Vilka typer av återvinningsteknik har störst inverkan?

Viktiga lärdomar

Mekanisk återvinning, en process som innebär fysisk hantering och omvandling av material för återanvändning, är mer kostnadseffektiv än biologisk återvinning eftersom den inte kräver specialiserade organismer för att bryta ned avfall. Mekanisk återvinning har dock också sina nackdelar i form av slutprodukter av lägre kvalitet på grund av de fysiska processer som ingår. Dessa biprodukter kan vara mindre önskvärda eller till och med oanvändbara för vissa tillämpningar, vilket kan äventyra det återvunna materialets totala värde och integritet.

Kemisk återvinning är en process som innebär att avfallsmaterial bryts ned till sina ingående monomerer, vilket ger ett mer mångsidigt sätt att hantera olika typer av avfall. Denna metod omfattar tekniker som pyrolys, förgasning och solvolys.

Återvinningsautomater och incitamentsprogram är lovande för att främja återvinningsinsatser, även om de har begränsningar beroende på vilka typer av material som accepteras. Alternativa metoder som omvandling av avfall till energi och återvinning av litiumjonbatterier ger dessutom ytterligare möjligheter att förbättra hållbara metoder.

Trots att icke-statliga organisationer (NGO) och miljöaktivister försöker öka den globala medvetenheten om vikten av återvinning, har de faktiska återvinningsgraderna nått ett dödläge på internationell nivå. Dessutom har det konstaterats att olika typer av avfall deponeras på samma soptippar utan någon nämnvärd åtskillnad eller differentiering. De främsta orsakerna till detta suboptimala tillstånd kan tillskrivas inkonsekvenser i återvinningsförfaranden och insamlingsmetoder, som tenderar att förlita sig på föråldrad teknik som inte är kostsam utan snarare föråldrad. Ett stort antal nationer fortsätter att använda sådana rudimentära metoder.

I takt med att återvinningstekniken utvecklas är det viktigt att fundera över vilka specifika återvinningsmetoder som har störst inflytande på avfallshanteringen och arbetet för en hållbar miljö.

Mekanisk återvinning

Mekanisk återvinning innebär att insamlade material utsätts för en rad mekaniska processer som strimling, smältning och omformning, vilket bevarar deras ursprungliga sammansättning. Följaktligen är det inte möjligt att kombinera olika element under processen. Vanligtvis använder avfallshanteringsföretag denna metod för att omvandla produkter tillverkade av papper, glas, metaller och plast för vidare användning.

Mekaniska återvinningsmetoder används ofta inom både offentlig och privat sektor på grund av deras kostnadseffektivitet jämfört med alternativa återvinningstekniker. Även hobbyister eller “DIYers” konstruerar improviserade apparater för bearbetning av återvinningsbara material genom förfaranden som strimling, smältning och gjutning.

Även om mekanisk återvinning har sina fördelar finns det vissa nackdelar att ta hänsyn till. En sådan nackdel är att det ofta resulterar i biprodukter av sämre kvalitet jämfört med andra avfallshanteringsmetoder. Detta beror på de hårda fysiska processerna, som kan orsaka skador på strukturen hos de återvinningsbara materialen. Som ett resultat kan produkter som tillverkas av 100% återvunnet material verka svagare eller mer ömtåliga, vilket framgår av exemplen med papperspåsar och plastflaskor.

Kemisk återvinning

Image Credits: IBM Research/ Flickr

Kemisk återvinning innebär att avfallsmaterial bryts ned till sina grundläggande beståndsdelar, så kallade monomerer. Dessa monomerer omvandlas sedan till nya ämnen med andra egenskaper än de som den ursprungliga avfallsprodukten hade. Slutresultatet är en fullständig avvikelse från materialets ursprungliga form, som nu existerar i ett helt annat tillstånd av materia.

Kemisk återvinning har den stora fördelen att den kan bearbeta en större mängd olika avfallsmaterial jämfört med mekaniska metoder. Tyvärr kan mekaniska återvinningsprocesser inte hantera avfall som har blivit smutsigt, nedsmutsat eller förorenat. I många fall måste avfallshanteringsanläggningar bortskaffa sådana föremål på deponier på grund av att de inte kan bearbetas mekaniskt. Exempel på detta är plastflaskor som innehåller vätskerester eller förpackningsmaterial som förorenats av köttråvara.

OECD rapporterar till och med att endast nio procent av plastavfallet återvinns. Det finns för närvarande tre typer av kemisk återvinning.

Pyrolys

Pyrolys är en syrefri termokemisk nedbrytningsmetod med hög temperatur på mellan 752 och 1 472 grader Fahrenheit för bearbetning av återvinningsbara material. Pyrolys används ofta för hantering av komplicerat plastavfall och reducerar dessa material till molekylnivå och omvandlar dem till värdefulla produkter som återvunna biooljor, syntesgas eller kolhaltiga ämnen. Pyrolys ger slutprodukter som är mycket lika dem som kommer från jungfruliga källor, vilket visar hur effektiv denna kemiska återvinningsteknik är jämfört med mekaniska processer som kan försämra materialkvaliteten.

Enligt FHWA kasserar amerikanska bilister 280\\\+ miljoner bildäck varje år, men tillverkarna kan inte slarvigt använda hållbart men osäkert återanvänt gummi. Big Atom Tyre Recycling löser detta problem genom pyrolys. Teamet bryter kemiskt ned skrotdäck till råolja och plast, som kan fungera som råmaterial för helt nya, tillförlitliga däck.

Förgasning

Förgasning är en mycket avancerad termisk processteknik som används för att behandla olika typer av återvinningsbara material, inklusive plast, biomassa och organiskt avfall genom att utsätta dem för temperaturer på mellan 1 472 och 2 192 grader Fahrenheit i frånvaro av överdrivet syre. Denna metod bryter effektivt ner dessa material genom en serie kemiska reaktioner som leder till generering av syngas, som kan användas som en mångsidig energikälla. Till skillnad från pyrolys kräver förgasning högre temperaturer på grund av dess komplicerade natur, vilket resulterar i ökad effektivitet och ändamålsenlighet när det gäller att producera värme, kraft och syntetiska gaser. Dessutom är det ett hållbart sätt att utvinna energi från kasserade resurser samtidigt som man minimerar

Solvolys

Solvolys är en mycket effektiv och energieffektiv metod för bearbetning av återvinningsbara material, särskilt inriktad på polyester och polyuretanföreningar. Denna innovativa teknik innebär att ett egenutvecklat lösningsmedel används för att lösa upp avfallsmaterialet vid temperaturer på mellan 212 och 572 grader Fahrenheit. I motsats till traditionella mekaniska återvinningsmetoder, som inte effektivt kan hantera vissa plasttyper på grund av deras styvhet och sprödhet, erbjuder solvolys en lovande lösning för bearbetning av sådant avfall. Deponering har länge varit det vanligaste sättet för avfallshanteringsanläggningar att hantera plast som är svår att återvinna, men solvolys är ett hållbart alternativ till denna konventionella metod och ger en miljö som

Solvolys kan bearbeta både biologiskt material och organiskt avfall. Bland de primära biprodukter som härrör från denna process finns bränslen, oligomerer och monomerer som uppvisar en hög grad av användbarhet. Dessa återvunna ämnen kan användas vid tillverkning av högkvalitativa plaster, etylalkohol och smörjmedel.

Trots sina obestridliga fördelar jämfört med konventionella mekaniska återvinningsmetoder, som pyrolys, förgasning och solvolys, är det olyckligt att dessa avancerade tekniker fortfarande är utom räckhåll för de flesta avfallshanteringsanläggningar på grund av deras orimliga kostnader och betydande underhållskrav.Även om det kan finnas hopp om att dessa innovativa metoder kommer att få stor spridning i framtiden, kan det fortfarande ta flera decennier innan de blir den dominerande återvinningstekniken globalt.

Återanvända varuautomater

Bildkrediter: Donald_Trung/ Wikimedia Commons

Återvinningsautomater (RVM) är en praktisk lösning som syftar till att främja återvinning genom att ge individer möjlighet att byta sina återvinningsbara material som tomma glasbehållare, plastflaskor och aluminiumburkar mot belöningar. Dessa belöningar kan inkludera kuponger, rabattkort eller monetär ersättning. För att utnyttja dessa fördelar behöver man bara placera sina återvinningsbara material i maskinen, ta emot sin belöning och titta på när enheten automatiskt sorterar igenom soporna. En betydande nackdel med detta system är dock dess strikta efterlevnad av de typer av återvinningsbara material som accepteras. På grund av den utbredda användningen av manuella bearbetningsmetoder i avfallshanteringsanläggningar finns det en betydande risk för föroreningar från oacceptabla återvinningsbara material

För att främja miljömässig hållbarhet har detaljhandelsvarumärken implementerat liknande strategier som uppmuntrar kunderna att delta i återvinningsprogram. Apple har till exempel etablerat ett återvinningsinitiativ där man erbjuder exklusiva belöningar och rabatter till personer som returnerar sina föråldrade Apple-produkter till särskilda insamlingsplatser. Genom att göra detta bidrar både företaget och dess kunder till att minska avfallet och bevara resurserna.

Waste-to-Energy (WtE)

Waste-to-Energy är en process som omvandlar kommunalt avfall, industriavfall och jordbruksavfall till användbar energi genom kontrollerad förbränning vid höga temperaturer. Denna metod skapar miljövänliga biprodukter som värme och elektricitet. Ett storskaligt genomförande av denna teknik har potential att öka tillgängligheten till alternativa energikällor för samhällen över hela världen.

Även om avfall-till-energi (WtE) och förgasningsprocesser har likheter när det gäller omvandling av avfallsmaterial till användbara produkter, är det viktigt att inse att de använder olika tekniska tillvägagångssätt. Specifikt innebär förgasning att avfallsmaterial utsätts för hög värme i en miljö med begränsad syretillförsel, medan WtE innebär direkt förbränning av återvinningsbara material. Dessutom bör det noteras att WtE-tekniken inte möjliggör produktion av syntetisk gas (syngas), vilket är en primär produkt från förgasningsanläggningar.

Återvinning av litiumjonbatterier

I takt med att vårt beroende av elektroniska prylar som smartphones, skotrar och elfordon fortsätter att öka, ökar också efterfrågan på litiumjonbatterier som driver dessa viktiga komponenter i det moderna livet.

IEA rapporterar att efterfrågan på elbilar ökade från 330 till 550 GWh under Och även om litiumjonbatterier förmodligen är mindre skadliga än fossila bränslen, kommer massproduktion av dem oavsiktligt att starta fler gruvprojekt.

En bättre metod skulle vara att anta miljömässigt ansvarsfulla återvinningsmetoder för batterier, så att litiumjonproducenter kan sluta använda råmaterial genom att underlätta implementeringen av dessa i batteriåtervinningscentraler.

Pyrometallurgi

Pyrometallurgiska processer är en undergrupp till pyrolystekniker, som innebär att återvunna batterier utsätts för höga temperaturer i en miljö utan överdriven syrehalt. Genom detta tillvägagångssätt har specialiserade återvinningsanläggningar möjlighet att isolera olika jordartsmetaller från de sönderdelade materialen. En betydande begränsning i samband med pyrometallurgi är dock genereringen av kväveoxider och svavelföreningar som biprodukter vid förbränning, vilket kräver stränga utsläppskontroller vid sådana anläggningar.

Hydrometallurgi

Hydrometallurgi är ett alternativ till pyrometallurgi eftersom det är en lågtemperaturprocess som syftar till att lösa upp återvunna batterier i ett specifikt lösningsmedel. Samtidigt är det känt att återvinningsanläggningar isolerar jordartsmetaller efter deras nedbrytning. En av de största utmaningarna i samband med hydrometallurgi är dock genereringen av avloppsvatten, som kräver säker och försiktig hantering i behandlingsanläggningar.

Direkt återvinning

Renovering av förbrukade batterier genom direkt återvinning innebär mekanisk bearbetning av komponenterna för att återställa dem till ett användbart skick. Detta tillvägagångssätt erbjuder en prisvärd och lättillgänglig lösning, dock med begränsningen att de rekonditionerade batterierna inte kan användas för sitt ursprungliga ändamål. Istället fungerar de enbart som extra strömkällor.

Spela din roll genom att veta hur du gör dig av med uttjänta batterier. C&EN rapporterar att endast fem procent av litiumjonbatterierna återvinns eftersom konsumenter och tillverkare använder slarviga avfallshanteringsmetoder.

Tekniska framsteg kommer att fortsätta effektivisera återvinningssystemen

Även om det kanske inte sker någon omedelbar förbättring av den globala återvinningsgraden är det viktigt att hushåll, privata organisationer, ideella institutioner och offentliga myndigheter samarbetar för att införa effektiv återvinningsteknik och införliva den i sina respektive avfallshanteringsstrategier. Tyvärr finns det fortfarande ett stort antal avancerade sorteringssystem som inte utnyttjas fullt ut. Det är viktigt att inse att dessa effektiva återvinningsmetoder endast tjänar till att lindra några av de negativa effekterna av den ökande mängden avfall som genereras av samhället. Trots detta bör fortsatta ansträngningar för att minska mängden engångsplast även fortsättningsvis prioriteras.