Koje vrste tehnologije recikliranja imaju najveći utjecaj?

Ključni zahvati

• Mehaničko recikliranje mijenja namjenu materijala kroz fizičke procese, ali proizvodi nusproizvode niže kvalitete. Jeftiniji je, ali ugrožava integritet materijala koji se mogu reciklirati.
• Kemijsko recikliranje razgrađuje otpad na pojedinačne monomere i prihvaća širi raspon otpada. Piroliza, rasplinjavanje i solvoliza vrste su kemijskog recikliranja.
• Obrnuti automati i programi poticaja potiču recikliranje, ali su ograničeni reciklirajućim materijalima koje prihvaćaju. Waste-to-Energy i reciklaža litij-ionskih baterija također imaju potencijal.

Stope recikliranja diljem svijeta rastu unatoč tome što neprofitne organizacije (NPO) i ekolozi podižu svijest. Različite vrste otpada i dalje završavaju na istim odlagalištima. Dok nekoliko čimbenika pridonosi lošem gospodarenju otpadom, nedosljedni procesi recikliranja i prikupljanja uglavnom su krivi. Mnoge zemlje još uvijek koriste jeftine ali zastarjele sustave.

Dakle, kako tehnologije recikliranja napreduju, koje vrste tehnologija recikliranja imaju najveći utjecaj?

1. Mehaničko recikliranje

Mehaničko recikliranje prenamjenjuje prikupljene materijale različitim fizičkim procesima, poput usitnjavanja, taljenja i reformiranja. Zadržava kemijsku strukturu materijala koji se može reciklirati, što znači da ne možete miješati različite materijale. Tijela koja se bave otpadom često koriste ovaj postupak pri prenamjeni predmeta od papira, stakla, metala i plastike.

Mnogi javni i privatni sektori oslanjaju se na mehaničke procese recikliranja jer su jeftiniji od drugih tehnologija recikliranja. Domaći majstori čak izrađuju improvizirana postrojenja koja melju, tope i oblikuju materijale za recikliranje.

Međutim, jedna loša strana mehaničkog recikliranja je ta što općenito proizvodi nusproizvode niže kvalitete od drugih sustava. Oštri fizički procesi ugrožavaju strukturni integritet materijala koji se mogu reciklirati. Na primjer, mogli biste primijetiti da papirnate vrećice i plastične boce izrađene od 100% recikliranog materijala djeluju krhko.

2. Kemijsko recikliranje

Kemijsko recikliranje razgrađuje otpad u njegove osnovne građevne blokove. Proizvodi pojedinačne monomere i prenamjenjuje ih u nove proizvode — materijali koji se mogu reciklirati više ne zadržavaju svoje izvorne oblike. Zapravo, oni prihvaćaju sasvim drugo agregatno stanje.

Najveća prednost kemijskog recikliranja je što prihvaća puno širi raspon otpada. Mehanički procesi ne mogu reciklirati "prljave" stvari. Većina postrojenja za gospodarenje otpadom šalje korodirani, zaprljani ili kontaminirani materijal koji se može reciklirati (npr. plastične boce s ostacima soka i pakiranja sirovog mesa) na odlagališta.

The OECD čak izvještava da se samo devet posto plastičnog otpada reciklira. Trenutno postoje tri vrste kemijskog recikliranja.

Piroliza

Piroliza zagrijava materijale koji se mogu reciklirati u toplinskoj razgradnji na visokoj temperaturi, bez kisika, u rasponu od 752 do 1472 stupnja Fahrenheita. Uobičajeno je u rukovanju složenom plastikom. Proces ih razgrađuje do molekularne razine i vraća u reciklirano bioulje, sintetički plin ili nusproizvode drvenog ugljena. Nusproizvodi pirolize gotovo su iste kvalitete kao i izvorni materijali. Ovaj video prikazuje izvrsnu demonstraciju kako kemijsko recikliranje, za razliku od mehaničkih procesa, održava kvalitetu.

The FHWA navodi da američki vozači odbace više od 280 milijuna automobilskih guma godišnje, ali proizvođači ne mogu bezbrižno koristiti održivu, ali nesigurnu prenamijenjenu gumu. Big Atom Tire Recycling rješava ovaj problem putem pirolize. Njegov tim kemijski razgrađuje otpadne gume na sirovu naftu i plastiku, što bi moglo poslužiti kao sirovina za potpuno nove, pouzdane cestovne gume.

Plinofikacija

Rasplinjavanje je termokemijski proces recikliranja koji zagrijava materijale koji se mogu reciklirati na 1472 do 2192 stupnja Fahrenheita s ograničenim kisikom. Razgrađuje iskorištenu plastiku, biomasu i organski otpad. Ali za razliku od pirolize, ovaj složeni sustav zahtijeva mnogo višu temperaturu za stvaranje topline, električne energije i sinteznog plina (sintetski plin). Plinifikacija također predstavlja učinkovit način za proizvodnju čiste energije iz odbačenog materijala za recikliranje. Potrošnja fosilnih goriva smanjila bi se u cijelom svijetu kada bi ljudi dobivali energiju iz solarnih panela i recikliranog otpada.

Solvoliza

Solvoliza je niskotemperaturni termokemijski proces koji otapa materijale koji se mogu reciklirati u posebnom otapalu na 212 do 572 stupnja Fahrenheita. To je učinkovit način recikliranja poliestera ili poliuretana. Postrojenja za gospodarenje otpadom obično šalju ove vrste miješanog plastičnog otpada na odlagališta jer ne mogu podnijeti mehaničko recikliranje.

Naravno, solvoliza također prihvaća biomateriju i organski otpad. Najčešći nusprodukti solvolize uključuju gorivo, oligomere i monomere. Ovi reciklirani materijali su svestrani; proizvođači ih mogu koristiti za proizvodnju kvalitetnih plastičnih proizvoda, etanol alkohola i maziva.

Dok su piroliza, rasplinjavanje i solvoliza superiorniji od mehaničkih sustava recikliranja, samo nekoliko objekata za gospodarenje otpadom može ulagati u njih. Nažalost, skupi su za kupnju i održavanje. Mogla bi proći desetljeća prije nego što postanu standardne tehnologije recikliranja u cijelom svijetu.

3. Obrnuti automati

Obrnuti automati za prodaju (RVM) promiču recikliranje potičući ljude da za nagradu polože materijale za recikliranje (npr. prazne staklene posude, plastične boce i aluminijske limenke). Obično dijele kupone, kartice s popustom ili gotovinu. Samo umetnite svoj materijal za recikliranje u stroj, pokupite svoje nagrade i on će automatski razvrstati vaš otpad umjesto vas. Najveće ograničenje RVM-ova je što su izbirljivi u pogledu materijala za recikliranje koje prihvaćaju. Budući da većina postrojenja za gospodarenje otpadom još uvijek koristi mehaničke procese, ne mogu riskirati dobivanje kontaminiranih materijala za recikliranje koji bi mogli završiti na odlagalištima.

Maloprodajne marke oponašaju isti koncept potičući potrošače da recikliraju određene artikle. Uzeti Appleov proces recikliranja kao primjer. Potiče korisnike da polože svoje stare Apple gadgete u zamjenu za posebne promocije i popuste.

4. Pretvorba otpada u energiju (WtE)

Waste-to-Energy reciklira komunalni, industrijski i poljoprivredni otpad kontroliranim izgaranjem na visokoj temperaturi. Proizvodi nusproizvode čiste energije (npr. toplinu i električnu energiju). U većem opsegu, WtE tehnologije mogle bi pomoći da alternativni izvori energije postanu dostupniji široj javnosti.

Iako WtE i rasplinjavanje slijede isti proces i proizvode iste nusproizvode, imajte na umu da koriste različite tehnologije. Plinifikacija zagrijava otpadne predmete u ograničenoj količini kisika, dok WtE izravno spaljuje otpad koji se može reciklirati. Također, WtE ne može proizvoditi syngas.

5. Recikliranje litij-ionske baterije

S rastućom ovisnošću društva o uređajima na električni pogon poput pametnih telefona, skutera i električni automobili, potražnja za litij-ionskim baterijama u stalnom je porastu.

IEA izvještava da je potražnja za električnim vozilima narasla s 330 na 550 GWh u 2022. I dok su litij-ionske baterije nedvojbeno manje štetne od fosilnih goriva, njihova masovna proizvodnja nenamjerno će pokrenuti više rudarskih projekata.

Najbolji pristup je slijediti održivije sustave recikliranja. Postrojenja za odlaganje i recikliranje baterija trebala bi provoditi ove procese kako bi se proizvođači litij-ionskih baterija prestali oslanjati na izvorne materijale.

Pirometalurgija spada u pirolizu. Uključuje zagrijavanje recikliranih baterija u kontroliranim prostorima s visokom temperaturom s malo ili nimalo kisika. Postrojenja za recikliranje mogu izdvojiti razne zemaljske metale nakon razgradnje. Glavni nedostatak pirometalurgije je što tijekom procesa zagrijavanja ispušta dušikov oksid i sumpor, a postrojenja bi trebala kontrolirati te emisije.

Hidrometalurgija je suprotna od pirometalurgije. To je proces niske temperature koji otapa reciklirane baterije u posebnoj otopini. Postrojenja za recikliranje također ekstrahiraju zemljane metale nakon razgradnje. Najveći problem hidrometalurgije je što proizvodi otpadne vode koje postrojenja moraju sigurno i pažljivo zbrinjavati.

Izravno recikliranje

Izravno recikliranje je mehanički proces u kojem se istrošene baterije recikliraju i obnavljaju. To je jeftin, pristupačan sustav. Imajte na umu da obnovljene baterije više nisu prikladne za svoju izvornu namjenu - možete ih koristiti samo kao rezervne izvore napajanja.

Odigrajte svoju ulogu znati kako odložiti istrošene baterije. C&EN izvještava da se samo pet posto litij-ionskih baterija reciklira jer potrošači i proizvođači slijede nepažljive metode odlaganja.

Tehnološki napredak će nastaviti s pojednostavljenjem sustava recikliranja

Stope recikliranja u cijelom svijetu neće se poboljšati preko noći. Kućanstva, privatni subjekti, neprofitne organizacije i državna tijela moraju raditi na korištenju učinkovitih tehnologija recikliranja i pokušati ih integrirati u lokalne politike gospodarenja otpadom. Previše naprednih sustava sortiranja još uvijek se nedovoljno koristi. Imajte na umu da učinkoviti sustavi recikliranja samo ublažavaju štete od rastućeg društvenog problema otpada. Svi bi se i dalje trebali usredotočiti na uklanjanje plastičnih proizvoda za jednokratnu upotrebu.