废旧农膜回收处理的设备技术研究

（甘肃能源化工职业学院，甘肃 兰州 730207）

1 薄膜回收工艺

废旧薄膜的加工工艺过程如下：粉碎→清洗→脱水→烘干→造粒。

对于在生产过程中产生的边角料或试车时产生的废膜，因为不含杂质，可以直接粉碎、造粒，回收利用。包装薄膜和农用薄膜的回收，难点是分选和除去杂质及附着在薄膜表面的其他物质，如灰尘、油渍、颜料等。

1.1 废旧薄膜的粉碎

废旧薄膜的粉碎和其他物料不一样，主要原因是废旧薄膜质地软，且含有大量泥沙、秸秆等杂质，因此宜打包压实后再破碎。破碎设备可以根据废旧薄膜的种类、形状和所需要破碎的程度来选择，不同材质的废旧薄膜应采用不同的破碎设备。对于废旧薄膜这样具有较高延展性的韧性塑料，适宜采用剪切式粉碎设备。粉碎设备有干式和湿式之分。干式粉碎机可以直接对收集到的废旧薄膜进行粉碎，其特点是结构简单，投资小，但由于所粉碎的废旧薄膜含有较多的杂质，刀具磨损较大。湿式粉碎机则需要对收集到的废旧薄膜进行预清洗后再粉碎，其特点是增加了一道工序，但刀具磨损小，噪音低[2]。

回收的废旧薄膜体积密度较小，用普通粉碎设备很难破碎。常用的干式粉碎（切碎）设备不大适用于处理废旧农膜。一般采用湿式粉碎设备，粉碎（切碎）刀的使用寿命也长，刀口类型多。由于粉碎后薄膜碎片常常还夹杂着少量的泥沙杂质，因此有必要配备进一步分选泥沙的装置[3]。

1.2 废旧薄膜的洗涤

回收的废旧农膜含有大量的泥沙，如果直接用于造粒，会严重影响产品的质量，除泥沙外，还含有油渍、颜料、农药、秸秆等，因此在造粒之前必须进行彻底的洗涤。在洗涤过程中，可以适当加入洗涤剂。洗涤的方式有干洗和水洗两种，干洗成本较大，不适用，大多采用水洗方式。清洗设备按工作方式分类有连续式和间歇式，按结构分类有敞开式和封闭式。不论何种方式，都有一个产生强洗涤作用的拨轮或滚筒。拨轮或滚筒的高速转动使废旧薄膜碎片受到较强的离心力作用，从而使附着在废旧薄膜上的附着物脱落。由于薄膜与附着物的密度不同，脱落的附着物最终沉淀下来，废旧薄膜碎片浮于水面上。为了取得更好的清洗效果，薄膜碎片用水清洗后，可送入摩擦清洗机继续清洗，在摩擦清洗机内，薄膜碎片表面受到较大的摩擦作用而使附着物脱落。

农用塑料薄膜一般用于农业的棚膜或者地膜，其回收时的主要问题是泥沙的清洗。一般情况下，农膜表面附着的泥沙含量与单位质量农膜的表面积成正比。据资料介绍，厚度为10mm的薄膜所含泥沙量约占其总质量的70%，厚度为150mm的薄膜所含泥沙量约占其总质量的30%。农膜的清洗比较费时费力，如果清洗不彻底，容易磨损回收加工设备。对于与农药接触严重的废农地膜，需进一步用石灰水清洗，以中和去毒，再用冷水漂洗、晒干[4]。

1.3 废旧薄膜的脱水

经破碎清洗后的废旧薄膜含有大量的水分，需要经过进一步的甩干脱水。甩干脱水的方式主要有筛网过滤脱水和离心甩干脱水。筛网脱水是将清洗干净的废旧薄膜碎片输送到有一定目数筛孔要求的筛网上，让水与废旧薄膜碎片分离，然后再甩干脱水。筛网的放置形式既可以平放，也可以倾斜。带有振动器的筛网脱水效果更好。离心式脱水机是以高速旋转的甩干桶产生的离心力使废旧薄膜碎片脱水，类似洗衣机的原理。

1.4 废旧薄膜的烘干

经脱水处理后的薄膜碎片仍含有一定量的水分，要使含水量降低到0.5%以下，必须进行烘干处理。烘干方式通常采用通入热风干燥器或加热器产生的热风，为了节约能源，降低成本，通入的热风应该循环使用。

1.5 废旧薄膜再造粒

造粒的工艺分为冷切造粒和热切造粒两大类，选用哪种方法造粒，要看塑料的品种和成型设备而定。在废旧薄膜的回收造粒过程中，通常需要利用挤出机，废旧薄膜由挤出机熔融塑化以后，由挤出机挤成条形状，再按照所需规格直接热切粒或冷却后切粒备用。在挤出机的前端安装有过滤装置，包括废粗滤板和滤网，其作用是用于清除破碎后的废旧薄膜中的残存杂质，如沙子、纤维以及其他熔点较高的塑料，以保证产品的质量和挤出过程顺利进行[1]。

2 废旧农膜回收流程图

见图1。

图1 废旧农膜回收处理流程图

3 典型的废旧薄膜回收工艺及设备

废膜回收生产线总体工艺流程如图2所示。

零散的废旧农膜→送至粉碎用圆筒碾磨机1→送到预洗涤装置2→送到湿法切割磨碎机3→送入湿料贮仓4→计量加入到带搅拌器的容器7→由循环泵将混合物送至水力旋流器8→水和废旧薄膜组分进入摩擦分离器9→分离出废旧薄膜再进入旋转沉降槽10，使细小的残留的杂质进一步得到分离→进入带搅拌器的容器11→通过水力旋转器12进入摩擦分离器13分离出细小的剩余杂质→送入离心式机械干燥器14，水与纯净的原料分离→送到热干燥器15中彻底干燥→干净的回料送到清洁的料仓16储存，采用搅拌器使仓中物料保持运动状态，防止物料间的粘结[1]。

捆好的废旧薄膜→送至切割磨碎机5→送至撕碎的薄膜贮料仓6→计量加入到带搅拌器的容器7→余下同上。

从16清洁的撕碎薄膜的中间缓冲仓→挤出机的料斗17→过滤捻更换器18→切料装置19→离心式烘干机20→再造粒料贮料仓21。

4 废旧薄膜回收利用机械

4.1 废旧薄膜清洗机

S90-1型废旧薄膜清洗机由大连星海塑料机械版辊厂研制生产，具有结构设计先进、紧凑合理、性能好、产量高等优点，是目前国内清洗废旧薄膜的理想设备，产量高达120kg/h，比人工洗膜提高效率25～30倍，适用于废旧地膜、棚膜或其他薄膜的清洗。该清洗机洗膜干净，无杂质，洗净率95%以上，洗后的废旧薄膜可用于造粒和生产其他产品。

4.2 废旧薄膜粉碎设备

南通市如皋塑料机械厂的SCP-640A型塑料破碎机是大型破碎设备，进口尺寸800mm×600mm，较大的塑料制品可直接投入机内进行破碎。该破碎机可自动翻转机身及筛板，调试、维修及清理较方便。SCP-160B型塑料破碎机是小型破碎机，适用于塑料废品（如废旧薄膜）的破碎，已批量生产[1]。对废旧薄膜而言，宜采用低速旋转剪切式粉碎机或双轴撕碎机（3E集团），效果比较理想。

4.3 废旧薄膜造粒设备

1）大连星海塑料机械版辊厂生产的废旧薄膜多功能造粒机组SZI-55/110×13（B）适用于高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯、乙烯-乙酸乙烯共聚物、聚氯乙烯等废旧薄膜的粉碎和造粒，SZI-55/110×13（C）型聚丙烯废旧薄膜多功能造粒机组在SZI-55/110×13（B）基础上增设聚丙烯造粒装置，结构先进，紧凑合理，性能好，产量高。

2）衡阳市塑料机械厂生产的SMPZ-200型废旧塑料薄膜破碎造粒机组主要适用于工农业废旧聚乙烯薄膜（厚度在0.01～0.1mm）的破碎、清洗、造粒。该机组设有输送、破碎、清洗、脱水、风干、造粒等装置，可以实现清洗、破碎、造粒一体化操作，供废旧塑料薄膜加工厂立料用，具有造价低、生产效率高、功率小、结构紧凑、安装方便等优点。

图2 废旧薄膜回收生产总体工艺流程图

3）北京华盾塑料包装器材公司生产的废旧薄膜回收造粒机可以实现废旧薄膜自动连续输送喂料，过载时喂料自动停止，负荷下降到指定数值时喂料电机自动启动继续输送喂料，控制装置可以保证主机不会长期超负荷工作，延长了使用寿命。该机组可以回收高密度聚乙烯、低密度聚乙烯、线型低密度聚乙烯和低密度聚乙烯或高密度聚乙烯的混合料，同时通过改变切粒及冷却方式还可以回收聚丙烯、定向聚丙烯、复合聚丙烯等废膜。

5 废旧薄膜回收再生技术中存在的问题

1）回收问题。薄膜在农业生产中应用广泛，但是真正能回收的很少，原因是回收成本太高，回收利益群体主要是农膜的使用者，回收利润和劳动价值不成比例，所以回收积极性不高。

2）洗涤问题。虽然已经有了一些洗涤方法，但是从洗涤的效果来看，还存在很大问题，主要是因为废旧农膜在回收时含有大量泥沙和杂草等，很难分离，给后续的造粒和深加工其他产品带来很大的影响，需要采取人工分离分出秸秆等杂质。

3）破碎问题。破碎环节需要解决的是刀片的寿命和设计问题。由于废旧薄膜中含有许多杂质，如泥沙、秸秆等，同时废旧薄膜质软，对刀刃磨损很大，需要定时更换刀片，且对刀片的材质要求也较高。

4）脱水和干燥问题。用于再生造粒的废旧薄膜要求其含水率不超过1%，而在实际生产中，从脱水甩干到储存车间，废旧薄膜的实际含水量还很大，有条件的需要进一步烘干处理。

5）再生制品的标准化问题。再生制品缺少统一的标准，质量不能保证。马丽、李梅关等对废旧薄膜干法造粒工艺研究表明,其含沙量、含水量的增加会降低其生产效率，拉丝也易断裂，再生造粒品质大大降低，限制了再生造粒的用途和市场。