一般工业固体废物:产生、处理及监管对策
通过收集大量环境统计数据,对中国一般工业固体废物的产生、综合利用、处置和贮存进行了分析。数据分析表明:尾矿、粉煤灰、煤矸石、冶炼废渣、炉渣等仍是产量最大的工业固体废物,各类工业固体废物综合利用情况差异仍然巨大,尾矿综合利用率仍然较低。结合一般工业固体废物处理现状,对中国一般工业固体废物的处理和环保监管对策提出了建议。
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介绍了目前产生量最大的工业固体废物(尾矿、粉煤灰、煤矸石、冶炼废渣、炉渣等),从产量和来源等多个方面开展数据分析。
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从工业固体废物的处理方式、综合利用处理现状以及存在的问题等方面出发,为当前的工业固体废物环境管理工作提供参考。
主要内容
1 中国一般工业固体废物现状分析
中国工业固体废物产生量巨大,集中特征明显。近年来,在我国大力推动工业污染治理和产业结构调整的推动下,资源循环效率有所提高;同时,煤炭、钢铁、有色金属三大行业需求不振,单位工业增加值的工业固体废物产生强度减弱。但是,我国工业固体废物的产生总量很大(表1)。
2 一般工业固体废物类别与来源
2.1 一般工业固体废物主要类别
尾矿、粉煤灰、煤矸石、冶炼废渣、炉渣等仍是产生量最大的工业固体废物。2015年环境统计数据显示,重点调查企业产生的工业固体废物中,以上5类固体废物的产生量总和为24.4亿t,占总产生量的78.3%。2016年数据显示,这5类固体废物的产生量总和为22.3亿t[4],占总产生量的77.5%(表2)。各类工业固体废物利用情况差异仍然巨大,尾矿综合利用率仍然较低。
2.2 尾 矿
尾矿是目前我国产生量最大的固体废物。我国开采出来的矿石大多成为尾矿,主要包括有色金属尾矿、黑色金属尾矿、稀贵金属尾矿和非金属尾矿。随着政府大力推进矿产资源领域供给侧结构性改革,尾矿的产生量逐年减少,综合利用率也有所提高(图1)。但由于受利用技术缺乏、利用成本高、经济效益差等问题制约,近几年尾矿的综合利用率只有30%左右。目前尾矿仍以堆存为主,安全隐患问题突出。
尾矿产生量最大的两个行业是黑色金属矿采选业和有色金属矿采选业。
2.3 粉煤灰
随着我国“十二五”以来产业结构的调整,粉煤灰产生量逐年递减,主要利用方式有生产混凝土、水泥及其他建材产品,筑路回填,提取矿物高值化利用等。高铝粉煤灰提取氧化铝技术研发成功并逐步产业化,涌现出一批专业化粉煤灰综合利用企业,粉煤灰“以用为主”的格局基本形成。但从整体看,区域发展不平衡的问题较为突出,受市场和技术经济条件等因素限制,粉煤灰综合利用水平没有质的提高(图2)。
粉煤灰产生量最大的行业是电力、热力生产和供应业,占粉煤灰总产量的80%以上;其次是非金属矿物制品业、化学原料和化学制品制造业、有色金属冶炼和压延加工业、黑色金属冶炼和压延加工业。
2.4 炉 渣
近几年,随着经济水平的不断提高,对电力的需求持续增多,炉渣的产生量也呈现总体上涨的趋势(图3)。2012年以来,炉渣的综合利用水平基本平稳,2016年的炉渣综合利用率有所下降,表明目前的炉渣综合利用处于发展的瓶颈期,亟待新技术的研发应用。
炉渣产生量最大的行业是电力、热力生产和供应业,其次是黑色金属冶炼和压延加工业、化学原料和化学制品制造业、非金属矿物制品业,这4个行业产生的炉渣产生量占总量的85%左右。
3 我国一般工业固体废物处理现状
近年来,我国加强了对一般工业固体废物资源的利用,其中,副产石膏、煤矸石、冶炼渣、粉煤灰、尾矿等的综合利用率明显提高,技术革新也推动了工业固体废物利用行业的发展。目前,利用处理工业固体废物的技术主要有尾矿胶结充填地下采空区、粉煤灰制造提取活性炭、粉煤灰制造轻质耐火砖、泵送煤矸石填充、纯脱硫石膏制造纸面石膏板、赤泥中回收铁、工业废渣制备陶瓷胚料技术等。
3.1 工业固体废物的处理方式
1) 物理处理。主要包括重选、拣选、摩擦、磁选、浮选以及弹跳分选等各种分离和固化技术对固体废物进行处理。
2) 化学处理。主要用来处理无机废弃物,如酸、碱、氰化物、乳化油以及重金属废液等,通常使用焚烧、化学中和、氧化还原以及浸出溶剂等手段。
3) 生物处理。细菌冶金法适用于提炼铜、铀等金属;堆肥法以及厌氧发酵法适用于有机废物;活性污泥法适用于有机废液,还能够对遭到生物污染的土壤进行修复。
4) 填埋。首先要对危险废物进行固化处理。常见的固化方法有沥青固化、水泥固化和石灰固化,再对固化后的固化体进行安全填埋。
5) 焚烧。目前处理工业固体废物的最主要方法是焚烧。通过焚烧可以有效地破坏废物中的有毒有害废物。焚烧是实现工业废物无害化、资源化、减量化最有效的技术,适用于不能回收利用其有用组分且具有一定热值的工业固体废物。
3.2 工业固体废物综合利用处理现状
1) 产业规模不断扩大。随着对工业固体废物处置技术研究的不断深入,我国对于可利用工业固体废物综合利用技术有所增加。
2) 工业固体废物综合利用的技术水平有所提高。近年来,为了进一步降低研发的成本,提高工业固体废物的利用率,我国一直致力于建设高效的废物资源综合利用运行体系以及技术,例如从高铝粉煤灰中提出氧化铝的联产技术。
3.3 存在的问题
我国工业固体废物资源综合利用仍然存在一些问题:
1)区域发展水平失衡。在东部经济比较发达的地区,工业废物综合利用的水平比较高,但其工业固体废物的产生量较少;而在中西部经济比较欠发达的地区,工业固体废物的综合利用水平较低,工业固体废物总量较大,这种矛盾导致工业固体废物资源综合利用出现区域发展失衡的问题。
2)从业企业大多是中小型企业。目前,国内从事固体废物资源综合利用业务的企业规模太小,与产生固体废物的上游企业关联度不足。相反,上游企业对废物资源综合利用的重视程度不够,使得下游企业只能以中小企业的规模进行发展,市场竞争力不足。目前,国内缺少跨区域、市场竞争力强的大型专业化废物资源综合利用企业集团,因而无法产生工业固体废物综合利用的规模效益。
3)综合利用技术能力较低。虽然,我国在工业固体废物资源的综合利用技术方面已经取得了巨大的进步,有些技术已经达到国际水平,但工业固体废物资源综合利用还存在很多技术瓶颈,技术支撑力还不足。企业对工业固体废物资源的综合利用技术研究投入不足,缺少能够带动效应和提高附加值的重大设备和技术,技术设备落后,与时代发展水平脱节,工业固体废物资源的综合利用率仍然不高。
重要结论
1) 工业企业每年贮存约60000万t一般工业固体废物,但对往年贮存的一般工业固体废物处理量较小,导致其累积贮存量快速增加。建议进一步制订、细化一般工业固体废物减量化、资源化的技术政策。促进清洁生产和循环经济发展。
2) 尾矿、煤矸石、粉煤灰、冶炼渣、炉渣5 大类占一般工业固体废物产生量的80%左右。各类废物性质不同,处理方式也各有不同。建议采取有利于保护环境的固体废物集中处置措施,促进固体废物污染环境防治产业发展。环保部门应加大力度支持固体废物污染环境防治的科学研究、技术开发,推广先进的防治技术和普及固体废物污染环境防治的科学知识。
3) 尾矿、煤矸石和粉煤灰,主要来源于黑色金属矿采选业、有色金属矿采选业、化学原料和化学制品制造业、有色金属冶炼和压延加工业、黑色金属冶炼和压延加工业、非金属矿采选业,呈现出行业高度集中性的特点,这为环保监管部门提供了有力抓手,建议以这些重点行业和区域为突破点,以点带面,加大对一般工业固体废物处理的鼓励督导力度。
来源:徐淑民, 陈瑛, 滕婧杰, 等. 中国一般工业固体废物产生、处理及监管对策与建议[J]. 环境工程, 2019, 37(1):138-141.
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该篇文章刊载于《环境工程》2019年第1期,如需购买请点击以下链接:
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