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废塑料回收处理的环境经济效益分析 |
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作者：北京化工大学机电工程学院 张冰 来源：雅式工业专网 |
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废塑料再生利用立足国内，以进口为补充，是资源型环保产业和循环经济的一部分。中国每年回收再生废塑料1500万吨，等於节约或减少进口1300万吨塑料原料，等於节约或减少进口大约3000-4500多万吨原油。废塑料的再利用，同时减少垃圾填埋800万吨，减少乙烯炼制大量的CO2、SO2排放。与从原油制造塑料相比，还可节省70％的能耗。废塑料回收再生利用已经成为塑料原料供应的重要而有益的补充，可有效缓减资源紧缺。目前，再生塑料循环利用已经在促进环境保护、扩大就业、增加税收和区域循环经济发展中发挥巨大作用，有力地推进了节能减排工作，为巩固中国制造低成本竞争优势，为中国经济建设、循环经济发展以及环境保护事业做出贡献。
从废塑料回收加工的污染防治方面考虑，积极引导、扶持一批有规模和水平的废塑料加工基地，逐步取消作坊式的工厂，改进分类技术，将有效减少废塑料回收加工过程对环境污染。
衡量废塑料回收再生过程对环境的影响主要有4个指标，分别是固体废弃物、废水、噪音和废气。以下重点结合废水、废气和固体废弃物三个指标经济和环境效益的深入分析，把脉回收再加工过程的各个症结，提供建议方案，为企业最终实现经济与环境效益双赢局面提供参考。
废水处理经济效益分析
废水是废塑料回收再生过程中的主要污染源，主要产生於废塑料清洗、分离和湿法破碎工序。废水中污染物浓度与其生产所采用的废塑料性质有密切关系。如果是含有很多杂物的粗料，里面含有许多纸张、土粒等杂物，且为多种类型塑料，其废水产生量也比较大，可达到10t/t废塑料，其清洗和破碎工序产生的废水，有机物、悬浮物含量高，其中COD可达2000mg/m3，而SS可达500mg/m3。对使用进口的一级颗粒料及二级颗粒料，则可不进行清选工序，即使进行清选，其废水量约为2t/t原料，废水中有机物、悬浮物含量均较低，一般COD 为500mg/m3，SS为200mg/m3。通过废水的生化实验发现，使用不同原料产生的废水，其生化差异较大，但其可生化性一般不是很好。如果直接对废塑料再生工业废水进行生化处理，其效果并不好。
在生产应用中，针对清洗、破碎工序只对水中悬浮物含量有较高的要求，可以采用混凝处理工艺去除废水中的大部分悬浮物，再把废水回用到生产工序中去，达到减少废水排放量的目的。外排的废水可与生活污水混合提高其可生化性，再经生物处理後排放。
要进行企业废水清污处理的环境经济效益核算，需要综合考虑以下指标：企业年消耗原料量、处理每吨原料用水量、用水成本、员工人数、年产量、年产值、年利润率、废水处理设备总投入、废水处理设备使用年限及运营年成本、排污处罚代价、防污措施收益（如循环水再利用等方式）等。
从目前废塑料回收加工企业的情况看，每处理1吨原料需要的用水量可以分为3个层次：5吨以下、5-10吨、10吨以上。一般来说，工业边角料需要的清洗用水量较少，而PE膜、PP编织袋、废尼龙等再生料需要的清洗用水量较多。各企业对废水处理装置的投入基本在50万-400万元人民币之间。除沉淀池类简单处理设施外，废水处理装置含人工、物料在内的月运营成本在数万元人民币到30万元人民币之间。
年产量小於5000吨的企业通常无力承担高额的专业污水处理设备投入，一般对污水采取简单的沉淀、曝气处理。对比企业年产量与废水处理投入，可以发现年产量3000-5000吨是一个分界线。年产量大於5000吨的企业进行废水处理成本只占运营成本的很小比例；年产量小於3000吨的企业进行废水处理，处理成本占运营成本的比例将大幅上升。
由於很多中小废塑料回收加工企业进行原料清洗的用水来自於自取地下水，用水成本较低，因此在实际情况中，废水处理成本占运营成本将会更高。
废气处理经济效益分析
废塑料再生过程有机废气产生的源头主要来自造粒与开放式混炼过程中，在高温混炼过程中会有少量有机气体释放出来，有机烃类物质会产生碳氢化合物、苯等有害废气，这部分有机物主要来自於废塑料中部分高分子裂解成小分子和原塑料中的部分添加剂。这部分有机物大都有剌激性气味，须作适当处置。PVC加工过程中排出的挥发性气体较多，其他一般废塑料加工过程中排出的废气很少，对周边大气环境几乎没有影响，一般使用风机抽出排放，以避免对操作人员造成身体上的伤害。
由於废塑料回收过程中的废气问题并不显着，所以大部分废塑料回收加工企业通常采用保障通风，并没有专门针对废气进行处理。部分企业采取了集气罩抽风与活性炭吸附的方式进行废气处理，设备投资不大，运行成本也不高。对於含苯等有毒成分的废气处理，活性炭用量较大，运营成本相对较高，但仅限於少数企业。
从发展看，研发集成废气处理装置的熔融造粒设备，是降低废气处理成本的有效方式。
固体废弃物处理经济效益分析
固体废物主要来自於清洗工序产生的废料、废水处理产生的污泥、废气处理产生的活性炭、部分不可回收废塑料。由於这部分固体废弃物中的大部分均具有可燃性，如不是含卤塑料，可直接掺入燃煤中作为锅炉、电厂的燃料；如为含卤塑料，为避免产生大气污染物质，则需运入垃圾焚烧发电厂作为焚烧原料。
但从经济效益与污染防治的角度看，企业自建焚烧装置通常并不合适。一方面成本投入过大，利用率却无法保证；另一方面不同废料的焚烧处理工艺不同，使用单一焚烧装置无法起到污染防治作用。
塑料在热分解过程中，聚合物发生裂解释放出大量的有害气体，如聚苯乙烯塑料在80℃以下可保持物质组成不变，当温度超过280℃时，其分子量开始下降，产生挥发性气体，气体中含苯乙烯单体44%、双体22%、三体及少量的甲苯、乙基苯等，这些都是对环境有极大危害的有害物质。焚烧聚氯乙烯塑料，不仅产生对环境破坏极大的氯气、氯化氢及二恶英气体，而且还产生CO、NOX、甲醛、氯乙烯、苯乙烯等有害气体，对生态环境产生极大的影响。在塑料焚烧过程中，作为塑料填充、染色等无机金属也被挥发於大气之中，如Pb、As等有害物质，造成大气污染。表1 各类新塑料生产所需原料、能源及造成的环境影响
 应该看到，正是由於废塑料的回收再利用，减少了新料的使用量，从而减少了新料生产过程对环境的不良影响。通过对塑料生产过程的LCA分析（生命周期评价分析），可以得出每生产1Kg新料所消耗的能源与产生的污染物量（表1）。不难发现，在完善回收工艺、减少回收再加工的二次污染的基础上，充分利用再生塑料可以有效地减轻全社会的环境负担，节约资源，这正是循环经济的集中体现，也是实现塑料工业可持续发展的必然途径。
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(7/8/2009) |
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