Które rodzaje technologii recyklingu mają największy wpływ?

Kluczowe dania na wynos

• Recykling mechaniczny polega na ponownym wykorzystaniu materiałów w procesach fizycznych, ale wytwarza produkty uboczne o niższej jakości. Jest to tańsze, ale zagraża integralności materiałów nadających się do recyklingu.
• Recykling chemiczny rozkłada odpady na pojedyncze monomery i uwzględnia szerszą gamę odpadów. Piroliza, zgazowanie i solwoliza to rodzaje recyklingu chemicznego.
• Automaty zwrotne i programy motywacyjne zachęcają do recyklingu, ale są ograniczone przez akceptowane przez nie surowce wtórne. Potencjał ma także przetwarzanie odpadów na energię i recykling akumulatorów litowo-jonowych.

Wskaźniki recyklingu na całym świecie utrzymują się na stałym poziomie, mimo że organizacje non-profit i ekolodzy podnoszą świadomość. Różne rodzaje odpadów nadal trafiają na te same składowiska. Chociaż na niewłaściwą gospodarkę odpadami wpływa kilka czynników, główną przyczyną są niespójne procesy recyklingu i zbiórki. Wiele krajów nadal korzysta z tanich, ale przestarzałych systemów.

Które rodzaje technologii recyklingu mają zatem największy wpływ w miarę postępu technologii recyklingu?

1. Recykling mechaniczny

Recykling mechaniczny umożliwia ponowne wykorzystanie zebranych materiałów w drodze różnych procesów fizycznych, takich jak rozdrabnianie, topienie i reformowanie. Zachowuje strukturę chemiczną surowców wtórnych, co oznacza, że ​​nie można mieszać różnych materiałów. Organy zajmujące się odpadami często korzystają z tego procesu przy ponownym wykorzystaniu przedmiotów z papieru, szkła, metalu i tworzyw sztucznych.

Wiele sektorów publicznych i prywatnych polega na procesach recyklingu mechanicznego, ponieważ są one tańsze niż inne technologie recyklingu. Majsterkowicze budują nawet prowizoryczne urządzenia, które mielą, topią i formują surowce wtórne.

Jednakże wadą recyklingu mechanicznego jest to, że generalnie powstają w nim produkty uboczne o niższej jakości niż w przypadku innych systemów. Surowe procesy fizyczne zagrażają integralności strukturalnej surowców wtórnych. Na przykład możesz zauważyć, że torby papierowe i plastikowe butelki wykonane w 100% z materiałów pochodzących z recyklingu wydają się słabe.

2. Recykling chemiczny

Recykling chemiczny rozkłada odpady na podstawowe elementy składowe. Produkuje pojedyncze monomery i przetwarza je w nowe produkty – materiały nadające się do recyklingu nie zachowują już swojej pierwotnej formy. W rzeczywistości przyjmują zupełnie inny stan materii.

Największą zaletą recyklingu chemicznego jest to, że pozwala na przyjęcie znacznie szerszej gamy odpadów. Procesy mechaniczne nie pozwalają na recykling „brudnych” przedmiotów. Większość zakładów gospodarowania odpadami wysyła skorodowane, zabrudzone lub zanieczyszczone materiały nadające się do recyklingu (np. plastikowe butelki z resztkami soku i opakowania surowego mięsa) na wysypiska śmieci.

The OECD podaje nawet, że tylko dziewięć procent odpadów z tworzyw sztucznych jest poddawanych recyklingowi. Obecnie istnieją trzy rodzaje recyklingu chemicznego.

Piroliza

Piroliza podgrzewa surowce wtórne w wysokiej temperaturze rozkładu termicznego przy zerowej zawartości tlenu w zakresie od 752 do 1472 stopni Fahrenheita. Jest to powszechne w zarządzaniu złożonymi tworzywami sztucznymi. Proces ten rozkłada je na poziom molekularny i przekształca w przetworzony bioolej, gaz syntezowy lub produkty uboczne z węgla drzewnego. Produkty uboczne pirolizy są prawie tej samej jakości co materiały pierwotne. Ten film pokazuje doskonałą demonstrację tego, jak recykling chemiczny, w przeciwieństwie do procesów mechanicznych, utrzymuje jakość.

The FHWA stwierdza, że ​​amerykańscy kierowcy wyrzucają ponad 280 milionów opon samochodowych rocznie, a mimo to producenci nie mogą beztrosko używać zrównoważonej, ale niebezpiecznej gumy regenerowanej. Big Atom Tyre Recycling rozwiązuje ten problem poprzez pirolizę. Jego zespół chemicznie rozkłada złomowane opony na ropę naftową i plastik, które mogą służyć jako surowce do produkcji zupełnie nowych, niezawodnych opon drogowych.

Gazyfikacja

Zgazowanie to proces recyklingu termochemicznego, który podgrzewa surowce wtórne do temperatury od 1472 do 2192 stopni Fahrenheita przy ograniczonej ilości tlenu. Rozkłada zużyty plastik, biomasę i odpady organiczne. Jednak w przeciwieństwie do pirolizy ten złożony system wymaga znacznie wyższej temperatury do wytworzenia ciepła, energii elektrycznej i gazu syntezowego (gazu syntezowego). Zgazowanie stanowi również skuteczny sposób wytwarzania czystej energii ze zużytych surowców wtórnych. Zużycie paliw kopalnych spadłoby na całym świecie, gdyby ludzie pozyskiwali energię z paneli słonecznych i odpadów pochodzących z recyklingu.

Solwoliza

Solwoliza to niskotemperaturowy proces termochemiczny, który rozpuszcza surowce wtórne w specjalnym rozpuszczalniku w temperaturze od 212 do 572 stopni Fahrenheita. To skuteczny sposób na recykling poliestrów i poliuretanów. Zakłady zajmujące się gospodarką odpadami zazwyczaj wysyłają tego typu zmieszane odpady z tworzyw sztucznych na składowiska, ponieważ nie są one w stanie wytrzymać recyklingu mechanicznego.

Oczywiście solwoliza uwzględnia również biomaterię i odpady organiczne. Najczęstszymi produktami ubocznymi solwolizy są paliwo, oligomery i monomery. Te materiały pochodzące z recyklingu są wszechstronne; producenci mogą je wykorzystywać do produkcji wysokiej jakości wyrobów z tworzyw sztucznych, alkoholu etanolowego i smarów.

Chociaż piroliza, zgazowanie i solwoliza są lepsze od systemów recyklingu mechanicznego, tylko kilka zakładów gospodarki odpadami może w nie inwestować. Niestety są drogie w zakupie i utrzymaniu. Może minąć dziesięciolecia, zanim staną się one standardowymi technologiami recyklingu na całym świecie.

3. Automaty zwrotne

Automaty zwrotne (RVM) promują recykling, zachęcając ludzi do oddawania surowców wtórnych (np. pustych szklanych pojemników, plastikowych butelek i puszek aluminiowych) w zamian za nagrody. Zwykle rozdają kupony, karty rabatowe lub gotówkę. Po prostu włóż surowce wtórne do maszyny, odbierz nagrody, a ona automatycznie posortuje odpady za Ciebie. Największym ograniczeniem RVM jest to, że są one wybredne w zakresie akceptowanych materiałów nadających się do recyklingu. Ponieważ większość zakładów zajmujących się gospodarką odpadami nadal wykorzystuje procesy mechaniczne, nie mogą one ryzykować zanieczyszczania surowców wtórnych, które mogłyby trafić na składowiska.

Marki detaliczne naśladują tę samą koncepcję, zachęcając konsumentów do recyklingu określonych produktów. Brać Proces recyklingu Apple jako przykład. Zachęca użytkowników do oddawania swoich starych gadżetów Apple w zamian za specjalne promocje i rabaty.

4. Przetwarzanie odpadów w energię (WtE)

Waste-to-Energy przetwarza odpady komunalne, przemysłowe i rolnicze poprzez kontrolowane spalanie w wysokiej temperaturze. Wytwarza produkty uboczne czystej energii (np. ciepło i energię elektryczną). Na większą skalę technologie WtE mogą pomóc w szerzeniu dostępności alternatywnych źródeł energii.

Chociaż WtE i zgazowanie podlegają temu samemu procesowi i wytwarzają te same produkty uboczne, należy pamiętać, że wykorzystują różne technologie. Zgazowanie podgrzewa odpady przy ograniczonej ilości tlenu, podczas gdy WtE bezpośrednio spala materiały nadające się do recyklingu. Ponadto WtE nie może produkować gazu syntezowego.

5. Recykling akumulatorów litowo-jonowych

Wraz z rosnącą zależnością społeczeństwa od urządzeń zasilanych elektrycznie, takich jak smartfony, hulajnogi i samochody elektrycznezapotrzebowanie na akumulatory litowo-jonowe stale rośnie.

MAE podaje, że popyt na pojazdy elektryczne wzrósł z 330 do 550 GWh w 2022 r. I chociaż akumulatory litowo-jonowe są prawdopodobnie mniej szkodliwe niż paliwa kopalne, ich masowa produkcja spowoduje niezamierzone rozpoczęcie większej liczby projektów wydobywczych.

Najlepszym podejściem jest stosowanie bardziej zrównoważonych systemów recyklingu. Zakłady zajmujące się utylizacją i recyklingiem akumulatorów powinny realizować te procesy, aby producenci akumulatorów litowo-jonowych mogli przestać polegać na materiałach pierwotnych.

Pirometalurgia podlega pirolizie. Polega na ogrzewaniu akumulatorów poddanych recyklingowi w kontrolowanych pomieszczeniach o wysokiej temperaturze, z niewielką ilością tlenu lub bez niego. Zakłady recyklingu mogą po rozkładzie wydobywać różne metale ziemne. Główną wadą pirometalurgii jest to, że podczas procesu ogrzewania emituje tlenek azotu i siarkę, a zakłady powinny kontrolować te emisje.

Hydrometalurgia jest przeciwieństwem pirometalurgii. Jest to proces niskotemperaturowy, który rozpuszcza akumulatory poddane recyklingowi w specjalnym roztworze. Zakłady recyklingu wydobywają również metale ziemne po rozkładzie. Największym problemem hydrometalurgii jest wytwarzanie ścieków, które zakłady muszą usuwać w sposób bezpieczny i ostrożny.

Bezpośredni recykling

Recykling bezpośredni to proces mechaniczny, podczas którego zużyte baterie są poddawane recyklingowi i odnawiane. To tani i dostępny system. Należy pamiętać, że odnowione akumulatory nie nadają się już do pierwotnej funkcji – można ich używać wyłącznie jako zapasowych źródeł zasilania.

Odegraj swoją rolę wiedząc, jak pozbyć się zużytych baterii. C&EN podaje, że tylko pięć procent akumulatorów litowo-jonowych poddaje się recyklingowi, ponieważ konsumenci i producenci stosują nieostrożne metody utylizacji.

Postęp technologiczny będzie w dalszym ciągu usprawniał systemy recyklingu

Wskaźniki recyklingu na całym świecie nie poprawią się z dnia na dzień. Gospodarstwa domowe, podmioty prywatne, organizacje non-profit i organy rządowe muszą pracować nad wykorzystaniem wydajnych technologii recyklingu i próbować włączyć je do lokalnych polityk gospodarowania odpadami. Zbyt wiele zaawansowanych systemów sortowania jest nadal niewykorzystanych. Należy tylko pamiętać, że wydajne systemy recyklingu jedynie łagodzą szkody wynikające z rosnącego problemu odpadów w społeczeństwie. Wszyscy powinni nadal skupiać się na eliminacji jednorazowych produktów plastikowych.