制鞋业废弃物处置方案的探讨
摘要:通过对福建省制鞋业废弃物现状的调查，阐述了废弃物的种类及危害。提出了几种可行的鞋业废弃物处置方案，并分析了鞋业废弃物TPR、SPVC、EVA经资源化处理后的胶粒和胶粉的基本物理、力学性能，对其在建筑材料中的利用进行了展望。
关键词:鞋业废料 焚烧 填埋 资源化处理
福建省是我国制鞋业的大省，其中莆田、泉州等地是我国运动鞋的主要生产地。目前，莆田有300多家制鞋企业，而泉州则拥有4000多家，其中晋江市约有1500家，该市旅游运动鞋总产量占世界总产量的1/8，已成为中国和世界制鞋工业的重要生产基地和出口基地。另外，福建省还有一些生产鞋用原辅材料的企业。如安海制革业、惠安百崎橡胶业、晋江陈埭鞋材市场等。制鞋业及相关企业已成为这些地区的支柱产业之一。制鞋业发展的同时也带来了大量的废料，从保护环境，节约资源角度看，需要对这些废料进行处理和再生利用。
1 废弃物现状
制鞋业废弃物的种类非常广泛，根据鞋材来源主要分为帮面材料和鞋底材料。帮面材料主要由面材与里材两部分组成。面材废料主要是皮革、合成革、再生革、帆布、网布、咔叽、哗叽等纤维织物及高分子材料和塑料等；里材废料主要是棉布、纺织布、无纺布、网布、毛巾布、内里布、海绵等。
鞋底材料主要有橡胶、塑料、皮革和橡塑材料等。其中橡胶废料约占鞋底废料的一半，它包括天然橡胶（NR），丁苯橡胶（SBR），顺丁橡胶（BR），异戊橡胶（IR），氯丁橡胶（CR），三元乙丙橡胶（EPDM），丁腈橡胶（NBR）等 ，当中最常见的为NR，SBR，BR。塑料废料有聚乙烯（PE），增塑聚氯乙烯（SPVC），聚乙烯醋酸乙烯酯（EVA），聚丙烯（PP），热塑性橡胶（TPR），聚氨脂（PU）等。在福建省，塑料废料主要是SPVC，TPR，EVA。
目前，福建省制鞋生产80%以上属于家庭作坊式企业，缺乏足够的资金和技术对这些固体废弃物进行处理，只能暂时无序堆积于厂房和城镇周围（见图1）。而鞋业废料密度小，体积大，占用大量场地空间，加剧了当地“垃圾围城”的社会问题。
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图1 鞋业废弃物
对鞋业废料传统的处理方法主要有焚烧（常用露天焚烧）和填埋两种方式，但是存在许多缺点：若燃烧不充分和控制不当，会产生有害气体甚至产生二噁英，对空气造成二次污染，同时剩余灰烬中残存有害物质也会对环境造成危害；若不加处理，直接填埋，作为高分子材料的鞋业废料又会发生反应，产生渗滤液或一些有毒、有害气体，另外鞋业废料的堆积密度较小，同质量废料会占用较大块土地，而且这些土地也难以再利用。故鞋业固体废弃物的污染控制问题已经成为一个急需解决的严重问题。
2 废料的处理方案
针对以上鞋业废料的现状，提出如下三种处理方案。
2.1 焚 烧
由于鞋业废料中的皮革、纤维、橡胶、塑料等都是可燃性的，因此经过焚烧，可以实现减量化、无害化及残灰的稳定化。
焚烧的关键是必须充分燃烧，因此不能采取传统的焚烧方式（露天焚烧），而应采用专门的焚烧设备。焚烧设备主要有流化床焚烧炉、多段炉、转炉、敞开式焚烧炉、双室焚烧炉等。江苏溧阳还研制了号称“中国第一炉”的SLC立式垃圾焚烧炉，无需能源助燃，不必堆放、分拣，可使生活垃圾彻底焚烧。此焚烧炉被列为国家环保推广项目 。
2.2 卫生填埋
卫生填埋是从传统的堆放和填地处置发展起来的一项最终处置技术，不是单纯的堆、填、埋，而是一种按照工程理论和土工标准，对固体废物进行有控管理的一种综合性科学方法。
具体操作如下：选择一个合适的填埋场地，经防渗处理和设置甲烷气体导出管路后，将废料在限定的区域内铺撒成40～70 cm的料层，然后压实以减少废料的体积，每天操作后用一层15～30 cm厚的粘土壤覆盖，并压实。当土地填埋达到一定的高度后，最后覆盖上一层90～120 cm厚的粘土壤，压实就得到一个完整的卫生土地填埋场 。
对鞋业废料可先进行焚烧，通过燃烧回收其中的热能，然后对其残灰进行卫生填埋，则可以收到很好的处理效果。
2.3 资源化处理
资源化是当前世界公认废弃物处理的重点发展方向，重复使用和回收再生在保护环境的同时也使废弃物再资源化，节约了宝贵的资源。鞋业废料中最主要的两种高分子物质是橡胶和塑料，对这两种不同的废料可采用不同的再生利用方法。
2.3.1 废橡胶
针对鞋业废料中的废橡胶，其主要的再生利用方法是将废橡胶制成再生胶或胶粉和胶粒。再生胶目前是我国废橡胶利用的主要方式，约占总废橡胶利用量的80%左右，但其能耗高，附加值低，还有二次污染。利用废橡胶生产胶粉和胶粒，在我国始于20世纪80年代后期。经过十几年的发展，我国在胶粉制造技术和应用方面取得了较大进步，完成了与国际并轨的基础准备，胶粉和胶粒将成为废橡胶再利用的主体产品。
利用鞋业废料制成的胶粉和胶粒现阶段主要有以下三个方面。
（1） 直接或经过表面活化掺入胶料替代部分生胶制造轮胎和胶鞋等橡胶制品。
（2） 改性沥青，用于铺路可以减少噪音的生成，提高耐磨耐寒，延长使用期限一倍，缩短刹车制动距离。还可以用于装修、防震、密封和防水卷材等。
（3）开发新型建筑材料，如已采用橡胶粉等体积替换细骨料，提高普通混凝土的韧性，并成功配制了C60高强橡胶粉增韧混凝土 ，另外还有胶粉改性的保温混凝土等。
2.3.2 废塑料
废旧塑料的再生利用技术有直接再生利用和改性再生利用两大类 。直接再生利用是废塑料经过分类、清洗、破碎、造粒后直接进行成型加工。如用废旧PVC硬制品经过上述处理后可以直接挤出管材，用于建筑物中的电线护管。用直接再生技术加工时，也可以加入适当的助剂组分（如稳定剂，防老化剂，着色剂等）进行配合，加入这些助剂只起改善加工性能、外观或抗老化作用，并不提高再生制品的基本性能。此类再生利用的工艺路线比较简单，且表现为直接处理和成型，目前使用比较普遍。在福建安海地区，对废旧SPVC、TPR、EVA等鞋材的处理，基本采用此种技术。
常见的SPVC、TPR、EVA造粒后如图2所示。他们的基本物理、力学性能如表1所示。
 SPVC(5～10目) |
 TPR（5目） |
 EVA（80～100目） |
图2 SPVC、TPR、EVA造粒后的形态
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表1 SPVC、TPR、EVA基本物理、力学性能
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改性再生利用是指将再生料通过机械共混或化学接枝进行改性，如增韧、增强，并用复合活性粒子填充的共混改性，或交联、接枝、氯化等化学改性，使再生制品的力学性能得到改善或提高，可以做档次较高的再生制品。如用EVA对回收的废PVC进行增韧处理；用经活化处理后的短玻璃纤维对废PP、PVC、PE进行增强改性；用LDPE、HDPE、PP制备三元共混的合金等等。此类改性再生利用的工艺路线较复杂，有的需要特定的机械设备，这有待进一步研究和开发，它是废旧塑料回收利用的发展方向和趋势。
废塑料经过再生利用技术后在建筑材料中有广阔的应用前景，例如：利用废PP加工成降低地表水位的盲沟或防止滑坡塌方的土工隔栅；用废PP制土筋等 。日本一公司将废旧泡沫塑料粉碎后经红外线照射加热，其体积减少到20%以下，再与特殊水泥混合，制成低成本的隔音材料，具有很好的隔音效果 。黄玉惠等[8]将废旧塑料改性制成附加值高的高效水泥减水增强剂，对水泥减水率高于19%，并可将水泥的最终强度提高40%，可广泛用于水坝、桥梁和高楼等大型土建工程。
3 结 语
针对不同鞋业废料应采用相应的处理方法，若为帮面材料等利用率低的废料，考虑用焚烧或填埋的方法处理；若为鞋底废橡胶、废塑料，应该对其进行资源化处理，其在建筑材料中应用前景广阔，潜力很大。
参考文献
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2 戴宏民，戴佩华.废弃物处理的无害化.资源化和环境化..包装工程，2003，2（24）：3～5
3 李国鼎，金子奇.固体废物处理与资源化.北京：清华大学出版社，1996.67～71
4 宋少民，刘娟红，金树新.橡胶粉改性高韧性混凝土研究.混凝土与水泥制品，1997，（1）：10～11
5 徐惠忠.固体废弃物资源化技术.北京：化学工业出版社，2004.238～250
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7 黄汉生.日本废塑料回收技术发展动向.现代化工，1999，19（9）：26～27
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