利用生活垃圾和市政污泥生產(chǎn)再生塑料粒技術(shù)

1、<p>　　利用生活垃圾和市政污泥生產(chǎn)再生塑料粒技術(shù)</p><p>　　摘要：本文介紹了一種高效循環(huán)利用城市生活垃圾和市政污泥的技術(shù)及其應(yīng)用前景，為這兩種廢棄物的資源化處理和利用提供了一條新的途徑。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：垃圾；污泥；塑料；再生；木塑 </p><p>　　中圖分類(lèi)號(hào)：TU824文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p

2、>　　本文旨在探索出一種能高效循環(huán)利用城市生活垃圾和市政污泥的技術(shù)。 </p><p>　　城市生活垃圾是一種混合垃圾，其成分可分為三類(lèi)：輕垃圾、重垃圾、易腐有機(jī)垃圾。 </p><p>　　輕垃圾主要包括：塑料、橡膠、紡織品、生物質(zhì)材料（如竹木、種子殼、廢紙等）。 </p><p>　　重垃圾主要包括：磚石砂土、玻璃、陶瓷、金屬等。 </p>

3、<p>　　易腐有機(jī)垃圾主要包括：廚余垃圾。 </p><p>　　通過(guò)將城市生活垃圾粉碎制漿、水選，即可依比重不同將其分為三類(lèi)：輕垃圾、重垃圾和泥漿（由易腐有機(jī)垃圾形成）。其中輕垃圾利用價(jià)值最高，目前主要用于焚燒發(fā)電，但這只回收利用了其熱值，并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)國(guó)家倡導(dǎo)的資源循環(huán)利用。 </p><p>　　目前也有將輕垃圾分類(lèi)回收利用的技術(shù)，通過(guò)分選（機(jī)械+人工）、破碎、清洗、干燥、造

4、粒，將其中的塑料制成再生塑料粒，效益可觀(guān)。 </p><p>　　垃圾中的塑料有很多種，熔點(diǎn)和化學(xué)性質(zhì)各不相同，如果分類(lèi)不好，造粒時(shí)就會(huì)混煉不均勻，導(dǎo)致產(chǎn)品質(zhì)量很差。 </p><p>　　然而，現(xiàn)有分選技術(shù)效率低、成本高，只能小規(guī)模分散經(jīng)營(yíng)，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染，正在被逐漸取締，這就造成了大量寶貴資源不能被循環(huán)利用的窘迫局面。 </p><p>　　而且，上述再生

5、塑料粒往往還要添加各種填充劑以降低成本及滿(mǎn)足使用性能要求，這就需要再次混配、造粒，增加了生產(chǎn)成本。 </p><p>　　本公司已成功研發(fā)出利用市政污泥干粉作為塑料填充劑生產(chǎn)再生塑料粒及型材的技術(shù)，其產(chǎn)品的性能滿(mǎn)足使用要求，價(jià)廉物美，但塑料原料需要外購(gòu)，成本較高。 </p><p>　　為了解決上述問(wèn)題，我們提出如下技術(shù)方案： </p><p>　　將輕垃圾不經(jīng)分選

6、直接與市政污泥深度壓濾脫水產(chǎn)生的泥餅一起粉碎制粉，然后經(jīng)擠壓制成再生塑料粒，這樣就大大簡(jiǎn)化了回收利用程序、降低了生產(chǎn)成本，可以大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)，工藝路線(xiàn)如下： </p><p>　　&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#1

7、60;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; &#160;泥餅水分臭味&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;

8、&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; ↓&#16

9、0;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;↑&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#1

10、60;&#160;&#160;&#160;&#160;&#16</p><p>　　輕垃圾→粗破碎→高速粉碎機(jī)→粉末→螺桿擠出機(jī)→再生塑料粒&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160;&#160; </p><p><b&

11、gt;　　其原理如下： </b></p><p>　　我們常說(shuō)的塑料是由兩部分組成的，即樹(shù)脂和填充劑。樹(shù)脂就是高分子物質(zhì)，分為人造（如聚丙烯PP、聚乙烯PE、聚氯乙烯PVC、尼龍NYLON等）和天然（如纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)等）兩種，價(jià)格昂貴，機(jī)械性能很差，起粘合劑作用。填充劑分為無(wú)機(jī)（如碳酸鈣、赤泥、炭黑、高嶺土等）和有機(jī)（如木粉、竹粉、棉花粉、亞麻粉、花生殼粉、胡桃殼粉）兩種，價(jià)格低廉，起提高塑料機(jī)

12、械性能和降低塑料成本的作用，尤其是有機(jī)填充劑，其中含有大量天然高分子——纖維素，還可節(jié)省人造高分子物質(zhì)的用量；有機(jī)填充劑較無(wú)機(jī)填充劑輕很多，對(duì)塑料的增量效果很明顯，可顯著降低塑料成本。市政污泥干粉是一種有機(jī)無(wú)機(jī)混合塑料填充劑，深圳市區(qū)的市政污泥有機(jī)質(zhì)含量平均為40%，其成分主要為纖維素、半纖維素、蛋白質(zhì)、油脂（是一種塑料成型助劑）等，無(wú)機(jī)成分主要為粘土。 </p><p>　　深圳生活垃圾中的輕垃圾組分為：塑料1

13、2.75%、紙類(lèi)6.82%、紡織品4.16%、木竹1.21%，共占24.94%；換算成各組分在輕垃圾中的含量為：塑料51.12%、紙類(lèi)27.35%、紡織品16.68%、木竹4.85%；可見(jiàn)其塑料含量較高，如果再加入適量市政污泥干粉，就成為一個(gè)很好的塑料產(chǎn)品配方。 </p><p>　　垃圾中的塑料有很多種，熔點(diǎn)和化學(xué)性質(zhì)各不相同，很難混煉均勻，制成粉末后，它們之間就可混合均勻。 </p><p

14、>　　塑料制粉常用于PVC的回收利用中，耗電費(fèi)用接近100元/噸，是業(yè)內(nèi)可接受的成本。 </p><p>　　機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)是指固體物料在粉碎過(guò)程中,機(jī)械設(shè)備施加的機(jī)械力（沖擊力、摩擦力、剪切力、擠壓力等）了使其粒度變小、比表面積增大等物性變化外，還將會(huì)發(fā)生機(jī)械能向化學(xué)能的轉(zhuǎn)換傾向，誘導(dǎo)物質(zhì)發(fā)生結(jié)構(gòu)畸變、化學(xué)變化及物理化學(xué)變化，被稱(chēng)為化學(xué)激活；有這些變化：被激活物質(zhì)原子結(jié)構(gòu)的重排和重結(jié)晶（產(chǎn)生晶格缺陷、晶格

15、畸變、結(jié)晶程度降低甚至無(wú)定形化、晶型轉(zhuǎn)變等現(xiàn)象發(fā)生），在新生成的表面上自發(fā)地進(jìn)行化學(xué)吸附、含結(jié)晶水或羥基物質(zhì)的脫水、形成合金或固溶體、降低體系的反應(yīng)活化能并通過(guò)固相反應(yīng)生成新相等。 </p><p>　　利用機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)可以使材料具有用一般化學(xué)方法和加熱方法不能得到的特殊性能。 </p><p>　　機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)可使無(wú)機(jī)塑料填充劑表面發(fā)生改性：無(wú)機(jī)塑料填充劑與樹(shù)脂的界面性質(zhì)不同，相容性

16、差，因而難以在樹(shù)脂中分散均勻，直接或過(guò)多地填充往往容易導(dǎo)致塑料的某些力學(xué)性能下降以及易脆化等缺點(diǎn)，所以必須對(duì)其進(jìn)行改性，以改善其表面的物理化學(xué)特性，增強(qiáng)其與樹(shù)脂的相容性，提高其在樹(shù)脂中的分散性，從而提高塑料的機(jī)械強(qiáng)度和綜合性能。粉碎過(guò)程中施加的機(jī)械能使填充劑顆粒的晶格和表面性質(zhì)發(fā)生改變，呈激活狀態(tài)，激活的顆粒極易與周?chē)墓腆w、液體和氣體物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而提高了其分散性。 </p><p>　　將輕垃圾不經(jīng)分選直接

17、與市政污泥深度壓濾脫水產(chǎn)生的泥餅一起粉碎成粉末用于生產(chǎn)再生塑料粒是一種簡(jiǎn)便、快捷、環(huán)保的利用方式，能充分利用各組分的功能性，附加值更高，也符合碳減排的理念。在高速粉碎機(jī)中，輕垃圾和泥餅被粉碎成微米級(jí)粉末并發(fā)生機(jī)械力化學(xué)反應(yīng)，提高了各組分的分散性、相容性和反應(yīng)活性，這樣能提高再生塑料的使用性能。在螺桿擠出造粒過(guò)程中，由于高溫混煉的作用，能除去粉末的臭味和消毒。輕垃圾含水率低、屬于軟韌材料，很難粉碎，導(dǎo)致粉碎過(guò)程中會(huì)發(fā)熱甚至燃燒，需要進(jìn)行冷

18、卻；泥餅含有一定水分，粉碎時(shí)不易分散；而將兩者一起粉碎時(shí)就可以克服彼此的缺點(diǎn)：大量泥餅顆粒與輕垃圾高速撞擊，加速了其粉碎過(guò)程，泥餅顆粒也得到分散，產(chǎn)生的熱量使泥餅顆粒中的水分蒸發(fā)，降低了粉末的溫度和含水率；制成再生塑料粒后，污泥中的重金屬和持久性難降解有機(jī)污染物（PCBs、PAHs等）也被樹(shù)脂包覆、化合，不易溶出；可謂一舉多得。 </p><p>　　用上述技術(shù)生產(chǎn)出的再生塑料粒可用于生產(chǎn)木塑產(chǎn)品。 </p

19、><p>　　木塑是以植物纖維或粉末（如木粉、秸稈、亞麻、花生殼等的纖維或粉末）為主要成分，與樹(shù)脂（如聚乙烯PE、聚丙烯PP、聚氯乙烯PVC等）基體混煉而成的一種新型材料，這種材料能兼具木材和高分子材料兩者的優(yōu)點(diǎn)，用途廣、用量大，是一種很有發(fā)展前途的綠色環(huán)保材料。 </p><p>　　木塑材料的特點(diǎn)是加工性能良好、強(qiáng)度高、能夠耐水、耐腐、使用壽命長(zhǎng)、優(yōu)良的可調(diào)整性能、具有紫外線(xiàn)光穩(wěn)定性、著色

20、性良好、能回收再生產(chǎn)、原料來(lái)源廣泛、能制成任意形狀和尺寸。木塑材料最大的好處是能替代木材，被廣泛用于建筑、室內(nèi)外裝潢、汽車(chē)內(nèi)裝潢、運(yùn)輸托盤(pán)等行業(yè)，可制作成建筑模板、各種室外的桌椅、柵欄、扶手、鋪板等、室內(nèi)的裝飾條、裝飾板、壁板、天花板等、汽車(chē)內(nèi)裝飾板、座位底座、儀表板等?？偠灾?，利用木塑材料，可制成各種型材制品，而且這種材料使用維修簡(jiǎn)單，可鋸、可刨、可釘、不怕蟲(chóng)蛀、不長(zhǎng)真菌、抗強(qiáng)酸強(qiáng)堿、不吸水分、不易變形，可100%回收再利用。 &l

21、t;/p><p>　　尤其是建筑模板，我國(guó)建筑模板到2012年底用量達(dá)2.2億平方米左右，數(shù)量巨大，每年新產(chǎn)鋼模板約3970萬(wàn)平方米，如果折算成重量相當(dāng)于27個(gè)北京鳥(niǎo)巢鋼材用量。 </p><p>　　目前建筑模板市場(chǎng)需求在2000億以上，木塑建筑模板在未來(lái)的3～5年將占有市場(chǎng)份額的30～50%，產(chǎn)值可達(dá)到600億以上，市場(chǎng)前景十分廣闊。 </p><p>　　木塑材料

22、作為建筑模板使用時(shí)，可以大幅度提高施工效率，縮短施工時(shí)間。木塑模板較傳統(tǒng)模板單次綜合使用成本可節(jié)省30%左右，輔助成本可降低40%左右，直接降低工程建造成本將近5%。 </p><p>　　在我國(guó)積極應(yīng)對(duì)氣候變化、大力推行節(jié)能減排的形式下，如果在建筑模板行業(yè)能使用可替代鋼材和木材的木塑材料，其環(huán)境效益、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益將是巨大的。 </p><p>　　目前深圳日產(chǎn)生活垃圾約1.4萬(wàn)噸，

23、其中輕垃圾占24.94%，為3492噸，按添加市政污泥干粉10%計(jì)，就可生產(chǎn)木塑材料3880噸，按其比重為1.3、建筑模板厚度為20毫米計(jì)，則可生產(chǎn)木塑建筑模板14.92萬(wàn)平方米/天=14.92萬(wàn)平方米/天×365天=5446萬(wàn)平方米/年，能滿(mǎn)足我國(guó)全年新增建筑模板用量。 </p><p>　　本技術(shù)將原屬不同技術(shù)領(lǐng)域和行業(yè)領(lǐng)域的技術(shù)、概念和理論有機(jī)地整合在一起，創(chuàng)造出全新的技術(shù)路線(xiàn)，從而使相關(guān)廢棄資源