摘要:随着可持续发展观念和绿色环保理念与循环经济模式的提出,废旧纺织品的回收再利用已成为一种趋势。阐述了国内外废旧纺织品回收再利用的现状,分析了废旧纺织品回收再利用的各种方法及其优缺点,指出了我国现阶段废旧纺织品回收再利用存在的问题及解决措施,展望了废旧纺织品的应用前景,期望为我国废旧纺织品的回收再利用提供指导意义。
关键词:废旧纺织品;回收利用;研究进展
随着社会的快速发展,纺织服装的使用周期也在不断缩短,废旧纺织品的总量日益增多,其来源量大,面广,回收清洁困难,再利用附加值较低。据统计,每回收使用1kg废旧纺织品,就可减少3.6kg二氧化碳排放量,节约6000L水,减少使用0.3kg化肥和0.2kg农药[1]。废旧纺织品包含废纺织品和旧纺织品两大板块:废纺织品主要指在纺纱、织造、服装加工过程中产生的废丝、边角料等[2];旧纺织品主要指使用环节产生的旧衣物、旧地毯等物品[3]。据统计,我国废旧纺织品的利用率仅为15%,既造成了环境污染又造成了资源浪费。随着世界人口的增长,种植棉花等天然纤维与种植小麦、水稻、玉米等粮食作物存在“争地”问题。随着石油资源的日益匮乏,石油基化学纤维的生产将受限,从建设环境友好型、资源节约型社会以及发展循环经济的角度出发,废旧纺织品的回收再利用意义非凡[4],这将成为我国在2030年前实现碳达峰、2060年前实现碳中和目标的重要课题[5]。
基于此,本文分析了国内外废旧纺织品回收再利用的现状,总结了废旧纺织品回收再利用的方法,对我国废旧纺织品再利用存在的问题提出了解决措施,并展望了废旧纺织品的应用前景,以期为我国废旧纺织品的回收再利用提供指导意义。
1国外废旧纺织品回收再利用现状
国外废旧纺织品回收再利用比我国起步早,且取得了较好的成绩。据统计,德国每年的废旧纺织品总量大概为200万t,再利用率达到42%[6];日本每年产生的废旧纺织品大概为100万t,再利用率超过20%[7-8];英国废旧纺织品的再利用率为27%;法国废旧纺织品的再利用率为35%;美国废旧纺织品的再利用率达到20%[8]。这些国家废旧纺织品回收再利用工作的展开离不开相应的法律法规。
英国大部分废旧纺织品以二手服装的形式再利用;德国的废旧纺织品主要通过再设计实现再利用,包括二手品牌服装店、二手服装出口等方法;法国的废旧纺织品主要应用在建筑和能源等领域;欧盟废旧纺织品循环再利用以二手市场交易居多;非洲大概有80%的人穿着二手服装[5]。国外废旧纺织品的循环再利用相对较早且技术相对成熟,其应用案例如下:美国利用废旧纤维生产出再生棉;美国可蓝造纸公司利用废旧衣物生产出美钞用纸[8];HitechTurf公司使用再生瓶片料生产出“HT”系列人造草坪[9];美国DuPont公司开发出工业化的废弃聚酯化学法回收利用新工艺[10];NIKE公司开展旧鞋回收活动,并将旧运动鞋加工成碎橡胶,用于给全球的贫困地区铺设运动场地[7];优衣库和HM公司均实行了旧衣回收活动,实现了衣物从生产—销售—使用—回收—再利用的闭环系统,这可以大大降低废旧纺织品带来的环境污染。
2国内废旧纺织品回收再利用现状
据统计,2018年我国化纤产量突破5000万t,占全球化纤总产量的70%左右[11],2019年聚酯纤维的产量超过4300万t,每年我国废旧纺织品总量已经超过2000万t,且还会继续增加。与国外发达国家相比较,我国废旧纺织品的再利用起步较晚,技术相对落后,再生产品质量损失大,附加值低,多作为工业用途或填充料使用,如生产汽车内饰、墙体保温材料、建筑装修材料、空调外壳等。无法再利用的则用于火力发电,或通过堆肥,经微生物分解后作为肥料利用。近年来,我国废旧纺织品的回收再利用取得了一些成绩,这得益于相关标准、法规的制定。
我国废旧纺织品回收再利用多在南方城市施行。上海、杭州、宁波等多地试点投放了旧衣物回收箱,民众可将自己的旧衣物放入回收箱进行捐赠等;江阴、无锡等地的旧毛纺织品的综合利用集聚区相继建成,他们攻克了真空开棉技术、脱气熔融技术,并研制了部分关键设备,取得了部分成果[12]。
浙江苍南一带每年可以处理废旧纺织品上百万吨,其多数经过物理开松后用于制作填充材料。浙江富源再生资源有限公司是一家废旧军服回收再利用的试点企业,该公司与中国人民解放军原总后勤部军需装备研究所合作研究开发的再生毛型短纤已经应用到环保型精纺面料中[13]。
温州天成纺织有限公司拥有废旧纺织品的回收、分拣、开松、纺纱全产业链,其最终产品有手套、牛仔布等[12]。中国循环经济产业技术开发(山东)有限公司以捐助渠道收集的废旧纺织品、废旧军服为原料,采用自主研发的生产技术对废旧纺织品进行二次利用,其最终产品有帐篷、劳保手套等[14]。宁波大发化纤有限公司从2011年开始涉足废旧纺织品的回收利用领域,其主要技术是以废旧纺织品为原料,采用“微醇解—脱挥—聚合”的聚酯再生技术,生产再利用的有色聚酯短纤维[15]。产品主要应用于汽车内饰、玩具填充物等领域[10]。浙江佳人新材料有限公司采用化学法进行再生聚酯的生产,其生产出的纤维质量好,具有品质高、差别化等特点,可与原生纤维相媲美。产品主要应用于运动服、时装、家纺等领域,公司已与迪卡侬、耐克等知名品牌建立了友好合作关系。
3废旧纺织品回收再利用方法
废旧纺织品回收再利用常见的模式是生活垃圾回收利用模式、再生资源回收利用模式及公益慈善回收利用模式[15]。按照废旧纺织品回收再利用的方法进行分类,可以分为能量法、机械法、物理法、化学法等[16]。
能量法分为燃烧法和生物发酵法两类:燃烧法是将废旧纺织品通过焚烧产生大量的热能,成为火力发电的原材料;生物发酵法是指具有生物降解性的纺织品可以通过堆肥,经微生物分解后成为肥料,实现回收再利用[11]。机械法是将废旧纺织品破碎、开松制备得到散纤维,再应用到纺织制品或非织造布生产中,或者将回收的废旧纺织品切割后用于玩具填充物、吸音材料等低价值的产品。物理法主要用于化学纤维含量较高的废旧纺织品,先经过分类、净化、干燥工序,然后通过高温熔融、溶剂溶解等物理手段实现多组分纤维的分离并回收再利用。化学法主要针对废旧聚酯类纺织品,通过化学方法将纤维解聚成低聚物、酯单体甚至原料单体后,再加以利用[5]。
废旧纺织品的化学回收利用法具有分离程度高、回收彻底、产品附加值高等优点,且符合循环经济发展模式,近年来已成为研究热点。依据化学法采用的技术不同,通常分为醇解法、水解法、酸解法、氨解法等。随着科技的发展与进步,逐步出现了新的化学法,包括超临界法、离子溶液法、水热法、酶解法等[18]。
4废旧纺织品回收再利用存在的问题及解决措施
近年来,我国废旧纺织品回收再利用已经取得了一定成绩,但是也存在如下问题:①废旧纺织品的回收渠道窄,执行力度不够,随着民众环保意识的增强,废旧纺织品的回收再利用比例将不断提高,但我国现有废旧纺织品的回收渠道较少,且缺乏相应的监管制度[19];②再生产品缺乏相应的质量标准,民众对再生产品的接受度不高,容易将再生产品与“黑心棉”事件联系在一起[20],大部分人还是不愿意使用再生纺织品;③废旧纺织品回收再利用技术难度大,容易遇到技术瓶颈且研发成本高[21]。
针对如上问题,可通过以下措施解决,从而更好地发展循环经济,实现废旧纺织品的高效利用。
(1)政府应该建立健全相关的制度,各级政府加大监管力度,充分保证废旧纺织品的回收,同时,结合互联网+发展电子平台,实现回收的快速高效化[22-23]。
(2)制定再生纺织品的产品质量标准,让民众对再生产品的质量放心,同时加大宣传力度,不断提高公众的环保意识并引领公众正确认识再生产品[24]。
(3)政府加大相关政策与资金支持的力度,对相关企业进行针对性帮扶,采用减少税收、发放特殊经费等方式实行政企联合、校企联合,共同攻克废旧纺织品再利用的技术难关[19]。政府搭建技术交流平台,积极鼓励有实力的企业参与废旧纺织品再利用事业。
5废旧纺织品回收再利用的应用前景
废旧纺织品的回收再利用基本分为再利用与再循环两大模块:再利用多指通过捐赠、二手市场等方式实现废旧衣物的再次使用,同时也包括对废旧纺织品的面料再造与艺术设计[10],通过编织、创意设计等手段将其设计为装饰品[25];再循环是指通过物理化学工艺实现材料的二次加工,形成再生纺织品。据统计,废旧纺织品经回收处理后有多种用途,如:对外出口的二手服装、建筑材料、保温材料、可燃材料、隔音材料、人造草坪、体育用品、再生纤维、非织造布等[26]。
为实现废旧纺织品的高值化利用,未来应聚焦在战略新材料、环境保护、医疗健康养老产业、应急和公共安全、重点基础设施以及军民融合等领域的产品开发[27]。目前废旧纺织品再利用的难点在于缺乏精细化分拣技术与高值化利用技术[28],多组分废旧纺织品精准回收再利用、再生纤维的功能性、差别化将是未来发展的重要方向[29]。未来废旧纺织品的回收再利用应该是高新技术与跨学科融合,将高分子科学、纳米材料、材料加工成型、化学工程及界面物理化学等学科与废旧纺织品的利用相结合,开发具有新功能、新用途、附加值高的产品[30]。现阶段我国废旧纺织品的再使用以出口为主,主要出口至非洲等地,且出口量较大[25]。废旧纺织品的再循环尚未形成气候,市场规模较小。未来可通过宣传环保理念培养潜在客户、规范再生纺织品质量、制定合理的废旧纺织品循环技术路线,不断扩大市场规模,引领市场走向规范化、规模化[3,31-32]。
6结语
我国是纺织品生产与使用大国,每年都会产生大量废旧纺织品。废旧纺织品的回收再利用意义重大,既可以减少环境污染,又能减少可再生资源的浪费,符合绿色可持续发展理念。废旧纺织品的高值化利用将是未来发展的主要方向,要更好地实现这一目标需要政府支持、财政投入、科技支撑、文化引领、民众参与。快速实现废旧纺织品回收规范化、专业化、集约化的健康科学发展观,为我国循环经济发展做出贡献。
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作者:孙阳光,黄哲