可生(shēng)物降解环保塑料可以回收再利用吗?
作者:久信达 阅读量(liàng):次(cì) 发表时间:2020-11-17 10:55
可生物降解材料
上述可生物降解材料回收,热回收和化学回收的目的是“再生相同或另一种原材料”,“返回原材料的基本(běn)材料”,“能量(热)回(huí)收和利用(yòng)”,而生物回收(shōu)是指利(lì)用生物(wù)功(gōng)能进行回收(shōu),包(bāo)括再生和转化操作(zuò)。相反,后者含糊不清,并且类别中的某些部分(fèn)与上述回收形式重复。因此,如果仅将这四个概念并列,恐怕仍有讨论的余地(dì)。
因为生物循环的概念是相对较新的(de)。尽管在ISO相关材料中(zhōng)对此(cǐ)概念有明(míng)确的定义(yì),但描述并不多,甚至长期从事相关研究的(de)人员也不习惯。而现在,所谓的“生物的”还是(shì)“生(shēng)物的(de)”,到目前为止还没有(yǒu)准确的定(dìng)义。
一,循环系统中的生物(wù)循(xún)环
资源回收中许多(duō)未使用的资源可以用作生物质资源。换句话说,以各种形式利用了各种各(gè)样(yàng)的生物(wù)质资源,因此不可能一一介绍(shào)。图8-12显(xiǎn)示了(le)粮食生产和消(xiāo)费的周期。右边是(shì)(耕种(zhǒng))农业,畜牧业,林业等,它们可以生产各种资源,例如耕种的生物质。此外,食物或食物(wù)原料将在各个阶段产生废物(副产品)。

图8-12 食品材料生产周边未(wèi)利用(生物质)资源的循环
食品回收(shōu)法中有1000万吨的生(shēng)活垃圾,该法之外还有1000万吨的生活垃圾(jī)。有效利用这些形式的形式在图中标有方框,其中主要形式(shì)为热能和有用物质(zhì)(包括堆肥)。其中,有(yǒu)四种回收方法:材料回收,热(rè)回收,化学回收和生物回收。
数字(zì)8-12越高,排名(含义,便利性,实用性和经济性)就越高。可以看出,首先,具(jù)有高附(fù)加值的(de)物质或人类的食物和牲畜饲料,其次,使用方便(biàn)的高流动性(xìng)燃料(甲烷和燃料电(diàn)池)是有利的。堆肥,施(shī)肥等。当技术进入实际阶段时,这(zhè)意味着价格应降低到合适的范围,而现在以价格限制了农业材料形式的利用。简单的焚化炉位于底部,但如果将其更改为电力/热利用或(huò)废物发电,则位置(zhì)将提高。
在这些申(shēn)请形式中,除了最低燃烧和第二次电(diàn)/热利用外,我们可以看到生物回收和再利用的(de)示例。
在新型功(gōng)能生态材料的分类中,食品中的食品加工残留物和糖分残留物是通(tōng)过乳酸发酵产生乳酸的,可被视为(wéi)生物回收或化学回收。然后(hòu),将产生的乳酸聚合(hé)以形成生物基聚合物-PLA。
在食品原料和饲料的利用形式分类中,食品加工残留物和食品(pǐn)残留物也在好氧微生物的作用下发酵和分解,用于制造新的发酵食品,营养和消化率得到改善的牲畜饲料等。也(yě)是(shì)一种生物循环利用。
在生产液体燃料(liào)的分类中,以沼气和食品厂的BOD废水为原料,在(zài)甲烷细菌的作用下生产沼气(qì)的技术已经实施了很长时间,具有很高的实用性。甲(jiǎ)烷(wán)气体(tǐ)本身的热值低,并且与二氧化碳(tàn)气体混合,如果将其用于(yú)燃烧(shāo)电池,则需(xū)要进(jìn)行精(jīng)炼。此外(wài),反应高度依赖于温度,因此在寒冷环境下反应效率会降(jiàng)低。但是,一方面,它可以用作高浓度BOD废水的(de)净化处理方(fāng)法,处理后(hòu)的残(cán)渣也可以(yǐ)用作肥料,这无疑将成为(wéi)生物循(xún)环技术之一。
在肥料(liào)或土壤改良材料的(de)分类中,堆肥(féi)会对土壤改良和废(fèi)物处理产生积极的影响,因此一直(zhí)受到关注。它的最大特(tè)点之一(yī)是,堆肥的大多数对象都来(lái)自人类的(de)粮食生产和消费活动,然后最终产品堆肥可用于粮食生产农业,从而形成一个循环。尽(jìn)管堆肥已经存在很(hěn)长时间了,但仍然(rán)有许多亟待解决的(de)问题,为了(le)正确评估(gū)和修复堆肥技术,应该整理数据。
第二,可生物降解塑料和可生物降解(jiě)生物基聚合物的生(shēng)物回收
塑(sù)料的生物回收首先(xiān)涉及可生物降解的(de)塑料与生物(wù)基(jī)聚合物之间的差异。
近年来(lái),在原有的(de)食品容器,栽培用塑料薄膜(mó),垃圾袋等产品的基础上,出现(xiàn)了用于蔬菜生产和流通的(de)绳状,带(dài)状和网状可生物降解的产品,以及一些文具(jù)。尤其是,用于耕作的地膜在(zài)使用后不需要回收,而(ér)只需要犁入土壤中而不必担心环(huán)境问题,从而为节省农业劳动量做(zuò)出了巨大贡献。
可(kě)生物降解塑料只需要满足上述标准,并且只要(yào)它们具有可生物降(jiàng)解性即可,它们是否来自石油化工资源也没关系。然而,生物质产品(pǐn)关注二氧化(huà)碳的减少作用,这具有(yǒu)重要(yào)的环境保护意义,并且将在未来大力发展除生物降解性(xìng)以外的应用,这在(zài)汽车和电子(zǐ)工业(yè)中是可行的方向。
目前,源自生物质的树脂材料被(bèi)称为“生物基聚合(hé)物”。长(zhǎng)期以来,可(kě)生物(wù)降解塑料(绿色塑料)的定义(yì)主要是可生(shēng)物降解的,而基于生物的聚合物是基于原材料的。因此(cǐ),这两个概念不能混淆。现有的塑料按这两个标准分类,如表8-1所示。尽管大多数塑料既不可生物降解也不是生物质衍(yǎn)生的,但有必要区分新材料将来将出现在这四个类别(bié)中。但是就现(xiàn)有的塑料(liào)而言,这四类中有相应(yīng)的(de)材料。其中(zhōng),可生物降解的石油塑料和生物基聚合物可直接用(yòng)作生物循环利用的对象。另(lìng)外,应该强调的是,并非所有生物基聚合物都是(shì)可生物降解的。
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生物基聚合物
(节约石化资源,抑制温室(shì)气体的(de)增加(jiā))
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有生物分解性
(解决废弃物处理问题的选择方案之(zhī)一)
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脂肪族聚(jù)酯、脂肪族/芳(fāng)香族(zú)聚酯
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注:1)发酵法得到的1,3丙二醇和石化(huà)来源的对(duì)苯二酸的聚酯;
2)由来源于(yú)大豆油的多元醇合成的PU;
3)脂肪(fáng)族聚酯中(zhōng),开(kāi)发了用废纸等(děng)生物质原料制造PBS的技术;
4)微生物(wù)产生的聚酯(PHA)。
源自生物(wù)质的(de)生物基聚(jù)合物的生产与生物循(xún)环密切相关。以下将集中讨论(lùn)使用后可生物降解塑料和生物基聚合物的生物回收。介绍(shào)了生物降(jiàng)解机理的相关内容。图8-13显示了堆肥环境中一种代表性的(de)可生物降解生物基聚(jù)合(hé)物(wù)——PLA的(de)分解机理。小于低聚物的物质将被微生物代谢消耗,并完(wán)全分解为二(èr)氧化碳和水(shuǐ),而不是变(biàn)回塑料及其主(zhǔ)要成分。因此,有人认为这条路线是(shì)单向的(de),不能称为回收。其他人则认为(wéi)水和二氧化碳也(yě)可以被植物吸收(shōu)并再次成为生物质(zhì)资源,因此也应(yīng)将其纳入生物循环利用中(图8-14)。而且,即使中间阶段停(tíng)止,塑料的中间产物也可以用作堆肥的有效成分。

图8-13堆肥化环境(jìng)下的PLA分解机理
图8-14 PLA的“生命”循(xún)环
PLA产品在分解、焚(fén)烧的时候,产生的二氧(yǎng)化碳被植物吸收、固定的二氧化(huà)碳,不会向(xiàng)大气放(fàng)出,所以PLA也被称为是“碳中性”材料。
可生物降解材料在生(shēng)物回收中的(de)价值更多(duō)地体现(xiàn)在补充材料方面。为了(le)彻(chè)底分类和回收生活(huó)垃圾,我们需要厨房垃圾收集(jí)网袋和垃圾袋,这些垃圾袋易于分类和排放并直接放入堆(duī)肥中。
在设计(jì)垃圾袋时,还应考虑收集时(shí)间(jiān),并且在家(jiā)庭保存期间不能对其进行生物分(fèn)解。由于在(zài)初(chū)始产品中未注意到这一点,因此在保存过程中会发生分(fèn)解和恶臭的事件。
2005年3月至2005年9月,最大的回收可降解生物基聚合物的尝试是爱知万博。共投资了12类12万种可重复使(shǐ)用的食品用具,24类2000万个一(yī)次性使用的食品用具和约55万个垃圾袋(图8-15)。其中,将一部分一次性餐(cān)具,垃圾袋和(hé)一部分已损坏的可重复使用的(de)餐具与生活垃圾一起收集,与牲畜(chù)粪(fèn)便混合,然后(hòu)进行堆肥。产生的堆肥被放入(rù)附近的农舍中(zhōng)使用,蔬菜和水果被种植并(bìng)供应(yīng)到会场。
图8-15 爱知万博会场的主题餐厅(tīng)中采用的可重(chóng)复使用容器