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摘要：本文介绍了目前废塑料处理与资源化技术的原理、工艺与特点，结合工程实例对典型的技术做出具体介绍，并从环境、社会、经济三个方面对技术进行了效益分析，对废塑料的处理与资源化技术的发展前景做出展望。
关键词：废塑料;资源化;技术;效益
塑料作为三大合成材料之一，具有众多优点，广泛应用于工业、农业、国防建设和人们的日常生活中。塑料具有质量轻、强度高、耐磨性好、化学稳定性好、抗化学药剂能力强、绝缘性能好等特性，为生产技术的发展，提高人们的生活质量方面带来了诸多益处。但是塑料废弃物的处理却是一个比较棘手的问题。由于塑料品种多、用量大，手机、分类工作量大，通常在自然环境中长期不易分解，尤其是使用后被丢弃的塑料包装带和农用地膜，对自然环境、城市景观产生严重的白色污染，已经引起人们普遍关注和忧虑。
1. 废塑料的特性
废塑料塑料分为热塑性废塑料和热固性废塑料。其中热塑性废塑料主要包括聚氯乙烯塑料（PVC）、聚四氟乙烯塑料（PTEF）、聚乙烯塑料（PE）、聚丙烯塑料（PP）、聚苯乙烯塑料（PS）、聚甲基苯烯酸甲酯塑料（PETP）和苯二甲酸乙二醇聚酯（PET）等7种。PVC广泛应用于日常生活及工农业生产，如塑料凉鞋、绝缘材料等。PTEF是塑料制品中强度最高的一种，而且所有化学品对它都不起作用，可在较高的温度下工作，绝缘性能较好，因此主要用于制造各种耐腐蚀、耐高温、耐低温设备的零部件。PE无毒，可做食品包装。PP质量轻、耐腐蚀性、拉伸性和电性能都较好。PS不怕酸碱，电性能好，是优良的绝缘材料。PETP透光率好，强度大，被誉为有机玻璃。PET广泛應用于各种饮料容器。热固性塑料固化后的大分子形成三维网状结构，一般不能通过热塑而再生利用，只能通过粉碎、碾磨作为填料使用。主要包括聚氨酯、酚醛树脂、不饱和聚酯和环氧树脂。
2. 废塑料污染的解决对策
当今解决废塑料污染的途径大致有3种：（1）回收再利用;（2）填埋处理;（3）自然降解;（4）热解转化。
2.1 回收再利用
直接再生利用是指废旧塑料直接塑化，破碎后塑化，经过响应前处理破碎塑化后再进行成型加工制成再生塑料制品的方法。直接再生利用也包含加入适当助剂组分进行配合，加入助剂只是起到改善加工性能、外观或抗老化作用，并不能提高再生制品的力学性能。直接再生利用的废旧塑料依据来源、混杂程度、清洁程度、使用目的的不同可分为三类：第一类是把单一品种的干净的废塑料直接循环回用或经过破碎后加以利用。例如工厂产生的边角料等无需分拣、清洗、坚定，大都经破碎后掺入新料中使用。第二类是必须经过鉴定、清洗、干燥、破碎后造粒或直接塑化成型。例如废农膜、使用后的一次性塑料制品、家电配件等。第三类是经过特别的预处理后再利用。例如各类发泡塑料先经过消泡后再利用。
聚废乙烯制品的直接再生利用工艺有：（1）开炼法塑化与压成型，其工艺路线为废膜→洗净与干燥→计量→塑炼→热熔坯→模具压制→制品。（2）挤出法塑化与成型：破碎料或再生粒料→挤出塑化→料坯计量→模具压制成型→制品。（3）模吹塑中空成型：挤塑塑化→熔融型坯→放入模具→通压缩空气吹胀→定型后启模→制品[1]。
2.2 填埋处理
填埋是对废塑料处理最简单易行的方法。但在填埋时，塑料留在土壤内长期不分解，土壤处于不稳定状态，并有可能使塑料中的有害物如增塑剂或色料等溶出，造成二次污染，而且随着固体废物排出量的增加，可供掩埋的土地不断减少[2]。但对于那些无法进行焚烧，热分解或难以再生利用的废塑料，还得继续采用填埋的方法处理[3]。
2.3自然降解
对于降解塑料的降解性能国内许多研究机构、科研院所及生产厂家作了大量的研究，从其分子量变化、结构、微生物分解质量变化、外观变化等研究看降解塑料在一定程度上是可降解的，如有的光降解塑料材料在夏季曝晒半个月就可变得很脆生物降解塑料由于塑料原料中掺加了淀粉类物质，促进了微生物的消化分解，而且掺加了不同量的淀粉的降解塑料其分解释放最终产物CO2量是不同的。降解塑料尽管从初始机理上得到了肯定，但随着降解的时间推移，其降解难度越来越大，远远达不到在短时间内完全或绝大部分或可控降解的要求。而且完全降解塑料还处在在实验研究阶段，成本很高导致应用范围大受限制。因此，我们认为目前技术条件下，降解塑料不可能全面也无法全面替代普通塑料，也不能将降解塑料理解为根治“白色污染”的法宝[4]。
2.3热解转化
塑料的热裂解技术的基本原理是，将废塑料制品中原树脂高聚物进行较彻底的大分子分解，使其回到低分子量状态或单体态，其它组分则是基本有机原料。
热裂解可分为解聚反应型、随机分解型和中间型。解聚反应型塑料受热分解时聚合物解离，分解成单体，主要切断了单体分子之间的结合键。这类塑料有聚α-甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、四氟乙烯塑料等，它们几乎100%的分解成单体[5]。随机分解型塑料受热分解时断裂是随机的，产生一定数目的碳原子和氢原子结合的低分子化合物。这类塑料有聚乙烯、聚氯乙烯等。如聚烯烃在无催化剂的情况下，先断裂为碳氢自由基，再生成一定数目的碳氢化合物，其中含大量的蜡状产物。大多数塑料的裂解两者兼而有之，但在合适的温度、压力和催化剂的条件下，能使其中某些特定数目链长的产物大大增加，从而获得有一定经济价值的产物，如汽油、柴油等[6]。
3. 废塑料燃烧处理与热能利用
废塑料的热能利用，是指将其作为燃料，通过控制燃烧温度，充分利用废弃塑料焚烧释放出的热量。这种方法具有明显的优点：（1）不需要繁杂的预处理，如无特殊要求，也不需要与生活垃圾分离，特别适用于难以分选的混杂型废塑料;（2）从与处理的角度看十分有效，焚烧后可使其质量减少80%;（3）废塑料产生的热量大，其热值与相同种类的燃油相当。因此废塑料的热利用得到了越来越多的重视。 1） 废塑料高炉原料化技术
人们正在注意用磨碎的废塑料代替焦炭和粉煤从生产铁水的高炉底部进料，用作矿石还原剂的方法[7]。该方法的主要优点在于废塑料可以用于以高炉为基础的现行钢材制造设施。作为预处理，废塑料只需要加工到能将其进料投到高炉中即可。该法已发展为100%循环再生废塑料的技术。废塑料与煤混合后，经1200℃高温干馏，可分别得到20%的焦炭（用作高炉还原剂）、40%的油化产品（包括焦油和柴油，用作化工原料）及40%的焦炉煤气（用作发电等）。目前，这种方法适用于聚氯乙烯之外的混合塑料。
2） 废塑料焦化技术
焦化技术即把经分选、破碎、造粒成型的废塑料和煤粉混合后一起装入焦炉进行焦化的过程。新日铁公司的废塑料焦化技术已经在日本名古屋和君津厂都得到实际应用，效果良好[1]。装入焦炉的废塑料被分解成40%的煤油、20%的焦炭和40%焦炉煤气。煤油将成为化工厂的化学原料加以利用，焦炭作为高炉的炼铁原料，而焦炉煤气成为火力发电厂的能源。这样不仅解决了废塑料的处理问题，而且还通过废塑料再利用节省了资源。
3） 焚烧回收热能
塑料在燃烧室释放出大量热能，因此，对不能再生利用的可燃性塑料都可以焚烧回收热能。这种方法处理单纯废塑料较困难，最好与废纸等可燃垃圾混合焚烧。焚烧过程中会产生氯化氢等有害气体、高热量、总金属以及微量有害物质。现行的燃燒方式有：（1）使用专用焚烧炉焚烧回收其热能;（2）作为补充燃料与生产蒸汽的其他燃料掺用;（3）通过氢化作用于无氧作用，转化成可燃气体或可燃物进行利用。
4） 减容固化处理
减容固化技术也是焚烧废塑料，利用其热能的一种方法。不过不是在焚烧炉中燃烧，二十将混有垃圾的废塑料通过减容固化作为固体燃料使用。这一技术在日本等发达国家已经普遍采用。
4. 废塑料处理资源化技术效益及前景展望
4.1技术效益
废塑料来源丰富、成本低廉，有很高的社会需求度，并且随着再生塑料产品品种的增多和产品质量的提高，未来社会对再生塑料的需求会继续增加，再生塑料在市场上的竞争力会进一步加强。
废塑料的资源化有利于发展循环经济、建设节约型社会。废塑料资源化的产业化发展，一方面可以推动废塑料分类回收等级准则的建立，促进废塑料回收利用率的提高和回收成本的降低，另一方面可以规范废塑料绿色技术，促进环境友好型塑料制品的研发使用和废塑料循环利用的体系和机制的建立。
废塑料的直接再生利用技术和化学改性利用技术都是从材料循环的角度出发，可以带来良好的经济效益。我国现在未回收的废塑料数量庞大，若将其加以能量回收，单纯发电带来的经济效益就可以超过百亿元。废塑料的资源化使得废塑料的效益得到最大的开发，真正实现了废塑料的无害化、减量化、资源化，对于促进我国经济发展有着重要的意义。
4.2前景展望
随着社会发展和生活水平提高，人类对自己生存环境要求越来越高，为减轻以至消除废塑料对环境造成的污染，人们在致力于可降解塑料和高性能塑料研究的同时，更重视现阶段存在的废塑料回收利用技术的研究，我认为今后废旧塑料回收技术研究发展趋势主要有以下两个方面：
一是研究高效无污染的废旧塑料热能转换焚烧设备。利用废塑料热能的回收方法由于不需要对废塑料进行前期的鉴别和分离，另外可大批量回收废塑料，实现能源的替代和废塑料的减量化处理，是一较好的回收方法。二是研究能将废旧塑料改性成高附加值产品的方法和设备。将废旧塑料改性制成建筑领域和汽车行业等可大量应用的价值高的产品是未来改性回收技术研究发展的方向[8]。研究合适的方法和设备来降低现有的回收技术的成本，也是未来废塑料回收技术研究的发展方向。
随着技术的日益成熟，相关法律法规的建立健全，管理机制的不断完善，公民环保意识的不断加强和再生利用产业的不断发展，废塑料的资源化比例能够有一个显著的提高。
参考文献
[1] 王绍文，梁富智，王纪曾.固体废弃物资源化技术与应用[M].北京：冶金工业出版社.2003.
[10] 邓蜀平，张建民，王洋.我国废塑料回收利用技术的发展[J].化工环保.1995（15）.
[11] 王树森.塑料废物的处理和利用[J].北京化工，1990，（1）： 35— 38.
[12] 周炳炎. 废塑料的处理处置技术[J].工程与技术.2000.3.
[2] 程水源，等. 废塑料裂解生产原料油的研究. 环境污染治理技术与设备，2002 ，3
[3] 杨震，乔维，张晋华，等.聚烯烃类废塑料分解技术中催化剂的选择和机理初探[J].环境科学，1998（5）：48—51.
[7] 张晓丽，商平，崔崇威.废旧塑料的环境污染与资源化技术分析[J]. 炼油与化工，2002（2）.
作者简介：常敏，女，1992年7月，汉，陕西省延安市人，硕士，工程师，单位：陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，研究方向：土地整治。
关键词：废塑料;资源化;技术;效益
塑料作为三大合成材料之一，具有众多优点，广泛应用于工业、农业、国防建设和人们的日常生活中。塑料具有质量轻、强度高、耐磨性好、化学稳定性好、抗化学药剂能力强、绝缘性能好等特性，为生产技术的发展，提高人们的生活质量方面带来了诸多益处。但是塑料废弃物的处理却是一个比较棘手的问题。由于塑料品种多、用量大，手机、分类工作量大，通常在自然环境中长期不易分解，尤其是使用后被丢弃的塑料包装带和农用地膜，对自然环境、城市景观产生严重的白色污染，已经引起人们普遍关注和忧虑。
1. 废塑料的特性
废塑料塑料分为热塑性废塑料和热固性废塑料。其中热塑性废塑料主要包括聚氯乙烯塑料（PVC）、聚四氟乙烯塑料（PTEF）、聚乙烯塑料（PE）、聚丙烯塑料（PP）、聚苯乙烯塑料（PS）、聚甲基苯烯酸甲酯塑料（PETP）和苯二甲酸乙二醇聚酯（PET）等7种。PVC广泛应用于日常生活及工农业生产，如塑料凉鞋、绝缘材料等。PTEF是塑料制品中强度最高的一种，而且所有化学品对它都不起作用，可在较高的温度下工作，绝缘性能较好，因此主要用于制造各种耐腐蚀、耐高温、耐低温设备的零部件。PE无毒，可做食品包装。PP质量轻、耐腐蚀性、拉伸性和电性能都较好。PS不怕酸碱，电性能好，是优良的绝缘材料。PETP透光率好，强度大，被誉为有机玻璃。PET广泛應用于各种饮料容器。热固性塑料固化后的大分子形成三维网状结构，一般不能通过热塑而再生利用，只能通过粉碎、碾磨作为填料使用。主要包括聚氨酯、酚醛树脂、不饱和聚酯和环氧树脂。
2. 废塑料污染的解决对策
当今解决废塑料污染的途径大致有3种：（1）回收再利用;（2）填埋处理;（3）自然降解;（4）热解转化。
2.1 回收再利用
直接再生利用是指废旧塑料直接塑化，破碎后塑化，经过响应前处理破碎塑化后再进行成型加工制成再生塑料制品的方法。直接再生利用也包含加入适当助剂组分进行配合，加入助剂只是起到改善加工性能、外观或抗老化作用，并不能提高再生制品的力学性能。直接再生利用的废旧塑料依据来源、混杂程度、清洁程度、使用目的的不同可分为三类：第一类是把单一品种的干净的废塑料直接循环回用或经过破碎后加以利用。例如工厂产生的边角料等无需分拣、清洗、坚定，大都经破碎后掺入新料中使用。第二类是必须经过鉴定、清洗、干燥、破碎后造粒或直接塑化成型。例如废农膜、使用后的一次性塑料制品、家电配件等。第三类是经过特别的预处理后再利用。例如各类发泡塑料先经过消泡后再利用。
聚废乙烯制品的直接再生利用工艺有：（1）开炼法塑化与压成型，其工艺路线为废膜→洗净与干燥→计量→塑炼→热熔坯→模具压制→制品。（2）挤出法塑化与成型：破碎料或再生粒料→挤出塑化→料坯计量→模具压制成型→制品。（3）模吹塑中空成型：挤塑塑化→熔融型坯→放入模具→通压缩空气吹胀→定型后启模→制品[1]。
2.2 填埋处理
填埋是对废塑料处理最简单易行的方法。但在填埋时，塑料留在土壤内长期不分解，土壤处于不稳定状态，并有可能使塑料中的有害物如增塑剂或色料等溶出，造成二次污染，而且随着固体废物排出量的增加，可供掩埋的土地不断减少[2]。但对于那些无法进行焚烧，热分解或难以再生利用的废塑料，还得继续采用填埋的方法处理[3]。
2.3自然降解
对于降解塑料的降解性能国内许多研究机构、科研院所及生产厂家作了大量的研究，从其分子量变化、结构、微生物分解质量变化、外观变化等研究看降解塑料在一定程度上是可降解的，如有的光降解塑料材料在夏季曝晒半个月就可变得很脆生物降解塑料由于塑料原料中掺加了淀粉类物质，促进了微生物的消化分解，而且掺加了不同量的淀粉的降解塑料其分解释放最终产物CO2量是不同的。降解塑料尽管从初始机理上得到了肯定，但随着降解的时间推移，其降解难度越来越大，远远达不到在短时间内完全或绝大部分或可控降解的要求。而且完全降解塑料还处在在实验研究阶段，成本很高导致应用范围大受限制。因此，我们认为目前技术条件下，降解塑料不可能全面也无法全面替代普通塑料，也不能将降解塑料理解为根治“白色污染”的法宝[4]。
2.3热解转化
塑料的热裂解技术的基本原理是，将废塑料制品中原树脂高聚物进行较彻底的大分子分解，使其回到低分子量状态或单体态，其它组分则是基本有机原料。
热裂解可分为解聚反应型、随机分解型和中间型。解聚反应型塑料受热分解时聚合物解离，分解成单体，主要切断了单体分子之间的结合键。这类塑料有聚α-甲基苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、四氟乙烯塑料等，它们几乎100%的分解成单体[5]。随机分解型塑料受热分解时断裂是随机的，产生一定数目的碳原子和氢原子结合的低分子化合物。这类塑料有聚乙烯、聚氯乙烯等。如聚烯烃在无催化剂的情况下，先断裂为碳氢自由基，再生成一定数目的碳氢化合物，其中含大量的蜡状产物。大多数塑料的裂解两者兼而有之，但在合适的温度、压力和催化剂的条件下，能使其中某些特定数目链长的产物大大增加，从而获得有一定经济价值的产物，如汽油、柴油等[6]。
3. 废塑料燃烧处理与热能利用
废塑料的热能利用，是指将其作为燃料，通过控制燃烧温度，充分利用废弃塑料焚烧释放出的热量。这种方法具有明显的优点：（1）不需要繁杂的预处理，如无特殊要求，也不需要与生活垃圾分离，特别适用于难以分选的混杂型废塑料;（2）从与处理的角度看十分有效，焚烧后可使其质量减少80%;（3）废塑料产生的热量大，其热值与相同种类的燃油相当。因此废塑料的热利用得到了越来越多的重视。 1） 废塑料高炉原料化技术
人们正在注意用磨碎的废塑料代替焦炭和粉煤从生产铁水的高炉底部进料，用作矿石还原剂的方法[7]。该方法的主要优点在于废塑料可以用于以高炉为基础的现行钢材制造设施。作为预处理，废塑料只需要加工到能将其进料投到高炉中即可。该法已发展为100%循环再生废塑料的技术。废塑料与煤混合后，经1200℃高温干馏，可分别得到20%的焦炭（用作高炉还原剂）、40%的油化产品（包括焦油和柴油，用作化工原料）及40%的焦炉煤气（用作发电等）。目前，这种方法适用于聚氯乙烯之外的混合塑料。
2） 废塑料焦化技术
焦化技术即把经分选、破碎、造粒成型的废塑料和煤粉混合后一起装入焦炉进行焦化的过程。新日铁公司的废塑料焦化技术已经在日本名古屋和君津厂都得到实际应用，效果良好[1]。装入焦炉的废塑料被分解成40%的煤油、20%的焦炭和40%焦炉煤气。煤油将成为化工厂的化学原料加以利用，焦炭作为高炉的炼铁原料，而焦炉煤气成为火力发电厂的能源。这样不仅解决了废塑料的处理问题，而且还通过废塑料再利用节省了资源。
3） 焚烧回收热能
塑料在燃烧室释放出大量热能，因此，对不能再生利用的可燃性塑料都可以焚烧回收热能。这种方法处理单纯废塑料较困难，最好与废纸等可燃垃圾混合焚烧。焚烧过程中会产生氯化氢等有害气体、高热量、总金属以及微量有害物质。现行的燃燒方式有：（1）使用专用焚烧炉焚烧回收其热能;（2）作为补充燃料与生产蒸汽的其他燃料掺用;（3）通过氢化作用于无氧作用，转化成可燃气体或可燃物进行利用。
4） 减容固化处理
减容固化技术也是焚烧废塑料，利用其热能的一种方法。不过不是在焚烧炉中燃烧，二十将混有垃圾的废塑料通过减容固化作为固体燃料使用。这一技术在日本等发达国家已经普遍采用。
4. 废塑料处理资源化技术效益及前景展望
4.1技术效益
废塑料来源丰富、成本低廉，有很高的社会需求度，并且随着再生塑料产品品种的增多和产品质量的提高，未来社会对再生塑料的需求会继续增加，再生塑料在市场上的竞争力会进一步加强。
废塑料的资源化有利于发展循环经济、建设节约型社会。废塑料资源化的产业化发展，一方面可以推动废塑料分类回收等级准则的建立，促进废塑料回收利用率的提高和回收成本的降低，另一方面可以规范废塑料绿色技术，促进环境友好型塑料制品的研发使用和废塑料循环利用的体系和机制的建立。
废塑料的直接再生利用技术和化学改性利用技术都是从材料循环的角度出发，可以带来良好的经济效益。我国现在未回收的废塑料数量庞大，若将其加以能量回收，单纯发电带来的经济效益就可以超过百亿元。废塑料的资源化使得废塑料的效益得到最大的开发，真正实现了废塑料的无害化、减量化、资源化，对于促进我国经济发展有着重要的意义。
4.2前景展望
随着社会发展和生活水平提高，人类对自己生存环境要求越来越高，为减轻以至消除废塑料对环境造成的污染，人们在致力于可降解塑料和高性能塑料研究的同时，更重视现阶段存在的废塑料回收利用技术的研究，我认为今后废旧塑料回收技术研究发展趋势主要有以下两个方面：
一是研究高效无污染的废旧塑料热能转换焚烧设备。利用废塑料热能的回收方法由于不需要对废塑料进行前期的鉴别和分离，另外可大批量回收废塑料，实现能源的替代和废塑料的减量化处理，是一较好的回收方法。二是研究能将废旧塑料改性成高附加值产品的方法和设备。将废旧塑料改性制成建筑领域和汽车行业等可大量应用的价值高的产品是未来改性回收技术研究发展的方向[8]。研究合适的方法和设备来降低现有的回收技术的成本，也是未来废塑料回收技术研究的发展方向。
随着技术的日益成熟，相关法律法规的建立健全，管理机制的不断完善，公民环保意识的不断加强和再生利用产业的不断发展，废塑料的资源化比例能够有一个显著的提高。
参考文献
[1] 王绍文，梁富智，王纪曾.固体废弃物资源化技术与应用[M].北京：冶金工业出版社.2003.
[10] 邓蜀平，张建民，王洋.我国废塑料回收利用技术的发展[J].化工环保.1995（15）.
[11] 王树森.塑料废物的处理和利用[J].北京化工，1990，（1）： 35— 38.
[12] 周炳炎. 废塑料的处理处置技术[J].工程与技术.2000.3.
[2] 程水源，等. 废塑料裂解生产原料油的研究. 环境污染治理技术与设备，2002 ，3
[3] 杨震，乔维，张晋华，等.聚烯烃类废塑料分解技术中催化剂的选择和机理初探[J].环境科学，1998（5）：48—51.
[7] 张晓丽，商平，崔崇威.废旧塑料的环境污染与资源化技术分析[J]. 炼油与化工，2002（2）.
作者简介：常敏，女，1992年7月，汉，陕西省延安市人，硕士，工程师，单位：陕西地建土地工程技术研究院有限责任公司，研究方向：土地整治。