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国外将RFID技术融入固废处理领域

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在出台“洋垃圾禁令”的背景下,随着垃圾分类管理、“城市矿产”示范基地、“无废城市”建设等多项工作的深入推进,中国固体废物的回收利用率和利用量将继续提升。

美国、欧盟、日本等国家在经过了30余年的研究与实践,建立了固体废物全过程精细化管控体系。

固废处理新技术

例如欧盟“地平线计划”,在废旧材料再生、城市矿场等领域支持了一批研究项目;日本持续推进“循环型社会”发展计划,重要大宗金属近100%循环利用,并提出2035年固废填埋率降低到3%。美国、加拿大等开发了基于物/互联网技术的园区固体废物回收和产业共生决策算法及平台;德国采用RFID在垃圾清运、计量系统以及废物监测管理等领域进行了应用。

此外,美国、欧盟还建立了IWEM、3MRA、EPACMTP、IWAIR等固废风险评估模型与基础数据库,在废纸、废塑料、废金属等固废资源化利用技术方面,发达国家也应用了新的技术工艺,以提高固废资源化产品的附加值。

废纸资源化利用

欧美等国家已经建立了严格的废纸回收分级体系。例如,美国将废纸分为51级,对每一级别废纸的用途、性能和来源做出明确描述及分类。传统废纸回收主要用于生产再生纸,其处理过程通常包括:机械研磨纤维化、脱墨、脱色、漂白、除黏土和胶黏剂等,但再造纸过程会导致纤维流失和纸张强度的损失。

目前国外已有相关技术将废纸转化为制造家居和建筑等新材料,美国科研人员将废纸中提取的纤维材料、木制纤维、水泥等材料混合,用于生产中密度纤维板,采用废纸制成的板材隔热、隔音效果好,价格低廉;德国科研人员将废纸作为刨花板生产的原料,主要将其用作中间层或板材的芯层原料;瑞士国家联邦实验室和Isofloc公司合作开发了一种由废纸制成的保温绝缘材料,可用于制作木结构及木屋配件等材料,其添加剂对人类、动物和环境无害,并且在防火方面具有应用价值。

除了利用废纸生产新型材料外,国外还有研究将废纸用于制造化工材料。新加坡国立大学工程学院的研究人员将废纸用于生产气凝胶,可应用到石油泄漏清理、隔热和包装等许多领域;日本KataoKa Shigyo KK公司开发出以报纸为原料生产乳酸的低成本方法,采用纤维素酶将废纸二次纤维制成葡萄糖,然后再通过发酵工艺生成乳酸。

废塑料资源化利用

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。

日常生活消费产生的废塑料,如各种包装袋、饮料瓶、薄膜等,需要进行分选、除杂后才能利用,因此,塑料的识别和分选技术就非常关键,而常见的有水力旋风分选和气浮分选。

目前,欧美其他国家还开发了基于光谱技术的废塑料分选方法,采用近红外光谱技术,对塑料中的高密度聚乙烯、PVC、PET、PE等废塑料进行精细化分选,其识别精确度和识别尺寸根据不同公司的算法存在一定差异。

传统废塑料资源化利用技术是将其重新熔融造粒,用于生产再生塑料材料。针对不同废塑料材料,还有等离子气化法、复合容积增容法、高温热解法、流化催化裂化法等技术。荷兰设计师开发了第二代手工DIY塑料再生设备Precious Plastic,该设备由塑料粉碎机、挤出机、注塑机和旋转成型机组成,可将废旧塑料制成新产品;日本积水化学工业株式会社开发了“三明治”填充技术,对废弃塑料进行利用,将废塑料用作生产物流货运箱,将高强度和塑性性能优越的塑料作为表层材料,将家庭消费产生的低强度废塑料用于中间填充材料。

而废塑料的能源转化技术也是发达国家研究的热点,例如塑料裂解技术,在无氧或缺氧的环境中通过高温加热,使塑料分子中的碳链和碳氢链裂化为小分子烃类,得到的产物可分为热解气和热解油。

废金属资源化利用

目前,废金属的主要资源化利用方式仍是重新冶炼后作为再生材料,欧美国家对于废金属物料的分选已从单纯依靠传感器技术发展到逐步融入图像处理、神经网络、激光诱导击穿光谱(LIBS)技术,其自动分选系统可根据分选任务和条件灵活地进行配置,可以分选出1~2毫米粒径的废金属颗粒,准确率高达95%以上。

例如,芬兰研究人员提出了一种结合双能X射线、机器视觉与感应传感器的废金属分选系统,在实验室条件下取得了较好的分选效果;日本同和矿业株式会社将电子废弃物中的含金废片和连接器采用湿法进行处理,其溶解液经还原处理后可以提炼出贵金属。而电子基板、带皮铜线等金属材料,一般采用回转窑焚烧或采用热解方式处理,最终送到铜冶炼厂资源化利用。

2021年8月17日 16:42
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