Vilka typer av återvinningsteknik har störst inverkan?

Viktiga takeaways

• Mekanisk återvinning återanvänder material genom fysiska processer men ger biprodukter av lägre kvalitet. Det är billigare men äventyrar integriteten hos återvinningsbart material.
• Kemisk återvinning bryter ner avfall till individuella monomerer och tar emot ett bredare spektrum av avfall. Pyrolys, förgasning och solvolys är typer av kemisk återvinning.
• Automater och incitamentsprogram uppmuntrar återvinning, men de begränsas av återvinningsbart material de accepterar. Återvinning av avfall till energi och litiumjonbatterier har också potential.

Återvinningsgraden över hela världen håller på att stiga trots att ideella organisationer (NPOs) och miljöaktivister har ökat medvetenheten. Olika avfallstyper hamnar fortfarande på samma deponier. Även om flera faktorer bidrar till dålig avfallshantering, är inkonsekventa återvinningsprocesser och insamlingar främst skyldiga. Många länder använder fortfarande billiga men föråldrade system.

Så när återvinningstekniken går framåt, vilka typer av återvinningsteknik har störst inverkan?

1. Mekanisk återvinning

Mekanisk återvinning återanvänder insamlat material genom olika fysiska processer, som fragmentering, smältning och reformering. Det behåller återvinningsmaterialets kemiska struktur, vilket innebär att du inte kan blanda olika material. Avfallsmyndigheter använder ofta denna process vid återanvändning av papper, glas, metall och plastföremål.

Många offentliga och privata sektorer förlitar sig på mekaniska återvinningsprocesser eftersom de är billigare än andra återvinningstekniker. DIYers bygger till och med provisoriska inställningar som maler, smälter och formar återvinningsbart material.

En nackdel med mekanisk återvinning är dock att den generellt ger biprodukter av lägre kvalitet än andra system. Hårda fysiska processer äventyrar den strukturella integriteten hos återvinningsbart material. Till exempel kanske du märker att papperspåsar och plastflaskor gjorda av 100 % återvunnet material känns tunna.

2. Kemisk återvinning

Kemisk återvinning bryter ner avfall till sina basbyggstenar. Den producerar enskilda monomerer och återanvänder dem till nya produkter – återvinningsbara material behåller inte längre sin ursprungliga form. I själva verket antar de helt och hållet ett annat tillstånd av materia.

Den största fördelen med kemisk återvinning är att den tar emot ett mycket bredare utbud av avfall. Mekaniska processer kan inte återvinna "smutsiga" föremål. De flesta avfallshanteringsanläggningar skickar korroderade, smutsiga eller kontaminerade återvinningsbara material (t.ex. plastflaskor med överbliven juice och rått köttförpackningar) till deponier.

De OECD rapporterar till och med att endast nio procent av plastavfallet återvinns. Det finns idag tre typer av kemikalieåtervinning.

Pyrolys

Pyrolys värmer återvinningsbart material i hög temperatur, noll-syre termisk nedbrytning som sträcker sig från 752 till 1 472 grader Fahrenheit. Det är vanligt att hantera komplexa plaster. Processen bryter ner dem till molekylär nivå och omvandlar dem till återvunnen bioolja, syngas eller biprodukter av träkol. Pyrolysbiprodukter är nästan av samma kvalitet som jungfruliga material. Den här videon visar en utmärkt demonstration av hur kemisk återvinning, till skillnad från mekaniska processer, håller kvaliteten.

De FHWA anger att amerikanska bilister kastar över 280 miljoner bildäck årligen, men tillverkare kan inte slarvigt använda hållbart men osäkert återanvänt gummi. Big Atom Tire Recycling löser detta problem genom pyrolys. Dess team bryter kemiskt ner skrotdäck till råolja och plast, vilket kan fungera som råmaterial för helt nya, pålitliga vägdäck.

Förgasning

Förgasning är en termokemisk återvinningsprocess som värmer återvinningsbart material vid 1 472 till 2 192 grader Fahrenheit med begränsat syre. Den bryter ner använd plast, biomassa och organiskt avfall. Men till skillnad från pyrolys kräver detta komplexa system en mycket varmare temperatur för att skapa värme, elektricitet och syntesgas (syngas). Förgasning är också ett effektivt sätt att generera ren energi från kasserade återvinningsbara material. Förbrukningen av fossila bränslen skulle minska världen över om människor hämtade energi från solpaneler och återvunnet avfall.

Solvolys

Solvolys är en lågtemperatur termokemisk process som löser upp återvinningsbart material i ett speciellt lösningsmedel vid 212 till 572 grader Fahrenheit. Det är ett effektivt sätt att återvinna polyestrar eller polyuretaner. Avfallshanteringsanläggningar skickar vanligtvis dessa typer av blandat plastavfall till deponier eftersom de inte tål mekanisk återvinning.

Naturligtvis tar solvolys även in biomaterial och organiskt avfall. De vanligaste biprodukterna av solvolys inkluderar bränsle, oligomerer och monomerer. Dessa återvunna material är mångsidiga; tillverkare kan använda dem för att producera kvalitetsplastprodukter, etanolalkohol och smörjmedel.

Även om pyrolys, förgasning och solvolys är överlägsna mekaniska återvinningssystem, kan bara ett fåtal avfallshanteringsanläggningar investera i dem. Tyvärr är de dyra att köpa och underhålla. Det kan ta decennier innan de blir standardåtervinningstekniker över hela världen.

3. Backautomater

Reverse vending machines (RVM) främjar återvinning genom att uppmuntra människor att deponera återvinningsbart material (t.ex. tomma glasbehållare, plastflaskor och aluminiumburkar) för belöningar. De delar vanligtvis ut kuponger, rabattkort eller kontanter. Sätt bara in dina återvinningsbara föremål i maskinen, samla dina belöningar, så sorterar den automatiskt ditt avfall åt dig. Den största begränsningen för RVM: er är att de är kräsna med de återvinningsbara material de accepterar. Eftersom de flesta avfallshanteringsanläggningar fortfarande använder mekaniska processer kan de inte riskera att få förorenade återvinningsbara material som kan hamna på deponier.

Detaljhandelsvarumärken imiterar samma koncept genom att uppmuntra konsumenter att återvinna specifika föremål. Ta Apples återvinningsprocess som ett exempel. Det uppmuntrar användare att sätta in sina gamla Apple-prylar i utbyte mot speciella kampanjer och rabatter.

4. Waste-to-Energy (WtE)

Waste-to-Energy återvinner kommunalt, industri- och jordbruksavfall genom kontrollerad förbränning med hög temperatur. Den producerar rena energibiprodukter (t.ex. värme och elektricitet). I en större skala kan WtE-tekniker bidra till att göra alternativa energiresurser mer tillgängliga.

Medan WtE och förgasning följer samma process och producerar samma biprodukter, notera att de använder olika tekniker. Förgasning värmer upp avfallsföremål med begränsat syre, medan WtE direkt förbränner återvinningsbart material. Dessutom kan WtE inte producera syngas.

5. Återvinning av litiumjonbatterier

Med samhällets växande beroende av eldrivna enheter som smartphones, skotrar och elbilar, efterfrågan på litiumjonbatterier ökar stadigt.

IEA rapporterar att efterfrågan på elbilar ökade från 330 till 550 GWh 2022. Och medan litiumjonbatterier utan tvekan är mindre skadliga än fossila bränslen, kommer masstillverkning av dem oavsiktligt att starta fler gruvprojekt.

Det bästa tillvägagångssättet är att följa mer hållbara återvinningssystem. Batteriavfalls- och återvinningsanläggningar bör utföra dessa processer så att li-jontillverkare kan sluta lita på jungfruliga material.

Pyrometallurgi faller under pyrolys. Det innebär att värma upp återvunna batterier i kontrollerade utrymmen med hög temperatur med lite eller inget syre. Återvinningsanläggningar kan utvinna olika jordmetaller efter nedbrytning. Den största nackdelen med pyrometallurgi är att den avger kväveoxid och svavel under uppvärmningsprocessen, och anläggningar bör kontrollera dessa utsläpp.

Hydrometallurgi är motsatsen till pyrometallurgi. Det är en lågtemperaturprocess som löser upp återvunna batterier i en speciell lösning. Återvinningsanläggningar utvinner även jordmetaller efter nedbrytning. Det största problemet med hydrometallurgi är att det producerar avloppsvatten, som anläggningar måste bortskaffa säkert och noggrant.

Direkt återvinning

Direkt återvinning är en mekanisk process där döda batterier återvinns och renoveras. Det är ett billigt, tillgängligt system. Observera bara att renoverade batterier inte längre lämpar sig för sin ursprungliga avsedda funktion – du kan bara använda dem som reservkraftkällor.

Spela din roll genom att veta hur man kasserar urladdade batterier. C&EN rapporterar att endast fem procent av litiumjonbatterier återvinns eftersom konsumenter och tillverkare följer slarviga metoder för kassering.

Tekniska framsteg kommer att fortsätta effektivisera återvinningssystemen

Återvinningsgraden över hela världen kommer inte att förbättras över en natt. Hushåll, privata enheter, ideella organisationer och statliga organ måste arbeta för att använda effektiv återvinningsteknik och försöka integrera dem i lokala avfallshanteringspolicyer. Alltför många avancerade sorteringssystem är fortfarande underutnyttjade. Observera bara att effektiva återvinningssystem bara mildrar skadorna av samhällets växande avfallsproblem. Alla borde fortfarande fokusera på att eliminera engångsplastprodukter.