盛伟东华大学化学化工与生物工程学院(中国)
王安蒋红通标标准技术服务(上海)有限公司(中国)
闵洁东华大学化学化工与生物工程学院(中国)
摘要:介绍了废旧纺织品现行的4种常规处理方法:回收利用、焚烧、土地填埋和堆肥。通过比较、分析各种方法的优缺点,得出以下结论:回收利用环保且节约
自然资源,值得提倡和推广,但工艺复杂、成本较高;焚烧和土地填埋是现在最
普遍的处理方式,但会带来环境污染;堆肥方法环保且能肥沃土壤,但只能处
理具有生物降解性的纺织品。因此作为具有环境友好性和资源节约性的回收
利用和堆肥方法应得到大力的提倡和推广。
关键词:废旧纺织品,回收利用,焚烧,土地填埋,堆肥
随着世界人口增多和经济增长的加快,全球纺织品的产量不断提高,其消耗量也迅速增加,废旧纺织品量也不断增长。据统计,仅中国每年消耗的各类纺织纤维原料就达3500万t,同时也就导致了大量废旧纺织品的产生。
据预计,中国每年将产生近千万吨的废旧纺织品。如此多的废旧纺织品如果没有有效的处理方法,不仅会浪费大量的资源,占用大量土地面积,而且还会对环境造成不必要的污染。资源和能源的大量消耗以及对自然环境的严重污染,使得人类生存环境面临着不可持续的危险境地。废旧纺织品的处理也是当今人类面临的一个重大课题。
1废旧纺织品的来源
废旧纺织品主要有两个来源。一是来自纺织厂。织物生产
时在纺纱、织造和成品生产加工的
各工序会产生废旧纺织品。例如
成品生产加工的下脚料、废纱、废
布等。另一来源是废弃的纺织品。
如旧服装、室内装饰等。且后者有
不断增长的趋势。
2废旧纺织品的处理方
式与问题
废旧纺织品处理的最佳效果
是应能使其资源被循环利用,或使
其能被自然降解,最终的残余物能
达到稳定化和无害化,并最终进入
自然界的生化循环当中[1]。目前
中国并没有只针对废旧纺织品的
处理系统,废旧纺织品仍然作为一
般的固体垃圾来处理,常规的方法
主要有4种:回收利用、焚烧、土地
填埋(包括填海)和堆肥。按国家
统计局的资料,2009年中国无害
化处理厂共567座,其中卫生填埋
447座,堆肥厂16座,焚烧厂
93座。表1是一些发达国家各种
处理方式的比例[2]。
表1发达国家固体垃圾
处理方式比例
2.1回收利用
2.1.1定义
回收利用顾名思义即将废旧
纺织品进行回收后再利用。对废
旧纺织品进行回收利用不仅能达
到对废旧纺织品进行处理并保护
环境的目的,还能为工厂的纺纱织
造等环节提供原料,是目前最为环
保也最为节约自然资源的处理途
径。针对不同纺织品的特点,可以
有物理回收和化学回收之分。物
理回收是用机械辅助分解或粉碎
纺织品,然后重新用于织物的生
产。化学回收是用化学方法处理
废旧纺织品,通过化学反应使废旧
纺织品分解后作为原料再利用。
2.1.2纤维纺织品的回收利用2.1.2.1天然纤维纺织品
最常见的天然纤维纺织品主要有棉、毛、丝、麻等制品,因其化学成分不单一而主要应用物理回收。物理回收是将织物机械分解成纤维状,再回纺或混纺,制成织物。此类回收主要分三大步骤:首先要对废旧纺织品进行分类、消毒,对于其中的一些辅料,如金属拉链、纽扣等,先分类拆除;然后用切割机将废旧纺织品切碎;最后用于以后的纺纱、织造工艺,或是得到其他化学原料,用于生产新产品。以废旧毛纤维为例,其回收利用的工艺流程如下:废料→分选→切割→干撕→和毛加油→梳毛→细纱→织造。意大利毛纺织的30% 50%来自废旧毛织物,并且其价格大概只有新原料的1/5[3]。
中国也陆续建立了一些对废旧纺织品进行物理回收的工厂,例如:湖南安江纺织厂自1990年起开始进行试验并开展生产线,生产纱线年均织物重可达70t,长50万m,拥有了基本的废旧纺织材料处理能力[4]。
2.1.2.2合成纤维纺织品
合成纤维纺织品的回收目前商业化技术最成熟的是聚酯的回收。聚酯回收有物理方法和化学方法。
物理方法主要是将聚酯熔融造粒再利用。其简易工艺流程为:预处理(如清洗)→粉丝机粉碎→缩压机压实捻搓→再次粉碎→造粒→PET产品生产线[5]。德国一些公司聚酯纤维服装用Ecolog作为商标[6],统一回收后做成聚酯颗粒,再加工成纽扣或拉链等纺织用品。还有公司回收废旧聚酯瓶用
于纺织业,如美国服装业的Patago-
nia公司以聚酯瓶回收料生产的纤
维为原料制成户外运动衫,日本
Nemoto Sangyo公司通过回收的聚
酯瓶制作各种地毯和女装。
化学方法一般是通过化学手
段将废旧聚酯产品解聚,得到单
体,然后再利用得到的这些单
造新的化学纤维。例如甲醇解聚
法可将废聚对苯二甲酸乙二酯
(PET)解聚为单体对苯二甲酸二
甲酯(DMT)和乙二醇(EG);乙二
醇解聚法则主要得到对苯二甲酸
乙二醇酯(BHET)。近年又有新的
方法,例如日本Kobe Steel公司开
发的超临界水水解工艺,可将聚酯
水解为对苯二甲酸和乙二醇,并且
其回收生产的对苯二甲酸纯度能
达到99%。另外,还有能处理含
一定比例杂质PET废料的Reco-
PET工艺,也可将聚酯分解为对苯
二甲酸和乙二醇,并且其比例与为
原料时相同[7]。此种方法技术含
量要求较高,十分复杂。一般只有
一些价值较高的化学分子材料才
进行回收[8]。
2.1.2.3混纺纤维纺织品
混纺废旧纺织品的回收比较
困难,一般应用化学回收。例如聚
酯/棉混纺废弃品中的聚酯和棉纤
维回收利用的具体方法是:将聚
酯/棉混纺废弃品用NaOH水解聚
酯为对苯二甲酸和乙二醇,然后将
棉纤维滤出,水洗烘干后根据要求
用NaClO漂白,漂白后的棉纤维用
热NMMO水溶液溶解,纺丝制成
Lyocell纤维。滤液用酸定量酸化,
将对苯二甲酸滤出,剩余的溶液通
过蒸发后浓缩成乙二醇的水溶液。
对不同合纤混纺的废旧纺织品,
Modesti M等人[9]用一缩二丙二醇
与有机金属催化剂对聚脲/聚氨
酯玻璃增强纤维进行了化学降解。
目前,在废旧纺织品方面化学回收
技术还有待进一步提高。但是塑
料的化学回收研究已比较成熟。
中国废旧纺织品的回收利用
空间广阔,但由于技术等多方面原
因使回收利用受到,所以加大
开发化纤类废旧纺织品的回收再
利用技术,例如降低回收成本,研
制先进的撕裂、开松设备,开发化纤
的分离、萃取技术和再生新产品等,
是纺织行业发展中面临的新课题。
2.2焚烧
2.2.1定义
焚烧是指在焚烧炉内对废弃
物进行高温燃烧,使固体废弃物变
成惰性残余物,并对燃烧余热加以
利用。固体废弃物焚烧的一般工
艺流程为分拣→破碎→进料→焚
烧→排灰→烟气冷却→烟气净化
→检测控制等。焚烧可以碳化有
机物、杀死病原体,并可最大限度
地减少固体废弃物90%的体积和
70%的质量。据统计,2006年中
国建成垃圾焚烧处理厂69座,垃
圾焚烧处理量达1137.6万t/a,占
生活垃圾清运量的7.6%(质量分
数),占无害化垃圾处理总量的
14.6%(质量分数)。
2.2.3焚烧的环境影响
焚烧虽然可以提供一部分热
能并大量减少废旧纺织品的体积
和质量,但是焚烧的处理方式也会
带来不少环境问题,使其推广和应
用具有一定的。首先,固体废
弃物(包括废旧纺织品)焚烧后会
产生底灰。底灰成分主要是焚烧的残渣和炉排间掉落的固体颗粒。研究表明底灰里含有有害物质。Kim[10]对在底灰中发现的Pb和Cd做了浸出毒性测试(TCLP),结果显示超出有害废弃物限定标准。日本的相关报道显示底灰中Cd、Cu、Pb和Zn的含量是未被污染的土壤的20 50倍[11]。其次,焚烧还会产生大量尾气,包括氯化物、卤化物(氯以外的卤素,氟、溴、碘
等)、硫氧化物(SO
2及SO
3
)、氮氧
化物(NO)、二氧(杂)芑(二噁英)和呋喃。其中,二噁英是1977年Olie等人首次在垃圾焚烧炉飞灰中定量检出的。二噁英是二噁英类的统称,包括210种化合物,其毒性是的1000多倍。即使在很微量的情况下长期摄取二噁英也可引起癌变、畸形等顽症。含氯的废旧纺织品,如含聚氯乙烯或含氯染料、阻燃剂的制品在焚烧时很容易生成二噁英。
一般的垃圾焚烧尾气中的有害物质处理方法如表2所示。虽然对于焚烧的尾气处理做了大量研究,但实际应用中并不理想。废气污染仍然十分严重,所以焚烧方
表2垃圾焚烧尾气中有害
物质处理方法
式在实际应用中受到越来越多的
。另外,焚烧废旧纺织品需要
大量辅助燃料,耗能大,而废旧纺
织品的热值低、含水率高、可燃成
分少,这也是难以采用焚烧的一个
原因。至2003年,美国的医疗垃
圾焚化厂因草根运动由之前的
6000多家减少到110家左右;俄罗
斯2009年绿色和平组织和绿色十
字联合发起了反垃圾焚烧活动;英
国伦敦郊区、莫里山谷社区及安达
罗湖区也有反焚烧的民间自由运
动。(未完待续)
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通信作者:闵洁,minjie@dhu.edu.cn
Discussion on the disposal of used textiles(Part1)
Sheng Wei,College of Chemistry,Chemical Engineering and Biotechnology,Donghua University,Shanghai/China Wang An,Jiang Hong,SGS-CSTC Standards Technical Services Co.,Ltd.,Shanghai/China Min Jie,College of Chemistry,Chemical Engineering and Biotechnology,Donghua University,Shanghai/China Abstract:The current four conventional treatments for used textiles:recycling,incineration,landfill and composting were described.By comparing and analyzing the advantages and disadvantages of each method,the following
conclusions can be drawn:recycling is environmentally friendly and can save natural resources.It values
the advocation except the complexity and high cost;incineration and landfill are now the most popular
approach,but they will cause environmental pollution;Composting is environmentally friendly and can
fertile soil,but it can only deal with biodegradable textiles.So as environmentally friendly and resource-
saving approach,recycling and composting should be vigorously advocated and promoted.
Keywords:used textile,recycling,incineration,landfill,composting下载本文