1 回收路徑目前,對(duì)于實(shí)木家具的回收利用技術(shù)上可行,經(jīng)濟(jì)效益上可持續(xù)的方法主要包括產(chǎn)品整體修復(fù)、零部件修復(fù)、木構(gòu)件回收生產(chǎn)集成材、邊角料用于刨花板生產(chǎn)等。為了分析產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)、造型、尺寸、選材等方面對(duì)拆卸、回收過(guò)程的影響,本研究設(shè)計(jì)了實(shí)木家具的回收路徑(圖1),并在回收過(guò)程中的每一個(gè)關(guān)鍵步驟,都對(duì)回收過(guò)程的效益和回收物的回收性能進(jìn)行評(píng)價(jià),探討產(chǎn)品如何設(shè)計(jì)才有利于產(chǎn)品零部件拆卸和回收。
2 回收模型實(shí)木家具回收過(guò)程一般可分成四個(gè)層,包括產(chǎn)品修理回收、零部件回收、材料回收和廢棄處理。
2.1 產(chǎn)品回收層對(duì)可整體重用的實(shí)木家具進(jìn)行回收。可整體重用的產(chǎn)品大多要經(jīng)過(guò)檢修或再裝飾才能使用,直接重用的情況很少。對(duì)不可整體重用的產(chǎn)品則進(jìn)行拆卸并轉(zhuǎn)入下一層,即零部件回收。
2.2 零部件回收層產(chǎn)品拆卸后對(duì)零部件進(jìn)行回收。按回收計(jì)劃將產(chǎn)品拆卸,然后對(duì)可重用的部件、零件組合和零件進(jìn)行重用或再加工重用,不可重用的部件和零件組合可繼續(xù)拆卸進(jìn)行零件回收。
2.3 材料回收層對(duì)所有不可再加工重用的零部件進(jìn)行材料回收。由于本研究對(duì)象是實(shí)木家具和指接板家具,其原材料以木材為主,所以模型中材料回收層被分為木質(zhì)材料回收和其他材料回收兩個(gè)部分。在木質(zhì)材料回收部分,實(shí)木或指接板的零件被切割成小料用于指接板制造,剩余部分和不可用于集成材的零件被刨成木片用于刨花板制造。
木質(zhì)材料以外的零件則被收集和搬運(yùn)到相關(guān)的材料制造廠(chǎng)進(jìn)行回收。
2.4 廢棄物處理層主要是焚燒或填埋。目前在中國(guó)及東南亞國(guó)家還沒(méi)有對(duì)家具產(chǎn)品進(jìn)行全面回收的大型企業(yè) [8-9],本研究所有的分析都基于家具生產(chǎn)企業(yè)對(duì)自己產(chǎn)品報(bào)廢后的回收實(shí)踐。
3 回收工藝與方法據(jù)圖1所示的家具回收模型,家具回收工藝過(guò)程主要集中在拆卸、分選、零部件再加工重用、指接集成材加工、刨花板加工和廢棄處理等方面。
3.1 零部件加工重用材質(zhì)較好且保存較好的木材經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的修補(bǔ)或表面處理后可直接再次用于家具零部件[10]。
對(duì)零部件進(jìn)行再加工的工藝主要包括榫頭榫孔修理加工、刨光砂光(表面處理)、噴漆(再裝飾)和裝配與完善加工。實(shí)際的零部件再加工過(guò)程應(yīng)根據(jù)零部件的好壞狀況和具體加工要求而進(jìn)行。
3.2 指接集成材加工指接集成材加工要求廠(chǎng)內(nèi)有成熟的指接板生產(chǎn)線(xiàn),將舊產(chǎn)品中拆卸下來(lái)的實(shí)木零件和指接板剖分成一定規(guī)格的木條,再接寬接厚成為大規(guī)格集成材。本次考察的企業(yè)主要將回收零部件制成厚度16mm、20mm的指接板。
集成材加工應(yīng)考慮木材種類(lèi)和零部件尺寸是否合適,木材性質(zhì)或含水率差異過(guò)大會(huì)造成集成材脫膠、開(kāi)裂、變形,而零件尺寸太小不僅不滿(mǎn)足加工設(shè)備要求,而且會(huì)給生產(chǎn)帶來(lái)很高的加工成本、大能耗、多膠費(fèi)等。根據(jù)多數(shù)企業(yè)的工藝與設(shè)備,一般坯料長(zhǎng)度不小于250mm、寬度不小于25mm就可以用于集成材制造。
3.3 刨花板加工刨花板加工主要是將不可重用零件和指接板加工后的剩余部分刨成刨花,再拌膠熱壓成刨花板的過(guò)程。這個(gè)過(guò)程要求保證材料的純度,加工之前應(yīng)確保沒(méi)有金屬連接件混在零部件里,以免損壞加工設(shè)備或造成安全事故。從刨花到刨花板的工藝過(guò)程一般都在專(zhuān)門(mén)的人造板生產(chǎn)企業(yè)內(nèi)完成。,如意大利Mauro Saviola集團(tuán)年產(chǎn)刨花板150萬(wàn)m3,原料全部是廢舊木料 [11]。
3.4 廢棄處理廢棄處理是將報(bào)廢產(chǎn)品中所有不可回收的部分焚燒或填埋。廢棄要注意焚燒或填埋過(guò)程會(huì)給環(huán)境帶來(lái)什么樣的影響,因此應(yīng)掌握各材料的化學(xué)成分、毒害成分?jǐn)?shù)量及其毒性如何等系列問(wèn)題,從而在焚燒填埋之前選擇最合理的處理辦法。
4 實(shí)木家具回收效益分析4.1 產(chǎn)品拆卸過(guò)程分析拆卸的目的是為了獲得更高的回收收益,對(duì)于部分零部件損壞的產(chǎn)品,通過(guò)拆卸可以維修或者更換產(chǎn)品的零部件,使產(chǎn)品具有再利用價(jià)值;拆卸可以獲得可重用和再加工的零部件;拆卸還可以分離產(chǎn)品中有毒有害的材料,防止其在后續(xù)處理過(guò)程中產(chǎn)生環(huán)境污染;另外,通過(guò)拆卸和分離,可以獲得高純度的材料。
拆卸程度取決于回收收益和拆卸成本之間的權(quán)衡。拆卸成本的構(gòu)成一般取決于拆卸時(shí)間、拆卸難度、拆卸能源消耗和拆卸管理組織成本。
可以用公式01來(lái)表達(dá)拆卸成本。
Cd={td, S(w&t), e, Md} (01)式中:Cd是拆卸成本;td表達(dá)拆卸時(shí)間要求系數(shù);S (w&t)表達(dá)拆卸技能要求系數(shù)(取決于拆卸難度),一般通過(guò)人工水平要求(工人等級(jí)要求)和拆卸工具要求來(lái)表達(dá);e表達(dá)拆卸能耗要求系數(shù);Md表達(dá)拆卸管理成本系數(shù)(主要指產(chǎn)品結(jié)構(gòu)分析、拆卸管理組織、運(yùn)輸?shù)鹊馁M(fèi)用)。
通過(guò)分析產(chǎn)品及其零部件信息對(duì)回收過(guò)程的影響,可以得出產(chǎn)品及其零部件信息對(duì)拆卸過(guò)程影響的判斷,如表1所示。
4.2 產(chǎn)品回收處理過(guò)程分析回收過(guò)程的效益不可簡(jiǎn)單通過(guò)回收率或回收經(jīng)濟(jì)效益來(lái)評(píng)估,還要充分考慮回收過(guò)程的環(huán)境效益,僅僅從一個(gè)因素或者僅考慮微觀(guān)特性不能完整地反映產(chǎn)品的回收性能?;厥者^(guò)程的效益可通過(guò)公式02來(lái)表達(dá)。
Br={Bres, Beco, Benv} (02)式中,Br為回收過(guò)程的效益;Bres為回收過(guò)程的資源能源效益(一般通過(guò)回收率和能耗反映);Beco為回收過(guò)程的經(jīng)濟(jì)效益(一般通過(guò)回收成本和回收結(jié)果價(jià)值反映);Benv為回收過(guò)程的環(huán)境效益(通過(guò)回收過(guò)程的廢棄物處理和回收過(guò)程對(duì)環(huán)境的影響反映)。
通過(guò)對(duì)家具產(chǎn)品回收過(guò)程的觀(guān)察記錄,我們對(duì)產(chǎn)品回收過(guò)程的影響因素關(guān)系進(jìn)行分析,如表2所示。從表中可以看出,經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益可以從宏觀(guān)上反映產(chǎn)品的回收性能,經(jīng)濟(jì)性可以很好地反映與回收難度相關(guān)的回收特性;而環(huán)境影響則反映了回收過(guò)程的環(huán)境收益。
經(jīng)濟(jì)收益考慮產(chǎn)品及其零部件重用、再加工和材料回收等回收方式進(jìn)行回收時(shí)產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)成本和經(jīng)濟(jì)效益;環(huán)境收益考慮產(chǎn)品回收過(guò)程產(chǎn)生的環(huán)境影響和采取重用、再加工和材料回收等回收方式所帶來(lái)的環(huán)境效益。經(jīng)濟(jì)收益和環(huán)境收益均受到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和技術(shù)條件的影響。因此,家具產(chǎn)品的回收性能就必須從回收過(guò)程的品及其零部件直接重用、零部件再加工重用、材料回收和廢棄處理等部分而考慮并體現(xiàn)出來(lái)。
4.3 產(chǎn)品及其零部件信息對(duì)回收過(guò)程的影響不同的產(chǎn)品由于材料選擇、零部件組成、接合方式的不同,對(duì)整個(gè)產(chǎn)品的可回收性能有很大的影響,從而改變了產(chǎn)品回收的過(guò)程??梢杂霉?3來(lái)表達(dá)產(chǎn)品的回收可能性。
P={Prp, Preu, Prep, Prem, Ps} (03)(03)式中:P表達(dá)產(chǎn)品回收可能性;Prp表達(dá)產(chǎn)品修理重用的可能性;Preu表達(dá)產(chǎn)品及其零部件直接重用的可能性;Prep表達(dá)零部件再加工重用的可能性;Prem表達(dá)材料回收的可能性(包括材料破碎和非破碎的方式);Ps表達(dá)廢棄物處理的可能性。
表3分析了產(chǎn)品及其零部件信息對(duì)回收過(guò)程的影響。
5 結(jié)語(yǔ)實(shí)木家具的回收能夠節(jié)約大量的木材,促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和低碳社會(huì)的建設(shè)。實(shí)木家具產(chǎn)品回收又是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程,一般涉及到產(chǎn)品拆卸、零部件回收、材料回收和廢棄處理等主要過(guò)程。推動(dòng)家具回收不但要建立可持續(xù)發(fā)展的社會(huì)機(jī)制,吸引大批企業(yè)投入家具回收的產(chǎn)業(yè)中來(lái),還要完善拆卸、零部件維修、集成材加工、刨花板加工等生產(chǎn)工藝,研究產(chǎn)品回收的過(guò)程,分析產(chǎn)品可回收性和回收效益的影響因素,從而在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就充分考慮回收的便利性,真正實(shí)現(xiàn)實(shí)木家具全生命周期的綠色性。