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可降解塑料的用途范文1
以纸代木的液晶显示屏缓冲包装
液晶显示屏是价值高且易损坏的商品,为了给液晶显示屏设计一款以纸代木的瓦楞纸板缓冲包装,AU Optronics公司可谓煞费苦心。
AU Optronics公司将瓦楞纸板设计成如图所示的折叠结构,如此复杂的结构设计的目的是充分利用瓦楞纸板的缓冲性能来吸收冲击能量,从而实现保护作用。整个包装依据液晶显示屏的外型开模制作,完全紧贴产品的外壳曲线,弥补了单一纸板设计无法密合产品特殊造型的缺陷。整个缓冲结构分为四个部分:上底、下底、左侧及右侧折叠结构,左右侧的折叠结构通过插舌卡合的形式嵌入到上下底的卡槽中,从而形成一个整体,将液晶显示屏稳稳地固定起来。这款折叠瓦楞纸板缓冲包装没有使用任何胶黏剂,方便拆卸,100%可回收再利用,徒手即可将缓冲材料组合转换为展示柜及储物柜。选用的瓦楞纸板采用了85%的回收料,因而也极大地降低了包装成本。经测试,这款缓冲包装可以承受约800公斤的抗压强度,仓储时可以将8个这样的结构(约5米高)进行纵向堆码,进而极大地降低了仓储空间。
“限塑”是全球的热门话题,用质量相当甚至更好的可降解塑料袋代替传统的石油基塑料袋,是业界共同研发的重点课题。目前,在欧美地区,可降解塑料袋已占有市场的一席之地,但是这类产品有一个亟待解决的缺陷问题:透明性差。在超市或零售摊贩,透明性差的塑料袋为收银员进行货物识别带来了很大的不便。
Excellent Packaging & Supply公司致力于解决这个问题,他们对生物基塑料进行了改性处理,利用非转基因玉米淀粉为主要原材料研发了一款新型的可降解塑料袋,大大提高了成品的透明度,可以很容易地识别内部产品。此外,这种“升级”后的可降解塑料袋所用原材料比原来降低了50%,大大节省了成本和资源消耗。除在材料改性方面取得成绩外,为进一步减少包装浪费,Excellent Packaging & Supply公司还研发了一款名为Pull-N-Pak的自助取袋机。消费者通过手拉、割断即可得到一个封底、预开口的塑料袋,塑料袋长度根据需要决定,可减少20%的浪费量。
由鱼皮虾壳制成的可食性包装膜
传统的保鲜膜原材料是从石油中提取合成的,这种材料很难降解,造成了严重的“白色污染”。近日,中国海洋大学食品科学与工程学院发明了可以吃的保鲜包装膜,这种包装膜采用从鱼皮、鱼鳞、鱼骨里提取的胶原蛋白等物质作为原材料,不仅可以直接食用,保鲜时间长,效果好,而且价格也不贵。这一项目也因此荣获山东省青年创业大赛创意组亚军。
可降解塑料的用途范文2
关键词:高分子材料;可降解;生物
中图分类号:TQ464 文献标识码:A
我国目前的高分子材料生产和使用已跃居世界前列,每年产生几百万吨废旧物。如此多的高聚物迫切需要进行生物可降解,以尽量减少对人类及环境的污染。生物可降解材料,是指在自然界微生物,如细菌、霉菌及藻类作用下,可完全降解为低分子的材料。这类材料储存方便,只要保持干燥,不需避光,应用范围广,可用于地膜、包装袋、医药等领域。生物可降解的机理大致有以下3 种方式: 生物的细胞增长使物质发生机械性破坏; 微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。按照上述机理,现将目前研究的几种主要的可生物可降解的高分子材料介绍如下。
1生物可降解高分子材料概念及降解机理
生物可降解高分子材料是指在一定的时间和一定的条件下,能被微生物或其分泌物在酶或化学分解作用下发生降解的高分子材料。
生物可降解的机理大致有以下3种方式:生物的细胞增长使物质发生机械性破坏;微生物对聚合物作用产生新的物质;酶的直接作用,即微生物侵蚀高聚物从而导致裂解。一般认为,高分子材料的生物可降解是经过两个过程进行的。首先,微生物向体外分泌水解酶和材料表面结合,通过水解切断高分子链,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摄入人体内,经过种种的代谢路线,合成为微生物体物或转化为微生物活动的能量,最终都转化为水和二氧化碳。
因此,生物可降解并非单一机理,而是一个复杂的生物物理、生物化学协同作用,相互促进的物理化学过程。到目前为止,有关生物可降解的机理尚未完全阐述清楚。除了生物可降解外,高分子材料在机体内的降解还被描述为生物吸收、生物侵蚀及生物劣化等。生物可降解高分子材料的降解除与材料本身性能有关外,还与材料温度、酶、PH值、微生物等外部环境有关。
2生物可降解高分子材料的类型
按来源,生物可降解高分子材料可分为天然高分子和人工合成高分子两大类。按用途分类,有医用和非医用生物可降解高分子材料两大类。按合成方法可分为如下几种类型。
2.1微生物生产型
通过微生物合成的高分子物质。这类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,可用于制造不污染环境的生物可降解塑料。如英国ICI 公司生产的“Biopol”产品。
2.2合成高分子型
脂肪族聚酯具有较好的生物可降解性。但其熔点低,强度及耐热性差,无法应用。芳香族聚酯(PET) 和聚酰胺的熔点较高,强度好,是应用价值很高的工程塑料,但没有生物可降解性。将脂肪族和芳香族聚酯(或聚酰胺) 制成一定结构的共聚物,这种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
自然界中存在的纤维素、甲壳素和木质素等均属可降解天然高分子,这些高分子可被微生物完全降解,但因纤维素等存在物理性能上的不足,由其单独制成的薄膜的耐水性、强度均达不到要求,因此,它大多与其它高分子,如由甲壳质制得的脱乙酰基多糖等共混制得。
2.4掺合型
在没有生物可降解的高分子材料中,掺混一定量的生物可降解的高分子化合物,使所得产品具有相当程度的生物可降解性,这就制成了掺合型生物可降解高分子材料,但这种材料不能完全生物可降解。
3生物可降解高分子材料的开发
3.1生物可降解高分子材料开发的传统方法
传统开发生物可降解高分子材料的方法包括天然高分子的改造法、化学合成法和微生物发酵法等。
3.1.1天然高分子的改造法
通过化学修饰和共混等方法,对自然界中存在大量的多糖类高分子,如淀粉、纤维素、甲壳素等能被生物可降解的天然高分子进行改性,可以合成生物可降解高分子材料。此法虽然原料充足,但一般不易成型加工,而且产量小,限制了它们的应用。
3.1.2化学合成法
模拟天然高分子的化学结构,从简单的小分子出发制备分子链上含有酯基、酰胺基、肽基的聚合物,这些高分子化合物结构单元中含有易被生物可降解的化学结构或是在高分子链中嵌入易生物可降解的链段。化学合成法反应条件苛刻,副产品多,工艺复杂,成本较高。
3.1.3微生物发酵法
许多生物能以某些有机物为碳源,通过代谢分泌出聚酯或聚糖类高分子。但利用微生物发酵法合成产物的分离有一定困难,且仍有一些副产品。
3.2生物可降解高分子材料开发的新方法——酶促合成
用酶促法合成生物可降解高分子材料,得益于非水酶学的发展,酶在有机介质中表现出了与其在水溶液中不同的性质,并拥有了催化一些特殊反应的能力,从而显示出了许多水相中所没有的特点。
3.3酶促合成法与化学合成法结合使用
酶促合成法具有高的位置及立体选择性,而化学聚合则能有效的提高聚合物的分子量,因此,为了提高聚合效率,许多研究者已开始用酶促法与化学法联合使用来合成生物可降解高分子材料。
4生物可降解高分子材料的应用
目前生物可降解高分子材料主要有两方面的用途:(1)利用其生物可降解性,解决环境污染问题,以保证人类生存环境的可持续发展。通常,对高聚物材料的处理主要有填埋、焚烧和再回收利用等3种方法,但这几种方法都有其弊端。(2)利用其可降解性,用作生物医用材料。目前,我国一年约生产3000 多亿片片剂与控释胶囊剂,其中70%以上是上了包衣的表皮,其中包衣片中有80%以上是传统的糖衣片,而国际上发达国家80%以上使用水溶性高分子材料作薄膜衣片,因此,我国的片剂制造水平与国际先进水平有很大的差距。国外片剂和薄膜衣片多采用羟丙基甲纤维素,羟丙纤维素、丙烯酸树脂、聚乙烯吡咯烷酮、醋酸纤维素、邻苯二甲酸醋酸纤维素、羟甲基纤维素钠、微晶纤维素、羟甲基淀粉钠等。
参考文献
[1]侯红江,陈复生,程小丽,辛颖.可生物降解材料降解性的研究进展[J].塑料科技,2009,(03):89-93.
[2]翟美玉,彭茜.生物可降解高分子材料[J].化学与粘合,2008,(05).
可降解塑料的用途范文3
是加工过的面粉,用水漂洗过后,把面粉里的粉筋与其他物质分离出来,粉筋成面筋,剩下的就是澄面。
用途1、除可直接使用外,还可加工成各种变性淀粉、水解产品等。
2、淀粉制成的食品如粉丝、粉条等可以直接食用。
可降解塑料的用途范文4
“万事开头难”这话一点儿也不假,虽然我参与实践的时间不长,但求职之路的艰辛和求到职之后的茫然让我感叹市场竞争的激烈,感悟到了生活的艰辛。
南通是个绣品城,而我所处之地是绣品城中的一幅绣品,密密麻麻的人以此为生,电脑绣花用的是编程,但我不会。况且也不需要暑期打零工的。整理东西,每天在劳累中度过。学不到一点知识。学的最多的可能是对人生的一份坦然,不得以我放弃了这份工作。每天感叹生活的单调与乏味,却不想依靠父母的帮助。哀叹啊,哀叹。
奔波了好多天之后,我找到了一份真正意义上的暑期社会实践单位。通州市姜灶塑料编织厂。厂长姓张,人很可亲。清瘦显得他活力无限。我跟他说,我学的是机电专业,但没学过什么专业课程,我还顺便提及辅修过市场营销这门课程。他顿了顿,想了想说,我这儿的机器上有很多针,各种各样的型号都有,分类很严密。有时是大的一排,有时是小的一排,大小有时又要交错相差。这样吧,我先把你安排到拌料间,去学习一下材料的分配和用料的安全。然后去销售部门吧。我点了点头,同意了。
第二天一大早,我就跟着张厂长来到了拌料车间,车间里堆满了聚乙烯颗粒。张厂长领了我来到一个姓赵的师傅面前说,赵师傅,这是从学校里来参加暑期社会实践的,您就好好照顾照顾吧。
我站在那儿,盯着赵师傅熟练的忙碌着,一袋袋的原料按不同的比例被投放到了搅拌机里。我沉默着,虽然我知道“沉默是金”,但此时此刻却是一块没有光泽的石头。我依然沉默着。等到那师傅忙完后,他给我讲起了塑料业的发展,塑料的降解功能。
塑料是一个新兴行业,发展时间还不长。但目前随着塑料制品的日益增多,“白色污染”也越来越严重。而21世纪又是一个环保世纪,为了保护我们的家园,全世界都对塑料行业提出了一个严峻的问题,就是生产出来的塑料产品尽量是环保的,可降解的。连我们厂也都要这样。现在中国的普通老百姓还在追求价的廉宜和结实度,而国外却都已向环保靠拢了。你看那个塑料厂已被国外退回了好多产品,就是因为产品的质量不合格,无环保性能,不可降解。
降解塑料与同类的普通塑料具有相当或相近的应用性能和卫生性能,在完成其使用功能后,能在自然环境条件下较快地降解。成为易广泛被吸收的碎末。并随着时间的推移进一步降解成为co2和水。但从总体而言,当前降解塑料还处于技术阶段,有待于进一步深化研究,工艺进一步完善。并致力于提高性能,降解成本,拓宽用途和逐步推向市场化进程中。
目前,已初步明确,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。其基本的降解机理是可降解的。塑料制品中所含的淀粉在短期内被土壤中的微生物分泌的酶迅速降解而生成空洞,导致制品的力学性能下降。并伴随着空洞的形成,表面积扩大,从而增大与土壤的接触面;同时配方中还添加了氧化剂和土壤的金属盐。反应生成过氢氧化物。这些将导致聚乙烯链的断裂而降解成为易被微生物吞噬的低分子化合物。最终回到生物圈,进入自然循环。
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我惊讶极了,一个小小的师傅竟然懂的那么多,中国加入了wto,不止企业的管理人员,连师傅也加入了经济发展的行业中,步伐真快啊。
我实践的那家单位虽小,但却为我们的社会创造了不少的财富,若不论财富,那它毕竟为我们提供了若干个岗位,一个企业“以人为本”,人人都把其当作是自己的一部分,那企业的魅力是怎样的大啊。
可降解塑料的用途范文5
关键词:聚丁二酸丁二醇酯(PBS);制备技术;应用前景;生物降解性;石油基产品 文献标识码:A
中图分类号:TQ323 文章编号: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)综述
1.1 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)定义
聚丁二酸丁二醇酯(PBS)作为一种新型塑料材料,结构是丁二酸与丁二醇经常复分解反应后形成的酯,分子式为:HO-[CO-(CH2)2-CO-O-(CH2)4-O]n-H,
具有生物降解性优异、用途广泛等特点,常用于塑料包装、食用餐具、农用薄膜、医用高分子材料等领域。与其他降解型塑料相比,PBS的成本低、性能良好,能非常好地与其他不同材料进行有效聚合,因此其工业应用前景非常广阔,具有很好的市场与经济价值。
研究表明,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)以二元酸以及二元醇等化学物质为主要原料,通过一系列化学反应而合成。经过多年的科学实验与工业声场,PBS的加工性能已经比较成熟,可在绝大多数塑料设备上开展任何形式、任何类型加工。此外,PBS也可以与碳酸钙、淀粉等廉价填料共混,以此来以降低生产质保成本。
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,同时还具有透明性好、光泽度强以及印刷性能好等多种特点,是目前被公认为最有前景的绿色环保型高分子材料。具体来说,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的性能主要表现在以下四个方面:
1.2.1 良好的加工性。工业研究与应用显示,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有良好的加工性能,加工温度比较高,一般在150℃~200℃之间。可在多种常用的塑料加工设备上开展注塑、挤出以及吹塑等各类成型加工,是学术界与工业加工行业公认的加工性能最好的材料。此外,该型材料还可以与碳酸钙、淀粉等其他物质进行混合,降低生产、使用成本。
1.2.2 良好的耐热性。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的耐热性也非常优异,多年的实验与工业研究表明,聚丁二酸丁二醇酯在各类塑料中的耐热性能最出色,能非常好地满足工业对塑料用品耐热性的需求,从而广泛应用于冷热饮包装和餐盒等塑料材料。
1.2.3 低降解性与化学性能稳定性。降解是与形成相反的化学反应,是指大分子化合物经化学反应回归到小分子化学的过程。化学稳定性是指材料对来自外在因素腐蚀的抵抗能力。聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的化学稳定性非常好,只有在化肥、土壤、水以及其他外在因素的环境下,缓慢的被微生物和动植物体内的催化酶分解,最终分解成二氧化碳和水。
1.2.4 良好的力学性能。与其他多种塑料相比,PBS具有更为优异的力学性,具有各类通用树脂的力学性能。
1.3 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的应用
由于聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的上述性能,使它具有非常广的应用范围。
1.3.1 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)广泛应用于包装领域,主要有包装垃圾袋、食品袋、各种冷热饮瓶子、农用薄膜、种植器具与植被网等。
1.3.2 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)广泛用于各类日化用品。一般来说,日化用品对塑料制品的机械强度的要求比较严格,所以需要在PBS中添加滑石粉、碳酸钙等,满足日化用品的使用需求。
1.3.3 由于聚丁二酸丁二醇酯(PBS)具有生物相容性与可降解性等特点,从而广泛应用于医疗行业,如用于人造软骨、手术缝合线、手术支架等医用设备。
2 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)应用的合成工艺
化学合成法在聚丁二酸丁二醇酯(PBS)合成中的应用最广泛,主要有溶液缩聚法、熔融缩聚法、扩链法、酯交换聚合法等。此外,聚丁二酸丁二醇酯(PBS)也可采用生物发酵法进行合成,但其成本较高,应用范围不广。
2.1 溶液聚合法
溶液聚合法的具体原理如下:在一定温度与催化剂条件下,使丁二酸与丁二醇发生化学反应,完成二者的酯化反应,在反应过程中使用不同的溶剂,减少反应生成的水分,然后在高温条件下发生缩聚反应。
一般来说,如果不能及时分离溶液聚合反映产生的水分,将会给PBS的聚合反应带来不利影响。因此,有学者对溶液缩聚法进行了提升与改进,以十氢萘为溶剂,以二元酸和二元醇为原料,在合适的温度与催化加条件下发生聚合反应,并用油水分离器取代传统水分离方法。该种方法适用于工业对塑料的大规模生产。
2.2 熔融缩聚法
熔融缩聚法将合成PBS的过程分成酯化阶段和缩聚阶段两部分。具体步骤为:在较低的温度条件下,以丁二酸和丁二醇为化学反应原料,进行熔融酯化反应,然后在真空、高温条件下完成缩聚反应。
该方法对催化剂的要求比较高,催化剂能直接影响PBS分子量的大小。学者在35℃与31.99kPa的条件下,以三氟甲烷磺酸钪和三氟甲基磺酰亚胺为催化剂完成聚合反应,取得了较好的效果。
但是,通过传统合成工艺聚合得到的PBS分子量相对较低,限制了PBS的合成效果与应用范围。因此,学者又进一步创新和改进了PBS的合成工艺,将缩聚反应分为预缩聚和真空缩聚两步,从而进一步提高了PBS聚合的效果与效率。
2.3 扩链法
扩链剂是一种分子量相对较低的双官能团化合物,易同高分子聚合物链的末端基团发生化学反应,可增加聚合物的相对分子量,进一步加快聚合反应。
使用扩链剂后的扩链法可使聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的力学性能大幅提高,研究结果显示使用扩链法后的PBS的力学性能有所善、特性黏度有所增强、生物降解性也有所改善。
此外,使用扩链剂后的扩链法还可提高PBS的分子量,研究表明:采用该法后的PBS的分子量成倍增加,热稳定性也有所提高,但该扩链反应法所需的时间较长,反应条件也较为苛刻,因而使用范围较小。
2.4 酯交换法
在高温、高真空以及催化剂的作用下,使等量的二元醇和二元酸二甲酯进行酯交换,完成聚合反映,从而得到聚丁二酸丁二醇酯(PBS)。由于酯交换法中未使用溶剂,而且参加反应的二元醇可通过水溶剂或加热等简单操作除去,最终得到的PBS杂质含量较低。
3 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的改进
为进一步提高聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的性能,许多学者开展了大量的针对PBS的改进性分析与研究,在不断提高PBS各类常用性能与特点的同时,也有效地提高了生物相容性和生物降解性特性,具体改进方法分为共聚改进方法和共混改进方法两种。
在实施共聚改进方法时,把芳香族类聚酯添加到PBS制备之中,能明显提高其既有的物理性能与力学性能。研究表明,将芳香基团连接在PBS侧链上,能使PBS的断裂明显伸长、撕裂度明显降低、生物降解性明显加强。把脂肪族组分添加到PBS的制备过程中,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)的应用及产业化发展
PBS是降解能力非常强的化学聚合物,在自然条件下,可完成分解,且其分解产物是对自然环境没任何污染与破坏的水和二氧化碳。因此,大力发展与推广PBS及其相关产业,是有效降低塑料产量、环减环境污染的重要途径之一。
4.1 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的应用
以PBS作为主要的原料,可制造出化学性能与物理性能都非常优良的复合纤维。此外,将带有金属离子的陶瓷材料与PBS纤维混合,能制造出抗菌性能非常好的纤维材料。研究还表明PBS在人体内部的适应性非常好,在人体内可以被完全分解和吸收,且几乎不产生副作用。因此,PBS也广泛应用于医疗手术缝合线等。
4.2 聚丁二酸丁二醇酯(PBS)的产业化发展
近年来,欧美发达国家越来越重视PBS可降解塑料的研究与应用,投入大量的人力与物力,加大研发力度,从而明显加快了产业化发展的步伐。研究表明,生物降解性塑料的需求呈几何指数增长率,预计欧洲2015年消费量将超过100万吨。
20世纪末,日本的高科技公司以异氰酸酯为扩链剂,对传统缩聚合成得到、分子量相对较低的PBS开展改进,成功实现了相对分子量为200000的PBS聚合,极大地扩展了PBS的应用范围、加快了市场化应用步伐。
在国内,中科院下属的研究所自主研发了特种纳米微孔载体材料复合高效催化体系,实现了对相对分子质量超过200000的PBS的聚合合成,并与相关公司签署协议,合资组建分子材料公司,建设世界最大规模的PBS生产线,成功实现其产业化发展,这标志着中国生物降解塑料产业开始大规模产业化的新纪元。此外,由于PBS具有优异的性能,中科院在常用塑料加工设备上对PBS及其相关产品开展再加工与再成型研究,从而制备出加工性能更加优异、工业用途更加广泛的PBS材料,且该材料对设备和工艺的要求进一步降低。
PBS生物降解性聚酯作为塑料家族的品种之一,因其良好的性能特征与低污染性,正以很快的速度实现产业化、规模化发展。目前已经进入实用推广阶段,随着社会对环境污染的日益关注以及对降解塑料的不断需求量,其产业规模必定将进一步扩大。与此同时,发酵法生产丁二酸已实现商业化发展,技术也已成熟,为大规模生产与发展PBS提供来源保障,使PBS变成真正的绿色塑料,且其成本也将进一步降低,产品的应用领域还会不断扩大。
5 结语
目前,虽然PBS作为一类新型的生物降解材料,且国内外学术界与工业领域对其的研究与应用逐渐增加,但其在很多领域的研究存在局限与不足。不同学者的观点仍存在一定的分歧。本文认为,随着理论研究与实践应用的进一步深入与成熟,PBS的综合性能将会不断提高、成本与价格也将不断降低,并逐渐取代传统塑料,进一步降低对环境的污染与危害,从而真正实现可持续发展。
参考文献
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[3] 张维,季君晖,赵剑,王小威,许颖,杨冰,王萍
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[4] 黄关葆.聚丁二酸丁二醇酯的研究与产业化现状[J].纺织学报,2014,(8).
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可降解塑料的用途范文6
摘要:论述了固体废物的性质和危害,对广州市固体废物污染的现状做了较详细的分析。针对污染的问题提出了可行性建议。
关键词:广州市;固体废物;二次污染
1广州市固体废物污染现状
1.1广州市工业废物污染现状
近年来,广州市工业生产产生的固体废物急剧增加,组成成份日趋复杂。2005年全市固体废物产生总量达2334万吨,其中一般工业固体废物就占有1400万吨,该市固体废物的处理处置总量虽接近1000万吨,但现有的固体废物处理处置设施数量上远远不能满足废物处置需求,设施建设普遍简陋,达不到“无害化”的标准,二次污染严重。
1.2广州市城市生活垃圾污染现状
目前广州市平均日产垃圾6300吨。生活垃圾,主要在位于黄埔区的大田山垃圾填埋场集中处理。但由于各种原因,这些生活垃圾在处理过程中又给当地的居民群众造成了较为突出的二次污染。尤为令人吃惊的是,已开场10多年、并计划将于年内关闭的大田山垃圾填埋场,其污水处理系统至今还处于调试阶段,大量未经任何处理的污水直接排放到河涌里。
1.3广州市有毒化学固体废物污染现状
目前广州市每年的危险固体废物产量约为2万吨,废旧电子电器12万吨,废塑料包装物和农用薄膜32万吨。其中医疗废物进行集中处理处置的只有广东生活环境无害化处理中心等3家,医疗废物集中安全处置达标率只有40%;大量的危险废物被不规范焚烧或倾入没有采取防渗措施的生活垃圾填埋场,甚至直接排入环境中,造成严重的环境污染。
1.4广州市白色污染现状
广州市目前使用的是EPS(俗称白色)泡沫塑料快餐具,其年消耗量在20亿~30亿只,大量弃掷的泡沫塑料快餐具形成“白色污染”。21世纪广州市的白色垃圾有300多万吨。由于EPS泡沫塑料消耗的是无法再生的石油资源,用作发泡剂的氟利昂是对地球大气臭氧层造成不可逆转破坏的“元凶”,它埋在地里会使土壤劣化,焚烧处理又会产生10余种有毒气体污染空气,故而成为灾难性的“白色污染”。它已同汽车尾气、有磷洗涤剂一起被列为我国环保治理的三大重点。因为白色垃圾需要百年以上时间才可以在自然界自然降解,所以解决它的污染问题被称做百年难题。
2广州市固体废物污染治理对策
2.1工业固体废物污染的治理对策
(1)冶金废渣的治理对策。
①高炉渣:高炉渣的产量随冶炼技术及矿石的品位不同而变化。高炉渣属于硅酸盐材料。它化学性质稳定,并具有抗磨、吸水等特点,可供广泛应有,国内对高炉渣的应用都很重视,美、英、法、日本等国高炉渣的利用率已达100%,甚至出现了很多专营高炉渣商品的公司和工厂。我国高炉渣的利用率已达85%以上。为了适应不同的用途,高炉渣可分别被加工成水渣、矿渣碎石和膨胀矿渣等几类主要产品。
②钢渣:钢渣是炼钢过程中排出的固体废物,包括转炉渣、电炉渣等。炼钢过程中的排渣工艺,不仅影响到炼钢技术的发展,也与钢渣的综合利用密切相关。目前,炼钢过程的排渣处理工艺大体可分为如下四种:冷弃法;热泼碎石工艺;钢渣水淬工艺;风淬法。
(2)化工固体废物的治理对策。
①对硫铁矿烧渣,应根据其含铁量的不同确定其用途,铁含量高的应回炉炼铁;低铁、高硅酸盐的硫铁矿烧渣宜做水泥配料。
②铬渣可代替石灰石作炼铁熔剂。在冶炼过程中铬成为金属进入铁组分中,可彻底消除六价铬浸出的危害;根据铬渣在高温下能还原成低价态无毒铬的原理,可将铬渣掺入煤中用于发电、用铬渣作玻璃着色剂或钙镁磷肥和铸石。还可利用碳对铬渣进行干法还原除毒;用电解法处理铬酸、生产铬盐精、回收原理含铬硫酸氢钠等。
③烧碱盐泥可采用抽滤、沉淀过滤法进行处理,或用于制氧化镁等;含汞盐泥可用次氯酸钠氧化法、氯化-硫化-熔烧法进行处理,并回收金属汞。
④电石渣可制水泥或代替石灰作各种建筑材料、筑路材料等,还可用来生产氯酸钾等化工产品。
⑤其它化工废物,如,磷渣可烧制磷酸;甲醇废触媒可生产锌-铜复合微肥;溶剂厂母液可生产二甲基甲酰胺等;染料废渣制硫酸铜等产品;胶片厂的废胶片和废液可回收银。
2.2生活垃圾污染的治理对策
(1)填埋法。
①垃圾填埋场的选址。选址时遵循的原则是:远离生活区和水源地;避开上风口和水源地上游;自然地理条件不适宜飘浮扩散和渗漏。
②对填埋场需要进行严格的防渗漏处理,以免垃圾中的有害物在雨水或地表径流的冲刷下随水渗漏,污染地下水和相邻土壤。
③垃圾场表面覆土和排气管网设置。
(2)堆肥法.
堆肥生产的主要工艺过程是:生活垃圾-分类-破碎-发酵-烘干-磨粉-配料-造粒-干燥-包装-出厂。如果是生产一般堆肥,则在发酵工艺完成后,即可直接使用;如果生产有机复合肥,则在配料工艺需要添加一定配比的化肥。有机复合肥的有效肥力是一般堆肥的4~5倍。目前广州市的固体污染只有少量是用的堆肥法处理。
(3)焚烧法。
广州市现在有1座大型垃圾焚烧厂——李坑垃圾焚烧厂。李坑生活垃圾焚烧发电厂一期是广州市重点工程项目之一,项目总投资7.25亿元。投入运行的一期工程设计日处理垃圾1040吨,占目前广州市日产生活垃圾量的约1/7;该厂年发电1.3亿度,能满足10万户家庭生活所需,是符合广州特点,达到国内领先水平的垃圾焚烧发电厂。利用垃圾发电、“变废为宝”是李坑生活垃圾焚烧发电厂有别于垃圾填埋场的一大亮点。该项目还是国内第一个采用中温次高压参数的焚烧发电厂,通过提高蒸汽温度和压力有效提高蒸汽回收效率,使发电量增加20%以上。此外,与垃圾填埋场需大量占用土地不同,该厂在设计原则上尽可能节约用地,目前一期用地仅为3.2万平方米,是兴丰垃圾填埋场的1/10。
2.3白色污染处理方法
①实行垃圾分类,以利回收利用。清洁的废塑料制品可重复使用、造粒、炼油、制漆、作建材等。而从垃圾场重新分拣废塑料制品,则费时费力,且塑料的利用价值也很低。所以一定要在废塑料制品进入垃圾流之前将其分类回收上来。目前,发达国家大都走回收利用的路子。我国城镇尽快推行垃圾分类弃置已势在必行。
②依靠科技进步,发展可降解塑料。美国、日本等发达国家已研制成功以植物淀粉为主要原料的可降解塑料,大大缩短了其可降解周期。广州市新型塑料的研制也取得了重大进展,已经和正在开发出以淀粉、秸秆纤维、天然草浆等材料制成的“绿色”替代品。
③加强立法,强化管理,尽量减少或控制使用不可降解塑料的生活用品。以法规的形式明确生产者、各级销售者和消费者回收利用的义务。目前美国、日本等发达国家已明令禁止使用一次性塑料快餐餐具。广州市也为此专门制定了地方性法规,扼制“白色污染”的污染源。
2.4广州市垃圾二次污染的防治措施
(1)填埋场场底防渗。
为防止垃圾渗滤液污染地下水,必须在填埋场底采取有效的防渗措施。以前垃圾填埋场底部都铺放一层防渗材料,主要有黏土、沥青、塑料膜等合成橡胶等。近几年国外开始采用人工合成防渗层,有的采用双防渗层,效果明显好于前者。垂直防渗可采用帷幕灌浆、不透水布等。各填埋场可根据具体工程和水文地质情况,采取相应的防渗措施。
(2)渗滤液的收集处理。
垃圾渗滤液的处理方法包括生物、物化及土地处理法。生物处理法包括好氧处理、厌氧处理和厌氧-好氧处理。物化法主要有化学混凝沉淀、电解氧化、活性炭吸附、密度分离、化学氧化、化学还原、膜渗析、汽提、湿式氧化等多种方法。和生物法相比,物化法受水质水量影响小,出水水质稳定,尤其对BOD/COD较低而难以生物处理的垃圾渗滤液有较好的处理效果。由于物化法处理费用较高,一般用于渗滤液预处理或深度处理。渗滤液的土地处理包括慢速渗滤系统(SR)、快速渗滤系统(RI)、表面漫流快速渗滤处理系统(ARI)等多种土地处理系统。土地处理主要通过土壤颗粒的过滤,离子交换吸附和沉淀等作用去除渗滤液中悬浮颗粒和溶解成分。通过土壤中微生物作用使渗滤液中有机物和氮发生转化,通过蒸发作用减少渗滤液量。
(3)填埋气的处理和回收利用。
①填埋气的收集。由于大部分沼气在填埋场填埋过程中就已形成,所以沼气采集应在填埋过程中就开始实施。在荷兰,对正在使用的垃圾场,主要采用立式或水平式收集技术。立式采气系统是在垃圾场的填埋过程逐步建造成的,其方法是在填埋场内均匀分布竖立大口径钢管,在每个钢管外砌筑竖井,当填埋厚度达到2~5米时,将钢管向上抽一部分,并继续砌筑,直到填埋场达到设计高度,然后将钢管移走。
②填埋气的净化。溶剂吸收法是目前较为成熟的沼气净化方法,如采用双塔式溶剂吸收法提纯垃圾沼气,设备简单、成本低、操作简便,净化效果好。
2.5广州市固体废物优化方法