TCG彩票网 天成TCG彩票网 天成TCG彩票网 天成现阶段,环保节能是世界各国工业化发展的重点,随着科技进步,电子工业及信息产业将不断涌现,即机械电子废弃物技术不可避免地摆在我们面前。据了解,我国目前的机械电子产品年报废量非常大,而且兼有“来源广、种类繁多、数量大”的特点,如果不及时处理,这些工业废弃物给社会环境带来危害将不堪设想。因此,为了有效处理工业废弃物,本文将分析现有处理废弃电子电气设备的存在问题,根据废旧电子电气设备的主要分类和处置方法,进一步探讨工作废弃物的现有处理技术及不足之处,并对未来工业废弃物处理技术进行设想,以供相关人员参考。
面对高速发展的工业化水平,西方发达国家对于工业废弃物的回收、处理和利用已经领先世界,他们制定相关的法律法规,明确回收和处理工业废弃物,约束制造商和消费者的职责,甚至启动巨额科技项目经费处理工业废弃物,并且不断研究工业废弃物处理的应用理论进行,进而开发新技术取代传统的填埋和焚烧处理方式,其效果非常显著。
在中国,虽然工业化废弃物处理问题已经引起政府和相关人员的高度重视,但是由于本国国情的影响,工业化废弃物处理形势依然严峻。由于我国是世界上最大的家电生产商家拥有国,在技术更新频繁的现代社会,大批家电、计算机和通讯设备即将被淘汰,而我国的机械电子废弃物回收系统非常不完整,同时缺乏技术开发和研究,在没有技术支撑的条件下,机械电子工业废弃物处理一举成当前最为突出的环保问题。具体地讲,我国目前主要依靠个人实行的有偿回收、人工贵金属、铜、铁、铝等废弃物,对于低价难处理或有毒的部分则不加重视,平时不采取措施而直接丢弃,更甚者直接采取露天焚烧和酸浸的不良处理办法,结果严重威害了环境保护。
电子电气设备可以从机械类和电子类来划分,机械类:大、小型家用电器、休闲和运动设备、各种医用设备装置、监视和控制工具;电子类:信息技术和远程通讯设备、 用户设备、电子和电气工具、电子玩具等,总共有十大类型。尽管如此,每种类型还有多种产品,同一产品也会因生产厂家不同而存在不同结构和材料,其多样性和复杂性加大了工业废弃物处理的难度。
此外,这些电子电气设备又出现了资源性和污染性并存的现象,它们主要由金属、陶瓷、玻璃、塑料、橡胶、半导体、复合材料及各种化学物质构成,处理起来非常困难。如(表1)表明电子废弃物与其它废弃物的区别。
关于机械电子废弃物的处置方法,目前来看,我国回收废弃物的处理技术主要有三种,即火法处理,湿法处理,机械处理方法。
火法处理指的是借助焚烧熔炼、烧结、熔融等方式,清除废弃物中的塑料和有机成分,其实也属于富集金属之法。应用这种方法有许多优点,即可以处理所有形式的电子废弃物,金属回收率的很高。
不足之处:在焚烧过程,会有大量的有毒气体逸出,严重危害环境。与此同时,电子废弃物中的陶瓷及玻璃成分会增加熔炼炉的溶渣,导致金属损失,从而减少对贵金属的回收量。随着机械电子工业的不断发展,以后的贵金属用量不断减少,由于回收价值降低了,所以这种方法难以推广。
关于湿法处理,用它来提取贵金属,速度较快,与火化处理相比,湿法处理具有废气排放量少,待贵金属被提取后,余下的残留物更容易处理,可见其经济效益非常显著,此外还有工艺流程比较简单等多种优点。
不足之处:在湿法处理之前,需要将极其复杂的电子废弃物粉碎成颗粒,直接处理是不现实,而且部分金属的浸出效率较低,提取出来后的作用非常有限。此外,随着机械电子工业产品将用贱金属取代贵金属,也将大大降低湿法处理的效果。
机械处理指的是根据电子废弃物各组分的物理性质之间的差异,然后对之进行拆解、粉碎等一系列的机械处理过程。它的优点是能对其中的金属和非金属等各种成分综合利用,而且成本低、操作简单、不容易产成二次污染,更容易实现规模化生产。
不足之处:用机械处理法,只能获得含一定杂质的金属或非金属富集体,此时还需要进一步处理。如表2为电子决弃物机械回收流程,可见其处理存在严重不足,此类问题有待解决。
当今社会,环境保护进一步得到了人类的重视,再加上电子产品中贵金属的使用量渐渐减少,机械回收方法在工业电子废弃物处理技术上逐渐占据主导地位。此外,还有一种热裂解废弃物处理技术也比较流行,它主要是针对电子废弃物中的有机物,在一定温度、压力和缺氧的条件下,分解有机物成气体、液体和固体,在整个处理过程中,它对环境的污染最小,而且热解出来的产物拥有很高的热值,还可以继续用来生产与原产品相关的化学产品。也不是说,热裂解处理废弃物的方法不但环保,而且经济,所以热裂解方法值得完善。
最后,因为目前的机械或电子废弃物的数量比较多,组成结构又非常复杂,其处理困难可想而知。因此,我们需要引进先进的处理技术,应当利用流态化工程和粉体技术基础理论,进一步开发电子废弃物超细颗料的多级流化床高效分离方法。同时,还应重视资源利用与环境环护的相结合,确保将危险废弃物变成二资资源,减少危害环境的数量。
伴随着机械电子工业化步伐的飞速进展,机械电子产品的更新换代也愈来愈活跃,这意味着工业废弃物的数量与种类将有增无减。面对现状,处理工业废弃物必须引起环保部门的高度重视。当然,处理工业废弃物时,决不能盲目处理,以防机电废弃物引发危害,并避免资源浪费,而要以先进工业废弃物的处理技术为依据,做到科学清理,实现环保又节能的双重功效。
[1] 王铭华,孟博,郭庆杰,刘会娥,陈爽.电子废气物资源化处理现状[J].中国粉体技术.2007,(1).
[2] 王斌.环保机械的发展现状及趋势探究[J].科技创新与应用.2013,(32).
[3] 陈烈强,彭绍洪,甘舸,蔡明招.废旧电子电气设备的资源化与无害化技术[J].环境科学与技术.2005,(3).
工业固体废弃物是指在交通、工业等生产活动中产生的燃料废渣、粉尘、碎屑、污泥、采矿废石等固体废弃物,即为人们所熟知的工业垃圾或工业废渣。产品的生产过程也同样是固体废弃物的产生过程。
按照工业固体废弃物来源及物理性状划分主要包括:建筑废材废渣,采矿废渣,化工废渣,冶金废渣,电力工业废渣,制药工业药渣,纺织服装业废料,造纸、木材、印刷等工业废渣,电器、仪器仪表等工业废料,交通、机械、金属结构等工业废材,燃料废渣,放射性废渣,玻璃、陶瓷废渣等。可分为一般工业废物(如高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤灰、煤渣、硫酸渣、废石膏、盐泥等)和工业有害固体废物。
(1)种类非常多,《固体废物申报登记工作指南》将工业固体废弃物分为99类;分布极其广泛,产生于多种工业行业,产生量大。
(2)资源和废弃物的相对性,换句话说,工业固体废弃物具有资源化价值。一般工业固体废弃物对于人类具有有用性,有些工业固体废弃物,虽然在当前的经济条件和科学技术下无法利用,但是随着时间的推移,科学技术的发展,以及今后社会生活的需求,今天的废弃物可能成为今后的资源。另外,从空间角度看,一些废弃物仅仅是相对于某一过程或者是某一方面不具备使用价值,并不是在一切过程中或一切方面都没有使用价值。一种过程的废物,很有可能成为另一种过程的原料。相较于废水、废气等,固体废弃物更容易收集、运输和加工处理,并且大多数固体废弃物一般具有某些工业原材料所具有的化学、物理特性,因而回收利用的价值高。
(3)工业固体废物的污染危害具有潜在性、长期性和灾难性,是一个比较缓慢的过程。固体废物对环境的污染不同于废水、废气和噪声,直接污染程度远不及废水和废气,但是固体废弃物呆滞性大、扩散性小,具有很强的间接性,可以通过各种途径(比如通过水、气和土壤等)转化为其他污染物造成二次污染和重复污染,其污染造成的危害或许在许多年后才能发现。从某种意义上讲,固体废弃物,尤其是有害固体废弃物对环境造成的危害可能要比水、气造成的危害严重得多。
改革开放以来,我国经济发展迅速,粗放型的经济增长方式导致了能源和资源的大量消耗,工业固体废弃物的排放量的持续增加。1981年,我国工业固体废弃物总产量为3.37亿吨,1995年总产量为6.45亿吨,1996年增加到6.59亿吨。自1981年到1988年,我国的工业固体废弃物产生量年增长率为8~15%。目前,我国工业固体废弃物的年产生量已经达到8亿吨,累计堆存量也已超过67亿吨,占用土地面积达到了65412万㎡。我国工业危险固体废弃物的产生量也在逐年递增,近几年每年产生工业危险废物在1000万吨左右。面对工业固体废物产生量快速增长的巨大压力,我国工业固体废弃物处理设施建设却相对滞后,处理能力也严重不足,综合利用水平相对较低,管理政策也不够完善。
目前,我国对于工业固体废弃物的利用治理一般采用处理、处置和开展综合利用相结合的治理策略。能综合利用的,尽量进行利用,以大宗利用为主,兼顾多功能、高效能的利用,可以综合利用的工业固体废弃物能够给企业节省相当多的原料,同时也也起到保护环境的作用,不但消除了污染,而且产生了可观的经济效益,得到社会的认可,所以工业固体废弃物的综合利用能兼顾环境效益、经济效益和社会效益。但是,目前,我国固体废弃物的综合利用率还相对较低。暂时不能综合利用的一般工业固体废弃物,大多采用简单堆存或筑坝贮存的方法。目前,有些工业固体废弃物在堆存时既没有进行无害化、固化和稳定化措施,也没有采取流失、防水、防渗漏和防扬散措施,存在比较大的隐患。
人类工业发展已经有一百多年的历史,算是相当成熟的行业,随着工业生产的迅速发展,工业固体废弃物的种类和数量也在不断增加。目前,世界上许多国家都对工业固体废弃物的处理都给予高度重视,无论在经济还是政策上都有极大的鼓励措施。我国在2008年初,因为国务院办公厅所下发的关于限制生产销售使用塑料购物袋的通知,而引起了人们对于固体废弃物所产生的环境问题的关注和热议。由于我们对于固体废弃物所产生的环境、社会问题等认识的比较晚,在很长时间内,都没有给予足够的关注,所以对于工业固体废弃物的管理和利用相对薄弱,立法进程也相对缓慢。20世纪90年代以来,环保总局以及其它有关部委先后颁布了一系列关于固体废弃物的管理法规,以及十几项固体废弃物污染的控制标准,国务院有关部门也制定了若干鼓励对固体废物实行综合利用的政策和办法,并且关于工业固体废弃物管理和处理利用的学术论文也逐渐增多。因而,近年来,有关我国工业固体废弃物的管理和利用政策也在不断发展。
目前,我国在工业固体废弃物处理和管理利用上已经出台了很多政策和规定,但还存在着一些问题。比如,工业固体废物管理目标表述不清晰,体系不够完整;工业固体废弃物综合利用程度低;工业固体废弃物管理目标不符合固体废弃物管理和污染控制的规律;污染控制的手段强制性不强,缺乏确定性等[1]。
(1)国家应加快转变经济发展方式,研究、开发和推广减少工业固体废物产生量的生产工艺和设备,促进产业结构调整和优化升级,推进节能减排,进一步加强淘汰落后产能工作。发展高效节能、先进环保和资源循环利用的新装备和新产品,推行清洁生产和低碳技术,加快形成支柱产业。
(2)进一步重视固体废弃物的管理。改变目前环境监管不到位、相关制度法规不健全的状况,防范表面上“发展循环经济”、实际上以再次污染环境换取经济利益的问题发生。
(3)加强法制和标准建设。国务院环境保护行政主管部门应当会同国务院经济综合主管部门和其他有关部门对工业工业固体废物对环境的污染作出界定。1985 年以来,国家陆续颁布了“有色金属工业固体废物污染控制标准”、“浸出毒性试验方法标准”、“腐蚀性毒性试验方法标准”和“中华人民共和国固体废物污染环境防治法”等,同时各省市也应制订相应的地方标准,实现工业固体废物管理法规化[2]。只有依法可依,才能从根本上对工业固体废物进行管理。
制定合理的综合管理方案。成功的综合管理系统推动立法工作,而不是被法律所推动,更多的法律不一定促成更多的减排和回收利用。
(5)加强与发达国家之间的合作交流。目前,我国工业固体废物管理和治理基础相较于发达国家还比较薄弱,所以借鉴发达国家在工业固体废物管理和治理方面的经验和技术,引进更多先进的生产设备和技术,培养更多生产和管理人才,结合我国现有情况,加快工业固体废弃物立法的步伐,积极推行先进的工业固体废物处理技术,提高全民的环保意识,这些对于我国工业固体废物的管理与资源化具有重要意义[3]。
[1]张靖. 我国工业固体废弃物管理政策分析,现代经济信息,2009/14
废弃物是指在产品生产、流通、消费过程中产生的,必须经过特别处理才能不对环境产生有害影响的废气、废水、废渣及其他排放物。盐化工业有着特殊的行业特征,多为易燃、易爆、有害、有毒物质;生产过程中产生的“三废”成份繁多,数量大。例如,氯碱行业中工业废水年排放量 7 200~8 000万吨;废气排放 600~700 亿立方米;废渣 160~200 万吨。制碱工业中排放的大量盐泥,以年产10万吨烧碱计,排放盐泥达7千余吨。全国大多数氯碱企业的盐泥弃置堆放,不仅造成环境污染、资源浪费,还占用大量的场所。我国目前已经形成了以制盐业为基础,氯碱工业和纯碱工业为主体,精细化工为发展方向的盐化工业格局。盐化工业的规模还在不断壮大,排放的废弃物也在增多。随着经济的发展,环境保护日益重要。各种环境法规对盐化工业环境保护的要求越来越高,废弃物对企业的影响也越来越大。企业一方面需要提高材料利用率, 降低废弃物的排放量。另一方面,企业需要发展循环经济,综合利用各种废弃物,降低环境成本的同时提高企业效益,实现企业保护环境与提高经济效益的双重目标。
当前,传统的核算方法未将盐化工业废弃物的成本单独核算。废弃物不管是否回收利用,其耗用的资源全部计入了产生废弃物的产品成本。废弃物发生各种环境污染治理或环境影响费用时,记入“管理费用”账户。例,某氯碱厂2×08年5月一次性投入氯化钾、氯化钡等原材料1 000 000元生产钾液碱15 000吨,氢氧化钾85 000吨,产生碱渣10 000吨,碱渣耗用各种材料共计100 000元。企业将碱渣处置后安全排放。处置过程中发生各种药剂、运输费及人工费共25 420元。企业传统的核算法为:单位产品所耗材料成本=1 000 000÷(15 000+85 000)=10元。如表1:
企业将废弃物处置费用记入“管理费用”,借:管理费用25 420,贷:银行存款25 420。这种处理方法存在弊端。第一,不利于废弃物成本的管理。废弃物未单独核算,不能集中反映出废弃物占用的资源,不能更好地对废弃物进行成本控制。第二,废弃物耗用的资源成本全部计入产生废弃物的产品成本,可能导致计入产品的成本比实际耗用的成本多。例如,当废弃物回收利用于生产其他产品时,这种核算方法就会导致产生废弃物的产品的成本增加,回收利用所生产的产品成本减少。废弃物处置时发生的费用计入当期损益,将减少产品成本,影响产品成本效益分析。可见,传统的核算方法不利于反映企业各产品及各业务成本的真实情况。第三,企业从自身利益出发,可能不对废弃物的环境影响进行治理,从而导致环境成本外部化,造成社会成本的增加。
核算废弃物的成本,首先需要分析废弃物的成本构成。企业的生产过程可以看成是能量转化过程,它包括一个有效能量的转化过程和一个无效能量的转化过程。有效能量的转化过程是指将能量通过劳动转化为合格产品,以满足人们的需要。无效能量转化过程指企业在生产过程中,由于资源得不到充分利用而造成的能量丧失。这些丧失的能量以废水、废气、废渣等方式输出,成为废弃物。盐化工业废弃物的成本构成如图1:
根据图1,废弃物的成本由处置成本和回收利用成本构成。其中,废弃物的处置成本包括无效能量成本、环境污染治理成本和环境影响成本。环境污染治理成本指为达标排放发生的物料及人工费,企业缴纳的各种排污收费等。环境影响成本指企业对环境造成不利影响而支付的各种罚款或赔偿款,例如,企业因超标排放支付的各种罚金,对农作物造成损失的赔偿等。废弃物的处置使废弃物退出了生产领域,其处置成本应由产生废弃物的产品承担,所以最后分配计入合格产品成本。企业回收利用的废弃物发生回收利用成本,包括回收利用废弃物耗用的无效能量和回收投入使用前发生的费用,如,运输费,去除有毒物质的费用等。回收利用成本与回收利用收入相配比,产生回收利用净损益。
为了更好地控制盐化工业废弃物成本,为其管理提供依据,需要将与废弃物有关的成本从其他成本中分离出来,设置专门的账户进行核算。废弃物的核算分为成本归集和分配两个环节。处置废弃物与回收利用废弃物成本的归集和分配有区别。
盐化工企业产生的废弃物有的回收利用价值小,不符合回收利用的成本效益原则;有的虽然回收利用价值大,但是现有回收利用技术还达不到回收利用的水平而无法回收利用。对这些废弃物需要进行处置。核算处置废弃物的成本时,首先,应将废弃物耗用的无效能量成本独立出来,借:废弃物,贷:原材料。其次,将企业对废弃物进行治理发生的环境污染治理成本和环境影响成本归集入废弃物成本,借:废弃物,贷:库存现金等。最后,将废弃物成本按产品成本动因分配进入产生废弃物的产品成本,借:生产成本――废弃物,贷:废弃物。
通过废弃物成本的归集和分配,可以全面地反映废弃物的总成本以及各产品承担的废弃物成本,从而更好地对废弃物进行管理。
回收利用废弃物归集的成本包括耗用的无效能量成本以及回收利用废弃物投入使用前发生的各种费用。回收利用废弃物的耗用的无效能量的核算与处置废弃物耗用无效能量成本相同,独立记入废弃物成本,借:废弃物,贷:原材料。回收利用废弃物投入使用前发生的各种费用记入废弃物成本,借:废弃物,贷:银行存款等。与处置废弃物的核算不同的是,回收利用时耗用的废弃物的成本应分配计入相应的回收利用所生产的产品成本,由废弃物回收利用所生产的产品收入补偿。假设上例中,企业将废渣回收作为添加剂生产饲料20 000吨。在投入生产使用前去除有毒有害物质发生各种费用34 120元。借:废弃物34 120贷:银行存款 34 120。废弃物成本应计入饲料的成本,则饲料应分配的废弃物总成本=100 000+34 120=134 120(元),单位成本=134 120÷20 000≈6.7(元)。如表4:
盐化工业中排放的大量废弃物是可以回收利用的,且回收利用的经济效益高。例如,在盐泥中通入CO2气体,使其与盐泥中的氢氧化镁发生反应,然后进行高温燃烧,可制得轻质氧化镁。轻质氧化镁可用于油漆工业、橡胶工业、造纸业的填充剂;还可用于制镁砖、坩埚等优质耐火材料。再如,纯碱生产过程中产生的大量副产物碱渣,可用于建筑工程,也可用于化肥、土壤改良剂,畜禽饲料添加剂等。制盐过程中排放的大量苦卤,富含各种有机物,回收利用的用途广泛。盐化工业加强废弃物管理的关键在于发展循环经济,综合利用各种废弃物。废弃物正确核算,为管理提供可靠的数据,有助于降低企业环境成本的同时提高企业的经济效益和环境效益。
[1] 朱小平. 试探环境会计中废弃物的核算[J].财会月刊,1998(7).
[2] 梁利辉.环境―经济导向的企业环境收入与成本分析[J]. 财会通讯,2007(6).
冶炼废渣包括有色金属行业和钢铁工业在生产中排出的废渣。化工废料主要指在化工生产过程中产生的各种废渣,如高炉矿渣、钢渣、铁合金渣等其他各种有色金属渣都属于化工废渣。根据固体废物的行业来源不同,冶金工业固体废物又可以划分为有色金属冶炼废物、铝工业固体废物和钢铁工业固体废物三大类。有色金属冶炼废物是指有色金属在采矿、选矿、冶炼和加工等生产过程中及其环境保护设施中所排放的固状或泥状的废弃物。[2]根据金属冶炼方式的不相同性可以分为稀有金属渣和重有色金属渣两种,重有色金属渣主要包括铜渣、铅渣、锌渣、镍渣、钴渣、汞渣等。铝工业固体废物主要来源于在氧化铝生产进程中产生的碱赤泥、轧钢进程中产生的少量氧化铁渣以及生产金属铝进程中产生出废炭、耐火砖、保温材料和铝加工进程中排放出废材料等。钢铁工业固体废弃物主要来源于铁矿开采时所产生的削离废石、选矿时产生的大量尾矿、炼铁过程中产生的高炉炉渣、炼钢产生的转炉炉渣、电炉炉渣、及生产合金时产生的铁合金炉渣、含铁尘泥等。钢铁生产的固体废弃物的主要特点是生产量很大,并含有很多金属和非金属元素,可二次利用价值很高。由于我们国家现今对工业固体废弃物处理基础比较薄弱,想要建成一整套完整的管治体系还需要反复摸索和实践。所以我们应参照发达国家在冶金固体废弃物管制方面的经验,并结合我们中国国情,取其精华去其糟粕,开发适合我国国情的固体废渣处理新技术。
资源化是采用管理和工艺措施等实现固体废弃物无害化、综合利用的最主要方法中的一种。应放把固体废物处置处理技术体系的建立过程放在第一位置,在废物排放还未进入环境之前,回收物质和能量,提高物质和能量的循环利用,创造出有用经济价值,减轻后续处置的负荷,变废为宝。我们应该鼓励和发展循环型的经济,号召人们节能减排,将固体废弃物进行资源化得到更大的利用,高度重视管理或工艺等措施,从而提高固体废弃物的回收有利用价值,创造更多的有效资源。
冶金铜渣大部分来源于火法炼铜的工艺,还有少量来源于炼锌、炼铅工艺。目前,我国每年粗铜产量与产出炉渣量的比值约为1:3,加上其它工艺产生的废铜渣,产出渣量相当惊人。另一个角度也可说明从废渣中回收有用物资和能源的潜力也相当大。目前,我国开发了许多资源合理化利用铜渣的方法,主要向提取有价金属、生产新型化工产品和建材工业等方向发展。如:将铜渣收集到回收室,经氧化熔烧,在通过还原方法处理技术可回收铜粒;铜渣与淬渣掺入石灰拌匀压实后可用作公路基层;也可直接将熔融的废铜渣直接浇注成坚硬致密的铜渣筑石;冷铜渣还可用作铁路道渣,效果良好。铜渣中的有价金属主要包括Cu、Pb、Zn、Cd、Au和Ag等,可通过浮选、磁选等物理方法或焙烧、浸出等化学方法将其回收和资源化利用。通常采用浮选法回收废铜渣中的铜。先经浮选得到品位较高的精铜矿,再经过火法炼铜工艺得到更高品味的铜金属元素。铜水淬渣可作为硅酸盐水泥的矿化剂。铜精矿经密闭鼓风炉熔炼后所产生的废渣即铜水淬渣,是对1050~1250℃高温的熔渣经冲水骤冷形成的釉黑色颗粒,液态密度为4.0~4.5t/m3,水淬渣的物质组成主要是铁的氧化物及脉石等形成的硅酸盐与氧化物。生产水泥的工艺流程为:将石灰石、黏土、矿渣按比例配料,然后投入球磨机磨粉,磨好的生料加入回转窑,经反应生成水泥熟料。在反应生成的水泥熟料中加入适量的石膏以及铁矿渣,然后投入到球磨机内磨成粉状,最后生产出品质优良的水泥。生产水泥的工艺流程。
赤泥是生产氧化铝过程中产生的含水量高的强碱性粉泥状固体残留物。因为含有大量氧化铝,所以呈红色,随着含铁量的增加赤泥的颜色也逐渐变深红。铝土矿的成分、生成新化合物的成分和添加剂的成分,以及生产氧化铝的方法都会在某种程度上影响赤泥的化学成分。由于赤泥含碱,长期堆放使堆场附近土地碱化,如果倒入海洋,则会污染海域。因此,赤泥对环境的碱污染不容小觑。如果不能合理的有规划的处理这些废渣,它将会影响我们的生活环境。世界各国提出了几十种综合利用的方法,但利用规模较少,多数以海洋排放与陆地堆积两种形式处置赤泥。我国主要用赤泥坝存法。赤泥中有10%~45%的铁,但能直接用作炼铁原料的少之又少。所以将预焙烧后的赤泥倒入700~800℃沸腾炉内还原,使赤泥中的Fe2O3转变为Fe3O4,还原产物经冷却、粉碎后分选,得到高品位的磁性产品,用此方法可回收大量的铁得到高品位的炼铁精料。在赤泥中不仅能提取大量的有价金属,还能从中提取铝、钛、钒、铬、锰及多种稀土元素和微量放射性元素。我国利用赤泥生产多种型号的水泥,生产出的普通硅酸盐水泥也有强度高、抗硫酸盐等多种性能,在工程建筑领域使用效果甚好。赤泥不仅仅在建材工业上得到广泛运用,在农业上,赤泥也广泛用于生产硅钙肥料和塑料填充剂,生产流态自硬砂硬化剂,用作矿山采空区充填料等。
目前,我国钢铁产量居高不下,仍稳坐世界第一宝座。但我国炼铁炼钢技术尚不够先进,加上钢铁企业本来是高能耗、高污染的重工业。在如今的钢铁工业快速发展的时代里,一方面会大量消耗资源和能源,另一方面必然会产生大量不同种类的冶金废渣,这将会严重破坏我们赖以生存的家园。钢铁工业中不同的生产工艺流程,会产生不同的冶金固体废弃物。目前我国钢铁工业冶金废渣综合利用率正平稳上升。普通高炉渣基本上全部都能资源合理化利用,只有17%的钒钛高炉渣,以及含放射性稀土元素的高炉渣没能被综合利用。高炉渣广泛应用于建筑领域,一般利用高炉渣之前,都需要进行加工处理。根据用途不同,加工方法也不同。我国通常将高炉渣加工成水渣、矿渣碎石、膨胀矿渣、膨胀矿渣珠和高炉渣粉末等形式。[4]高炉水渣主要用于生产矿渣水泥、矿渣砖、矿渣棉、建材玻璃与微晶玻璃和碾湿矿渣混凝土。矿渣碎石可代替天然石料广泛运用,还广泛运用于道路工程、地基工程、铁路道渣、钢筋混凝土和预应力混凝土等工程中,已取得较好的经济效果。膨胀矿渣和膨胀矿渣珠可以用作轻混凝土制品及结构上,如楼板、墙板、砌块、建筑物的结构、支撑结构和公路地基材料等。由于其保温性能好,还可用作防火隔热保温材料。另外,高炉渣经过水冷后形成水硬性的水淬渣,经过进一步加工形成高炉渣粉末,使之遇水产生水化反应,具有普通水泥的性质。这种高炉渣粉末可以替代混凝土中的部分水泥,也可以代替水泥掺合料使用。除此之外,高炉渣在材料领域也有广泛的应用,如:生产矿渣棉、玄武岩棉、建材玻璃与微晶玻璃、多彩砖和轻质陶瓷等材料。
冶金固体废弃物的资源化利用主要围绕回收有价值金属为主,以开发高附加值产品为辅,多方向综合开发,将冶金固体废弃物综合利用工作提升到新高度。同时,要想大量使用冶金渣,就必须开辟研究节约能源、循环利用、安全环保的新型建材产品这条新兴之路。冶金过程固体废弃物资源化问题具有一定的复杂性,到目前为止,仍没有一种工艺能真正解决冶金固废物的高价值资源化问题。总而言之,要想将冶金固废物更好的资源合理化利用,应从以下几个方面着手:a.降低资源化成本,重点研究开发一些流程短、成本低、社会需求量大的新工艺。b.开发推广高附加值产品,资源化发展应该向技术含量高、经济效益好、二次污染小的方向发展。c.最大限度提取有价成分,冶金固废物中含有多种金属和非金属元素,可将其转化为高附加值的相关产品,从而实现资源的有效利用。
铅、银、铁、硫以及铜等金属广泛存在于尾矿中,在矿山固体废弃物资源化的过程中,工作人员必须做好提取这些金属的工作,这是因为这些金属价值较高。尽管较低的品味存在于有价金属中,在实际回收工作开展的过程中,需要耗费较高的成本,同时技术难度高,因此传统的选冶工艺中,其并没有较强的回收价值[1]。然而,数量大是尾矿的一大特点,因此其内部包含的金属数量规模也相对较大,此时工作人员应对先进的提取技术进行充分的应用,将规模处理应用于尾砂以及低品位矿石中,从而将处理的成本降到最低,并促进回收率的提升,在这一过程中产生的环保和经济效益是不容忽视的。通常情况下,应将高梯度磁选机应用于铁矿尾矿中,在对赤铁矿进行回收的过程中,可以通过浮选、重选、强磁选和弱磁选等途径,在对铁精矿进行回收的基础上,还能够对金、铜等成分进行有效的收集。在这种情况下,传统已经成为废弃物的尾矿回收价值有效提升,在对相关技术进行充分应用的过程中,资源利用率得以提升。
在对环境功能等材料进行应用的过程中,可以对部分尾矿进行应用,其中包括多种吸附剂、催化剂和吸收剂等,其对治理大气环境污染具有重要的作用。同时还包含一系列吸附剂、消毒菌材料和沉淀剂等,其在控制水污染中也能够发挥不容忽视的重要作用[2]。在将酸碱反应、离子交换、氧化还原以及结晶溶解等处理方式应用于矿物中以后,可以协助相关研究人员对矿物组成成分进行更加深入的把握,同时净化性能同矿物结构之间的联系也可以得到有效判断,有助于更加高效地拓展矿物环境功能材料使用范围,高效提升综合利用尾矿的水平。
磷、钾等微量元素通常会在尾砂中大量存在,这些元素对于植物的生长具有重要意义,如果尾砂中的此类成分适宜,在对其进行有效加工的基础上,可以制作大量微量元素肥料以及土壤改良剂,对土壤结构进行改善,确保透水性在土壤中有效提升。铁尾矿在钢铁工业中是拥有一定磁铁矿的,在一系列磁化处理后,将氮磷钾掺入其中,可以构成磁化复合肥。同时,农业生产虫剂也可以应用尾矿矿砂来制作,在提升作物产量以及环境保护方面将发挥不容忽视的重要作用。
加工处理高炉渣,构成水渣,在综合应用石膏、石灰以及水泥熟料的基础上,可以促使水硬胶凝的性能得到充分的显示。水泥中一个重要的原材料就是水渣,此时的水泥种类为石灰矿渣水泥、矿渣硅酸盐水泥和石膏矿渣水泥等,通常,需要在水泥中掺入炉渣,对粉水泥进行构建,此时会在一定程度上影响水泥的强度。在大量的实践中可以看出,如果拥有微粉级别的矿渣粉细度水平,可以将渣粉与水泥进行融合,促使水泥性能得到改善,并保证水泥的强度。
高炉矿渣碎石是在渣场或者渣坑中高炉渣淋水冷却或自然冷却构成的致密矿渣,在经过挖掘、破碎、磁选以及筛分等处理之后形成的石质碎石材料,在对碎石进行破碎处理之后存在缓慢的水硬性,能够将其当作混凝土骨料。经矿渣碎石研发的混凝土不但拥有一般混凝土的相应理化性能,同时也具备更好的隔热性、保温性以及耐久性[3]。在国内研究中矿渣碎石能够适当取代天然石料,且被应用在公路、地基工程、机场、混凝土骨料以及铁路道渣中,沥青路面利用矿渣碎石作为基料,不但防滑性能好且明亮,此外耐磨性能也比较良好。铁路道渣应用中能够将车行走时的噪音与振动进行吸收。
近年来,膨胀矿渣珠及膨珠作为一种新型的生产方法在国外得到了广泛的应用。多孔、质轻以及表面光滑等为膨珠的主要特点,将少量的水应用于膨珠的生产过程中,此时硫化氢在释放时量是非常少的,环境污染问题得到了有效控制,在没有破碎膨珠的基础上,其可以充当重要的混凝土骨料[4]。由于孔隙在膨珠内呈现封闭的状态,其拥有较少的吸水量,干燥中的混凝土会形成较小的收缩,这一特点弥补了现有轻骨料中的不足,如天然浮石和膨胀页岩等。同时,这一材料也可以应用于公路路基的建设中,同粉煤灰陶粒和黏土陶粒相比,这一材料在施工的过程中工艺相对简单,同时成本较低。
将钢渣当作烧结材料实际上存在比较高综合价值的利用项目,目前已经拥有比较成熟的技术与经验,将钢渣变为钢渣粉,就能够直接当作烧结材料,可取代部分石灰石。依据钢渣中TFe、MnO、CaO等成分来促使将将其用作取代部分石灰石的烧结材料,进而提升烧结矿强度,在实际烧结矿过程中配置适量的钢渣之后可以提升烧结矿的整体质量,改善烧结矿产量,进而可以显著降低烧结矿成本以及燃料消耗。将烧结矿放置如高炉钢渣中,因可以提升烧结矿强度,改善粒度成分,进而来降低铁品位,略微提升炼铁渣量,顺行操作高炉可提升产量,此外降低焦比对于提升质量也具备显著意义[5]。目前国内宝钢、首钢等部分钢铁企业都开始降低钢渣当作直接烧结材料。
钢渣中大部分都存在7%~9%的钢渣大块以及废钢粒,经磁选、破碎以及筛分等处理之后能够对其中铝90及以上废钢进行回收。经研究显示,钢渣破碎存在越细粒度,就能够回收越多金属铁,例如钢渣破碎成为100~300mm的时候存在大约6.4%钢铁回收率,破碎成为80~100mm的时候大约存在7.6%的钢铁回收率,破碎成25~75mm的时候存在大约15%的钢铁回收率[6]。目前国内不少厂家已经逐渐形成完善的钢渣回收钢铁生产线,利用磁选、破碎以及筛分等技术来对渣钢进行回收,不仅可以提升%钢铁冶金企业的总效率,也可以为以后综合利用钢渣奠定基础,进而可以从回收钢渣、废钢中获得巨大利润。
综上所述,近年来,我国在积极进行现代化经济建设的过程中,钢铁工业发展速度加快,其对我国国民经济的整体发展发挥了重要的促进作用,但是在钢铁工业发展中,产生了大量的固体废弃物,其不仅会造成严重的资源浪费,同时还将给生态环境带来极大的威胁。在这种情况下,新时期我国相关部门必须加大钢铁工业固体废弃物资源化途径研究力度,在提升资源利用率的同时,促使钢铁工业的发展能够实现绿色环保的目标。
[1]张宝华,李鑫国,李北春,等.钢渣沥青混合料在雁栖湖联络通道路面工程中的应用[J].城市建设理论研究:电子版,2015(24).
[3]王玲,聂轶苗,戴奇卉,等.利用悬振锥面选矿机对瓦斯泥中铁进行高效回收的试验研究[J].中国矿业,2016,25(3):132-135.
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改革开放之后,中国在经济方面取得了很大的进步。但经济增长的粗放型方式却没有得到彻底的转变,国家经济虽然得到了很大的发展,但受到的资源约束也越来越多,承受着越来越大的环境压力。如何平衡好经济的快速发展与受到的资源、环境方面的制约,是目前亟待解决的问题。
工业固体废弃物主要指在工业的生产过程中所排放出来的采矿废石、燃烧后的固体废渣、不合格的原料尾矿以及冶炼或是化工生产过程中产生的废物。国家统计出来的数据显示,我国工业生产所产生的固体废弃物正呈现逐年上升的趋势,尤其是最近5a,固体废气物的年增长率达到了10%。这其中,以下述5个行业所产生的固体废弃物为主,分别是电力行业、热力生产与供应业、金属的冶炼与加工行业、有色金属的矿采行业以及采矿业。这5个行业所产生的固体废弃物就达到了总量的80%。固体废弃物的堆积不仅占据了土地资源的使用权,同时还会造成大气以及水资源的污染,对环境也构成了很大的威胁。大多数情况下,由于急需使用堆放地点,所以这些固体废弃物便被简单地处理,导致了严重的资源浪费。
从图1中可以看到,我国的工业废弃物产量在2009年的时候就已经超过了20亿t,以此统计表格为依据可以预测,到“十二五”发展计划结束的末期,我国工业废弃物的产生量将有可能达到30亿t。
另外,虽然这近10a来工业固体废弃物的产量一直呈急速增长的趋势,但它的利用率却不到60%。每年堆积或者存放起来的废弃物总量就有5亿t,而目前的总堆积量甚至已经突破100亿t。与欧洲国家对工业固体废弃物的利用水平相比,我国在资源利用方面仍有较大的提升空间,需要继续加强资源利用水平的研究力度。
通过最近几年的统计资料可以看出,我国的工业固体废弃物大多来源于尾矿、采矿以及燃烧之后所产生,且废弃物的组成比较稳定,这与我国丰富的矿物资源有关。由于的矿物资源基本可实现自给自足,因此开采量较大。表1是产生工业固体废弃物最多的5个行业,在2005~2009年期间的固体废弃物产量以及各自所占的比例。由表1可以看出,最近几年这5个行业所产生的工业固体废弃物一直都占到了我国的固体废弃物总量的80%,且各自的比例也比较稳定。这也从侧面反映出,对这些固体废弃物有针对性的进行利用,可以使固废问题得到有效解决。
我国工业固体废弃物的产生地主要集中在中、西部。尤其是山西省、四川省内蒙古以及西部经济不太发达的地区,固体废弃物的产量都非常的高。但是受到市场、价格以及国家政策等多方面的影响,这些地方对产生的工业固体废弃物的利用率都非常低,造成了资源的严重浪费。而在我国沿海经济较为发达的地区,固体废弃物的利用率则明显有了提高。比如,上海、江苏等地区已经将固体废弃物的利用率提高到了95%以上,各地区对工业固体废弃物进行综合利用的技术水平极为不均衡。
微晶玻璃是一种多晶固体,由玻璃经控制晶化技术制得。作为新型的微晶材料,微晶玻璃有着耐腐蚀、耐高温、强度、硬度与绝缘性都较高等优点。由于微晶玻璃的介电损耗比较低并且化学稳定性好,因此在航空航天、生物医学、国防等领域被广泛的应用。
将工业废渣支撑微晶玻璃是资源综合利用的最好体现,不仅避免了工业废弃物带来的环境污染、堆积占地,同时还实现了资源的再利用。
铬渣是在铬盐生产中产生的一种固体废渣,具有一定的毒性。皮肤或是粘膜组织接触到六价铬离子会被腐蚀,长期接触的话甚至会导致全身中毒。通过一定的方法将铬渣中所含的六价铬离子转化为三氧化二铬,然后作为微晶玻璃的成核中心可以最大限度的降低六价铬离子的浓度,让铬渣无毒化。
磷渣的主要成分是二氧化硅和氧化钙,属于高钙硅渣。二氧化硅和氧化钙都是微晶玻璃中的主要成分,可以代替部分的石灰石与硅砂用作基础玻璃种的化学原料。磷渣制成微晶玻璃不仅能有效减少磷渣给环境带来的伤害和污染,还可以降低微晶玻璃的生产成本。
高炉钛渣所含的化学成分非常多,包括氧化镁、氧化钙、二氧化硅、氧化铝等,是一个多组元的复杂体系,呈灰棕色。由于工业钛渣的成分复杂,因此一般都是直接作为矿渣微晶玻璃的生产原料来使用。其中,钛渣中所含的氧化钛是一种性能非常优良的助熔剂与晶核剂,但由于它比较容易从微晶玻璃的表面析出,因此,在使用氧化钛的时候,通常还需要加入一些其他的晶核剂。由钛渣和其他化学成分共同组成的复合晶核有着非常好的化学稳定性与力学性能。
同理,复合矿渣、尾矿尾砂等也都可以分别制成微晶玻璃,降低它们对环境所带来伤害的同时还可以实现资源的循环利用,促进可持续发展。
干混砂浆由于性能优良,得到了迅速的发展和利用,而其组成对干混砂浆的性能起到决定性作用。干混砂浆的组分主要有胶凝材料、辅助胶凝材料、骨料、化学添加剂和其他一些类似颜料、纤维之类的组分。干混砂浆的性能主要包括其保水性、施工性、强度、吸水性、粘结抗拉强度等。目前,工业固体废弃物中的废橡胶粉、煤矸石、矿渣、粉煤灰、脱硫石膏等都已经在干混砂浆中得到了一定程度的应用。
粉煤灰在干混砂浆中主要是作为辅助胶凝材料。辅助胶凝材料的加入可以达到改进干混砂浆强度、流动性与工作性的目的,这主要是因为粉煤灰中含有很多的玻璃微珠,它们可以有效增强砂浆的流动性能。另外,玻璃微珠还可以让干混砂浆填料颗粒中较重的颗粒悬浮起来,这样浆体中所含的气泡就可以快速地排出。实践证明,将粉煤灰加入到水泥砂浆中以后可以降低砂浆的分层度和水胶比,同时提高其稠度与流动性,有效减少砂浆在流动过程中的损失率。
矿渣在干混砂浆中的应用可以提高水泥砂浆的韧性、强度以及抗折强度,但它有一个缺点,就是会对干混砂浆的流动性造成一定的影响。矿渣中所含的微粉能起到改善砂浆界面结构与孔结构的作用,并且降低孔隙率,因此,100mm以上有害空隙的数量就会大幅度减少。
煤矸石是一种伴随煤炭而生的坚硬岩石,种类有手选矸石、洗选矸石、巷道掘进矸石等。原煤的生产中,有10%~15%产生的是煤矸石。因此,要想实现煤矸石的综合利用,对煤矸石中碳元素、矿物的含量与组成进行分析是必不可少的一个过程。煤矸石的来源不同,含碳量也会大不相同。煤矸石属于沉积岩,由多种矿岩组成,与煤系在地层生。在对煤矸石进行综合利用时,三氧化二铝的含量以及三氧化二铝与二氧化硅的比值是需要考虑的主要参数。
对煤矸石进行工业利用的时候,含碳量是主要的依据。含碳量较低的煤矸石,一般作为混凝土骨料、水泥的掺料等建材使用,而含碳量高的煤矸石,由于发热量较高,因此多作为燃料使用。需要注意的是,如果煤矸石的含硫量偏高,则应该先进行脱硫处理;假如硫的存在形态并无危害,还可以进行回收。我国对煤矸石进行综合利用的途径主要有:发电或是作为燃料供热;充当路基的填充物;作为建材等。近年来,用煤矸石来制备性能较高的混凝土、耐火材料等研究技术有了较大进展。控制煤矸石的掺入比例生产出来的混凝土不仅可以提高水泥的性能,更能大大的节省生产成本。
将用煤矸石等废弃物生产出来的产品与市场上的现有产品用同一标准来衡量,会让煤矸石的产业化实现充满难度。因此,在研发煤矸石利用技术的同时也应该开发出针对煤矸石的工业产品所制定的标准,以此来推动工业固体废弃物资源化利用的进程。
综上所述,我国工业固体废弃物的资源化利用可以有两个发展思路:一是继续探索以减量为原则的利用技术来达到降低成本与提高经济效益的目的;二是以资源利用最大化为原则,研发针对性更强并具有更高价值的利用技术。在这两种思路的共同作用下,我国一定可以实现工业固体废弃物的资源化利用,让生产出来的产品在市场上得到认可,从而实现工业固体废弃物的产业化发展。另外,对于工业固体废弃物标准体系的建立也是不可缺少的。只有以完善的体系作为标准,利用废弃物所得到的产品才能拥有市场竞争力,进而创造更大的经济价值。
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工业园区由诸多制造企业和与之相关的服务行业组成,随着我国工业“三废”排放问题日益严重,工业园区如想要实现生态环境和经济的协调发展,就必须组织工业共生网络来实现废弃物再利用,通过园区各企业通力配合,加强资源的循环利用“变废为宝”,构建工业园区循环经济价值流管理体系,最终使得园区里的每个企业实现资源效益最优,形成1+1>
2的效应。
废弃物,指广义上的废弃物,不仅包含企业排放出的有毒的、易燃的、有化学反应性的以及其他有害的废弃物,还包含负制品,即本文核算除正制品以外的企业所有产出。
资源流成本不仅涵盖物质流成本,还增加了资源物质形态转变过程中相关废弃物及排泄物的外部环境成本项目,与资源流附加价值和生态损害价值一同构成资源价值流。
资源价值流分析作为循环经济学的子学科,是借助资源价值流对物质能源流的生态导引功能,提出的一种融合环境会计学、工业生态学和资源科学的分析方法。为使工业园区循环经济能实现能源、资源节约、环境负荷消减与经济价值增加的“共赢”目标,资源价值流分析研究主要有三部分内容:资源价值流核算、分析评价以及改善控制。
在工业园区废弃物利用层面上发展循环经济,需以资源循环为基础,提高废弃物再利用率。
以不同的企业为节点,运用资源价值流分析,核算工业园区废弃物流转过程,并对其流动过程进行诊断,分析出工业园区的潜力改善点。通过废弃物价值流决策分析,确定重点环节的改造方案,改善物质流路线,优化废弃物在工业园区相关企业节点流动过程。对改善后的工业园区废弃物资源流进行评价和控制,根据设立的成本控制目标,时时监测工业园区废弃物流转过程中的内部资源损耗和外部环境损害状态。
通过目标制定、核算、评价与控制为一体的工业园区废弃物循环经济价值流分析,为工业园区资源循环利用最大化,环境绩效优化提供了理论依据和决策支持。
工业园区废弃物价值流核算细分为三类:废渣、废水、废气。工业园区是以企业为节点来参与资源运作,因此以园区的各个企业作为物量中心,核算废弃物价值。可构建工业园区废弃物价值流核算基本式:
其中i取值整数,代表园区内各个企业节点,j取值1、2、3,分别代表废渣、废水、废气;WVij表示第i个企业第j种废弃物总成本价值;IWVij表示第i个企业第j种废弃物内部成本价值,包括能源成本、信息成本、材料成本;WEVij表示第i个企业第j种废弃物外部生态损害成本,即工业园区某企业排放未利用的废渣、废液、废气分别对环境的损害。
以上核算模型,应用于工业园区各企业节点间废弃物生产流程层面,能将废弃物内部成本价值流转和外部生态损害成本有效结合起来,形成资源价值流分析图,完成物质流、能量流和信息流的统一,为工业园区循环经济工作的评价、决策与控制提供改善方向。
根据循环经济价值流转平衡方程式,以价值核算模型为基础,将工业园区废弃物价值流转进行改造前后的内部损失价值和外部环境损害度进行对比,构建工业园区废弃物价值流转评价模型,从而对整个工业园区废弃物循环经济管理的情况作出评价:
其中,Rwi为总指标,表示资源利用和环境保护的程度,Rpi为资源效率,工业园区总产值与资源总投入量的比值,衡量工业园区废弃物利用效率。资源效率越大,说明对资源的利用率越高,资源成本内部流转越高。Vpi为循环效率,是工业园区生产增加值与总产值的比值,循环效率越大,说明工业园区的管理越好。Eei为环境效率,是环境污染物排放量与单位增加值的比值,环境效率越高,表示工业园区在废弃物流转方面的管理越优。
对工业园区废弃物价值流转的控制管理以产品成本控制和环境成本控制为主,能够揭示出工业园区经营生产活动的资源成本流和外部损害高的环节,提升工业园区废弃物资源化效益。
首先通过成本计划将成本目标具体化,可根据国家制定的清洁生产标准,并结合工业园区废弃物产业链特点设立其成本控制目标。对工业园区废弃物流转采用循环经济价值流进行计算,严格监督废弃物各生产环节、企业间流转环节的内部损失价值和外部环境损害价值。在生产、企业间流转过程中及时发现与预定成本目标之间的差异,对工业园区废弃物价值利用鱼骨图进行控制分析,TCG彩票 天成彩票对可能造成的较高的内部损失价值涉及到的诸多原因进行总结,并及时给予控制调整,确保制定的成本目标实现。
本文通过分析论证,构建了实物与价值统一、流转与循环结合的工业园区废弃物资源价值流转模型:核算模型、评价模型、控制模型。不仅能有效揭示工业园区废弃物资源的价值变化规律,指出园区生产链中的重点改善环节,还能明确各企业的成本责任,对我国工业园区规划和解决环境、资源与经济发展的协调问题具有重要意义。
[1]谢志明.燃煤发电企业循环经济资源价值流研究[D].中南大学,2012.
工业固体废弃物是指在工业生产中排入环境的粉尘、废渣及各种其他废物。随着工业经济的发展,工业废物的数量日益增加。呈现出种类繁多、数量庞大、成分复杂的特点。工业固体废弃物主要来源于工业生产的环节。石油化工、矿业、建筑材料、冶金工业这几个行业发展迅速,也为城市经济建设带来了丰富的资源。但由于其缺乏有效的治理,这些行业产生的废渣、粉尘、废金属、化学品等固体废弃物给城市生态环境造成了破坏。
1.工业固体废弃物对自然环境的影响。毫无疑问,工业固体废弃物对自然环境的破坏相当大。首先,工业固体废弃物长期暴露在空气中,其有害的成分经过雨淋、日晒、风化侵入土壤,破坏土壤内部酸碱平衡,害微生物。其次,在工业生产中,固体废弃物排入河流中,特别是废化学药品和含有金属元素的废渣,其流入河水中会被动植物吸收,影响水生生物的生存环境。最后,工业固体废弃物滞留在空气中,通过一些化学反应,其有害成分挥发,造成空气污染。而且粉尘在风的作用下直接进入空气中也会影响空气质量。有相关的实证研究表明,我国工业水污染与固体废弃物污染存在一定相关关系、而工业大气污染与固体废弃物污染都存在显著的典型相关关系。特别是粉煤灰、炉渣等与大气污染物有很强的相关性。
2.工业固体废弃物资源化所产生的社会效益。工业固体废弃物对环境的污染对社会具有破坏性,近年来,我国工业固体废弃物的资源化不仅产生了一定的环境效益和经济效益,也产生了巨大的社会效益。具体表现为全国各地通过公众的参与、企业和政府的引导进行了工业固体废弃物资源化的时间。地方民众积极参与到固体废弃物污染的治理中。比如,无锡市通过环保公司和环保组织共同联手,组建了工业额固体废弃物安全处置公司,开始无害化处置各类工业危险、医疗废物。天津市建立了部级生态工业示范园区,将整个工业体系作为资源循环利用,使原来无法处置的废物变成了资源。另外,工业固体废物资源化是对循环经济理论和可持续发展理论的又一次实践,是一种创新和突破,是对全社会环保意识的升华,使更多人参与到生态环境的保护中来。因此,政府的引导、企业的、民众的参与使工业固体废弃物资源化产生了很好的社会效益。
进入21世纪中叶,我国经济发展逐渐放慢脚步,进入平稳缓速发展期,特别是当下时期,经济发展遇到瓶颈,环境保护和经济的协调发展引起社会的关注,政府提出了宏观政策,旨在引导民众积极参与到环保中。在工业方面,我国的工业企业引起的污染已相当严重,造成了巨大的环境破坏。但随着我国技术等各方面的进步,对工业污染的治理已取得一定成果。同时,我国工业固体废物的治理理念已有所改变,从治理污染到变废为宝,发展循环经济,提出了工业固体废物再生利用和资源化的观念方法,使我国工业经济发展得到了很大的提升。那么,在未来,我国工业固体废物资源化的进一步发展还具有相当大的潜。
1.工业固体废弃物资源化对资源环境理论创新的展望。资源环境科学是一门从生态观点出发,将资源的合理利用和环境保护运用到生产和环境建设领域的综合性学科。资源环境经济学是研究环境保护与经济发展的相互关系,探索其内在规律并使经济活动取得最大效益的经济理论。
工业革命已来,能源的大量使用造成了资源的严重浪费,早期的低端技术使许多稀缺资源经过工业生产直接变成了低品位的废物,不仅污染环境而且浪费了资源。因此,国际社会进行了相关研究,旨在促进环境和经济的协调发展,TCG彩票 天成彩票逐渐形成了一整套的理论体系,即环境资源理论。1983年,相关专家对环境核算范围进行了规范,并提出了具体三个方面的核算范围:自然资源的枯竭、环境自然状态的保护、污染及其控制。从资源环境理论角度对环境污染理论的范围进行了研究和界定。随着理论界对资源环境理论研究的进一步发展,从不同角度对环境价值的构成进行了分析。
环境资源理论系统地阐述了生态环境与资源的概念、构成、价值体系、评估方法等,为环境保护和资源节约提供了科学的理论基础,天成彩票 TCG彩票也为进一步研究资源环境指引了方向。工业固体废弃物资源化的实践体现了资源环境科学的理论和指导方法,是环境资源理论在实际社会经济中的运用。工业固体废物的再生利用强调资源的循环利用,即资源的再生,是对环境资源理论的创新。首先,在环境核算范围上,可以进一步扩大到环境资源的再生,体现资源的不断循环利用。其次,在总价值构成上,其综合体现了物质的使用价值、选择价值和非使用价值。在使用价值上,将工业固体废物变废为宝,重新投入工业生产,能满足工业企业的资源需求。在选择价值上,将本想扔弃的资源重新利用,用在当前和未来的经济发展中,充分延长了资源使用的时间。在非使用价值上,把废物资源化后,重新利用的资源留给当代人使用,更多的资源留给后代人使用,从另一个全新的角度诠释了非使用价值。因此,工业固体废物资源化有综合的价值意义。最后,在整个环境资源的理论体系方面,工业固体废物资源化是对资源再生理论的实践补充和说明。资源再生理论从能源再生和物质再生两个大的方面进行了理论阐述,而在现实的经济社会中,能源的再生相比物质的再生更广为人知,比如太阳能、风能、地热能等等。具体到工业固体废物上,废物的再生还没有在实践中被人们熟知。因此,工业固体废物资源化是对资源再生理论的推广和突破。
2.工业固体废弃物资源化对发展可持续经济的展望。要实现可持续发展,就必须改变传统的经济与环境二元化的发展模式,建立经济与环境一体化的生态经济模式。具体来说,包括生产过程的生态化,经济运行的生态化,消费方式的生态化,其强调从始端到终端的生态化发展。那么,未来我国工业经济发展模式的转变充分体现了可持续发展的生态模式。首先,在生产环节,清洁生产模式的推广,运用少毒或无毒的原材料,采用先进的技术和生产工艺,实现了工业生产的无污染和零排放,从源头控制污染和废物的排出,体现了生产过程的生态化。其次,在工业经济运行环节,将固体废物回收利用或再生利用,采用工业生态园区模式和产业化发展,将固体废物重新处置后变为企业的原材料或其他行业的产品,在经济运行过程中节约了资源,减少了企业的生产成本,发展工业循环经济。最后,在消费方式上,政府提倡全社会实行低碳生活,污染产品,使用绿色清洁产品,从终端控制了工业有害产品的生产。所以,总的来说,工业固体废弃物资源化充分诠释了可持续发展模式,实现了理论与实践的结合,有效的促进了可持续经济的发展。
总的来说,工业固体废物的综合利用将环境资源理论上升到了一个新的高度,更加符合当前社会经济发展的需要,更能体现环境资源理论对经济发展的指导作用,也鼓励了更多的人才投入到环境资源理论的研究中去,发现新的领域,创新出更多的能带来社会生活变革的思想和方法。
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我公司三条窑为4500t/d新型干法预分解窑,主要生产普通硅酸盐水泥熟料。为最大化利用工业废弃物,使工业废弃物利用率达到15%以上,实现水泥清洁生产[1]。2011年开始我公司采用了粉煤灰、煤矸石全部替代铝矾土,铁尾矿碎屑全部替代砂岩。生产半年来,除因废弃物中携带碱含量较高对熟料后期强度有一定的影响外,其他指标均符合质量要求。
2011年之前我公司采用铁铝矾土废渣、TCG彩票 天成彩票砂岩碎屑、转炉渣为辅料进行配料。2011年开始采用粉煤灰、煤矸石替代铁铝矾土废渣,铁尾矿碎屑替代砂岩碎屑,实现了工业废弃物全替代。
我公司采用石灰石、煤矸石(不含热值)、湿粉煤灰、铁尾矿碎屑、转炉渣五组份配料,各原材料及其组份见表1。
注:煤矸石和湿粉煤灰可按不同比例搭配使用,根据化学成份不同,上述配比会有一定的变化。
由表2可知,我公司工业废弃物利用率已经达到19.2%,远远超出HJ 467-2009规定的一级清洁生产指标15%要求,我公司在工业废弃物利用方面实现了清洁生产。
生料生产严格按照质检要求执行,但由于受设备质量及一些工艺条件的限制实际生料细度较粗。生料石灰石及辅料中碱含量较高,尤其是全部用上工业废弃物替代后碱含量很难控制,出磨碱含量偏高。为此,我公司在石灰石中添加0.6%改性磷石膏来调整硫碱比。加入改性磷石膏后,生料成分符合公司质量要求。出磨生料分析见表3。
因煤价过高的原因,我公司采用山西煤、褐煤、本地中热值煤等混合搭配使用,以降低燃煤成本。入窑煤粉收到基热值22.37MJ左右。由于加入褐煤水分较大,出磨煤粉水分在5%左右。由于窑系统提产、煤磨供应能力不足,出磨煤粉细度通常大于15%的控制指标。由于煤粉的水分较高、细度偏高等原因,对火焰形状影响较大,对煅烧造成一定的困难。对此,我公司采用提高一次风量,调整内外流风比例,内流风挡板由原来的50%调整为75%,外流风挡板由原来的100%调整为90%,火嘴风翅推进2mm,加强风煤混合;同三次风挡板由28%调整到35%左右,适量减小窑内通风比例,来达到合适火焰形状,确保熟料的煅烧。
由于废弃物中,硫碱等有害成分较多,窑尾烟室及预热器结皮较多。为此,采取了增加清理结皮的次数,同时在鹅颈管等不易清理的地方安装空气炮定时清吹。同时在石灰石中加入为改性磷石膏,该善硫碱比,让更多的硫、碱跟随熟料带出窑系统,减少有害成分的内循环。
通过上述调整,窑系统工艺运行状况良好。生产通用水泥熟料各项指标符合国标GB/T 21372要求。
表4中可以得出熟料碱含量偏高,3天强度、28天强度均满足国标GB/T 21372要求,安定性合格。
1)由于湿粉煤灰、铁尾矿碎屑含水分较高,冬季配料站堵料较为频繁,断料停机次数较多,对生料生产影响较大。对此冬季生产铝质材料可以加大煤矸石的使用比例,硅质材料可以选用砂岩碎屑与铁尾矿碎屑搭配使用。
2)三废中硫碱含量较高,尤其是碱含量偏高较为显著,造成熟料碱含量偏高,对熟料的后期强度有明显的影响。建议资源较为丰富的厂家,可以加大对硫碱含量的控制。
3)控制合适的硫碱比例,可以保证熟料的稠度及净浆扩展度不受影响。鉴于废料中碱含量偏高,可以适当添加改性磷石膏调整硫碱比。
工业废弃物中虽然含有较高的硫碱等有害成分,天成彩票 TCG彩票但能够满足生产需要,生产出来的熟料符合国标要求,符合水泥清洁生产要求。
DOI:10.16640/ki.37-1222/t.2017.09.041 含锌废水具有持久性、毒性大、污染严重等特点,一旦进入环境后不能被生物降解,大多数参与食物链循环,最终在生物体内积累,天成彩票 TCG彩票影响生物体正常生理代谢[1]。
粉煤灰是火力发电的燃煤高温燃烧后的残留物,其结构具有多孔性、表面价键的不饱和性以及存在大量的含氧基团,使其表面有很强的吸附活性,是一种廉价的高浓度污水预处理吸附剂[2]。研究结果表明,粉煤灰对废水中的重金属有良好的去除能力[3-4]。王大军等[5]实验发现,煤粉灰对锌具有较强的吸附能力,以氧化钙为改性剂改性的粉煤灰对含锌废水具有良好的吸附性能。Alinnor[6]用粉煤灰处理了水中的Pb2+、Cu2+,获得吸附过程的动力学方程式为一级方程式,并测定了速率常数。本研究利用两种工业废弃物处理人工配制含锌废水,重点讨论了处理时间、pH、粉煤灰加入量等因素对处理效果的影响。
实验室用硫酸锌配制含Zn2+浓度为500mg/L的人工废水。处理用粉煤灰经烘干处理,铁屑分别经碱液、酸液浸泡去除铁屑表面的油、锈迹和氧化膜,两种物质均过筛选取粒度20-40目。
分别取待处理废水100ml于锥形瓶中,按照试验条件,用10%NaOH或H2SO4溶液调节pH,室温条件下搅拌,静置分层后取上清液用双硫腙分光光度法测定Zn2+,计算锌去除率。
分别调待处理含锌废水初始pH为3、5、7、9、11,按最佳工艺条件的其他工艺指标对废水进行处理。
随着起始处理浓度的逐渐升高,锌的去除率也逐渐升高,在pH在5-9之间时,锌去除率基本维持在98%左右,但当pH为11时,锌去除率急剧下降。
锌的氢氧化合物为两性化合物,pH值过高或过低,均能使沉淀返溶而使出水超标[1]。因此,当pH为3及11时,均反应出较差的去除效果,其中pH为11时尤为明显。
按最佳工艺条件的其他工艺指标,分别振荡20、40、60、80、100min,随着反应时间的增加,锌去除率迅速增大,在反应进行到60 min时,锌的去除率最高,为98.1%,随着反应时间的进一步增加,锌去除率略有降低,但降低幅度不大。
试验处理工艺对锌的去除综合了电解法、化学沉淀法、铁氧体法、吸附法等方法的共同作用,随着反应时间的增加,电解反应及吸附反应将深度进行,粉煤灰的吸附主要是物理吸附作用,吸附过程分为3个阶段,分别是颗粒外扩散过程,颗粒内扩散过程及吸附反应过程,完成之后将会出现解吸作用,超过一定的时间会使去除率下降。
分别在100ml废水中加入粉煤灰2、4、6、8、10g,按最佳工艺条件的其他工艺指标处理废水。
随着粉煤灰加入量的逐渐增加,锌的去除率也在逐渐增加,在本实验工艺条件下,在粉煤灰加入量为8g时,锌去除率达到最高,为98.4%。但当粉煤灰加入量进一步增高时,锌去除率略有下降。对反应过程实验现象的观察也发现,当粉煤灰投加量为8g/L时,停止搅拌后沉降速度最快,沉淀后上澄液清澈。当投加量为10g/L时,停止搅拌后沉降速度较慢,沉淀分离较难。
粉煤灰在絮凝过程中有协同效应,作为助凝剂,粉煤灰为絮凝提供了凝聚晶核,为絮凝的迅速长大创造了条件。又因粉煤灰本身密度大,当粉煤灰颗粒卷入矾花后,能增加絮体的密度,加速矾花的沉降速度。而且,增加粉煤灰的加入量,将增加接触面积,扩大吸附容量。因此加入一定量的粉煤灰能够起到去除废水中的有C污染物的功能。
但由于粉煤灰为细小微粒,当粉煤灰投加量过多时,未凝聚的粉煤灰不仅不能起到絮凝的作用,反而影响了废水的沉降性能,从而不容易形成絮凝体,泥水分离效果差,从而影响去除率。
按铁:粉煤灰分别为3:1、2:1、1:1、1:2、1:3加入铁及粉煤灰,按最佳工艺条件处理废水。
在处理体系中,当粉煤灰加入量一定时,随着铁屑的加入量的逐渐减少,锌去除率变化不大,基本在97.2-98.1%之间,但当体系中铁含量为处理剂的1/4时,锌去除率急剧下降,仅为94.7%。
利用工业废弃物粉煤灰与铁屑,通过对含锌废水的处理,在适当的工艺条件下,对锌离子有明显的去除效果。
(1)酸碱性过强,将使处理体系锌去除率下降,本工艺条件最佳处理pH范围为5-9。
(2)粉煤灰加入量对处理效果有一定影响,随着粉煤灰加入量的增加,锌去除率将增大,但粉煤灰加入量过多时,将降低去除率。
(3)随着处理时间的增加,锌去除率也将增大,但处理时间过长,将使锌去除效果变差。
(4)铁屑与粉煤灰的比例对处理效果影响不大,建议在试验允许的适宜比例条件下,尽可能减少铁屑的加入量。
[1]方艳,闵小波,唐宁等.含锌废水处理技术的研究进展[J].工业安全与环保,2006,32(07):5-8.
[2]程爱华,姚改焕,路瑞.粉煤灰在水处理中的应用[J].中国资源综合利用,2005,7(07):20-21.
[3]王代芝,赵艳萍.粉煤灰处理含汞废水的研究[J].化学与生物工程,2004(06):4-50.
[4]王湖坤,龚文琪,卫苗苗.粉煤灰吸附处理铜冶炼废水中Cu(Ⅱ)的试验研究[J].冶金能源,2006,25(04):50-52
[5]王大军,许弟军,单连斌等.改性粉煤灰处理含锌废水的研究[J].环境保护科学,2005,31(03):19-21.