Millä kierrätystekniikoilla on suurin vaikutus?

Key Takeaways

• Mekaaninen kierrätys kierrättää materiaalit uudelleen fyysisten prosessien kautta, mutta tuottaa huonolaatuisempia sivutuotteita. Se on halvempaa, mutta vaarantaa kierrätettävien materiaalien eheyden.
• Kemiallinen kierrätys hajottaa jätteet yksittäisiksi monomeereiksi ja ottaa käyttöön laajemman valikoiman jätettä. Pyrolyysi, kaasutus ja solvolyysi ovat kemiallisen kierrätyksen tyyppejä.
• Palautusautomaatit ja kannustinohjelmat kannustavat kierrätykseen, mutta niitä rajoittaa niiden hyväksymä kierrätysmateriaali. Potentiaalia on myös jätteestä energiaksi ja litiumioniakkujen kierrätyksessä.

Kierrätysluvut maailmanlaajuisesti tasaantuvat huolimatta voittoa tavoittelemattomien järjestöjen ja ympäristönsuojelijat lisäävät tietoisuutta. Erilaiset jätelajit päätyvät edelleen samalle kaatopaikalle. Vaikka useat tekijät vaikuttavat huonoon jätehuoltoon, epäjohdonmukaiset kierrätysprosessit ja keräykset ovat pääasiassa syyllisiä. Monet maat käyttävät edelleen halpoja mutta vanhentuneita järjestelmiä.

Joten kun kierrätysteknologia kehittyy, minkä tyyppisillä kierrätystekniikoilla on suurin vaikutus?

1. Mekaaninen kierrätys

Mekaaninen kierrätys kierrättää kerätyt materiaalit useilla fysikaalisilla prosesseilla, kuten murskaamalla, sulattamalla ja reformoimalla. Se säilyttää kierrätettävien materiaalien kemiallisen rakenteen, eli et voi sekoittaa eri materiaaleja. Jäteviranomaiset käyttävät usein tätä prosessia kierrätettäessä paperia, lasia, metallia ja muovia.

Monet julkiset ja yksityiset sektorit luottavat mekaanisiin kierrätysprosesseihin, koska ne ovat halvempia kuin muut kierrätystekniikat. Tee-se-itse-yritykset rakentavat jopa väliaikaisia ​​laitteita, jotka jauhavat, sulattavat ja muovaavat kierrätettäviä materiaaleja.

Yksi mekaanisen kierrätyksen haittapuoli on kuitenkin se, että se tuottaa yleensä huonolaatuisempia sivutuotteita kuin muut järjestelmät. Ankarat fyysiset prosessit vaarantavat kierrätettävien materiaalien rakenteellisen eheyden. Saatat esimerkiksi huomata, että 100-prosenttisesti kierrätetyistä materiaaleista valmistetut paperikassit ja muovipullot tuntuvat haurailta.

2. Kemiallinen kierrätys

Kemiallinen kierrätys hajottaa jätteen perusrakennuspalikoihinsa. Se tuottaa yksittäisiä monomeerejä ja käyttää niitä uusiksi tuotteiksi – kierrätettävät tuotteet eivät enää säilytä alkuperäistä muotoaan. Itse asiassa he omaksuvat kokonaan toisen tilan.

Kemiallisen kierrätyksen suurin etu on se, että siihen mahtuu paljon laajempi jätevalikoima. Mekaaniset prosessit eivät voi kierrättää "likaisia" esineitä. Useimmat jätehuoltolaitokset lähettävät ruostuneita, likaisia ​​tai saastuneita kierrätysmateriaaleja (esim. muovipulloja, joissa on jäännösmehua ja raakalihapakkauksia) kaatopaikoille.

The OECD jopa raportoi, että vain yhdeksän prosenttia muovijätteestä kierrätetään. Kemiallista kierrätystä on tällä hetkellä kolmenlaisia.

Pyrolyysi

Pyrolyysi lämmittää kierrätettäviä tuotteita korkeassa lämpötilassa, hapettomassa lämpöhajoamisessa, joka vaihtelee välillä 752-1 472 Fahrenheit-astetta. Se on yleistä monimutkaisten muovien hallinnassa. Prosessi hajottaa ne molekyylitasolle ja palauttaa ne kierrätetyiksi bioöljyiksi, synteesikaasuksi tai puuhiilen sivutuotteiksi. Pyrolyysin sivutuotteet ovat lähes samaa laatua kuin neitseelliset materiaalit. Tämä video näyttää erinomaisen osoituksen siitä, kuinka kemiallinen kierrätys, toisin kuin mekaaniset prosessit, säilyttää laadun.

The FHWA toteaa, että amerikkalaiset autoilijat hävittävät yli 280 miljoonaa autonrengasta vuosittain, mutta valmistajat eivät voi huolimattomasti käyttää kestävää mutta vaarallista uudelleenkäyttöistä kumia. Big Atom Tire Recycling ratkaisee tämän ongelman pyrolyysin avulla. Sen tiimi hajottaa kemiallisesti romurenkaat raakaöljyksi ja muoviksi, jotka voisivat toimia uusien, luotettavien maantierenkaiden raaka-aineena.

Kaasutus

Kaasutus on termokemiallinen kierrätysprosessi, joka lämmittää kierrätettävät tuotteet 1 472 - 2 192 Fahrenheit-asteeseen rajoitetulla happipitoisuudella. Se hajottaa käytettyä muovia, biomassaa ja orgaanista jätettä. Mutta toisin kuin pyrolyysi, tämä monimutkainen järjestelmä vaatii paljon kuumempaa lämpötilaa lämmön, sähkön ja synteesikaasun (synteesikaasun) tuottamiseksi. Kaasutus on myös tehokas tapa tuottaa puhdasta energiaa käytöstä poistetuista kierrätettävistä materiaaleista. Fossiilisten polttoaineiden kulutus laskisi maailmanlaajuisesti, jos ihmiset hankkisivat energiaa aurinkopaneeleista ja kierrätettävistä jätteistä.

Solvolysis

Solvolyysi on matalan lämpötilan termokemiallinen prosessi, joka liuottaa kierrätettävät aineet erityiseen liuottimeen 212-572 Fahrenheit-asteessa. Se on tehokas tapa kierrättää polyestereitä tai polyuretaaneja. Jätehuoltolaitokset lähettävät tyypillisesti tämäntyyppistä muovisekajätettä kaatopaikoille, koska ne eivät kestä mekaanista kierrätystä.

Tietenkin solvolyysi ottaa huomioon myös biomateriaalin ja orgaanisen jätteen. Solvolyysin yleisimpiä sivutuotteita ovat polttoaine, oligomeerit ja monomeerit. Nämä kierrätysmateriaalit ovat monipuolisia; valmistajat voivat käyttää niitä laadukkaiden muovituotteiden, etanolialkoholin ja voiteluaineiden valmistukseen.

Vaikka pyrolyysi, kaasutus ja solvolyysi ovat parempia kuin mekaaniset kierrätysjärjestelmät, vain harvat jätehuoltolaitokset voivat investoida niihin. Valitettavasti ne ovat kalliita ostaa ja ylläpitää. Voi kestää vuosikymmeniä, ennen kuin niistä tulee vakiokierrätysteknologioita maailmanlaajuisesti.

3. Käänteiset myyntiautomaatit

Reverse Vending -automaatit (RVM) edistävät kierrätystä rohkaisemalla ihmisiä tallettamaan kierrätettävää tavaraa (esim. tyhjiä lasisäiliöitä, muovipulloja ja alumiinitölkkejä) palkintoja vastaan. He antavat yleensä kuponkeja, alennuskortteja tai käteistä. Aseta kierrätystarvikkeet koneeseen, kerää palkintosi, niin se lajittelee jätteet automaattisesti puolestasi. Palautusautomaattien suurin rajoitus on, että ne ovat nirsoja hyväksymiensä kierrätysmateriaalien suhteen. Koska useimmat jätehuoltolaitokset käyttävät edelleen mekaanisia prosesseja, ne eivät voi vaarantaa saastuneiden kierrätysmateriaalien saamista, jotka saattavat päätyä kaatopaikoille.

Vähittäiskaupan tuotemerkit jäljittelevät samaa konseptia kannustamalla kuluttajia kierrättämään tiettyjä tuotteita. Ota Applen kierrätysprosessi Esimerkiksi. Se rohkaisee käyttäjiä tallettamaan vanhat Apple-laitteet vastineeksi erikoistarjouksista ja alennuksista.

4. Jäteenergiaksi (WtE)

Waste-to-Energy kierrättää yhdyskunta-, teollisuus- ja maatalousjätteitä korkean lämpötilan kontrolloidulla poltolla. Se tuottaa puhtaan energian sivutuotteita (esim. lämpöä ja sähköä). Laajemmassa mittakaavassa WtE-tekniikat voisivat auttaa tekemään vaihtoehtoisia energialähteitä laajemmin saataville.

Vaikka WtE ja kaasutus noudattavat samaa prosessia ja tuottavat samoja sivutuotteita, huomaa, että niissä käytetään eri tekniikoita. Kaasutus lämmittää jätteet rajallisessa hapessa, kun taas WtE polttaa kierrätettävät tuotteet suoraan. WtE ei myöskään voi tuottaa synteesikaasua.

5. Litiumioniakkujen kierrätys

Yhteiskunnan kasvava riippuvuus sähkökäyttöisistä laitteista, kuten älypuhelimista, skoottereista ja sähköautot, litiumioniakkujen kysyntä kasvaa tasaisesti.

IEA raportoi, että sähköautojen kysyntä nousi 330 GWh: sta 550 GWh: iin vuonna 2022. Ja vaikka litiumioniakut ovat luultavasti vähemmän haitallisia kuin fossiiliset polttoaineet, niiden massatuotanto käynnistää vahingossa lisää kaivosprojekteja.

Paras tapa on noudattaa kestävämpiä kierrätysjärjestelmiä. Akkujen hävittämis- ja kierrätyslaitosten tulisi suorittaa nämä prosessit, jotta li-ion-valmistajat voivat lopettaa luottamuksen neitseellisiin materiaaleihin.

Pyrometallurgia kuuluu pyrolyysin piiriin. Se sisältää kierrätettyjen akkujen lämmittämisen kontrolloiduissa, korkean lämpötilan tiloissa, joissa on vähän tai ei ollenkaan happea. Kierrätyslaitokset voivat erottaa erilaisia ​​maametalleja hajoamisen jälkeen. Pyrometallurgian suurin haittapuoli on, että se vapauttaa typen oksideja ja rikkiä lämmitysprosessin aikana, ja laitosten tulisi hallita näitä päästöjä.

Hydrometallurgia on pyrometallurgian vastakohta. Se on matalan lämpötilan prosessi, joka liuottaa kierrätetyt akut erikoisliuokseen. Kierrätyslaitokset erottavat myös maametallit hajoamisen jälkeen. Hydrometallurgian suurin ongelma on, että se tuottaa jätevettä, joka laitosten on hävitettävä turvallisesti ja huolellisesti.

Suora kierrätys

Suora kierrätys on mekaaninen prosessi, jossa tyhjiä akkuja kierrätetään ja kunnostetaan. Se on halpa, helppokäyttöinen järjestelmä. Huomaa vain, että kunnostetut akut eivät enää sovellu alkuperäiseen tarkoitukseensa – voit käyttää niitä vain varavirtalähteenä.

Toista oma osasi tietäen, kuinka tyhjentyneet akut hävitetään. C&EN raportoi, että vain viisi prosenttia litiumioniakuista kierrätetään, koska kuluttajat ja valmistajat noudattavat huolimattomia hävitysmenetelmiä.

Tekniset edistysaskeleet jatkavat kierrätysjärjestelmien virtaviivaistamista

Maailmanlaajuinen kierrätysaste ei parane yhdessä yössä. Kotitalouksien, yksityisten tahojen, kansalaisjärjestöjen ja valtion elinten on pyrittävä hyödyntämään tehokkaita kierrätystekniikoita ja yritettävä integroida ne paikallisiin jätehuoltopolitiikkaan. Liian monet kehittyneet lajittelujärjestelmät ovat edelleen vajaakäytössä. Huomaa vain, että tehokkaat kierrätysjärjestelmät vain lieventävät yhteiskunnan kasvavan jäteongelman aiheuttamia vahinkoja. Kaikkien tulisi edelleen keskittyä kertakäyttöisten muovituotteiden poistamiseen.