Ключові висновки
- Механічна переробка переробляє матеріали за допомогою фізичних процесів, але створює побічні продукти нижчої якості. Це дешевше, але ставить під загрозу цілісність вторинної сировини.
- Хімічна переробка розбиває відходи на окремі мономери та вміщує ширший спектр відходів. Піроліз, газифікація та сольволіз є типами хімічної переробки.
- Реверсивні торгові автомати та програми заохочення заохочують переробку, але вони обмежені кількістю вторинної сировини, яку вони приймають. Переробка відходів у енергію та переробка літій-іонних батарей також мають потенціал.
Попри те, що некомерційні організації (НКО) та екологи підвищують обізнаність, показники переробки в усьому світі стають стабільними. Різні види відходів все ще потрапляють на ті самі звалища. Хоча кілька факторів сприяють поганому поводженню з відходами, в основному винні непослідовні процеси переробки та збору. Багато країн все ще використовують дешеві, але застарілі системи.
Отже, у міру розвитку технологій переробки, які типи технологій переробки мають найбільший вплив?
1. Механічна переробка
Механічна переробка переробляє зібрані матеріали за допомогою різних фізичних процесів, як-от подрібнення, плавлення та реформування. Він зберігає хімічну структуру вторинної сировини, тобто ви не можете змішувати різні матеріали. Органи управління відходами часто використовують цей процес під час перепрофілювання паперових, скляних, металевих і пластикових виробів.
Багато державних і приватних секторів покладаються на процеси механічної переробки, оскільки вони дешевші за інші технології переробки. Домашні майстри навіть створюють імпровізовані установки, які подрібнюють, плавлять і формують вторинну сировину.
Однак одним із недоліків механічної переробки є те, що вона, як правило, виробляє побічні продукти нижчої якості, ніж інші системи. Жорсткі фізичні процеси порушують структурну цілісність вторинної сировини. Наприклад, ви можете помітити, що паперові пакети та пластикові пляшки, виготовлені на 100% із перероблених матеріалів, здаються неміцними.
2. Хімічна переробка
Авторство зображення: IBM Research/Flickr
Хімічна переробка розбиває відходи на основні будівельні блоки. Він виробляє окремі мономери та перепрофілює їх у нові продукти — вторинна переробка більше не зберігає своїх початкових форм. Насправді вони приймають зовсім інший стан матерії.
Найбільшою перевагою хімічної переробки є те, що вона вміщує набагато ширший діапазон відходів. Механічні процеси не можуть переробити «брудні» речі. Більшість заводів з утилізації відходів відправляють на сміттєзвалища піддані корозії, забруднені або забруднені вторинну сировину (наприклад, пластикові пляшки із залишками соку та пакети з сирим м’ясом).
The OECD навіть повідомляє, що лише дев’ять відсотків пластикових відходів переробляються. В даний час існує три типи хімічної переробки.
піроліз
Піроліз нагріває вторинну сировину під час високотемпературного термічного розкладання з нульовим вмістом кисню в діапазоні від 752 до 1472 градусів за Фаренгейтом. Це звичайне явище при роботі зі складними пластиками. Процес розщеплює їх до молекулярного рівня та перетворює їх на перероблену біомаслу, синтетичний газ або побічні продукти деревного вугілля. Побічні продукти піролізу майже не поступаються первинним сировинам. Це відео чудово демонструє, як хімічна переробка, на відміну від механічних процесів, підтримує якість.
The FHWA стверджує, що американські автомобілісти щорічно викидають понад 280 мільйонів автомобільних шин, але виробники не можуть безтурботно використовувати екологічно чисту, але небезпечну гуму для переробки. Big Atom Tire Recycling вирішує цю проблему за допомогою піролізу. Його команда хімічним шляхом розщеплює утильні шини на сиру нафту та пластик, які можуть слугувати сировиною для абсолютно нових надійних дорожніх шин.
Газифікація
Газифікація — це термохімічний процес переробки, який нагріває вторинну сировину при температурі від 1472 до 2192 градусів за Фаренгейтом з обмеженою кількістю кисню. Він розкладає використаний пластик, біомасу та органічні відходи. Але на відміну від піролізу, ця складна система вимагає набагато більш високої температури для створення тепла, електрики та синтез-газу (синтез-газу). Газифікація також представляє ефективний спосіб отримання чистої енергії з викинутих вторинних матеріалів. Споживання викопного палива знизиться в усьому світі, якби люди отримували енергію з сонячних панелей і перероблених відходів.
Сольволіз
Сольволіз — це низькотемпературний термохімічний процес, який розчиняє вторинну сировину в спеціальному розчиннику при температурі від 212 до 572 градусів за Фаренгейтом. Це ефективний спосіб переробки поліефірів або поліуретанів. Підприємства з утилізації відходів зазвичай відправляють ці типи змішаних пластикових відходів на звалища, оскільки вони не витримують механічної переробки.
Звичайно, сольволіз також містить біоматеріал і органічні відходи. Найпоширенішими побічними продуктами сольволізу є пальне, олігомери та мономери. Ці перероблені матеріали є універсальними; виробники можуть використовувати їх для виробництва якісних пластикових виробів, етилового спирту та мастильних матеріалів.
Незважаючи на те, що піроліз, газифікація та сольволіз перевершують системи механічної переробки, лише деякі підприємства з утилізації відходів можуть інвестувати в них. На жаль, їх дорого купувати та обслуговувати. Можуть минути десятиліття, перш ніж вони стануть стандартними технологіями переробки в усьому світі.
3. Реверсивні автомати
Авторство зображення: Donald_Trung/Wikimedia Commons
Автомати зворотного продажу (RVM) сприяють переробці, заохочуючи людей здавати вторсировину (наприклад, порожню скляну тару, пластикові пляшки та алюмінієві банки) за винагороду. Зазвичай видають купони, дисконтні картки або готівку. Просто вставте вторсировину в машину, отримайте свої винагороди, і вона автоматично відсортує ваші відходи за вас. Найбільшим обмеженням RVM є те, що вони вимогливі до перероблених матеріалів. Оскільки більшість підприємств з утилізації відходів все ще використовують механічні процеси, вони не можуть ризикувати отриманням забрудненої вторинної сировини, яка може потрапити на звалище.
Бренди роздрібної торгівлі імітують ту саму концепцію, стимулюючи споживачів переробляти певні предмети. Візьмемо як приклад процес переробки Apple. Він заохочує користувачів вносити свої старі гаджети Apple в обмін на спеціальні акції та знижки.
4. Відходи в енергію (WtE)
Waste-to-Energy переробляє комунальні, промислові та сільськогосподарські відходи за допомогою високотемпературного контрольованого спалювання. Він виробляє чисті енергетичні побічні продукти (наприклад, тепло та електроенергію). У більшому масштабі технології WtE можуть допомогти зробити альтернативні джерела енергії більш доступними.
Хоча WtE та газифікація відбуваються за тим самим процесом і виробляють однакові побічні продукти, зауважте, що вони використовують різні технології. Газифікація нагріває відходи в обмеженій кількості кисню, тоді як WtE безпосередньо спалює вторинну переробку. Крім того, WtE не може виробляти синтетичний газ.
5. Переробка літій-іонних батарей
Із зростаючою залежністю суспільства від пристроїв з електричним живленням, таких як смартфони, скутери та електромобілі, попит на літій-іонні батареї постійно зростає.
МЕА повідомляє, що попит на електромобілі різко зріс з 330 до 550 ГВт-год у 2022 році. І хоча літій-іонні батареї, мабуть, менш шкідливі, ніж викопне паливо, їх масове виробництво ненавмисно започаткує більше гірничодобувних проектів.
Найкращий підхід – використовувати більш стійкі системи переробки. Підприємства з утилізації та переробки батарей повинні виконувати ці процеси, щоб виробники літій-іонних батарей могли перестати покладатися на первинні матеріали.
Пірометалургія
Пірометалургія підпадає під піроліз. Це включає в себе нагрівання перероблених батарей у контрольованих приміщеннях з високою температурою з невеликою кількістю або без кисню. Засоби переробки можуть витягувати різні земні метали після розкладання. Основний недолік пірометалургії полягає в тому, що вона виділяє оксид азоту і сірку в процесі нагрівання, і підприємства повинні контролювати ці викиди.
Гідрометалургія
Гідрометалургія протилежна пірометалургії. Це низькотемпературний процес, який розчиняє перероблені батарейки в спеціальному розчині. Засоби з переробки також витягують земні метали після розкладання. Найбільша проблема гідрометалургії полягає в тому, що вона виробляє стічні води, які підприємства повинні утилізувати безпечно та дбайливо.
Пряма переробка
Пряма переробка — це механічний процес, у якому розряджені батареї переробляються та відновлюються. Це дешева, доступна система. Зауважте, що відновлені батареї більше не підходять для виконання своїх початкових функцій — ви можете використовувати їх лише як резервні джерела живлення.
Технічний прогрес продовжить оптимізувати системи переробки
Показники переробки в усьому світі не покращаться миттєво. Домогосподарства, приватні організації, некомерційні організації та державні органи повинні працювати над використанням ефективних технологій переробки та намагатися інтегрувати їх у місцеву політику поводження з відходами. Занадто багато передових систем сортування все ще недостатньо використовуються. Зауважте лише, що ефективні системи переробки лише пом’якшують шкоду від зростаючої проблеми відходів у суспільстві. Усім слід зосередитися на виключенні одноразових пластикових виробів.