CN105268718A - 一种利用生活垃圾中非生物质制作新型复合材料的方法 - Google Patents

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陈灏
赵玉柱
吴振宇
韩文彪
吴兆齐
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Abstract

对生活垃圾中的可回收物进行资源回收、有害垃圾及大件垃圾进行单独处理、生物质进行生物处理后,将剩余的生活垃圾中非生物质中的混杂塑料作为基体树脂、其他非生物质作为填料,生产一种新型复合材料——混塑材料。首先,将生活垃圾中非生物质中的混杂塑料直接进行热熔成团块状,冷却后破碎成小于10mm的颗粒;将生活垃圾中非生物质中的其他非生物质进行撕碎、粉碎成小于20mm的片状或小于2mm的颗粒;然后,对经上述处理后的混杂塑料和其他非生物质依特定配比进行拌和,依后续混塑材料生产需求,造粒或者不造粒,加入或者不加入具有相容和/或偶联性能的助剂;最后,采用热压,或者挤出,或者压延工艺生产混塑材料成型制品,以实现生活垃圾处理的最大资源化。

Description

一种利用生活垃圾中非生物质制作新型复合材料的方法
[0001]
技术领域
[0002] 本发明涉及一种生活垃圾处理工艺,特别是处理生活垃圾中的非生物质,并以此 制作一种新型复合材料的方法。
背景技术
[0003] 随着生活垃圾产生量的不断增加和人们生态环保意识的不断增强,对新的生活垃 圾处理工艺及技术的需求与日俱增。生活垃圾的填埋和焚烧技术面临着土地限制、二次 污染及成本较高等诸多问题,生活垃圾的生物处理技术正受到越来越广泛的关注。一种 行之有效的生物处理技术是通过联合厌氧发酵工艺将生活垃圾中的生物质转化为清洁能 源--沼气,并对其剩余物进行资源化利用;但对于生活垃圾中的非生物质的处理尚未得 到很好解决,成为这种生物处理技术推广应用的瓶颈问题。
[0004] 生活垃圾的成分很复杂,根据"城市生活垃圾分类及其评价标准"(CJJ/T102 - 2004),城市生活垃圾分为可回收物(包括纸类、塑料、金属、玻璃、织物)、大件垃圾(包括废 家用电器和家具等)、可堆肥垃圾(包括易腐食物类厨余垃圾、可堆怄植物类垃圾等)、可燃 垃圾(包括植物类垃圾、不适宜回收的废纸类、废塑料橡胶、旧织物用品、废木料等)、有害垃 圾(包括废日用小电子产品、废油漆、废灯管、废日用化学品和过期药品等)和其他垃圾六 类。
[0005] 根据"生物质包括所有的植物、微生物以及以植物、微生物为食物的动物及其生产 的废弃物"的定义,以上垃圾种类中厨余垃圾、植物类垃圾、废木料、纸类及部分织物为生物 质。在以"有机固体废弃物联合厌氧发酵方法"(专利号ZL 2008101353005)为代表的生活 垃圾生物处理技术的实际应用中,作为可回收物的金属、玻璃、容器类塑料、干燥纸张被直 接资源回收,有害垃圾、大件垃圾被分拣后单独处理,其余的可堆肥垃圾、可燃垃圾和其他 垃圾按照生物质和非生物质进行重新划分并加以分选,对其中的生物质进行生物处理(如 采用联合厌氧发酵方法),对剩余的"生活垃圾中非生物质"需要最终处理,其主要包括废塑 料、橡胶、部分织物、沙土、砖瓦陶瓷、碎玻璃,并混杂少量生物质,如纸类、植物类垃圾和废 木料,其中塑料占有较大的比例。
[0006] 对上述生活垃圾中非生物质,需要一种新的工艺能将之全部进行资源化、无害化 处理,使生活垃圾减量化达到最大化。由于这些非生物质中垃圾塑料所占比例较大,需要首 先考虑垃圾塑料的资源化。通过对垃圾塑料处理技术的发明检索,查到了几个有代表性的 发明专利。专利1 :"一种木塑材料及其制作方法"(申请号:200710039574X),涉及一种矿化 垃圾中的废塑料等制备木塑材料的方法;专利2 :"一种垃圾塑料的再利用方法"(申请号: 2011101649523),实际主要涉及一种对垃圾塑料的多功能复合改性方法,使用包括稻壳、糠 粉或木粉的填料;专利3 :"一种利用生活垃圾中的废塑料生产木塑板材的方法"(申请号: 201310207546X),涉及的是利用垃圾塑料生产木塑板的方法。木塑,即木塑复合材料(Wood- Plastic Composites, WPC),是国内外近年蓬勃兴起的一类新型复合材料,指利用聚乙烯、 聚丙烯和聚氯乙烯等,代替通常的树脂胶粘剂,与超过35%-70%以上的木粉、稻壳、秸杆等 废植物纤维混合成新的木质材料,再经挤压、模压、注射成型等塑料加工工艺,生产出的板 材或型材。分析这些专利可以看出,其实质是利用(矿化的)生活垃圾中的混杂塑料替代正 规木塑工艺中的塑料生产木塑产品,并需为满足相关标准而添加植物纤维(如木粉)。与木 塑相似的有一类"石塑"复合材料,相关专利中典型的有专利4 :"PVC石塑基材及其应用" (申请号:2008100291675),是以石头粉:65~90%,聚乙烯(PVC) :10~25%,胶合剂:3~ 8%制作石塑基材。石塑材料的生产和应用虽然表明塑料与无机矿物可以制成良好的建材, 但还没有以垃圾塑料制作石塑的专利。一个同时涉及木塑和石塑的专利是专利5 :"一种生 活垃圾资源化利用方法"(申请号=2013102083199),涉及生活垃圾可分选出不同的资源化 利用物,包括木塑板和石塑板,但很明显地其木塑板和石塑板的制作需遵照相关的标准,需 添加特定填料(如木粉或石粉),并且不允许植物纤维和无机填料的混杂。
[0007] 本发明需要解决的是将包括垃圾塑料在内的全部生活垃圾中非生物质进行资源 化利用,其中包含较多的无机物,混杂着少量生物质,但在生产过程中无需在其中额外添加 植物纤维(如木粉)或无机填料(如石粉),并且不以木塑或者塑木材料、或者石塑材料为标 准,采用组合工艺生产一种新型复合材料。
发明内容
[0008] 本发明的目的是提供一种处理生活垃圾中非生物质的方法,利用其中的混杂塑料 作为基体树脂、其他非生物质成分作为填料,生产一种新型复合材料一混合塑料复合材 料(以下简称"混塑材料",英文名称Mixed Plastic Composites,缩写为MPC),以实现生活 垃圾处理的最大资源化。
[0009] 为了达到上述目的,本发明采用的工艺技术方案是:对生活垃圾中的可回收物进 行资源回收、有害垃圾及大件垃圾进行单独处理、生物质进行生物处理后,将剩余的生活垃 圾中非生物质中的混杂塑料作为基体树脂、其他非生物质作为填料,生产混塑材料。首先, 将生活垃圾中非生物质中的混杂塑料直接进行热熔成团块状,冷却后破碎成小于1〇_的 颗粒;将生活垃圾中非生物质中的其他非生物质进行撕碎、粉碎成小于20mm的片状或小于 2mm的颗粒;然后,对经上述处理后的混杂塑料和其他非生物质依特定配比进行拌和,依后 续混塑材料生产需求,造粒或者不造粒,加入或者不加入具有相容和/或偶联性能的助剂; 最后,采用热压,或者挤出,或者压延工艺生产混塑材料成型制品。
[0010] 需要指出的是,生活垃圾中非生物质由生活垃圾经分选后得到,主要包括废塑料、 橡胶、部分织物、沙土、砖瓦陶瓷、碎玻璃。鉴于生活垃圾极度混杂的状态以及日常用品中各 种复合材料的广泛应用,物理分选后的生活垃圾中非生物质成分将不限于以上类别,并且 不可避免地混杂着少量生物质,如纸类、植物类垃圾和废木料,甚至餐厨垃圾;正如生活垃 圾中生物质也混杂着非生物质一样。作为生活垃圾经上述的资源回收、单独处理和生物处 理后的剩余物,生活垃圾中非生物质的全部均为本发明需要处理的物质,在本发明涉及的 生产混塑材料的工艺流程中不再外加其他填料(如木粉或者石粉),只在需要满足对特定混 塑产品强度要求的情况下,最低限度地使用助剂(具有相容剂、偶联剂复合功能的改性剂)。 [0011] 混塑材料具有多个种类,多种用途,其中的混杂塑料基体树脂与其他非生物质填 料的配比及生产工艺并不相同,比如用作地砖的混塑材料中的无机物较多,而用作农业大 棚骨架的混塑材料中的植物纤维较多。因此,混塑材料依据使用要求和生产工艺有多种塑 料/填料配比,通过调节生产混塑材料的种类和数量,能够消纳全部生活垃圾中非生物质。
[0012] 由于制作混塑材料利用的是生活垃圾中非生物质,采用的是相对简单的热压、挤 出或压延技术,节水节能,生产的混塑材料无污染、可再生,按照"生态建材"是"采用清洁生 产技术、少用天然资源和能源、大量使用工业或城市固态废弃物生产的无毒害、无污染、无 放射性、有利于环境保护和人体健康的建筑材料"的定义,混塑材料属于一种生态建材。
附图说明
[0013] 图1是本发明的工艺流程图。
具体实施方式
[0014] 实施例1 请参阅附图1。
[0015] 在我国西北某地的一个生活垃圾综合处理厂,在将生活垃圾中可回收物、有害垃 圾、大件垃圾、生物质分选出并进行相应的处理之后,其剩余物--生活垃圾中非生物质的 组成如下表所示:
Figure CN105268718AD00051
生活垃圾中非生物质(表中1~5项)约占生活垃圾总量的25%,其中混杂塑料所占比 例最大,为11%。
[0016] 先将混杂塑料(主要包括PE、PP、PS、PVC、ABS)分选出来,不必水洗,直接加热熔化, 温度不高于200°C,形成团块状,待其冷却后破碎至小于10_的颗粒备用;同时将纸类、织 物撕碎成小于20_的片状,将木头粉碎成小于2_的粉末,将砖瓦陶瓷破碎成小于2_的 颗粒,作为填料备用;将塑料颗粒与填料以1 :1. 5~1. 8的比例拌和,不加助剂,直接布料, 热压成混塑材料板材;经过加工,制成对强度要求不高的建材,如地砖,多功能墙隔板、高速 公路隔音墙。此类混塑材料适于消纳本实施例中生活垃圾中的全部无机物(如砖瓦陶瓷)。
[0017] 实施例2 所用生活垃圾及对其中混杂塑料、纸类、织物、木头、砖瓦陶瓷的处理同实施例1。
[0018] 将塑料颗粒与填料以1 :0. 8~1. 2的比例配料,添加助剂(重量比彡3%)以增加混 杂塑料间的相容以及塑料与植物纤维、无机物之间的偶联,进行混合、造粒;通过双螺杆挤 出工艺生产混塑材料型材,制成对强度、形状、外观要求较高的建材,如农业大棚骨架,公园 座椅、护栏、花箱。此类混塑材料适于消纳本实施例中生活垃圾中的全部纤维类成分(如纸 类、织物、木头)。

Claims (4)

1. 一种利用生活垃圾中非生物质制作新型复合材料的方法,其特征在于:对生活垃圾 中的可回收物进行资源回收、有害垃圾及大件垃圾进行单独处理、生物质进行生物处理,其 剩余物构成生活垃圾中非生物质,利用其中的混杂塑料作为基体树脂、其他非生物质作为 填料,生产一种新型复合材料一混合塑料复合材料(以下简称"混塑材料"),以实现生活 垃圾处理的最大资源化。
2. 根据权利要求1所述的一种利用生活垃圾中非生物质制作新型复合材料的方法,其 特征在于:生活垃圾中非生物质由生活垃圾经分选后得到,主要包括废塑料、橡胶、部分织 物、沙土、砖瓦陶瓷、碎玻璃,并混杂少量生物质,如纸类、植物类垃圾和废木料,在生产混塑 材料过程中不再外加填料(如木粉或者石粉)。
3. 根据权利要求1所述的一种利用生活垃圾中非生物质制作新型复合材料的方法,其 特征在于:将生活垃圾中非生物质中的混杂塑料直接进行热熔成团块状,冷却后破碎成小 于10mm的颗粒;将生活垃圾中非生物质中的其他非生物质进行撕碎、粉碎成小于20mm的片 状或小于2mm的颗粒;对经所述处理后的混杂塑料和其他非生物质依特定配比进行拌和, 依后续混塑材料生产需求,造粒或者不造粒,加入或者不加入具有相容和/或偶联性能的 助剂;采用热压,或者挤出,或者压延工艺生产混塑材料成型制品。
4. 根据权利要求1所述的一种利用生活垃圾中非生物质制作新型复合材料的方法,其 特征在于:混塑材料依据使用要求和生产工艺有多种塑料/填料配比,通过调节生产混塑 材料的种类和数量,消纳全部生活垃圾中非生物质。
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