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废旧轮胎回收利用对策

发布时间:2018-09-08 17:08:23  来源:互联网   阅读:0

废旧轮胎回收利用对策

摘要:随着汽车工业的迅猛发展,废旧轮胎产生量越来越多,其危害越来越大。文章在阐述轮胎的来源、组成及性质的基础上,分析了废旧轮胎的主要流向及其环境影响,剖析了当前废旧轮胎在回收利用技术和管理上存在的问题,提出了污染防治对策。

关键词:废旧轮胎;回收利用;污染防治

随着汽车工业的迅猛发展,广东省废旧轮胎产生量迅速增加。2000~2007年,广东省民用汽车年均增长16.6%,2007年达506.7万辆[1]。粗略估算,广东省年产生废旧轮胎2500~3000万条,按平均15kg/条计,重约37.5~45万t。废旧轮胎资源再生利用价值很高,但不恰当的贮存和回收利用可能产生环境问题,影响人类健康。废旧轮胎长期露天堆放,不仅占用大量土地,而且极易滋生蚊虫传播疾病,一旦引发火灾,污染极其严重;废旧轮胎在翻新、生产胶粉和再生胶过程中会产生挥发性有机污染物;废轮胎焚烧回收能量可能产生二噁英、呋喃、多环芳烃以及重金属等污染物。废旧轮胎存在着市场混乱、回收利用和污染防治技术不高、管理缺位等问题,因此,如何合理利用废旧轮胎资源、防止环境污染,成为当前环境管理必须解决的问题。

1轮胎的组成、来源及性质

轮胎主要由橡胶(包括天然橡胶、合成橡胶)、碳黑、金属、纺织物以及多种有机、无机助剂(包括增塑剂、防老剂、硫黄和氧化锌等)组成。轮胎重量因用途不同而有所差异,轿车轮胎6.5~10kg/条,厢式车11kg/条,卡车52.5kg/条[2]23。其中,橡胶约占轮胎重量的45%~48%,合成橡胶是由天然橡胶(NR)、丁苯橡胶(SBR)、顺丁橡胶(BR)等高分子化合物通过硫发生交联反应生成的,在轿车轮胎中约占橡胶总量的60%~70%,在卡车轮胎中约占30%~40%。硫在轮胎中起硬化橡胶并防止其高温变形的作用,约占轮胎总量的1%。碳黑用来强化橡胶,增强摩擦阻力,约占22%。加速剂、硬脂酸和氧化锌的作用是控制硬化过程及改善轮胎性能,氧化锌约占总重的1%~2%,加速剂等其他添加剂约占8%。金属主要是优质钢丝,主要作用是增强轮胎钢性和强度,约占15%~25%[2]28,[3]。

轮胎中含有《控制危险废物越境转移的巴塞尔公约》中所控制的物质,如铜化合物、锌化合物、镉、铅及其化合物、硬脂酸以及有机卤化物(氯丁橡胶)等,这些物质以化合物或合金元素的形式存在于轮胎内,约占轮胎重量的1.5%。因此联合国环境署非常重视废旧轮胎的环境管理,专门制订了《旧轮胎环境无害管理订正技术准则》[4]。

去除轮胎中的钢丝和纺织物后,轮胎主要由碳、氢、氮、硫、氧等元素组成,碳含量高达80%以上。轮胎不会自燃,其最低着火温度为182℃,点燃时间为将182℃保持65.4d之后[5]。废轮胎具有良好的燃烧特性,挥发份和易燃组分分别高达62.2%和93.73%以上;发热量高,低位发热值(LHV)可达31.6kJ/g以上(其中:轿车32.8kJ/g,卡车31.6kJ/g),高于煤(18.6~27.9kJ/g)、碳(27.0kJ/g)、木材(10.2kJ/g)等的热值,且具有水分和灰分含量低的优点。轿车和卡车轮胎的性能要求不同,其化学组成和工业组分略有差异。轮胎的化学元素组成及组分构成见表1。

表1废轮胎橡胶的化学元素组成及组分构成%

2废旧轮胎主要流向及环境影响

2.1主要流向

轮胎在部分磨损,胎体完好且不影响其使用功能时,可经翻新重新使用,延长使用寿命,称为旧轮胎。不能再用于原定制造用途的轮胎称为废轮胎。轮胎报废后,其流向主要有材料利用、能量回收以及填埋、堆存等。废轮胎的流向与市场需求及相关政策法规导向有关,日本、巴西、韩国、美国等国以能量利用为主,中国、墨西哥等国以材料利用为主

废旧轮胎回收利用对策

。各国废轮胎的主要流向见表2[8],[9]13,[10],[11]6。

表2废轮胎的主要流向

2.2堆存

废旧轮胎长期堆存易孳生蚊虫、繁殖鼠类,跨区域转移则增大了蚊虫及疾病传播的范围和非本土物种的引入,增加了生态风险以及控制的难度。上世纪40年代,美国将二战期间在亚洲使用的已受到蚊虫侵害的剩余轮胎运回国,结果造成了输入性疾病的传播,人们首次发现报废轮胎和携带疾病的蚊虫之间的关系[12]。登革热随着旧轮胎的输入在巴西传播,注:以上不计废旧轮胎的出口量及翻新量。使这种一度被认为已消灭的疾病,在上世纪90年代又再次出现并不断恶化,在2002年达到了79.4万例的高峰,死亡率高达4.3%[13]。

废旧轮胎简单堆存和无序存放,还容易因纵火或雷击等其他偶然因素造成火灾,而且一旦燃起便难以控制和扑灭,并且会持续燃烧很长时间,产生大量烟雾和有毒污染物,污染环境。1990年发生在加拿大安大略湖的黑格斯维尔火灾,持续长达17d,有1260万条轮胎被烧,1700人被疏散,约70万L油类物质渗入土壤,附近的河流也被多环芳烃污染[11]12。

废轮胎露天燃烧会产生大量的黑烟、二氧化碳以及挥发性有机污染物和有毒有害大气污染物,如多环芳烃、二噁英类、呋喃、氯化氢、苯、多氯联苯、砷化合物、镉、镍、锌、铬和钒等;也会因橡胶的高温分解而产生大量含有锌、镉、铅等重金属和多氯联苯、多环芳烃等持久性有机污染物(POPs)的油类物质,污染土壤、水体;燃烧后的残余物通常也含有重金属和POPs,处置不当也容易污染土壤和水体[14]。

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