报废汽车管理：意大利材料和能源回收效率
摘 要
每个欧洲成员国必须在2015年之前达到2000/53 / EC的回收和恢复指标，分别为85％和95％。本文报告了2008年初在意大利开发和执行的粉碎机运动试验。首例评估涉及18个拆除工厂以及2006年在意大利处理不同类别车辆的切碎机厂和630名ELV代表。该试验旨在改进预处理，零件再利用，回收和最终金属分离以及汽车绒毛处理的ELV有关的实验知识。最后，本研究还着重于计算意大利ELV有效回收率，由自动粉碎残渣（ASR）得到最终结果等于80.8％。根据本工作得出的结果，ASR还含有高达8％的金属和40％的可回收的聚合物。此外，由物理化学分析显示，其中热值较低几乎为20,000kJ / kg，并且还显示了重金属，矿物油，多氯联苯和碳氢化合物等污染物的存在。
1绪论
一旦车辆达到其使用寿命并取消注册成为ELV，则必须妥善管理，以避免环境污染，并回收有用的材料，特别是金属。首先，强制性地移除流体和其他危险组件，如电池。然后，根据市场规则，如果有些部件证明是有用的，可能会拆除一些部件进一步再利用和回收利用。在这些行动之后，废车身被打包并运送到一个切碎的工厂，汽车被切成碎片。一些材料被分离出来，然后进行分类以进行回收利用。其中金属占汽车总量的75％，特别是铁类金属，非常容易分离和回收利用。然而，意大利将大部分称为“汽车绒毛”或“汽车粉碎机残渣”的非金属残留物填埋在非欧洲国家，尽管相关的欧洲法令和意大利法律减少了垃圾填埋的方式。因此，在意大利研究了绒毛处理和替代管理方法。
由于2000/53 / EU法令对报废汽车的生效，意大利与其他欧洲成员国必须遵守以下回收和恢复目标：由80 ％和85％分别上升至2006年的85％，到2015年为95％。该试验是为了回应2006年意大利回收率的70.3％（欧洲统计局，2009年）。其中一个假设是缺乏标准化的拆除程序，主要是由于意大利的地理差异显着，在所采用的程序和技术方面。此外，由于2000/53 / EC法令固定的车辆可再生能源目标阈值的接近程度，实际回收利用率和回收率以及汽车非金属残留物相关的知识对于在意大利选择适当的根治措施来说似乎具有战略意义。因此，FIAT，意大利博洛尼亚大学里米尼分校，意大利环境保护局（ISPRA）和意大利粉碎机和拆除协会设计和开发的破碎机运动试验已于2008年初进行。该试验旨在验证通过认真应用拆除的良好做法可实现的回收和意大利ELV逆向供应链的能量回收效率。此外，通过收集参与此供应链的所有利益相关方，此类审判制定了国家“ELV管理协议框架计划”。该文件将为所有在该领域工作的公司提供全面的ELV回收“最新技术”的工具。此外，它还可以指出最关键的步骤，以支持创新和研究，弥合现状与目标之间的差距。
2实验
2.1车辆选择
所有这些车辆都被选中，以便成为2006年意大利切割的汽车总量的代表性样本，涉及年龄，发动机类型，品牌和型号。为了在切碎机工厂的一个工作日内处理所有车辆，车辆总数已经达到630台。特别是在样品设计期间车辆选择方面，前500名最注册的车辆根据品牌和发动机分开类型，是先选择的。之后，每个车辆类别已经按比例加权，以便创建最终的630 ELV样本。并非所有在意大利拆除的车辆类型都被发现，而最终样本则为1,069,797个ELV，相当于2006年实际切割的总计1,354,205个ELV的83％。
样品的最终质量为576.9吨，相当于平均917.2公斤/辆。
选择后，可以指出一些观察结果来确认抽样设计：
- 该样本遵循2006年注册车辆的汽油和柴油发动机的比例，相当于汽油的90％和柴油的10％。
- 样本代表M1（乘客车辆少于8个座位）和N1（不得超过3.5吨）车辆等级的比例，相当于95％的M1和5％的N1。
最后，重要的是突出说明，车辆被剔除在样本选择之外。粉碎的车辆被排除在外，因为这次试验的目标是确定意大利的标准回收率，同时粉碎的车辆最终的质量和拆卸的可行性很大程度上取决于粉碎的动力。此外，经常破碎的车辆松散的液体和一些部件。到目前为止，缺乏或无法使用，以及某些压碎部件的故障可能导致RR偏差。因此，为了获得更均匀的样品，未被考虑的粉碎车辆，尽管它们可以在年度ELV总数中高达30％。
2.2拆卸步骤
这个实验活动涉及18个独立的拆除工厂。他们被选为意大利艺术的代表，因为它们是指空间分布，三个宏观区域：意大利北部，中南部和南部，以及公司层面（中小企业）。
每辆车通过其组件和材料，通过填写适当的形式在试用开发中进行了检查。 拆卸人员必须清除所有流体，大单体材料部件，如保险杠和挡风玻璃，以及市场价格的所有部件，至今仍然可以重复使用。
每个车辆和每个拆卸的部件以渐进数字标记的过程，使得可以明确地编码拆卸器和车辆。 因此，在预处理和拆除过程中，所涉及的操作人员必须对所有移除的材料和部件进行加重和分类，并报告每一步。 之后，剩下的葫芦被打包并运送到选定的专用货车的碎纸厂，以便清楚地追踪每辆车辆，避免其他物料受到污染。
2.3粉碎步骤
所有预处理的垃圾堆积在一个专门的区域，以保护他们免受任何气候事件。植物清理后，切碎试验开始并持续约8小时。
预粉碎机是一种用刀片打破打包机的机器，以打开它们供给锤磨机。该厂的核心是3000 HP粉碎机。在材料的粉碎和随后的释放之后，轻馏分从旋风分离器中吸取，而剩余的重质废物流通过磁性滚筒，从而将黑色金属从有色金属残余流中分离出来。黑色金属经常在钢铁行业回收利用。有色金属残留物被筛选，每个尺寸类型都结束为涡流机械，其将有色金属从剩余的残余物中分离出来，大部分由橡胶制成。分离的有色金属流，主要是铝，黄铜和铜，进一步运输到浮选厂，另外分离成可回收的单质原料，同时将残留物（汽车绒毛）压在一起并送到垃圾填埋场处理。
即使许多合法的限制要求替代工业解决方案，现在的汽车粉碎渣（ASR）主要是在意大利和欧洲的垃圾填埋场。 1999/31 / CE号法令及其意大利确认书旨在大量减少生成和处置的废物; 特别是2007年1月1日以来垃圾填埋场不同，不同的废物类别，其中，低热值（LHV）排放量高于13MJ / kg。无论如何，由于缺乏在全境填埋的工业替代品，该门槛已推迟到2010年2月28日在意大利。
3结果与讨论
粉碎工艺结论和有色金属浮选后，所有材料均已收集和加权。 然后，数据已被整理和阐述。
涉及脱污，再利用和再循环的拆迁步骤占ELV总量的21％以上，相当于123.9吨。到目前为止，一旦这一步骤结束，总粉碎投入量达453.1吨。
3.1拆卸步骤
去污染占总投入的3％左右。这是一个强制性的步骤，通常燃料被重新使用，而油被尽可能多的清洗再利用，重残留物被燃烧以进行能量回收。电池通常发送到适当的回收协会（意大利：COBAT），回收塑料和铅。
即使脱污处理少量材料，这是ELV管理中最关键的一步。避免汽车绒毛和金属污染是非常重要的。事实上，汽车粉碎可能导致流体进入所产生的多材料混合物中而导致交叉污染。PCBs、碳氢化合物和矿物油是粉碎时交叉污染引起的主要污染物。由于将单一材料和纯材料流（如ELV法令中列出的分类玻璃和塑料）分离（并因此循环使用）更为有价值且更可行，而不是切碎和分离脏物和多材料混合物，去污染在ELV的管理中起着至关重要的作用。然而，拆除活动可能非常昂贵，特别是在欧洲，但这是获得非金属清洁材料进行回收的关键。此外，采用扩大的生产者责任，汽车生产商现在对其产品的生命周期表现负责。这引发了许多生态设计申请（即拆卸设计）的新产品，以减少拆卸成本，并最大限度地减少容易和有利可图的回收部件。
拆解再利用率强烈依赖于输入，它与备件的市场需求，ELV年龄和消费者的行为有关。这一步的主要目标是门板，驾驶镜，灯等工作装置。这一结果反映了欧盟统计局的数据，根据该数据，意大利在欧洲成员国中排在2006年和2007年被拆除的组件总重量的第一位（欧盟统计局，2009年）。
拆卸回收工程的方法略有不同，因为它专注于去除单一材料或易于回收的部件进行进一步的材料回收，因此该步骤可能涉及破坏性拆卸，以减少时间，从而降低成本。试验的一个特别建议是特别注意拆卸这些部件（即保险杠，催化转化器，轮胎和挡风玻璃），如果正确回收，这将显着提高整体拆卸性能。
可以进一步考虑。首先，坠毁的车辆（根据GHK / BioIS，2006年高达30％）比本次试验中使用的12-13岁ELV平均要“年轻”，并且由于其较高的市场价值成分，它们被更深入地拆除。第二，这个试验是在“最坏的情况下”进行的，因为在年初，备件的需求通常由于汽车车队的更新而下降。这两个因素肯定会导致轻微低估拆卸部件的数量。
3.2粉碎步骤
在每个采集点处，在粉碎设备处的所有物料流（见图1）都被加权。考虑到ELV输入组成和机械效率。
占总粉碎材料的72.1％的黑色金属被送到铸造厂，在电弧炉中回收，产生铸铁产品。有色金属（主要是铝，黄铜和铜）被送到冶炼厂回收利用。金属回收是非常划算的，因为金属价值和分类容易度。
非金属残渣占23.6％。对于收集点2处的轻绒毛部分进行材料型分析和化学物理分析，如图1所示。为此，根据国家标准化方法，采用三种汽车绒毛样品。 通过研磨程序获得的约1-2kg材料已通过用研磨机研磨而均质化。此外，将约1g所得材料的样品用于消化和金属分析。少量的克等分试样用于有机材料的提取。然后，根据不同的国际标准程序，对残渣进行了材料型，化学物理和浸出试验分析。
图2报道平均汽车绒毛组成。ASR组成可能会根据粉碎输入组合（车辆、白色家电和有色金属废料组合）以及进行的脱污和拆除操作而有很大差异。在这种情况下，输入适当设计的实验形状的统计样本，并且仔细进行去污染和拆除操作。
形式分级为0-20毫米级分，其中含有不能清楚识别的小颗粒。 从直接观察，它还包含一些小块玻璃，但不可能将它们分开。虽然已经发现了更多的碎片，但是它们在总质量上的量可以忽略不计。
这种浪费仍然含有高达8％的金属和高达40％的塑料（软和硬）和聚氨酯泡沫（PUF），可以分离和处理，以通过后碎纸技术（PST）。太平洋标准时间是设计用于在污染，商业拆解和粉碎后从汽车绒毛操作中回收材料或能量的过程。总而言之，有两大类技术，即将废物机械分选成可回收和销售的不同馏分;以及基于废物流的热处理以产生用于能量产生的原料的那些。在机械分离的情况下，主要产品是塑料颗粒（用于塑料制品回收），粉碎纤维（用于污水处理）和砂（用于施工）。该技术仍然产生需要在焚化炉或垃圾填埋场处置的废物。热处理产生用于能量产生的原料（例如气体）或直接来自发热的能量。他们还生产用于建筑或处置的惰性材料。
不幸的是，由于PVC包装，残留金属主要是细小尺寸的并且粘合到纺织品和泡沫体上，或铜丝不被涡流分离器分离。此外，纺织品和纤维占剩余部分的28％，可以回收；其再利用的一个例子就是城市污水处理厂的脱水剂。
表3中报告的物理化学分析显示，其他结果表明，几乎20,000 kJ / kg的较低热值（LHV）和约30％的灰分含量。这些结果表明，汽车绒毛适用于进一步焚烧或其他热处理，尽管一些参数（灰分，氯，镉和铅含量）超过意大利对垃圾衍生燃料的限制（EC，2003）。这些结果与文献中发现的结果一致。
除了少数（仍然是中试规模）的工厂（欧盟统计局，2009年）以外，意大利汽车绒毛的能量回收率无效。此外，关于诸如ELV之类的废物流，能量回收并不是废物热氧化的唯一优点：体积减少和有机污染物破坏也是可持续废物管理的关键因素。根据意大利立法1998年2月5日“部长级法令”，其他关键参数如重金属，矿物油，多氯联苯和碳氢化合物涉及汽车绒毛管理，涉及非危险堆填区的入口阈值。如上所述，这些参数与交叉污染相关。作为表3中的一个例子，汽车绒毛中的PCB含量比以前研究中的PCB水平低得多。作为刚刚由ELV组成的两个作品的粉碎投入，这可能是由于在试验期间推荐的非常准确的去污染步骤。
关于填埋场的接受程度，浸出试验洗脱液中含有的溶解有机碳（DOC）通常会超出限制（见表4）。根据意大利法律，这一参数高于非危险填埋场验收限值; 因此，这种废物必须被视为危险废物，造成管理和环境成本上升。然而，一般来说，重金属远远低于接受限度，但第二个样品中的锌超过阈值。
3.3意大利回收率
最终的循环利用率是在脱污，拆卸和金属分离步骤期间根据ISO 22628（ISO，2002）回收的所有材料的总和。意大利的回收利用总额计算如下（参见表1和表2）：
=损失; =去污染; =重用; =回收;=黑色金属; =有色金属; =车辆输入重量
本次评估的意大利回收率等于80.8％；因此，与上一次报告相比，差异可以在增加回收利用率的10％以上进行量化。因此，出现了19.2％的ELV目前注定要填埋。根据欧盟统计局（欧盟统计局，2009年），意大利每年都有近37万吨的绒毛被填埋，因为除了少数中试规模以外，焚化还没有应用于这种废物流。
4结论
该试验符合ELV供应链利益相关者的紧急要求，目的是为了确定意大利ELV真正的回收利用率，特别是重点关注部件拆卸和再利用。已经采用630 ELV的样品来提高结果的可靠性。这一重大数字将这项试验转化为ELV管理部门最大的欧洲科学实验，也是欧洲公共机构和经济运营商ELV废物管理积极合作的第一个例子。
由此造成的80.8％的回收利用率高于2006年法令2000/53 / EC目标，等于80％，但与欧盟统计局网站上的官方数据（70.3％）不同，因为这一数据的结果几乎是最可能通过意大利ELV处理标准。恰恰相反，由于意大利焚烧厂框架的结构性弱点，恢复率目标（85％）尚未实现。ASR仍含有8％的金属和40％的潜在的可回收聚合物。然而，为了在2015
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