Katere vrste tehnologije recikliranja imajo največji vpliv?

Ključni zaključki

• Mehansko recikliranje s fizičnimi procesi ponovno uporabi materiale, vendar proizvaja manj kakovostne stranske proizvode. Je cenejši, vendar ogroža celovitost materialov, ki jih je mogoče reciklirati.
• Kemično recikliranje razgradi odpadke na posamezne monomere in sprejme širši nabor odpadkov. Piroliza, uplinjanje in solvoliza so vrste kemičnega recikliranja.
• Povratni prodajni avtomati in spodbujevalni programi spodbujajo recikliranje, vendar so omejeni z možnostmi recikliranja, ki jih sprejmejo. Pretvorba odpadkov v energijo in recikliranje litij-ionskih baterij imata tudi potencial.

Stopnje recikliranja po vsem svetu naraščajo kljub ozaveščanju neprofitnih organizacij (NPO) in okoljevarstvenikov. Različne vrste odpadkov še vedno končajo na istih odlagališčih. Medtem ko več dejavnikov prispeva k slabemu ravnanju z odpadki, so glavni krivci nedosledni postopki recikliranja in zbiranja. Mnoge države še vedno uporabljajo poceni, a zastarele sisteme.

Torej, ko tehnologije recikliranja napredujejo, katere vrste tehnologij recikliranja imajo največji vpliv?

1. Mehansko recikliranje

Mehansko recikliranje ponovno uporabi zbrane materiale z različnimi fizikalnimi postopki, kot so drobljenje, taljenje in preoblikovanje. Ohranja kemično strukturo, ki jo je mogoče reciklirati, kar pomeni, da ne morete mešati različnih materialov. Organi za ravnanje z odpadki ta postopek pogosto uporabljajo pri preoblikovanju predmetov iz papirja, stekla, kovine in plastike.

Mnogi javni in zasebni sektorji se zanašajo na postopke mehanskega recikliranja, ker so cenejši od drugih tehnologij recikliranja. Domači mojstri celo zgradijo improvizirane naprave, ki meljejo, talijo in oblikujejo reciklirane materiale.

Vendar pa je ena slaba stran mehanskega recikliranja ta, da na splošno proizvaja manj kakovostne stranske proizvode kot drugi sistemi. Surovi fizikalni procesi ogrožajo strukturno celovitost materialov, ki jih je mogoče reciklirati. Morda boste na primer opazili, da so papirnate vrečke in plastične steklenice iz 100-odstotno recikliranih materialov krhke.

2. Kemično recikliranje

Kemično recikliranje razgradi odpadke v osnovne gradnike. Proizvaja posamezne monomere in jih ponovno uporablja v nove izdelke – materiali, ki jih je mogoče reciklirati, ne obdržijo več svoje prvotne oblike. Pravzaprav prevzamejo povsem drugo agregatno stanje.

Največja prednost kemičnega recikliranja je, da sprejme veliko širši nabor odpadkov. Mehanski procesi ne morejo reciklirati "umazanih" predmetov. Večina obratov za ravnanje z odpadki pošlje razjedene, umazane ali kontaminirane reciklirane materiale (npr. plastične steklenice z ostanki soka in pakete surovega mesa) na odlagališča.

The OECD celo poroča, da se le devet odstotkov plastičnih odpadkov reciklira. Trenutno obstajajo tri vrste kemičnega recikliranja.

Piroliza

Piroliza segreje materiale, ki jih je mogoče reciklirati, pri visokotemperaturni toplotni razgradnji brez kisika v razponu od 752 do 1472 stopinj Fahrenheita. To je običajno pri upravljanju zapletene plastike. Postopek jih razgradi na molekularno raven in jih ponovno pretvori v stranske proizvode recikliranega bioolja, sintetičnega plina ali oglja. Stranski produkti pirolize so skoraj enake kakovosti kot primarni materiali. Ta videoposnetek odlično prikazuje, kako kemično recikliranje v nasprotju z mehanskimi procesi ohranja kakovost.

The FHWA navaja, da ameriški avtomobilisti letno zavržejo več kot 280 milijonov avtomobilskih pnevmatik, kljub temu pa proizvajalci ne morejo brezskrbno uporabljati trajnostne, a nevarne predelane gume. Big Atom Tire Recycling to težavo rešuje s pirolizo. Njegova ekipa kemično razgradi odpadne pnevmatike v surovo nafto in plastiko, ki bi lahko služila kot surovine za povsem nove, zanesljive cestne pnevmatike.

Uplinjanje

Uplinjanje je termokemični proces recikliranja, ki segreva reciklirane materiale na 1472 do 2192 stopinj Fahrenheita z omejeno količino kisika. Razgrajuje uporabljeno plastiko, biomaso in organske odpadke. Toda za razliko od pirolize ta kompleksen sistem zahteva veliko višjo temperaturo za ustvarjanje toplote, elektrike in sinteznega plina (sinteznega plina). Uplinjanje predstavlja tudi učinkovit način za pridobivanje čiste energije iz zavrženih recikliranih materialov. Poraba fosilnih goriv bi se zmanjšala po vsem svetu, če bi ljudje pridobivali energijo iz sončnih kolektorjev in recikliranih odpadkov.

Solvoliza

Solvoliza je nizkotemperaturni termokemični postopek, ki raztopi materiale, ki jih je mogoče reciklirati, v posebnem topilu pri 212 do 572 stopinjah Fahrenheita. To je učinkovit način za recikliranje poliestrov ali poliuretanov. Obrati za ravnanje z odpadki običajno pošiljajo te vrste mešanih plastičnih odpadkov na odlagališča, saj ne prenesejo mehanskega recikliranja.

Solvoliza seveda sprejme tudi biomaterijo in organske odpadke. Najpogostejši stranski produkti solvolize so gorivo, oligomeri in monomeri. Ti reciklirani materiali so vsestranski; proizvajalci jih lahko uporabijo za proizvodnjo kakovostnih plastičnih izdelkov, etanolnega alkohola in maziv.

Čeprav so piroliza, uplinjanje in solvoliza boljše od sistemov mehanskega recikliranja, lahko vanje vlagajo le redki obrati za ravnanje z odpadki. Na žalost sta draga za nakup in vzdrževanje. Morda bodo trajala desetletja, preden bodo postale standardne tehnologije recikliranja po vsem svetu.

3. Povratni prodajni avtomati

Avtomati za povratno prodajo (RVM) spodbujajo recikliranje tako, da spodbujajo ljudi, da za nagrado oddajo predmete, ki jih je mogoče reciklirati (npr. prazne steklene posode, plastične steklenice in aluminijaste pločevinke). Običajno delijo kupone, kartice s popusti ali gotovino. Preprosto vstavite svoje reciklirane materiale v stroj, poberite svoje nagrade in ta bo samodejno razvrstil vaše odpadke namesto vas. Največja omejitev RVM je, da so izbirčni pri recikliranju, ki ga sprejmejo. Ker večina obratov za ravnanje z odpadki še vedno uporablja mehanske postopke, ne morejo tvegati onesnaženih recikliranih materialov, ki bi lahko končali na odlagališčih.

Maloprodajne blagovne znamke posnemajo isti koncept tako, da potrošnike spodbujajo k recikliranju določenih predmetov. Vzemi Applov postopek recikliranja kot primer. Uporabnike spodbuja, da deponirajo svoje stare pripomočke Apple v zameno za posebne promocije in popuste.

4. Pretvorba odpadkov v energijo (WtE)

Waste-to-Energy reciklira komunalne, industrijske in kmetijske odpadke z nadzorovanim zgorevanjem pri visoki temperaturi. Proizvaja stranske proizvode čiste energije (npr. toploto in elektriko). V večjem obsegu bi lahko tehnologije WtE pripomogle k večji dostopnosti alternativnih virov energije.

Čeprav WtE in uplinjanje sledita istemu postopku in proizvajata enake stranske proizvode, upoštevajte, da uporabljata različni tehnologiji. Uplinjanje segreva odpadne predmete v omejeni količini kisika, medtem ko WtE neposredno sežiga reciklirane predmete. Poleg tega WtE ne more proizvajati sintetičnega plina.

5. Recikliranje litij-ionske baterije

Z naraščajočo odvisnostjo družbe od naprav na električni pogon, kot so pametni telefoni, skuterji in električni avtomobilipovpraševanje po litij-ionskih baterijah vztrajno narašča.

IEA poroča, da se je povpraševanje po električnih vozilih leta 2022 povečalo s 330 na 550 GWh. In čeprav so litij-ionske baterije nedvomno manj škodljive kot fosilna goriva, bo njihova masovna proizvodnja nenamerno sprožila več rudarskih projektov.

Najboljši pristop je slediti bolj trajnostnim sistemom recikliranja. Obrati za odstranjevanje in recikliranje baterij bi morali izvajati te postopke, tako da se lahko proizvajalci li-ionskih baterij nehajo zanašati na neobdelane materiale.

Pirometalurgija spada pod pirolizo. Vključuje ogrevanje recikliranih baterij v nadzorovanih prostorih z visoko temperaturo z malo ali brez kisika. Obrati za recikliranje lahko po razgradnji izločijo različne zemeljske kovine. Glavna pomanjkljivost pirometalurgije je, da med segrevanjem oddaja dušikov oksid in žveplo, objekti pa bi morali te emisije nadzorovati.

Hidrometalurgija je nasprotje pirometalurgije. To je nizkotemperaturni postopek, ki raztopi reciklirane baterije v posebni raztopini. Reciklirni obrati tudi ekstrahirajo zemeljske kovine po razgradnji. Največji problem hidrometalurgije je, da proizvaja odpadno vodo, ki jo morajo obrati varno in skrbno odstraniti.

Neposredno recikliranje

Neposredno recikliranje je mehanski postopek, pri katerem se prazne baterije reciklirajo in obnovijo. To je poceni in dostopen sistem. Upoštevajte le, da prenovljene baterije niso več primerne za svojo prvotno predvideno funkcijo – uporabite jih lahko le kot rezervni vir energije.

Odigrajte svojo vlogo vedeti, kako odstraniti prazne baterije. C&EN poroča, da se le pet odstotkov litij-ionskih baterij reciklira, ker potrošniki in proizvajalci sledijo neprevidnim metodam odstranjevanja.

Tehnološki napredek bo še naprej poenostavljal sisteme recikliranja

Stopnje recikliranja po vsem svetu se ne bodo izboljšale čez noč. Gospodinjstva, zasebni subjekti, neprofitne organizacije in vladni organi si morajo prizadevati za uporabo učinkovitih tehnologij recikliranja in jih poskušati vključiti v lokalne politike ravnanja z odpadki. Preveč naprednih sistemov za razvrščanje je še vedno premalo izkoriščenih. Upoštevajte le, da učinkoviti sistemi recikliranja le blažijo škodo naraščajoče družbene težave z odpadki. Še vedno bi se morali vsi osredotočiti na odpravo plastičnih izdelkov za enkratno uporabo.