡沫塑料快餐具,其年消耗量在20億~30億只,大量棄擲的泡沫塑料快餐具形成“白色污染”。21世紀廣州市的白色垃圾有300多萬噸。由于EPS泡沫塑料消耗的是無法再生的石油資源,用作發泡劑的氟利昂是對地球大氣臭氧層造成不可逆轉破壞的“元兇”,它埋在地里會使土壤劣化,焚燒處理又會產生10余種有毒氣體污染空氣,故而成為災難性的“白色污染”。它已同汽車尾氣、有磷洗滌劑一起被列為我國環保治理的三大重點。因為白色垃圾需要百年以上時間才可以在自然界自然降解,所以解決它的污染問題被稱做百年難題。
2廣州市固體廢物污染治理對策
2.1工業固體廢物污染的治理對策
(1)冶金廢渣的治理對策。
①高爐渣:高爐渣的產量隨冶煉技術及礦石的品位不同而變化。高爐渣屬于硅酸鹽材料。它化學性質穩定,并具有抗磨、吸水等特點,可供廣泛應有,國內對高爐渣的應用都很重視,美、英、法、日本等國高爐渣的利用率已達100%,甚至出現了很多專營高爐渣商品的公司和工廠。我國高爐渣的利用率已達85%以上。為了適應不同的用途,高爐渣可分別被加工成水渣、礦渣碎石和膨脹礦渣等幾類主要產品。
②鋼渣:鋼渣是煉鋼過程中排出的固體廢物,包括轉爐渣、電爐渣等。煉鋼過程中的排渣工藝,不僅影響到煉鋼技術的發展,也與鋼渣的綜合利用密切相關。目前,煉鋼過程的排渣處理工藝大體可分為如下四種:冷棄法;熱潑碎石工藝;鋼渣水淬工藝;風淬法。
(2)化工固體廢物的治理對策。
①對硫鐵礦燒渣,應根據其含鐵量的不同確定其用途,鐵含量高的應回爐煉鐵;低鐵、高硅酸鹽的硫鐵礦燒渣宜做水泥配料。
②鉻渣可代替石灰石作煉鐵熔劑。在冶煉過程中鉻成為金屬進入鐵組分中,可徹底消除六價鉻浸出的危害;根據鉻渣在高溫下能還原成低價態無毒鉻的原理,可將鉻渣摻入煤中用于發電、用鉻渣作玻璃著色劑或鈣鎂磷肥和鑄石。還可利用碳對鉻渣進行干法還原除毒;用電解法處理鉻酸、生產鉻鹽精、回收原理含鉻硫酸氫鈉等。
③燒堿鹽泥可采用抽濾、沉淀過濾法進行處理,或用于制氧化鎂等;含汞鹽泥可用次氯酸鈉氧化法、氯化-硫化-熔燒法進行處理,并回收金屬汞。
④電石渣可制水泥或代替石灰作各種建筑材料、筑路材料等,還可用來生產氯酸鉀等化工產品。
⑤其它化工廢物,如,磷渣可燒制磷酸;甲醇廢觸媒可生產鋅-銅復合微肥;溶劑廠母液可生產二甲基甲酰胺等;染料廢渣制硫酸銅等產品;膠片廠的廢膠片和廢液可回收銀。
2.2生活垃圾污染的治理對策
(1)填埋法。
①垃圾填埋場的選址。選址時遵循的原則是:遠離生活區和水源地;避開上風口和水源地上游;自然地理條件不適宜飄浮擴散和滲漏。
②對填埋場需要進行嚴格的防滲漏處理,以免垃圾中的有害物在雨水或地表徑流的沖刷下隨水滲漏,污染地下水和相鄰土壤。
③垃圾場表面覆土和排氣管網設置。
(2)堆肥法.
堆肥生產的主要工藝過程是:生活垃圾-分類-破碎-發酵-烘干-磨粉-配料-造粒-干燥-包裝-出廠。如果是生產一般堆肥,則在發酵工藝完成后,即可直接使用;如果生產有機復合肥,則在配料工藝需要添加一定配比的化肥。有機復合肥的有效肥力是一般堆肥的4~5倍。目前廣州市的固體污染只有少量是用的堆肥法處理。
(3)焚燒法。
廣州市現在有1座大型垃圾焚燒廠——李坑垃圾焚燒廠。李坑生活垃圾焚燒發電廠一期是廣州市重點工程項目之一,項目總投資7.25億元。投入運行的一期工程設計日處理垃圾1040噸,占目前廣州市日產生活垃圾量的約1/7;該廠年發電1.3億度,能滿足10萬戶家庭生活所需,是符合廣州特點,達到國內領先水平的垃圾焚燒發電廠。利用垃圾發電、“變廢為寶”是李坑生活垃圾焚燒發電廠有別于垃圾填埋場的一大亮點。該項目還是國內第一個采用中溫次高壓參數的焚燒發電廠,通過提高蒸汽溫度和壓力有效提高蒸汽回收效率,使發電量增加20%以上。此外,與垃圾填埋場需大量占用土地不同,該廠在設計原則上盡可能節約用地,目前一期用地僅為3.2萬平方米,是興豐垃圾填埋場的1/10。
2.3白色污染處理方法
①實行垃圾分類,以利回收利用。清潔的廢塑料制品可重復使用、造粒、煉油、制漆、作建材等。而從垃圾場重新分揀廢塑料制品,則費時費力,且塑料的利用價值也很低。所以一定要在廢塑料制品進入垃圾流之前將其分類回收上來。目前,發達國家大都走回收利用的路子。我國城鎮盡快推行垃圾分類棄置已勢在必行。
②依靠科技進步,發展可降解塑料。美國、日本等發達國家已研制成功以植物淀粉為主要原料的可降解塑料,大大縮短了其可降解周期。廣州市新型塑料的研制也取得了重大進展,已經和正在開發出以淀粉、秸稈纖維、天然草漿等材料制成的“綠色”替代品。
③加強立法,強化管理,盡量減少或控制使用不可降解塑料的生活用品。以法規的形式明確生產者、各級銷售者和消費者回收利用的義務。目前美國、日本等發達國家已明令禁止使用一次性塑料快餐餐具。廣州市也為此專門制定了地方性法規,扼制“白色污染”的污染源。
2.4廣州市垃圾二次污染的防治措施
(1)填埋場場底防滲。
為防止垃圾滲濾液污染地下水,必須在填埋場底采取有效的防滲措施。以前垃圾填埋場底部都鋪放一層防滲材料,主要有黏土、瀝青、塑料膜等合成橡膠等。近幾年國外開始采用人工合成防滲層,有的采用雙防滲層,效果明顯好于前者。垂直防滲可采用帷幕灌漿、不透水布等。各填埋場可根據具體工程和水文地質情況,采取相應的防滲措施。
(2)滲濾液的收集處理。
垃圾滲濾液的處理方法包括生物、物化及土地處理法。生物處理法包括好氧處理、厭氧處理和厭氧-好氧處理。物化法主要有化學混凝沉淀、電解氧化、活性炭吸附、密度分離、化學氧化、化學還原、膜滲析、汽提、濕式氧化等多種方法。和生物法相比,物化法受水質水量影響小,出水水質穩定,尤其對BOD/COD較低而難以生物處理的垃圾滲濾液有較好的處理效果。由于物化法處理費用較高,一般用于滲濾液預處理或深度處理。滲濾液的土地處理包括慢速滲濾系統(SR)、快速滲濾系統(RI)、表面漫流快速滲濾處理系統(ARI)等多種土地處理系統。土地處理主要通過土壤顆粒的過濾,離子交換吸附和沉淀等作用去除滲濾液中懸浮顆粒和溶解成分。通過土壤中微生物作用使滲濾液中有機物和氮發生轉化,通過蒸發作用減少滲濾液量。
(3)填埋氣的處理和回收利用。
①填埋氣的收集。由于大部分沼氣在填埋場填埋過程中就已形成,所以沼氣采集應在填埋過程中就開始實施。在荷蘭,對正在使用的垃圾場,主要采用立式或水平式收集技術。立式采氣系統是在垃圾場的填埋過程逐步建造成的,其方法是在填埋場內均勻分布豎立大口徑鋼管,在每個鋼管外砌筑豎井,當填埋厚度達到2~5米時,將鋼管向上抽一部分,并繼續砌筑,直到填埋場達到設計高度,然后將鋼管移走。
②填埋氣的凈化。溶劑吸收法是目前較為成熟的沼氣凈化方法,如采用雙塔式溶劑吸收法提純垃圾沼氣,設備簡單、成本低、操作簡便,凈化效果好。
2.5廣州市固體廢物優化方法