Hvilke typer genbrugsteknologi har den største indflydelse?

Nøgle takeaways

• Mekanisk genbrug genbruger materialer gennem fysiske processer, men producerer biprodukter af lavere kvalitet. Det er billigere, men kompromitterer integriteten af ​​genanvendelige materialer.
• Kemisk genanvendelse nedbryder affald til individuelle monomerer og rummer en bredere vifte af affald. Pyrolyse, forgasning og solvolyse er typer af kemisk genbrug.
• Genbrugsautomater og incitamentsprogrammer tilskynder til genbrug, men de er begrænset af det genbrugsmateriale, de accepterer. Genbrug af spild-til-energi og lithium-ion-batterier har også potentiale.

Genbrugsraterne på verdensplan stiger på trods af non-profit organisationer (NPO'er) og miljøforkæmpere, der øger bevidstheden. Forskellige affaldstyper ender stadig på de samme lossepladser. Mens flere faktorer bidrager til dårlig affaldshåndtering, er inkonsekvente genbrugsprocesser og indsamlinger hovedsageligt skylden. Mange lande bruger stadig billige, men forældede systemer.

Så efterhånden som genbrugsteknologierne udvikler sig, hvilke typer genbrugsteknologi har den største indflydelse?

1. Mekanisk genbrug

Mekanisk genbrug genbruger indsamlede materialer gennem forskellige fysiske processer, såsom makulering, smeltning og reformering. Det bevarer genbrugsmaterialets kemiske struktur, hvilket betyder, at du ikke kan blande forskellige materialer. Affaldsmyndighederne bruger ofte denne proces, når de genbruger papir, glas, metal og plastik.

Mange offentlige og private sektorer er afhængige af mekaniske genbrugsprocesser, fordi de er billigere end andre genbrugsteknologier. DIY'ere bygger endda provisoriske opsætninger, der maler, smelter og former genanvendeligt.

En ulempe ved mekanisk genanvendelse er imidlertid, at den generelt producerer biprodukter af lavere kvalitet end andre systemer. Barske fysiske processer kompromitterer den strukturelle integritet af genanvendelige materialer. For eksempel vil du måske bemærke, at papirposer og plastikflasker lavet af 100 % genbrugsmaterialer føles spinkle.

2. Kemisk genbrug

Kemisk genanvendelse nedbryder affald til dets grundlæggende byggesten. Det producerer individuelle monomerer og genbruger dem til nye produkter - genanvendelige materialer bevarer ikke længere deres oprindelige form. Faktisk vedtager de helt en anden materietilstand.

Den største fordel ved kemisk genbrug er, at den rummer et meget bredere udvalg af affald. Mekaniske processer kan ikke genbruge "snavsede" genstande. De fleste affaldshåndteringsanlæg sender korroderede, snavsede eller forurenede genanvendelige genstande (f.eks. plastikflasker med resterende juice og råt kødpakker) til lossepladser.

Det OECD rapporterer endda, at kun ni procent af plastikaffaldet bliver genbrugt. Der findes i dag tre former for kemisk genanvendelse.

Pyrolyse

Pyrolyse opvarmer genanvendelige materialer i høj temperatur, nul-ilt termisk nedbrydning i området fra 752 til 1.472 grader Fahrenheit. Det er almindeligt i håndtering af kompleks plast. Processen nedbryder dem til molekylært niveau og omdanner dem til genanvendt bioolie, syngas eller kulbiprodukter. Pyrolysebiprodukter er næsten af ​​samme kvalitet som jomfruelige materialer. Denne video viser en fremragende demonstration af, hvordan kemisk genanvendelse, i modsætning til mekaniske processer, opretholder kvaliteten.

Det FHWA anfører, at amerikanske bilister kasserer mere end 280 millioner bildæk årligt, men producenterne kan ikke skødesløst bruge bæredygtigt, men usikkert genbrugt gummi. Big Atom Tire Recycling løser dette problem gennem pyrolyse. Dets team nedbryder kemisk skrotdæk til råolie og plastik, som kan tjene som råmateriale til helt nye, pålidelige vejdæk.

Forgasning

Forgasning er en termokemisk genbrugsproces, der opvarmer genanvendelige materialer ved 1.472 til 2.192 grader Fahrenheit med begrænset ilt. Det nedbryder brugt plastik, biomasse og organisk affald. Men i modsætning til pyrolyse kræver dette komplekse system en meget varmere temperatur for at skabe varme, elektricitet og syntesegas (syngas). Forgasning er også en effektiv måde at generere ren energi fra kasserede genanvendelige materialer. Forbruget af fossilt brændstof ville falde på verdensplan, hvis folk hentede energi fra solpaneler og genanvendt affald.

Solvolyse

Solvolyse er en lavtemperatur termokemisk proces, der opløser genanvendelige materialer i et specielt opløsningsmiddel ved 212 til 572 grader Fahrenheit. Det er en effektiv måde at genbruge polyestere eller polyurethaner. Affaldshåndteringsanlæg sender typisk disse typer blandet plastaffald til lossepladser, da de ikke kan modstå mekanisk genbrug.

Solvolyse rummer naturligvis også biostof og organisk affald. De mest almindelige biprodukter fra solvolyse omfatter brændstof, oligomerer og monomerer. Disse genbrugsmaterialer er alsidige; producenter kan bruge dem til at producere kvalitetsplastikprodukter, ethanolalkohol og smøremidler.

Mens pyrolyse, forgasning og solvolyse er overlegne i forhold til mekaniske genbrugssystemer, kan kun få affaldshåndteringsanlæg investere i dem. Desværre er de dyre i indkøb og vedligeholdelse. Det kan tage årtier, før de bliver standard genbrugsteknologier på verdensplan.

3. Reverse automater

Reverse vending maskiner (RVM'er) fremmer genbrug ved at tilskynde folk til at deponere genanvendelige genstande (f.eks. tomme glasbeholdere, plastikflasker og aluminiumsdåser) til belønning. De uddeler normalt kuponer, rabatkort eller kontanter. Indsæt blot dine genbrugsgenstande i maskinen, saml dine belønninger, og den vil automatisk sortere dit affald for dig. Den største begrænsning ved RVM'er er, at de er kræsne med de genbrugsmaterialer, de accepterer. Da de fleste affaldshåndteringsanlæg stadig bruger mekaniske processer, kan de ikke risikere at få forurenede genanvendelige materialer, der kan ende på lossepladser.

Detailmærker efterligner det samme koncept ved at tilskynde forbrugerne til at genbruge specifikke varer. Tage Apples genbrugsproces som et eksempel. Det opfordrer brugerne til at deponere deres gamle Apple-gadgets i bytte for særlige kampagner og rabatter.

4. Affald-til-energi (WtE)

Waste-to-Energy genbruger kommunalt, industrielt og landbrugsaffald gennem kontrolleret forbrænding ved høj temperatur. Det producerer rene energibiprodukter (f.eks. varme og elektricitet). I en større skala kan WtE-teknologier hjælpe med at gøre alternative energiressourcer mere tilgængelige.

Mens WtE og forgasning følger den samme proces og producerer de samme biprodukter, skal du være opmærksom på, at de bruger forskellige teknologier. Forgasning opvarmer affaldsgenstande i begrænset ilt, mens WtE direkte forbrænder genanvendelige materialer. Desuden kan WtE ikke producere syngas.

5. Genbrug af lithium-ion-batterier

Med samfundets voksende afhængighed af elektriske enheder som smartphones, scootere og elbiler, er efterspørgslen efter lithium-ion-batterier støt stigende.

IEA rapporterer, at efterspørgslen efter elbiler steg fra 330 til 550 GWh i 2022. Og mens lithium-ion-batterier uden tvivl er mindre skadelige end fossile brændstoffer, vil masseproduktion af dem utilsigtet starte flere mineprojekter.

Den bedste tilgang er at følge mere bæredygtige genbrugssystemer. Batteribortskaffelses- og genbrugsfaciliteter bør udføre disse processer, så li-ion-producenter kan stoppe med at stole på nye materialer.

Pyrometallurgi falder ind under pyrolyse. Det involverer opvarmning af genbrugte batterier i kontrollerede rum med høj temperatur med lidt eller ingen ilt. Genbrugsanlæg kan udvinde forskellige jordmetaller efter nedbrydning. Den største ulempe ved pyrometallurgi er, at den udsender nitrogenoxid og svovl under opvarmningsprocessen, og faciliteter bør kontrollere disse emissioner.

Hydrometallurgi er det modsatte af pyrometallurgi. Det er en lavtemperaturproces, der opløser genbrugte batterier i en speciel løsning. Genbrugsanlæg udvinder også jordmetaller efter nedbrydning. Det største problem med hydrometallurgi er, at det producerer spildevand, som faciliteter skal bortskaffes sikkert og omhyggeligt.

Direkte genbrug

Direkte genbrug er en mekanisk proces, hvor døde batterier genbruges og renoveres. Det er et billigt, tilgængeligt system. Bare bemærk, at renoverede batterier ikke længere er egnede til deres oprindelige tilsigtede funktion - du kan kun bruge dem som backup strømkilder.

Spil din rolle ved at vide, hvordan man bortskaffer døde batterier. C&EN rapporterer, at kun fem procent af lithium-ion-batterier bliver genbrugt, fordi forbrugere og producenter følger skødesløse bortskaffelsesmetoder.

Tekniske fremskridt vil fortsætte med at strømline genbrugssystemer

Genbrugsrater på verdensplan vil ikke forbedres fra den ene dag til den anden. Husholdninger, private enheder, NPO'er og statslige organer skal arbejde hen imod at udnytte effektive genbrugsteknologier og prøve at integrere dem i lokale affaldshåndteringspolitikker. For mange avancerede sorteringssystemer er stadig underudnyttede. Bemærk blot, at effektive genbrugssystemer blot afbøder skaderne ved samfundets voksende affaldsproblem. Alle bør stadig fokusere på at fjerne engangsplastikprodukter.