生活垃圾分类投放收运和减量新技术研究与示范

联系合作
绿色能源与节能环保
前沿新材料
成果单位: 北京市城市管理研究院(北京市环境卫生监测中心)
合作方式: 技术转让合作开发
所处阶段: 中试
关 键 词 : 居民小区餐饮单位垃圾袋破袋装置分类减量交联间规PPPGA增强PBAT复合缓释薄膜
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该成果得分:0

核心问题

该成果针对生活垃圾分类投放收运过程中的两大痛点问题:一是居民投放厨余垃圾时塑料袋难以分离,增加了后端处理设施的负担;二是厨余垃圾中常混入玻璃陶瓷、金属杂物、塑料橡胶等杂质,需人工分拣,操作难度大。同时,餐饮单位厨余垃圾量大且处理成本高,也是亟待解决的问题。

解决方案

该成果提出了一系列技术解决方案:一是研发垃圾桶破袋装置,通过实用新型专利技术实现厨余垃圾投放时的自动破袋,有效分离塑料袋与厨余垃圾;二是通过餐厨垃圾分类减量装置,对餐饮单位厨余垃圾进行高效减量处理,减量率可达50%以上;三是研发生物降解垃圾袋,采用交联间规聚丙烯泡沫、PGA增强的降解薄膜、PBAT复合材料等专利技术,生产的垃圾袋可在180天内完全降解,满足国家相关标准,降低了环境污染。

竞争优势

该成果具有显著的效益和竞争优势:一是减少了后端处理设施的工作压力,降低了投放端操作难度,有利于垃圾分类工作的推广与长期开展;二是餐厨垃圾分类减量装置有效降低了餐饮单位厨余垃圾处理成本,提高了资源利用率;三是生物降解垃圾袋完全符合国家相关标准,生物分解率和堆肥崩解度高,生物毒性符合食品接触包装标准,具有广阔的市场应用前景。此外,该成果集成了多项创新技术,具有较高的技术水平和创新性。

成果公开日期

2023-02-07

所属产业领域

水利、环境和公共设施管理业

转化现有基础

垃圾桶破袋装置、餐厨垃圾分类减量装置已完成试验,经过第三方机构测试,全部垃圾样品平均质量判断时间为9.27秒、厨余垃圾减量率可在50%以上,解决了投放端破袋问题和餐厨垃圾分类减量问题。餐厨垃圾分类减量装置已在餐饮单位、学校、食堂等处进行示范,减量率均能达到50%以上。 生物降解垃圾袋产品研发及相关技术研究以在世界范围内公认安全、环保、广泛应用于欧美发达地区的生物降解材料——共聚聚酯(PBAT)、聚乳酸(PLA)、聚乙醇酸(PGA)、聚羟基脂肪酸酯(PHA)、淀粉(STA)、生物基油脂等为主要原料制备全生物降解薄膜。从“全生物降解塑料垃圾袋生产技术”、“垃圾袋产品使用前后不同阶段性能变化”、“全生物降解塑料垃圾袋生物可堆肥性评价”、“不同堆肥发酵条件下全生物降解塑料垃圾袋降解效果”、“全生物降解塑料垃圾袋对堆肥质量影响”等多方切入,深入探究“材料结构—产品性能—应用环境”三者之间的关系和影响。结合降解速度调控、强韧化改性、缓释耐腐蚀等技术,开发出一种能够规模化生产的多功能全生物降解塑料垃圾袋,使其在满足一般垃圾袋使用要求的基础上,还实现抗菌、耐光老化等其他功能,实现厨余垃圾投放转运全程不“破袋”、达到无泄漏、无气味,环境友好收集储运,可堆肥降解的目标。项目开发出了家庭厨余垃圾袋和户外厨余垃圾袋两种规格垃圾袋(户外厨余垃圾袋(1000+150*2)mm×1500mm;家庭厨余垃圾袋450mm×550mm八折袋),以实现可降解袋全生命周期内厨余垃圾袋在前端投放、收集全程“不破袋”,后端厨余垃圾袋与家庭厨余垃圾“同步堆肥”、完全降解的目的。通过一年多的试用,居民和环卫部门对生物降解垃圾袋的体验的总体情况是“小垃圾袋居民欢迎,大垃圾袋环卫欢迎,大小垃圾袋堆肥处理厂都欢迎”,厨余专用降解垃圾袋在推广应用中收到了很好的示范效果,得到了居民和相关单位非常积极的评价。居民普遍反映采用该产品投放家庭厨余垃圾免去了“破袋”烦恼,并使原本异味最大的厨余垃圾桶大为改观;环卫人员则反映用该产品解决了厨余垃圾储运过程中遗洒、渗沥液、异味问题,即方便卫生,又节约了洗桶用水用工,特别是解决了“破袋”方式在冬天可能存在的冰冻难题。

转化合作需求

为了满足现阶段北京市垃圾分类试点工作所需产品生产规模,项目组获得了位于河南省南乐县的国家生物基处理产业园管委的授权,使用其加工厂房 4000 平米、双螺杆挤出造粒生产线 2 条、薄膜挤出吹塑生产线 3 条、平口式制袋机4 台、高速混料机多套等设施进行小规模生产,并拥有紫外老化试验箱、恒温老化箱、融熔指数仪、万能拉力机、冲击强度仪、水份测定仪等试验仪器,初步能满足改性、造粒、拉片、成盘、吹膜等产品的检测和生产。 课题研究期间,中心与北京市环卫集团签订了与垃圾袋采购的相关框架协议。目前自有设备垃圾袋满足日产150万只小垃圾袋、4.5 万只大垃圾所需的改性材料加工需要;如垃圾袋在北京市等地进入全面应用,国家生物基材料产业园可以立刻调动园区内相关生产设施,具备日产改性材料 25-30 吨以上、年产10000吨改性材料的加工能力,和日产1000万只小垃圾袋、50 万只大垃圾的吹膜制袋能力,足以满足使用量需求。 基于本项目技术成果的转化合作需求主要分为三点: (1) 寻求北京市地区内的相关企事业单位,进一步扩大该垃圾袋相关技术的应用,共同建立专用于北京市垃圾分类的《可堆肥生物降解塑料垃圾袋》地方标准或行业标准,以在该垃圾袋产品正式全面应用时,帮助行业或地方建立相关标准规范以备严格执行; (2) 寻求京外具有较成熟好氧堆肥垃圾处理设施条件的地区相关企事业单位,扩大该垃圾袋相关技术的应用; (3)寻求京内外垃圾处理和膜袋生产相关企事业单位合作,在现有研究基础上继续开发具有特定功能(如杀毒防疫、厌氧发酵快速降解等)的厨余垃圾袋产品。

转化意向范围

可国(境)内外转让

转化预期效益

科技成果的推广和转化能够为北京市垃圾分类工作提供技术支撑和保障,从而提升垃圾分类的科学化、精细化管理水平;能够为我市加强生活垃圾分类管理,改善城乡生活环境,促进首都经济社会绿色发展、可持续发展做贡献。建立的示范工程能够形成可复制的、可推广的、实用的生活垃圾投放收集运输和减量模式,能够为各行政区、各街道开展垃圾分类工作提供值得借鉴和直接使用的新技术、新产品、新模式、新设计、新标准和新规范。课题的研究成果示范效应很强,研究范围覆盖了生活垃圾分类的投放、收集、运输和处理的四个环节,涉及了居住小区各品类生活垃圾投放点的设置、破袋技术、小型收集车运输等各个节点,生物降解垃圾袋贯穿了生活垃圾分类的投放、收集、运输、处理各环节,制定了我市生活垃圾分类全流程的运行管理规范。所有研究成果均可在全市居住小区和建制村使用。2021年9月10日,市城管委印发《关于推广可堆肥全生物降解袋在部分地区试用的意见》(市垃圾分类指办(2021)85号),提出推广可堆肥生物降解袋是推进落实垃圾分类“关键小事”的重要举措,在前期试点运用的基础上进一步扩大试用范围。借助本项目的支持,课题组在研期间培养了1名研究生与3名本科生,完成了昌平区、平谷区内共计5个社区及2个村镇的试点应用。经济效益需要根据具体情况具体分析。

项目名称

生活垃圾分类投放收运和减量新技术研究与示范

项目课题来源

北京市科学技术委员会;中关村科技园区管理委员会

摘要

一种垃圾桶破袋装置是投放端厨余垃圾破袋技术研究的专利成果,这两项实用新型专利可解决两个方面的问题:一是投放时包裹厨余垃圾的塑料袋需要清除;二是投放的厨余垃圾需要检查、分拣,清除混入的玻璃陶瓷、金属杂物、塑料橡胶等杂质。可减少后端处理设施工作压力,也可降低投放端投放人、分拣人操作难度,未来可在各类居民小区推广使用,有利于垃圾分类工作的推广与长期开展。 餐厨垃圾分类减量装置是餐饮单位厨余垃圾减量技术研究的专利成果,通过此装置厨余垃圾减量率可在50%以上。 生物降解垃圾袋产品研发及相关技术研究的专利成果有交联间规聚丙烯泡沫及其制备方法和应用、PGA增强的降解薄膜及其制备方法、PBAT复合材料及其制备方法和应用、具有缓释功能的三层复合可生物降解薄膜等。项目生产的薄膜制品经反复测试,确认可在180 天内完全降解转化为水和二氧化碳,符合塑料垃圾袋的应用同时满足了GB/T28018-2011 国家标准包含在内的重金属、土壤堆肥崩解性能及生态毒性、等各项类别的指标要求。经国家塑料制品质量监督检测中心、SGS、北京市塑料制品质量监督检验站等专业机构检测,产品的力学性能全面符合技术标准的规定,生物分解率达到94.0%,堆肥崩解度达到98.8%,均高于国家相关标准的规定,生物毒性符合食品接触包装标准的规定。

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