制鞋業廢棄物處置方案的探討
摘要:通過對福建省制鞋業廢棄物現狀的調查，闡述了廢棄物的種類及危害。提出了幾種可行的鞋業廢棄物處置方案，并分析了鞋業廢棄物TPR、SPVC、EVA經資源化處理后的膠粒和膠粉的基本物理、力學性能，對其在建筑材料中的利用進行了展望。
關鍵詞:鞋業廢料 焚燒 填埋 資源化處理
福建省是我國制鞋業的大省，其中莆田、泉州等地是我國運動鞋的主要生產地。目前，莆田有300多家制鞋企業，而泉州則擁有4000多家，其中晉江市約有1500家，該市旅游運動鞋總產量占世界總產量的1/8，已成為中國和世界制鞋工業的重要生產基地和出口基地。另外，福建省還有一些生產鞋用原輔材料的企業。如安海制革業、惠安百崎橡膠業、晉江陳埭鞋材市場等。制鞋業及相關企業已成為這些地區的支柱產業之一。制鞋業發展的同時也帶來了大量的廢料，從保護環境，節約資源角度看，需要對這些廢料進行處理和再生利用。
1 廢棄物現狀
制鞋業廢棄物的種類非常廣泛，根據鞋材來源主要分為幫面材料和鞋底材料。幫面材料主要由面材與里材兩部分組成。面材廢料主要是皮革、合成革、再生革、帆布、網布、咔嘰、嘩嘰等纖維織物及高分子材料和塑料等；里材廢料主要是棉布、紡織布、無紡布、網布、毛巾布、內里布、海綿等。
鞋底材料主要有橡膠、塑料、皮革和橡塑材料等。其中橡膠廢料約占鞋底廢料的一半，它包括天然橡膠（NR），丁苯橡膠（SBR），順丁橡膠（BR），異戊橡膠（IR），氯丁橡膠（CR），三元乙丙橡膠（EPDM），丁腈橡膠（NBR）等 ，當中最常見的為NR，SBR，BR。塑料廢料有聚乙烯（PE），增塑聚氯乙烯（SPVC），聚乙烯醋酸乙烯酯（EVA），聚丙烯（PP），熱塑性橡膠（TPR），聚氨脂（PU）等。在福建省，塑料廢料主要是SPVC，TPR，EVA。
目前，福建省制鞋生產80%以上屬于家庭作坊式企業，缺乏足夠的資金和技術對這些固體廢棄物進行處理，只能暫時無序堆積于廠房和城鎮周圍（見圖1）。而鞋業廢料密度小，體積大，占用大量場地空間，加劇了當地“垃圾圍城”的社會問題。
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圖1 鞋業廢棄物
對鞋業廢料傳統的處理方法主要有焚燒（常用露天焚燒）和填埋兩種方式，但是存在許多缺點：若燃燒不充分和控制不當，會產生有害氣體甚至產生二噁英，對空氣造成二次污染，同時剩余灰燼中殘存有害物質也會對環境造成危害；若不加處理，直接填埋，作為高分子材料的鞋業廢料又會發生反應，產生滲濾液或一些有毒、有害氣體，另外鞋業廢料的堆積密度較小，同質量廢料會占用較大塊土地，而且這些土地也難以再利用。故鞋業固體廢棄物的污染控制問題已經成為一個急需解決的嚴重問題。
2 廢料的處理方案
針對以上鞋業廢料的現狀，提出如下三種處理方案。
2.1 焚 燒
由于鞋業廢料中的皮革、纖維、橡膠、塑料等都是可燃性的，因此經過焚燒，可以實現減量化、無害化及殘灰的穩定化。
焚燒的關鍵是必須充分燃燒，因此不能采取傳統的焚燒方式（露天焚燒），而應采用專門的焚燒設備。焚燒設備主要有流化床焚燒爐、多段爐、轉爐、敞開式焚燒爐、雙室焚燒爐等。江蘇溧陽還研制了號稱“中國第一爐”的SLC立式垃圾焚燒爐，無需能源助燃，不必堆放、分揀，可使生活垃圾徹底焚燒。此焚燒爐被列為國家環保推廣項目 。
2.2 衛生填埋
衛生填埋是從傳統的堆放和填地處置發展起來的一項最終處置技術，不是單純的堆、填、埋，而是一種按照工程理論和土工標準，對固體廢物進行有控管理的一種綜合性科學方法。
具體操作如下：選擇一個合適的填埋場地，經防滲處理和設置甲烷氣體導出管路后，將廢料在限定的區域內鋪撒成40～70 cm的料層，然后壓實以減少廢料的體積，每天操作后用一層15～30 cm厚的粘土壤覆蓋，并壓實。當土地填埋達到一定的高度后，最后覆蓋上一層90～120 cm厚的粘土壤，壓實就得到一個完整的衛生土地填埋場 。
對鞋業廢料可先進行焚燒，通過燃燒回收其中的熱能，然后對其殘灰進行衛生填埋，則可以收到很好的處理效果。
2.3 資源化處理
資源化是當前世界公認廢棄物處理的重點發展方向，重復使用和回收再生在保護環境的同時也使廢棄物再資源化，節約了寶貴的資源。鞋業廢料中最主要的兩種高分子物質是橡膠和塑料，對這兩種不同的廢料可采用不同的再生利用方法。
2.3.1 廢橡膠
針對鞋業廢料中的廢橡膠，其主要的再生利用方法是將廢橡膠制成再生膠或膠粉和膠粒。再生膠目前是我國廢橡膠利用的主要方式，約占總廢橡膠利用量的80%左右，但其能耗高，附加值低，還有二次污染。利用廢橡膠生產膠粉和膠粒，在我國始于20世紀80年代后期。經過十幾年的發展，我國在膠粉制造技術和應用方面取得了較大進步，完成了與國際并軌的基礎準備，膠粉和膠粒將成為廢橡膠再利用的主體產品。
利用鞋業廢料制成的膠粉和膠粒現階段主要有以下三個方面。
（1） 直接或經過表面活化摻入膠料替代部分生膠制造輪胎和膠鞋等橡膠制品。
（2） 改性瀝青，用于鋪路可以減少噪音的生成，提高耐磨耐寒，延長使用期限一倍，縮短剎車制動距離。還可以用于裝修、防震、密封和防水卷材等。
（3）開發新型建筑材料，如已采用橡膠粉等體積替換細骨料，提高普通混凝土的韌性，并成功配制了C60高強橡膠粉增韌混凝土 ，另外還有膠粉改性的保溫混凝土等。
2.3.2 廢塑料
廢舊塑料的再生利用技術有直接再生利用和改性再生利用兩大類 。直接再生利用是廢塑料經過分類、清洗、破碎、造粒后直接進行成型加工。如用廢舊PVC硬制品經過上述處理后可以直接擠出管材，用于建筑物中的電線護管。用直接再生技術加工時，也可以加入適當的助劑組分（如穩定劑，防老化劑，著色劑等）進行配合，加入這些助劑只起改善加工性能、外觀或抗老化作用，并不提高再生制品的基本性能。此類再生利用的工藝路線比較簡單，且表現為直接處理和成型，目前使用比較普遍。在福建安海地區，對廢舊SPVC、TPR、EVA等鞋材的處理，基本采用此種技術。
常見的SPVC、TPR、EVA造粒后如圖2所示。他們的基本物理、力學性能如表1所示。
 SPVC(5～10目) |
 TPR（5目） |
 EVA（80～100目） |
圖2 SPVC、TPR、EVA造粒后的形態
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表1 SPVC、TPR、EVA基本物理、力學性能
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改性再生利用是指將再生料通過機械共混或化學接枝進行改性，如增韌、增強，并用復合活性粒子填充的共混改性，或交聯、接枝、氯化等化學改性，使再生制品的力學性能得到改善或提高，可以做檔次較高的再生制品。如用EVA對回收的廢PVC進行增韌處理；用經活化處理后的短玻璃纖維對廢PP、PVC、PE進行增強改性；用LDPE、HDPE、PP制備三元共混的合金等等。此類改性再生利用的工藝路線較復雜，有的需要特定的機械設備，這有待進一步研究和開發，它是廢舊塑料回收利用的發展方向和趨勢。
廢塑料經過再生利用技術后在建筑材料中有廣闊的應用前景，例如：利用廢PP加工成降低地表水位的盲溝或防止滑坡塌方的土工隔柵；用廢PP制土筋等 。日本一公司將廢舊泡沫塑料粉碎后經紅外線照射加熱，其體積減少到20%以下，再與特殊水泥混合，制成低成本的隔音材料，具有很好的隔音效果 。黃玉惠等[8]將廢舊塑料改性制成附加值高的高效水泥減水增強劑，對水泥減水率高于19%，并可將水泥的最終強度提高40%，可廣泛用于水壩、橋梁和高樓等大型土建工程。
3 結 語
針對不同鞋業廢料應采用相應的處理方法，若為幫面材料等利用率低的廢料，考慮用焚燒或填埋的方法處理；若為鞋底廢橡膠、廢塑料，應該對其進行資源化處理，其在建筑材料中應用前景廣闊，潛力很大。
參考文獻
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