制鞋業(yè)廢棄物處置方案的探討
摘要:通過(guò)對(duì)福建省制鞋業(yè)廢棄物現(xiàn)狀的調(diào)查,闡述了廢棄物的種類及危害。提出了幾種可行的鞋業(yè)廢棄物處置方案,并分析了鞋業(yè)廢棄物TPR、SPVC、EVA經(jīng)資源化處理后的膠粒和膠粉的基本物理、力學(xué)性能,對(duì)其在建筑材料中的利用進(jìn)行了展望。
關(guān)鍵詞:鞋業(yè)廢料 焚燒 填埋 資源化處理
福建省是我國(guó)制鞋業(yè)的大省,其中莆田、泉州等地是我國(guó)運(yùn)動(dòng)鞋的主要生產(chǎn)地。目前,莆田有300多家制鞋企業(yè),而泉州則擁有4000多家,其中晉江市約有1500家,該市旅游運(yùn)動(dòng)鞋總產(chǎn)量占世界總產(chǎn)量的1/8,已成為中國(guó)和世界制鞋工業(yè)的重要生產(chǎn)基地和出口基地。另外,福建省還有一些生產(chǎn)鞋用原輔材料的企業(yè)。如安海制革業(yè)、惠安百崎橡膠業(yè)、晉江陳埭鞋材市場(chǎng)等。制鞋業(yè)及相關(guān)企業(yè)已成為這些地區(qū)的支柱產(chǎn)業(yè)之一。制鞋業(yè)發(fā)展的同時(shí)也帶來(lái)了大量的廢料,從保護(hù)環(huán)境,節(jié)約資源角度看,需要對(duì)這些廢料進(jìn)行處理和再生利用。
1 廢棄物現(xiàn)狀
制鞋業(yè)廢棄物的種類非常廣泛,根據(jù)鞋材來(lái)源主要分為幫面材料和鞋底材料。幫面材料主要由面材與里材兩部分組成。面材廢料主要是皮革、合成革、再生革、帆布、網(wǎng)布、咔嘰、嘩嘰等纖維織物及高分子材料和塑料等;里材廢料主要是棉布、紡織布、無(wú)紡布、網(wǎng)布、毛巾布、內(nèi)里布、海綿等。
鞋底材料主要有橡膠、塑料、皮革和橡塑材料等。其中橡膠廢料約占鞋底廢料的一半,它包括天然橡膠(NR),丁苯橡膠(SBR),順丁橡膠(BR),異戊橡膠(IR),氯丁橡膠(CR),三元乙丙橡膠(EPDM),丁腈橡膠(NBR)等 ,當(dāng)中最常見(jiàn)的為NR,SBR,BR。塑料廢料有聚乙烯(PE),增塑聚氯乙烯(SPVC),聚乙烯醋酸乙烯酯(EVA),聚丙烯(PP),熱塑性橡膠(TPR),聚氨脂(PU)等。在福建省,塑料廢料主要是SPVC,TPR,EVA。
目前,福建省制鞋生產(chǎn)80%以上屬于家庭作坊式企業(yè),缺乏足夠的資金和技術(shù)對(duì)這些固體廢棄物進(jìn)行處理,只能暫時(shí)無(wú)序堆積于廠房和城鎮(zhèn)周圍(見(jiàn)圖1)。而鞋業(yè)廢料密度小,體積大,占用大量場(chǎng)地空間,加劇了當(dāng)?shù)?ldquo;垃圾圍城”的社會(huì)問(wèn)題。
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圖1 鞋業(yè)廢棄物
對(duì)鞋業(yè)廢料傳統(tǒng)的處理方法主要有焚燒(常用露天焚燒)和填埋兩種方式,但是存在許多缺點(diǎn):若燃燒不充分和控制不當(dāng),會(huì)產(chǎn)生有害氣體甚至產(chǎn)生二噁英,對(duì)空氣造成二次污染,同時(shí)剩余灰燼中殘存有害物質(zhì)也會(huì)對(duì)環(huán)境造成危害;若不加處理,直接填埋,作為高分子材料的鞋業(yè)廢料又會(huì)發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生滲濾液或一些有毒、有害氣體,另外鞋業(yè)廢料的堆積密度較小,同質(zhì)量廢料會(huì)占用較大塊土地,而且這些土地也難以再利用。故鞋業(yè)固體廢棄物的污染控制問(wèn)題已經(jīng)成為一個(gè)急需解決的嚴(yán)重問(wèn)題。
2 廢料的處理方案
針對(duì)以上鞋業(yè)廢料的現(xiàn)狀,提出如下三種處理方案。
2.1 焚 燒
由于鞋業(yè)廢料中的皮革、纖維、橡膠、塑料等都是可燃性的,因此經(jīng)過(guò)焚燒,可以實(shí)現(xiàn)減量化、無(wú)害化及殘灰的穩(wěn)定化。
焚燒的關(guān)鍵是必須充分燃燒,因此不能采取傳統(tǒng)的焚燒方式(露天焚燒),而應(yīng)采用專門的焚燒設(shè)備。焚燒設(shè)備主要有流化床焚燒爐、多段爐、轉(zhuǎn)爐、敞開(kāi)式焚燒爐、雙室焚燒爐等。江蘇溧陽(yáng)還研制了號(hào)稱“中國(guó)第一爐”的SLC立式垃圾焚燒爐,無(wú)需能源助燃,不必堆放、分揀,可使生活垃圾徹底焚燒。此焚燒爐被列為國(guó)家環(huán)保推廣項(xiàng)目 。
2.2 衛(wèi)生填埋
衛(wèi)生填埋是從傳統(tǒng)的堆放和填地處置發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)最終處置技術(shù),不是單純的堆、填、埋,而是一種按照工程理論和土工標(biāo)準(zhǔn),對(duì)固體廢物進(jìn)行有控管理的一種綜合性科學(xué)方法。
具體操作如下:選擇一個(gè)合適的填埋場(chǎng)地,經(jīng)防滲處理和設(shè)置甲烷氣體導(dǎo)出管路后,將廢料在限定的區(qū)域內(nèi)鋪撒成40~70 cm的料層,然后壓實(shí)以減少?gòu)U料的體積,每天操作后用一層15~30 cm厚的粘土壤覆蓋,并壓實(shí)。當(dāng)土地填埋達(dá)到一定的高度后,最后覆蓋上一層90~120 cm厚的粘土壤,壓實(shí)就得到一個(gè)完整的衛(wèi)生土地填埋場(chǎng) 。
對(duì)鞋業(yè)廢料可先進(jìn)行焚燒,通過(guò)燃燒回收其中的熱能,然后對(duì)其殘灰進(jìn)行衛(wèi)生填埋,則可以收到很好的處理效果。
2.3 資源化處理
資源化是當(dāng)前世界公認(rèn)廢棄物處理的重點(diǎn)發(fā)展方向,重復(fù)使用和回收再生在保護(hù)環(huán)境的同時(shí)也使廢棄物再資源化,節(jié)約了寶貴的資源。鞋業(yè)廢料中最主要的兩種高分子物質(zhì)是橡膠和塑料,對(duì)這兩種不同的廢料可采用不同的再生利用方法。
2.3.1 廢橡膠
針對(duì)鞋業(yè)廢料中的廢橡膠,其主要的再生利用方法是將廢橡膠制成再生膠或膠粉和膠粒。再生膠目前是我國(guó)廢橡膠利用的主要方式,約占總廢橡膠利用量的80%左右,但其能耗高,附加值低,還有二次污染。利用廢橡膠生產(chǎn)膠粉和膠粒,在我國(guó)始于20世紀(jì)80年代后期。經(jīng)過(guò)十幾年的發(fā)展,我國(guó)在膠粉制造技術(shù)和應(yīng)用方面取得了較大進(jìn)步,完成了與國(guó)際并軌的基礎(chǔ)準(zhǔn)備,膠粉和膠粒將成為廢橡膠再利用的主體產(chǎn)品。
利用鞋業(yè)廢料制成的膠粉和膠,F(xiàn)階段主要有以下三個(gè)方面。
(1) 直接或經(jīng)過(guò)表面活化摻入膠料替代部分生膠制造輪胎和膠鞋等橡膠制品。
(2) 改性瀝青,用于鋪路可以減少噪音的生成,提高耐磨耐寒,延長(zhǎng)使用期限一倍,縮短剎車制動(dòng)距離。還可以用于裝修、防震、密封和防水卷材等。
(3)開(kāi)發(fā)新型建筑材料,如已采用橡膠粉等體積替換細(xì)骨料,提高普通混凝土的韌性,并成功配制了C60高強(qiáng)橡膠粉增韌混凝土 ,另外還有膠粉改性的保溫混凝土等。
2.3.2 廢塑料
廢舊塑料的再生利用技術(shù)有直接再生利用和改性再生利用兩大類 。直接再生利用是廢塑料經(jīng)過(guò)分類、清洗、破碎、造粒后直接進(jìn)行成型加工。如用廢舊PVC硬制品經(jīng)過(guò)上述處理后可以直接擠出管材,用于建筑物中的電線護(hù)管。用直接再生技術(shù)加工時(shí),也可以加入適當(dāng)?shù)闹鷦┙M分(如穩(wěn)定劑,防老化劑,著色劑等)進(jìn)行配合,加入這些助劑只起改善加工性能、外觀或抗老化作用,并不提高再生制品的基本性能。此類再生利用的工藝路線比較簡(jiǎn)單,且表現(xiàn)為直接處理和成型,目前使用比較普遍。在福建安海地區(qū),對(duì)廢舊SPVC、TPR、EVA等鞋材的處理,基本采用此種技術(shù)。
常見(jiàn)的SPVC、TPR、EVA造粒后如圖2所示。他們的基本物理、力學(xué)性能如表1所示。
![]() SPVC(5~10目) |
![]() TPR(5目) |
![]() EVA(80~100目) |
圖2 SPVC、TPR、EVA造粒后的形態(tài)
表1 SPVC、TPR、EVA基本物理、力學(xué)性能
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改性再生利用是指將再生料通過(guò)機(jī)械共混或化學(xué)接枝進(jìn)行改性,如增韌、增強(qiáng),并用復(fù)合活性粒子填充的共混改性,或交聯(lián)、接枝、氯化等化學(xué)改性,使再生制品的力學(xué)性能得到改善或提高,可以做檔次較高的再生制品。如用EVA對(duì)回收的廢PVC進(jìn)行增韌處理;用經(jīng)活化處理后的短玻璃纖維對(duì)廢PP、PVC、PE進(jìn)行增強(qiáng)改性;用LDPE、HDPE、PP制備三元共混的合金等等。此類改性再生利用的工藝路線較復(fù)雜,有的需要特定的機(jī)械設(shè)備,這有待進(jìn)一步研究和開(kāi)發(fā),它是廢舊塑料回收利用的發(fā)展方向和趨勢(shì)。
廢塑料經(jīng)過(guò)再生利用技術(shù)后在建筑材料中有廣闊的應(yīng)用前景,例如:利用廢PP加工成降低地表水位的盲溝或防止滑坡塌方的土工隔柵;用廢PP制土筋等 。日本一公司將廢舊泡沫塑料粉碎后經(jīng)紅外線照射加熱,其體積減少到20%以下,再與特殊水泥混合,制成低成本的隔音材料,具有很好的隔音效果 。黃玉惠等[8]將廢舊塑料改性制成附加值高的高效水泥減水增強(qiáng)劑,對(duì)水泥減水率高于19%,并可將水泥的最終強(qiáng)度提高40%,可廣泛用于水壩、橋梁和高樓等大型土建工程。
3 結(jié) 語(yǔ)
針對(duì)不同鞋業(yè)廢料應(yīng)采用相應(yīng)的處理方法,若為幫面材料等利用率低的廢料,考慮用焚燒或填埋的方法處理;若為鞋底廢橡膠、廢塑料,應(yīng)該對(duì)其進(jìn)行資源化處理,其在建筑材料中應(yīng)用前景廣闊,潛力很大。
參考文獻(xiàn)
1 邢德海.中國(guó)鞋業(yè)大全.北京:化學(xué)工業(yè)出版社,1998.121~296
2 戴宏民,戴佩華.廢棄物處理的無(wú)害化.資源化和環(huán)境化..包裝工程,2003,2(24):3~5
3 李國(guó)鼎,金子奇.固體廢物處理與資源化.北京:清華大學(xué)出版社,1996.67~71
4 宋少民,劉娟紅,金樹(shù)新.橡膠粉改性高韌性混凝土研究.混凝土與水泥制品,1997,(1):10~11
5 徐惠忠.固體廢棄物資源化技術(shù).北京:化學(xué)工業(yè)出版社,2004.238~250
6 王 穎.廢塑料的再生與利用.環(huán)境保護(hù),2002,(6):45~46
7 黃漢生.日本廢塑料回收技術(shù)發(fā)展動(dòng)向.現(xiàn)代化工,1999,19(9):26~27
8 袁利偉,陳玉明,李 旺.廢塑料資源化新技術(shù)及其進(jìn)展.環(huán)境污染治理技術(shù)與設(shè)備,2003,4(10):14~17

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