Welke soorten recyclingtechnologie hebben de grootste impact?

Belangrijkste leerpunten

• Bij mechanische recycling worden materialen hergebruikt via fysieke processen, maar er ontstaan ​​bijproducten van lagere kwaliteit. Het is goedkoper, maar brengt de integriteit van recyclebare materialen in gevaar.
• Chemische recycling breekt afval af in individuele monomeren en herbergt een breder scala aan afval. Pyrolyse, vergassing en solvolyse zijn vormen van chemische recycling.
• Verkoopautomaten en stimuleringsprogramma's moedigen recycling aan, maar worden beperkt door de recyclebare materialen die ze accepteren. Waste-to-Energy en recycling van lithium-ionbatterijen hebben ook potentieel.

Wereldwijd zijn de recyclingpercentages aan het stagneren, ondanks het feit dat non-profitorganisaties (NPO's) en milieuactivisten het bewustzijn vergroten. Verschillende soorten afval komen nog steeds op dezelfde stortplaatsen terecht. Hoewel verschillende factoren bijdragen aan slecht afvalbeheer, zijn inconsistente recyclingprocessen en inzamelingen hiervan de belangrijkste oorzaak. Veel landen gebruiken nog steeds goedkope maar verouderde systemen.

Welke soorten recyclingtechnologie hebben nu de grootste impact, naarmate recyclingtechnologieën zich ontwikkelen?

1. Mechanische recycling

Mechanische recycling hergebruikt verzamelde materialen via verschillende fysieke processen, zoals versnipperen, smelten en hervormen. Het behoudt de chemische structuur van het recyclebare materiaal, wat betekent dat je geen verschillende materialen kunt mengen. Afvalautoriteiten gebruiken dit proces vaak bij het hergebruiken van papieren, glazen, metalen en plastic voorwerpen.

Veel publieke en private sectoren vertrouwen op mechanische recyclingprocessen omdat deze goedkoper zijn dan andere recyclingtechnologieën. Doe-het-zelvers bouwen zelfs geïmproviseerde opstellingen die recyclebare materialen malen, smelten en vormen.

Eén nadeel van mechanische recycling is echter dat er doorgaans bijproducten van lagere kwaliteit worden geproduceerd dan bij andere systemen. Zware fysieke processen brengen de structurele integriteit van recyclebare materialen in gevaar. Het valt je bijvoorbeeld op dat papieren tassen en plastic flessen gemaakt van 100% gerecyclede materialen dun aanvoelen.

2. Chemische recycling

Chemische recycling breekt afval af in de basisbouwstenen. Het produceert individuele monomeren en hergebruikt deze in nieuwe producten; recycleerbare materialen behouden niet langer hun oorspronkelijke vorm. In feite nemen ze een geheel andere toestand van de materie aan.

Het grootste voordeel van chemische recycling is dat er een veel breder scala aan afval in past. Mechanische processen kunnen "vuile" items niet recyclen. De meeste afvalverwerkingsbedrijven sturen gecorrodeerde, vervuilde of verontreinigde recyclebare materialen (bijvoorbeeld plastic flessen met overgebleven sap en pakjes rauw vlees) naar stortplaatsen.

De OESO meldt zelfs dat slechts negen procent van het plastic afval wordt gerecycled. Er zijn momenteel drie soorten chemische recycling.

Pyrolyse

Pyrolyse verwarmt recyclebaar materiaal bij hoge temperatuur en zuurstofvrije thermische ontleding, variërend van 752 tot 1.472 graden Fahrenheit. Het is gebruikelijk bij het beheer van complexe kunststoffen. Het proces breekt ze af tot op moleculair niveau en verandert ze in gerecyclede bio-olie, syngas of houtskoolbijproducten. Bijproducten van pyrolyse zijn vrijwel van dezelfde kwaliteit als nieuwe materialen. Deze video toont een uitstekende demonstratie van hoe chemische recycling, in tegenstelling tot mechanische processen, de kwaliteit handhaaft.

De FHWA stelt dat Amerikaanse automobilisten jaarlijks meer dan 280 miljoen autobanden weggooien, maar dat fabrikanten niet achteloos duurzaam maar onveilig hergebruikt rubber kunnen gebruiken. Big Atom Tire Recycling lost dit probleem op door middel van pyrolyse. Het team breekt schrootbanden chemisch af tot ruwe olie en plastic, die kunnen dienen als grondstof voor gloednieuwe, betrouwbare wegbanden.

Vergassing

Vergassing is een thermochemisch recyclingproces dat recyclebare materialen verwarmt tot 1.472 tot 2.192 graden Fahrenheit met beperkte zuurstof. Het ontleedt gebruikt plastic, biomassa en organisch afval. Maar in tegenstelling tot pyrolyse vereist dit complexe systeem een ​​veel hogere temperatuur om warmte, elektriciteit en synthesegas (syngas) te creëren. Vergassing biedt ook een efficiënte manier om schone energie te genereren uit afgedankte recyclebare materialen. Het verbruik van fossiele brandstoffen zou wereldwijd dalen als mensen energie zouden halen uit zonnepanelen en gerecycled afval.

Solvolyse

Solvolyse is een thermochemisch proces bij lage temperatuur dat recyclebare materialen oplost in een speciaal oplosmiddel bij 212 tot 572 graden Fahrenheit. Het is een efficiënte manier om polyesters of polyurethaan te recyclen. Afvalbeheerfaciliteiten sturen dit soort gemengd plastic afval doorgaans naar stortplaatsen, omdat ze niet bestand zijn tegen mechanische recycling.

Uiteraard omvat solvolyse ook biomateriaal en organisch afval. De meest voorkomende bijproducten van solvolyse zijn brandstof, oligomeren en monomeren. Deze gerecyclede materialen zijn veelzijdig; fabrikanten kunnen ze gebruiken om hoogwaardige plastic producten, ethanolalcohol en smeermiddelen te produceren.

Hoewel pyrolyse, vergassing en solvolyse superieur zijn aan mechanische recyclingsystemen, kunnen slechts enkele afvalbeheerfaciliteiten hierin investeren. Helaas zijn ze duur in aanschaf en onderhoud. Het kan tientallen jaren duren voordat ze wereldwijd de standaard recyclingtechnologieën worden.

3. Omgekeerde verkoopautomaten

Omgekeerde verkoopautomaten (RVM's) bevorderen recycling door mensen aan te moedigen recyclebare materialen (bijvoorbeeld lege glazen containers, plastic flessen en aluminium blikjes) te deponeren voor beloningen. Ze geven meestal kortingsbonnen, kortingskaarten of contant geld uit. Plaats gewoon uw recyclebare materialen in de machine, verzamel uw beloningen en deze sorteert automatisch uw afval voor u. De grootste beperking van RVM's is dat ze kieskeurig zijn met de recyclebare materialen die ze accepteren. Omdat de meeste afvalbeheerfaciliteiten nog steeds gebruik maken van mechanische processen, kunnen ze niet het risico lopen besmette recyclebare materialen binnen te krijgen die op stortplaatsen terecht kunnen komen.

Retailmerken imiteren hetzelfde concept door consumenten te stimuleren specifieke artikelen te recyclen. Nemen Het recyclingproces van Apple als voorbeeld. Het moedigt gebruikers aan om hun oude Apple-gadgets te deponeren in ruil voor speciale promoties en kortingen.

4. Afval-naar-energie (WtE)

Waste-to-Energy recycleert gemeentelijk, industrieel en landbouwafval door middel van gecontroleerde verbranding op hoge temperatuur. Het produceert bijproducten van schone energie (bijvoorbeeld warmte en elektriciteit). Op grotere schaal kunnen WtE-technologieën ertoe bijdragen dat alternatieve energiebronnen breder toegankelijk worden.

Hoewel AE en vergassing hetzelfde proces volgen en dezelfde bijproducten produceren, moet u er rekening mee houden dat zij verschillende technologieën gebruiken. Vergassing verwarmt afvalproducten in beperkte zuurstof, terwijl WtE recyclebare materialen direct verbrandt. Bovendien kan WtE geen syngas produceren.

5. Recycling van lithium-ionbatterijen

Met de groeiende afhankelijkheid van de samenleving van elektrisch aangedreven apparaten zoals smartphones, scooters en elektrische auto'sneemt de vraag naar lithium-ionbatterijen gestaag toe.

IEA meldt dat de vraag naar elektrische voertuigen in 2022 is gestegen van 330 naar 550 GWh. En hoewel lithium-ionbatterijen aantoonbaar minder schadelijk zijn dan fossiele brandstoffen, zal de massaproductie ervan onbedoeld leiden tot meer mijnbouwprojecten.

De beste aanpak is het volgen van duurzamere recyclingsystemen. Voorzieningen voor het weggooien en recyclen van batterijen moeten deze processen uitvoeren, zodat fabrikanten van li-ionbatterijen niet langer afhankelijk zijn van nieuwe materialen.

Pyrometallurgie valt onder pyrolyse. Het gaat om het verwarmen van gerecyclede batterijen in gecontroleerde ruimtes met hoge temperaturen en weinig tot geen zuurstof. Recyclinginstallaties kunnen na ontbinding diverse aardmetalen terugwinnen. Het belangrijkste nadeel van pyrometallurgie is dat er tijdens het verwarmingsproces stikstofoxide en zwavel vrijkomen, en faciliteiten moeten deze emissies onder controle houden.

Hydrometallurgie is het tegenovergestelde van pyrometallurgie. Het is een proces op lage temperatuur waarbij gerecyclede batterijen in een speciale oplossing worden opgelost. Recyclingfaciliteiten extraheren ook aardmetalen na ontbinding. Het grootste probleem met de hydrometallurgie is dat er afvalwater ontstaat, dat veilig en zorgvuldig moet worden afgevoerd.

Directe recycling

Directe recycling is een mechanisch proces waarbij lege batterijen worden gerecycled en opgeknapt. Het is een goedkoop, toegankelijk systeem. Houd er rekening mee dat gereviseerde batterijen niet langer geschikt zijn voor hun oorspronkelijke beoogde functie; u kunt ze alleen gebruiken als back-upstroombron.

Speel jouw rol door weten hoe u lege batterijen moet weggooien. C&EN meldt dat slechts vijf procent van de lithium-ionbatterijen wordt gerecycled omdat consumenten en fabrikanten onzorgvuldige verwijderingsmethoden volgen.

Technische vooruitgang zal de recyclingsystemen blijven stroomlijnen

De recyclingpercentages wereldwijd zullen niet van de ene op de andere dag verbeteren. Huishoudens, particuliere entiteiten, NPO's en overheidsinstanties moeten werken aan het gebruik van efficiënte recyclingtechnologieën en proberen deze te integreren in het lokale afvalbeheerbeleid. Te veel geavanceerde sorteersystemen worden nog steeds onderbenut. Houd er rekening mee dat efficiënte recyclingsystemen slechts de schade van het groeiende afvalprobleem in de samenleving verzachten. Iedereen zou zich nog steeds moeten concentreren op het elimineren van plastic producten voor eenmalig gebruik.