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VinylPlus项目见证了多年来欧洲PVC回收量的逐步增长,其他国家和地区也纷纷效仿,建立了类似的计划。
主图:淘汰的PVC窗框为PVC回收提供了废物来源(图片来源:SHUTTERSTOCK)
即使有疫情的影响,工业和消费品废弃物中PVC的回收率也仍然在不断的增加。随着环保意识的提高,建筑业转向循环经济的压力也越来越大,业内更加强调对废弃材料的回收利用。建筑行业通常不会考虑产品报废后该如何处理,因为建筑产品的使用寿命较长,且需要符合严格的技术性能标准。但是,建筑行业迟早都要解决废弃物回收的问题。
欧洲PVC行业取得长足进展
欧洲PVC行业可持续发展承诺计划VinylPlus表示,在过去的20年中,PVC回收取得了诸多进展,设立了许多本世纪初没有的收集和回收方案。“2020年虽然受到疫情的影响,VinylPlus仍然取得了良好的成绩,回收了73万吨PVC并制成新的产品。”VinylPlus表示。目前欧洲有100多个回收点,专门处理PVC管道、型材、地板、涂层织物和薄膜。
欧洲单层屋面防水协会(ESWA)在欧洲回收PVC已有20多年。Roofcollect这一正式项目在2018年回收了16,500吨屋面和防水薄膜。
VinylPlus在20年前建立了Recovinyl平台,回收商和加工商能通过平台促进PVC废料的收集和回收。“通过这些方式,截至2020年我们回收了650万吨PVC并制成新产品,减少二氧化碳排放达1300万吨。”VinylPlus表示。2020年,欧洲27国和挪威、瑞士和英国的PVC可用废物中大约有27.5%制成了再生材料。2020年窗户型材和相关的建筑材料废物的回收量为353,443吨,占VinylPlus框架下PVC总回收量的48%(详见条形图)。
截至2020年VinylPlus框架内回收的PVC(数据来源:VinylPlus)
Recovinyl每年都会提供回收认证码并通过全回收链可追溯系统来监测材料的质量和安全性,从而确保公开透明。为了进一步增强Recovinyl的记录和追溯系统,去年VinylPlus引进了Recotrace,这也是第一款符合欧洲委员会循环塑料联盟(CPA)监测要求的系统。
“VinylPlus承诺在2025年和2030年分别达成新产品中每年回收90万吨和100万吨PVC的目标,并且将依照CPA和欧盟的政策举措,鼓励回收、循环和重新使用塑料制品。”该组织表示。
在2020年,EPPA(PVC窗户系统及相关建筑产品欧洲制造商的贸易协会)和Recovinyl合作开发了一种具有普适性的方法来促进窗户型材的回收,以便达成VinylPlus 2025年的目标。相关的行动计划将重点关注德国、法国和波兰,这几个国家被认为在窗户材料回收领域最具有潜力。德国的Rewindo回收计划专门回收PVC窗户、滚轮百叶窗和相关产品,据估计,在目前已投入使用的约300万扇窗户中,有三分之二由PVC制成。这些窗户在未来几年达到使用寿命后,将为德国的PVC窗户回收提供丰富的原料来源。
专注于回收PVC的公司们的努力
法国生态转型局(Ademe)为企业转向循环经济提供财政支持。目前该局面临的一个挑战是寻找可供回收的PVC废弃物的来源。Benvic Group的附属机构Ereplast就是获得政府财政支持的公司之一。该回收公司利用位于舍维尼的Benvic总部的资源,为含有回收料的PVC化合物创造商机,将回收料重新制成原来的产品。2019年10月,Benvic收购了Ereplast,自那时起,公司就专注于回收PVC。“这已经是公司最主要的业务,并且由于有了法国生态转型局的帮助,公司能够加快自身的投资进程,生产更多的材料。”Benvic表示。
“回收商未来面临的挑战并不是产品卖不出去,而是如何找到经过正确分选、识别并且可用于回收的材料。Benvic采取的策略之一是识别所有可能需要回收的PVC废弃物——无论是生产废料还是报废的产品——然后找到合适的回收工艺。”
Benvic表示对属于扩展延伸生产者责任制框架内的PVC产品特别感兴趣,该框架正在建筑、DIY和运动/休闲等新领域发挥作用。Benvic说,公司与产品制造商和生态组织都建立了联系,针对充气床垫、银行卡、交通锥和工业应用装饰膜等不同领域的前期工作正在进行中。
该公司还鼓励回收消费后PVC材料。舍维尼附近的分拣中心免费回收报废的PVC建筑产品,如窗户、卷帘和电缆管道等。Benvic对废物处理中心的员工进行培训,以便他们准确地评估物品是否可以回收。Benvic希望在法国其他地方进行推广。
英国uPVC窗户回收专家CNC Recycling总部位于米德尔斯堡,并在英格兰和苏格兰设有多家分支机构。公司销售和采购总监伊恩·沃德(Ian Ward)说,要想经济划算地回收报废窗框,就必须达到一定的回收数量来支持公司的回收计划,这是目前公司遇到的一个阻碍。
“CNC Recycling已从一家业务仅限于英国东北部的企业发展成为一家全国性的uPVC窗户回收专业公司,致力于为门窗行业的废弃门窗提供填埋之外的可持续性替代方案。”沃德说,“uPVC 窗户可以重复循环利用多达10次,使用寿命可能长达150年。”该公司去年从旧窗框中收集并回收了近15,000吨uPVC。
窗户(和门)框以及制造新框架产生的边角料在收集完毕后将被重新加工,将PVC与钢筋分离,最终生产出回收复合颗粒,以供循环使用。
由于需求量的增加,CNC Recycling在2021年整年对工厂和机器做了几项“重大”的投资。沃德说,房主们目前正在更换窗户,要么是为了提高房子的热效率,要么是为了追逐时尚潮流(例如,使用新的色彩)。
仅在英国就有约85%的旧窗户正在被uPVC材质取代。“我们作为Recovinyl计划的成员之一,能够报告回收的具体数量,这意味着行业可以准确地追踪有多少材料经过加工和再利用,制成了新的产品。我们也能有效地游说政府,加强与政府的联系,以保护PVC回收行业的光明未来。”
沃德表示,大型型材公司对英国境内的uPVC回收设备和基础设施进行了大量投资。他还指出,两年前,英国玻璃和玻璃联合会(UK’s Glass & Glazing Federation)与CNC Recycling合作,为安装商和制造商推出了新的uPVC回收计划。
Rehau是世界上最大的uPVC窗型材挤出商之一。其子公司PVCR在英国朗科恩设有基地,是英格兰西北部最大的uPVC回收商,每年处理超过13,200吨消费后回收的门窗框。公司总经理塞里·戴维斯(Ceri Davies)说:“Recovinyl计划具有重大的影响力,为整个欧洲地区PVC价值链的最佳实践提供了启发。具体来说,该计划提供的关于PVC废弃物和PVC再生料的可量化数据,是我们公司运营宝贵的晴雨表。我们通过Recovinyl计划获取信息,进而准确地规划公司未来的发展。其中也包括我们制定的到2024年回收量增长100%的目标——相当于每年回收和处理24,000公吨旧窗框。”
Rehau还希望增加最高等级PVC材料的数量,重新引入新的产品线。Rehau对再生PVC的颜色要求非常明确,要确保不再使用无机化学品着色。PVCR要确保所有重新进入公司供应链的再生窗框都满足这一要求,这一点非常重要。
“这就是我们寻求进一步改进过滤工艺的原因——目前,大约有50%的窗框回收后可制成最高等级的PVC,其中破碎和造粒过程产生的副产品有35%出售给其他企业。我们希望将这一比例提高到70%。”
图:UPVC 窗框在英国越来越多地被回收利用(图片来源:CNC RECYCLING)
自2009年成立以来,另一个英国项目Recofloor已经回收了6,000多吨本应进入填埋场的废弃乙烯基地板。地板材料回收后用于生产新的地板和交通稳静化产品。2021年最新的数据显示,Recofloor项目共收集了578吨废弃乙烯基地板。
该项目的经理卡拉·埃斯拉瓦(Carla Eslava)表示,建筑业是英国自然资源消耗最大的行业。政府的统计数据显示,近年来英国每年约产生6500万吨无害的拆建废料。回收率虽然远高于90%,但仍有近500万吨废料以堆填的方式处理。
“虽然PVC和金属等许多材料是可回收的,但对于废弃物管理来说,建筑行业极具挑战,面临的情况纷繁复杂,收集可回收资源严重依赖与承包商的合作。”
埃斯拉瓦说,未来需要做更多的工作来为报废材料开发行之有效的回收技术,并为回收料开拓终端市场。
埃斯拉瓦表示,针对建筑安装废料的问题,Recofloor项目为“循环建造”的理念提供了良好的范本,可持续性地收集在翻新和新建项目(包括项目现场)产生的商业乙烯基地板废料。该项目接受的废料包括:安装边角料,凸起、光滑、铺设松散的乙烯基地板,LVT地板、边角料和轧辊端头。
图:自2009年以来,英国的Recofloor项目已经回收了6,000多吨本应进入填埋场的废弃乙烯基地板。
(图片来源:RECOFLOOR)
埃斯拉瓦指出,转向循环建造原则仍然面临许多挑战,例如在有许多不同承包商的繁忙现场收集废料非常困难、运输问题、缺乏分拣的基础设施和终端市场有限。“例如,Recofloor依靠个体承包商将乙烯基地板送来回收利用。如果缺乏有效的沟通或是他们参与的意愿不高,则很难完成。”
资源回收专家Axion公司的咨询主管理查德·麦金莱(Richard McKinlay)表示,废料分拣“是我们最开始就需要集中精力关注的问题,这样材料才能够进行回收。建立起系统后,就可以开始构建基础设施,让废弃材料可以最终得到循环利用。”
在意大利,PVC Forum Italia和VinylPlus于2016年启动了WREP(废料回收计划),以评估改善PVC回收利用的潜力,推动制定PVC废料收集和回收试点计划,提高回收自城市废弃物(拆建垃圾)的PVC的数量和质量。2018 年,威尼斯和特雷维索地区的综合公用事业公司Veritas Group和Recovinyl的区域代表DAE共同参与了第一个试点项目。
在试验阶段,一年的时间内共收集了大约135吨废料,其中89%制成了PVC再生料。PVC Forum Italia培训供应链的运营商在PVC产品的使用寿命结束时对其进行了识别、选择和管理。与此同时,WREP项目已扩展到意大利西北部的其他地区以及托斯卡纳。
PVC Forum Italia表示,通过WREP项目的各种举措回收的废弃物总量约为 42,000吨。“其中,549吨PVC经过分拣和分离,供应给回收商,他们生产了502吨优质PVC再生料,与生产PVC原生料相比,相当于减少了二氧化碳排放 1,000吨。这些初步数据显示,意大利全国范围内可利用的PVC废料总量超过 10,000吨/年。该项目适应不同地域需求,可以在所有的地区推广复制。”
去年,总部位于帕多瓦的光学仪器和系统制造商Phoenix受委托设计和制造了一款简单的手持设备,供操作员从混合塑料中分拣PVC使用。“即使仍处于样本的阶段,分拣系统也被证实是稳健、可靠的,能够对相关要求及时响应,”VinylPlus Italia和PVC Forum Italia主席卡洛斯·康蒂(Carlo Ciotti)说。
世界各地PVC回收项目进展如火如荼
除欧洲以外的其他地区的行业机构也一直在推进PVC回收项目。例如,自 1998 年以来,澳大利亚乙烯基委员会(Vinyl Council of Australia,VCA)一直在促进澳大利亚PVC废料回收量的增长。
根据2020年可能产生最多可用PVC废料的地点的建模数据,VCA估计在10个关键应用领域每年可能产生约157,000吨PVC废料,相当于澳大利亚每年塑料消费总量的4.5%;目前澳大利亚PVC的回收/再循环率仅为5%左右。
由VCA管理的澳大利亚行业自愿PVC管理计划(PSP)已有超过50家PVC产业链公司签约。2020年,五分之四的PSP签署方将产品投放市场时使用了PVC再生料。本地签约的加工商在建筑型材、地板和管道等产品中使用了超过1,400吨的PVC回收料。
图:在意大利收集的PVC管道废料(图片来源:VINYLPLUS ITALIA)
图:澳大利亚泳池衬垫的PVC回收物(图片来源:VINYL COUNCIL OF AUSTRALIA)
VCA及其成员和合作者针对经济上可行的PVC回收基础设施和技术开展了一些研究项目,其中就包括TexBack项目,该项目探索复合材料的再加工和回收,例如PVC涂层纺织品和地板。一家试点工厂正在规划当中,用于PVC分离技术以及设计和开发适用的商业模式,用于PVC涂层纺织品的产品管理计划。如果该项目取得成功,每年将回收20,000多吨本应进入垃圾填埋场的PVC和聚酯,并进行再加工和回收,制成优质的新产品。
澳大利亚也是回收PVC医疗废物的先锋力量。2013年,VCA与其会员Baxter Healthcare和Relvic Australia推出了医疗PVC回收项目,收集并回收大量的PVC产品,如静脉输液袋(IV Bag)、氧气面罩和导管,再制成实用的新产品。
在265家参与的澳大利亚医院中,该项目共收集了500多吨PVC医疗废物,相当于25米的静脉输液袋。VCA取得的成功启发了欧洲、英国、南非、加拿大和泰国类似PVC医疗回收项目。
比如加拿大乙烯树脂研究所(Vinyl Institute of Canada)于2020年9月在加拿大启动了PVC 123医用PVC回收试点合作伙伴项目。当时,该研究所表示医院手术室是第一个收集点,因为手术室内产生静脉输液袋、氧气面罩和氧气管等废物是最多的,收集完成后,废料将被重新加工成新产品。加拿大全国多家医院现已参与到该项目中。
在北美,总部位于华盛顿特区的乙烯材料委员会(Vinyls Council)表示,每年约有125万吨乙烯树脂废弃材料(来自工业或消费后废弃物)由填埋场处理,其中大约50万吨在美国和加拿大被收集并回收;其中包括435,000吨预先消费的乙烯树脂材料和 65,000吨以非包装消费后乙烯树脂材料为主的废料(主要是建筑材料)。
乙烯树脂可持续发展协会(Vinyl Sustainability Council)由全美的乙烯树脂价值链的成员组成,专注于增加消费后乙烯树脂的回收。该协会正在与化学纤维胶膜协会(Chemical Fabrics and Film association)合作开展乙烯屋面回收试点计划;还与乙烯基壁板研究所(Vinyl Siding Institute)在俄亥俄州东北部开展乙烯基壁板试点计划。
位于俄亥俄州克利夫兰的化学纤维胶膜协会(CFFA)乙烯基屋面部门由北美领先的PVC屋面膜制造商共同组成。在美国,消费后PVC屋面回收主要依赖于个别公司的计划。因此,回收量大大低于欧洲,化学纤维胶膜协会的詹妮·奥布洛克(Jenny Oblock)表示。
“尽管如此,消费后PVC屋面回收技术的可行性已得到美国多家屋面公司的证实。”奥布洛克以美国职业棒球大联盟多伦多蓝鸟队的主场罗杰斯中心(见图)为例展开分析,“该中心在2020年使用寿命结束时,化学纤维胶膜协会乙烯基屋面部门的成员制造商总共回收了近100万磅(约450吨)PVC屋面薄膜。”
多伦多罗杰斯中心原有的43,000平方米PVC屋面在暴风雨破坏后需要更换。场馆复杂的结构被Sika Sarnafil开发的另一种PVC系统所取代。这家公司管理着一个屋面回收项目,屋面承包商可以通过该项目帮助制造商回收使用过的PVC材料,这些材料将在屋面膜或人行道中焕发新的生命。该计划已回收超过36,000吨加工材料。
(图片来源:SIKA SARNAFIL)
“化学纤维胶膜协会乙烯基屋面部门正在评估将屋面试点计划转变为国家计划的途径,具体方法是建立一个商业案例,增加对回收利用消费后PVC屋面所需的投资。”
自2020年底以来,位于弗吉尼亚州亚历山大市的乙烯基壁板研究所(Vinyl Siding Institute)一直在开展实况调查,开发可以在整个北美地区复制推广的回收计划模型。去年9月,几家知名企业在该行业的地理中心位置建立了一个联盟,它们表示这将对聚合物壁板的回收计划发展产生重大影响。这个联盟就是俄亥俄州东北部乙烯基壁板回收联盟(NEOH-VSRC),服务于凯霍加县(克利夫兰都会区)和周边地区。
联盟的目标是制定回收标准并协调消费者、承包商、分销商、垃圾回收商、运输公司、清洁工/回收商、制造商和其他相关利益相关方,以增加该地区的消费后回收量。目标包括创建一个直接与经销商、承包商和工厂合作的方案,以从制造车间、建筑工地和改造项目中收集、运输和回收废旧PVC。
去年10月,联盟成员Return Polymers公司的总裁兼首席执行官大卫·福尔(David Foell)表示,自8月中旬开始组建以来,联盟已经回收了超过18吨的乙烯基壁板。“Return Polymers从事回收利用行业已有30年。”福尔说,“得益于最新的产品创新和技术改进升级,像我们这样的回收商现在可以使用消费后的材料来制造高质量的产品。”
医疗压力
去年6月,NGO无害卫生保健组织(Health Care Without Harm,HCWH Europe) 发表了一篇论文,论述PVC整个生命周期中复杂的健康和环境问题。无害卫生保健组织表示:“目前所有的证据都支持这样一个简单的结论,即PVC是有问题的,并且它会带来重大但却通常可以避免的健康问题。”该非政府组织呼吁政策制定者要制定一项在欧洲淘汰PVC的策略。
PVC医疗行业的成员通过PVCMed联盟做出了回应,称论文采取的立场可能会阻碍医院塑料循环回收的举措。PVCMed联盟是欧洲乙烯基制造商理事会的价值链平台,旨在提高人们对在医疗保健中使用PVC的认识并促进理性决策。
PVCMed联盟项目经理欧雷·汉森(Ole Grøndahl Hansen)说:“该论文漏洞百出,我们呼吁欧洲政策制定者和医院置之不理。欧洲各地的许多医院目前正在研究如何循环回收产生的塑料废物。如果他们决定听从非政府组织的建议,医院对环境的影响反而会是弊大于利。”
汉森说:“非政府组织的论文声称PVC是不可回收的,很容易被替代,并且含有对健康和环境有害的化学物质。我们开展的批判性审查彻底推翻了这种论调和其他几项毫无根据的主张。”
目前,全球有300多家医院收集含PVC的医疗器械并进行回收利用。
图:Bausano表示其MD Plus和MD Nextmover双螺杆挤出生产线适用于回收工艺(图片来源:BAUSANO)
为加速欧洲医疗卫生行业的绿色转型,VinylPlus Med去年10月在比利时启动了一项试点项目,并表示随后将在欧洲其他地方进行推广。
PVCMed联盟在启动比利时项目时表示,对非传染性塑料废物进行充分地分类、回收可以显著降低医院对环境的影响及其运营成本。一次性PVC医疗器械的回收项目旨在帮助比利时医院对PVC医疗废物流进行分类。该计划主要针对干净且符合REACH标准的PVC废料,这些废料可回收用于在欧洲销售的各种高价值产品。
该项目的参与者包括总部位于布鲁塞尔的Europe Hospitals、废物管理公司Renewi(总部位于英国,但主要在比荷卢地区开展业务)、回收商Raff Plastics(比利时胡图尔斯特)和VinylPlus。
PVC是塑料医疗器械使用最多的一种单一材料,市场份额接近30%。丹麦PVC信息委员会(PVC Information Council Denmark)委托进行的一项调查表明,预计PVC将在未来几年保持第一名的位置。
针对无害卫生保健组织(和其他非政府组织)关于回收含铅稳定剂PVC问题的讨论,PVCMed联盟表示,欧盟PVC行业已于2015年完成了对含铅稳定剂的自愿更换。该联盟表示:“欧盟目前正在讨论回收含铅的PVC。根据ECHA的规定,对于三层下水道管道或窗框中间层等材料,回收利用优于焚烧或填埋。非政府组织反对回收含铅聚氯乙烯;然而,他们没有提出任何处理此类废物的可持续解决方案。”
图:VinylPlus Med在比利时的医院启动了医用PVC回收试点计划(图片来源:VINYLPLUS MED)
本文翻译自AMI《塑料回收》杂志
作者:彼得·梅普斯顿