城市生活垃圾中废塑料的资源化利用

史小慧，况 前，陈严华，陈洪亮

（重庆市环卫集团有限公司，重庆 404100）

随着人民生活水平日益提高，城市生活垃圾产量逐年增加，其中可回收物主要有废塑料、玻璃制品、废金属和废纸等。近年来，快递、快餐等行业繁荣发展，城市生活垃圾中塑料包装制品增长迅速，人们对塑料制品的使用需求也不断增加，塑料消耗数量呈现势不可挡的上升趋势。因此，城市生活垃圾中废塑料的回收利用问题日益凸显。

1 生活垃圾中废塑料的特性

城市生活垃圾中的废塑料数量逐年递增，再生利用困难，对生态环境造成了不可忽视的影响，因此越来越受到人们的关注。表1为我国典型城市生活垃圾中废塑料含量[1]。城市生活垃圾中的废塑料大多为一次性包装材料，主要是聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚苯乙烯（PS）、聚氯乙烯（PVC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）等，其中聚烯烃类占比最大[2]。从生活垃圾中收集和分选出的废塑料具有塑料质轻、耐腐蚀、易加工等特点，仍是一种可循环利用的资源。回收的废塑料可通过特定的再生方法制造日常用品、建筑材料、燃料油气以及化工原料等，实现废塑料的资源化利用[3]。

表1 中国典型城市生活垃圾中废塑料的比例

2 废塑料的资源化利用方法

废弃的塑料一般有四种去向：焚烧、填埋、回收和弃之环境。Roland Geyer等在2017年的一项研究报告中指出，截至2015年，人类在过去70年中生产的83亿t塑料制品中仅有20亿t得到合理利用，而低回收率正是废塑料被人们认为“十恶不赦”的主要原因[4]。废塑料再生利用的方法主要有物理回收、化学回收和能量回收三种[5]。

2.1 物理回收

物理回收简单可行，一般分为熔融再生和改性再生。简单再生主要用于回收成分单一、相对干净、易于清洗的废塑料，复合再生适用于品种多样化、杂质多的废塑料，该类废塑料在回收再生前需对其进行分离和筛选，工艺复杂，且所得再生塑料稳定性较差，不适用于制造高档次产品。改性再生是通过物理或化学改性提高废塑料的抗冲击性、耐热性、抗老化性等，拓宽废塑料的应用渠道，提高其应用价值。城市生活垃圾中的废塑料分选困难，分选出的废塑料多为一次性薄膜，利用价值较低，且表面粘有较多油脂等有机质，清洗过程会产生大量污水且难以清洗干净，因此该类废塑料一般不直接用来造粒，而是通过与无机填料（如木粉等）复合制备木塑复合材料。图2为废塑料生产木塑产品的工艺流程。

图2 废塑料生产木塑产品的工艺流程

2.2 化学回收

化学回收法是指通过化学法使废塑料转化为单体、燃料油或化工原料的方法，可分为热分解回收法和化学分解回收法。目前应用较多的废塑料化学回收法是高温热裂解或催化裂解，工艺流程如图3所示。一般将废塑料加热并保持在300～500℃使其分解，产生的高温油气冷却后得到液态油的质量、性质、产率均与废塑料的种类、反应温度、反应时间以及是否用催化剂和催化剂的种类有较大关系。废塑料裂解制油是以石油为原料的化学工业制造塑料制品的逆过程，在20世纪70年代石油危机时已试验确认废塑料裂解制油的可行性[6]。在热分解过程中使用合适的催化剂，即可得到高附加值的轻油和重油。城市生活垃圾中分选出的废塑料以PE、PP和PS为主，且这三类塑料具有较高的得油率，因此该方法可有效处理生活垃圾中的废塑料[7]。

图3 废塑料裂解制油工艺流程

2.3 能量回收

能量回收是通过有效回收废塑料在焚烧炉中焚烧时释放的能量，采用热交换器将其转化为热水或通过锅炉将其转化为蒸汽再利用。焚烧可大幅减少塑料的堆积量，可使废塑料减容90%～95%，且废塑料具有较高的燃烧热如聚乙烯和聚丙烯的燃烧热分别高达46.63 GJ/kg和43.95 GJ/kg，均高于木材的燃烧热14.65 GJ/kg[8]。生活垃圾中含有较多的难分选、难清洗、无法回收的混杂废塑料，利用能量回收法可实现生活垃圾的减量化、资源化处理。但生活垃圾中的废塑料还含有少量聚氯乙烯、聚丙烯腈、聚氨酯等，这些塑料在燃烧时会产生有害物质，例如，PVC在燃烧时产生氯化氢气体，聚丙烯腈和聚氨酯燃烧时产生氰化氢，因此如何做到抑制污染物排放，不产生二次污染至关重要。

3 生活垃圾中废塑料资源化利用存在的问题

城市生活垃圾成分复杂、性质多变、产量逐年递增，分选出的废塑料品质波动较大。现国内外已有多种废塑料的处置技术，但其资源化利用并未在国内全面实施，主要原因如下。

3.1 垃圾分类体系不成熟

垃圾分类收集是实现资源化利用的瓶颈，我国垃圾分类体系尚不成熟，要实现垃圾资源化利用需从推行生活垃圾分类收集开始，提高生活垃圾中可回收废品的质量，变废为宝，减少垃圾处置费用，促进废品的资源化利用。

3.2 废塑料分选回收技术的制约

废塑料分选对废塑料的资源化利用至关重要，因此需加强各种分选技术和相应设备的研发，开发出适合我国国情的生活垃圾中废塑料的分选回收工艺和设备，提高废塑料资源化利用程度。

3.3 废塑料回收行业体系不完善

垃圾的资源化利用是一个系统工程，需要全民参与、企业加盟以及政府决策等各方面合力完成。目前，从垃圾投放到运输、分类，再到垃圾资源化利用及其产品的输出，各个环节独立存在和运行，未实现全产业链化，链条上各环节未形成体系，削弱了垃圾回收程度和回收效果。

3.4 配套法律法规不足

随着我国经济的发展，生活垃圾分类体系已初步建立，但有关循环经济的立法体系不够健全且缺乏系统性。垃圾分类不能以鼓励为主，应当设置相应的惩罚措施和约束机制；不能只依靠市场机制，必须有法律强制介入，构建并完善我国城市生活垃圾分类的法律体系，促进我国垃圾的资源化利用。

4 生活垃圾中废塑料资源化利用的发展方向

生活垃圾中废塑料的资源化利用是一个综合性社会问题，要实现废塑料的绿色循环发展，只有在国家有关部门的干预、协调和支持下，才能在全社会形成废弃物回收利用共识，促进废塑料的资源化利用。

4.1 加强领导，制定政策

废塑料的资源化利用需要政府牵头，发挥政策引导和制度上的优势，加快垃圾分类收集的实施，从源头上解决废塑料的污染问题。废塑料行业需要得到政府的鼓励和相关法律法规的支持与规范，在保护环境的同时引导企业走绿色发展道路是重中之重。

4.2 废塑料行业的标准化

我国废塑料的资源化利用主要是由中小型厂家负责，急需建立废塑料资源化产品质量控制关键技术及标准化体系，依托行业规范条件，推进行业规范化建设，结合我国废塑料回收技术及其产品，制定相关的国家技术标准或技术规范。

4.3 分选回收技术自动化、精细化

开发废塑料分选、分离自动化技术装备，实行废塑料的高速高效自动化分离，解决传统靠人工和化学分离的低效率和高污染问题，开发废塑料再生利用技术和资源环境污染控制关键技术，拓宽废塑料的资源化利用方式，确保废塑料的合理资源化利用，抑制二次污染的发生。