固体废物循环利用对策与研究报告Word文件下载.docx
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工业固体废物综合利用和处置问题突出，工业企业生产过程中产生的废渣越积越多，长期得不到有效处置，给周围环境带来了严重危害，许多省市的铬渣危害尤为突出，乡镇企业工业固废处置更是薄弱环节。
据统计，全国堆积矿山固体废物占用或破坏土地达900平方公里，其中三分之二是耕地。
城市生活垃圾处理设施能力不足、标准不高，处理方式单一，生活垃圾急剧增加，处理方式又都采用卫生填埋，年复一年，土地资源不堪重负。
危险废物集中处置能力低下，全国危险废物年产生量在900万吨左右，综合利用和处置仅为600万吨，每年约有300万吨被贮存起来，全国累计贮存量已达2000万吨。
目前全国只有14个城市建了危险废物集中处置设施，但因种种原因尚未得到充分利用。
危险废物紧急事故快速反应能力长期处于较低水平。
农村固体废物污染问题日益严重。
对农村固体废物的处理，大多数地区还没有提上日程。
由于农业生产的集约化，畜禽粪便未经有效处理直接排入环境，严重污染空气和水体。
农村的大量生活垃圾基本没有得到处理处置。
三、固体废物循环利用的意义、原则和框架
<
一）固体废物循环利用的意义
固体废物循环利用是循环经济的一种具体体现形式，本质上也是一种生态经济，是按照生态规律利用自然资源和环境容量，实现固体废物的生态化转向，可以有效地减少固体废物的产生量、排放量，使其成为一种原料资源从而创造新的经济价值。
固体废物要在这个不断进行的循环中得到合理和持久的利用，以把经济活动对自然环境的影响降低到尽可能小的程度，从而根本上解决长期以来固体废物环境污染与经济发展之间的尖锐冲突，为实现经济的可持续发展提供一条有效途径。
二）固体废物循环利用的原则随着固体废物对环境污染程度的加重以及人们对环境污染为题越来越关注，《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中首先确立了固体废物污染防治的“三化”原则即：
“减量化、资源化、无害化”原则。
其中资源化是指在企业生产过程中采取管理和工艺措施，在固体废物中收回物质和能源，以前一种产品的废物做后一种产品的原料，在以后一种产品的废物生产第三种产品，如此循环和回收利用既可使固体废物的排出量大大减少，还能使有限的资源得到充分的利用，满足良性的可持续发展要求。
（三>
固体废物循环利用的框架
循环经济具体体现在经济活动的三个重要层面上，分别通过运用3R原则实现三个层面的物质闭环流动。
1、在企业层面上（小循环>
。
根据生态效率的理念，推行清洁生产，减少产品和服务中物料和能源的使用量，实现污染物排放的最小量化。
要求企业做到：
（A>
减少产品和服务的物料使用量；
（B>
减少产品和服务的能源使用量；
（C>
减少有毒物质的排放；
（D>
加强物质的循环使用能力；
（E>
最大限度可持续地利用可再生资源；
（F>
提高产品的耐用性；
（G>
提高产品与服务的强度。
2、在区域层面上（中循环>
按照工业生态学的原理，通过企业间的物质集成、能量集成和信息集成，形成企业间的工业代谢和共生关系，建立工业生态园区。
3、在社会层面上（大循环>
通过废旧物资的再生利用，实现消费过程中和消费过程后物质和能量的循环。
四、生活垃圾循环利用的对策
一）生活垃圾的组成、性质
生活垃圾简易分类可分为有机物<
可堆肥物包括动物植物）、无机物<
填埋物）、可回收物<
包括纸张、塑料、破布、金属、玻璃等）。
按照可燃烧性能分为可燃性垃圾与不可燃性垃圾；
按发热量分为高热值垃圾与低热值垃圾；
按化学成分分为有机垃圾与无机垃圾；
按可堆肥性可分为可堆粪垃圾与不可堆肥垃圾。
目前，我国城市生活垃圾的平均日常生量为人均0.7-1公斤，1997年，全国的垃圾产量达到了1.4亿吨，全国200多座城市已陷入垃圾围城之中，北京、上海，垃圾日产量已超过12000吨，哈尔滨市日产生生活垃圾3500吨，年递增率为5%。
迄今为止，我国绝大多数城市生活垃圾仍以露天堆放、填埋为主，不仅占用了宝贵的土地资源，而且对环境造成了严重的二次污染。
能否妥善解决垃圾问题，是关系到国计民生的一件大事。
二）生活垃圾焚烧发电、堆肥
对垃圾进行焚烧处理，减容、减量及无害化都很高，焚烧过程产生的热量用来发电可以实现垃圾的能源化，是一种较好的垃圾处理方法。
哈尔滨垃圾焚烧处理厂采用世界先进的流化床焚烧技术，适用于中国垃圾不分拣的国情，可燃各种垃圾，将垃圾直接粉碎燃烧，将有害固体和气体符合国家标准排放，垃圾燃烧率在85%以上，废渣填埋量只有普通垃圾填埋量的1/10，日处理生活垃圾200吨，垃圾焚烧后每年可供应电能1300-2100万千瓦时、蒸汽7.2万吨，初步实现了“变废为宝”、“垃圾资源的再生利用”要求。
深圳市垃圾焚烧厂1988年11月正式投产，总投资47.29*106元，运行正常，除技术改造和年终大修停产外，基本保持单炉运行，连续生产状态，单炉日处理生活垃圾150吨，废渣灼烧减量小于3%，运行成本1990年测算为23.33元。
但综合国内垃圾发电的整体情况看，依然存在着设备投资巨大，尾气污染控制不当、运行成本高等问题。
建设、运行垃圾焚烧发电工程处理生活垃圾应注意吸收国外先进经验，适应当地经济情况，开发自己的垃圾焚烧发电系统，设备国产化，采取政府扶持与企业运营相结合的原则。
同时，发电或供热能力则决定于垃圾的热值，若低位发热值高于4000kj/kg，则可向电网供电，热值愈高，发电量也愈多，要想经济效益明显，还应提高垃圾的热值。
堆肥技术适合于易腐有机质含量较高的垃圾处理，对垃圾中的部分组分进行资源利用，且处理相同质量的垃圾投资比单纯的焚烧处理大大降低。
堆肥技术在欧美国家起步较早，目前已经达到工业化应用的水平。
发达国家由于生活垃圾中的易腐有机物含量大大低于我国的一般水平，因此靠堆肥只能处理15％左右的垃圾组分，这在一定程度上阻碍了堆肥技术的推广。
但就广东省的具体情况来看，生活垃圾中的易腐有机质<
主要是厨余）含量都在50％左右，因此采用堆肥技术可以达到比较好的处理效果。
国内烟台已投资1.29亿元，建设生活垃圾堆肥场，设计最大处理能力为日处理生活垃圾1000吨。
近年来，我国在国家科委社会发展科技司、建设部科技发展司的组织推动下，经过专家评估，通过确定了一系列城市垃圾处理技术推广工程。
其中，属于机械化堆肥处理技术有5项，如下图：
分选----→破碎----→发酵设备
破碎----→分选----→发酵设备
分选-→破碎--→分选---→发酵设备
分选破碎<
半湿式破碎分选）→发酵设备
--------------------------→发酵设备
不同堆肥处理技术的区别主要在于：
1、有无预处理系统给予处理设备组合形式；
2、有无发酵仓及仓的结构形式差异；
3、一次发酵的进料及出料方式及设备；
4、后处理系统的完善程度；
5、堆肥产品的质量及使用对象。
以老河口市堆肥场为列，该场1993年6月投入试运行，处理规模为生活垃圾100t/d、粪便20t/d，采用两次静态好氧发酵工艺，初级发酵10t/d，次级发酵≥30t/d。
经分析垃圾堆肥产品质量，其中主要指标为：
有机质<
以C计）10.17%；
总氮<
以N计）0.51%；
总钾<
以K2O计）1.17%；
总磷<
以P2O5计）0.32%。
堆肥产品中，颗粒粒径ø
10mm的部分占90%；
ø
=10-30mm者占10%左右。
主要经济指标，堆肥场合计投资499.96*104元，年运行费用27.18*104元，年折旧费5.2*104元，折合垃圾处理单位成本8.87元。
但堆肥技术必须是将新鲜的垃圾首先进行分类后再将易腐有机组分进行发酵，才能有效地防止重金属的渗入，从而保证有机肥产品达到国家标准，真正实现无害化和资源化。
但堆肥技术也存在明显的缺点：
不能处理不可腐烂的有机物和无机物，因此减容、减量及无害化程度低。
三）餐饮垃圾的资源化利用
餐饮垃圾指餐饮业、企事业单位、学校食堂以及食品加工生产单位产生的食物残渣、废料等，以淀粉类、食物纤维类、动物脂肪类等有机物质为主要成分，具有含水率高、油脂、盐分含量高、易腐发酵发臭等特点。
随着生活水平的提高，餐饮垃圾的产生量愈来愈大，上海市每天产出餐饮垃圾1300吨，北京达到1600吨，哈尔滨市日产生量达到500余吨。
以往餐
饮垃圾都是不经处理，直接作为饲料喂养生猪，会引发人畜共患的螺毛虫
和钩绦虫，危害人体健康。
为了治理餐饮垃圾所带来的健康和环境问题，韩国将每月的25日定为“减少食物垃圾日”，日本在2001年实施的《食品再生法》规定对不可避免的食品垃圾要进行回收和再利用。
我国虽然还没有餐饮垃圾实施管理的法律法规，但很多城市如上海、沈阳、长春、哈尔滨都已经开展了餐饮垃圾的回收利用工作，利用回收回来的餐饮垃圾生产动物饲料和油脂，长春通过“餐饮垃圾”的处理，生产出100吨干物质饲料和10吨油脂，年利润在2500万元至3000万元，哈尔滨市自2004年5月启动餐饮垃圾处理工程以来已生产饲料53吨。
餐饮垃圾处理工艺主要可以分为4个主系统和2个配套系统：
一、预处理系统，主要对餐饮垃圾进行分类破碎；
二、脱水脱脂系统，将物料送入脱水料仓，达到脱水脱脂目的；
三、干燥灭菌系统，高温清除水分并消毒；
四、粉碎称重系统，冷却后粉碎。
配套系统中的废弃液油水分离系统可收集废弃液中的油脂。
四）生活污水污泥的资源化利用
我国城市生活污水年排放量已达232亿吨，城市生活污水处理率也逐渐提高，到2002年已接近22.3%，意味着我国城市生活污水处理后产生的污泥每年已达数百万吨。
因此，如何对城市生活污水处理后产生的污泥进行资源利用，成为城市建设中应予以高度重视的问题。
目前，国际上处理污泥的方法主要有：
1、海洋投弃2、填埋3、堆肥化4、焚烧5、干燥6、垃圾焚烧发电厂与市政垃圾混烧处理。
经过实践和评估各种因素，污泥的最终处置方案只有三种：
堆制肥料、热力干燥后用作肥料、能量回收<
即焚烧、沼气发电）
海口市白沙门污水处理厂每天处理城市生活污水22万吨，每年生成约4万吨污泥，进行填埋处理时每吨污泥运输、填埋需80元。
2002年底，经检测海口市城市污泥重金属含量大大低于国家允许标准，海南农丰宝肥料有限公司以每吨15元的价格包购了污水处理厂的全部污泥，利用微生物处理的方法，将污泥加工成有机肥和复合肥销售。
污泥焚烧有两种情况：
采用流化床或多级焚烧炉在处理厂内进行焚烧；
干燥后运到其他地方进行焚烧。
焚烧是一个很好的处理污泥的方案尤其对于污染严重的重金属行量或化学污染物超标的工业污泥，处理规模大于50000吨/年，但焚烧投资和运行费用高于干燥造粒，对运行的温度要求较高<
焚烧温度850℃，干燥100℃），工艺比较复杂。
目前美国近200家污水处理厂采用焚烧方式处理污泥，处理量占全美处理总量的20%。
高碑店污水处理厂污泥沼气发电热能回收流程图如下：
剩余气体进入燃烧器发电并入市政电网
↑↑
消化池沼气-→脱硫-→储气柜沼气发电机-→热回收装置-→消化污泥加热
污泥干燥的优势明显：
大幅减少体积从而减少储存、处置、运输费用；
最总产品用途广泛，可作肥料和其他工业工艺过程中的燃料；
最终产品如污泥本身重金属和有机污染物等指标达标，可用于肥料和土壤改良；
安全、高效、投资和运行成本低。
但是重金属含量高的污泥如果用作肥料，会带来土壤污染问题。
在考虑合理的污泥处理方案时，不仅要考虑到技术的可行性，未来的立法趋势，更为重要的是要结合中国的国情。
五、工业固体废物循环利用的对策
一）工业固体废物的组成、性质
工业固体废物是指在工业、交通等生产活动中产生的固体废物。
工业固体废物的种类繁多，按行业可以分为矿山工业固体废物、能源工业固体废物、冶金工业固体废物等。
据统计全国工业固体废物产生量从１９９６年的６．５９亿吨到２００１年的８．８８亿吨，年增长７％。
工业固体废物产生量大任意露天堆放不但占用一定的土地，而且其累积的存放量越多，所需的面积就越大，如此势必使可耕地面积短缺的矛盾加剧，据统计全国堆积矿山固体废物占用或破坏土地达９００平方公里，其中三分之二是耕地。
工业固体废物不仅要占用土地堆入，坡坏土壤、淤塞河床，处理不当还会危害生物、污染水质，一些重金属废渣
的危害还是潜在性的。
实践说明，单独依靠卫生填埋、焚烧等被动的末端治理方式，难以彻底解决许多城市工业固体废物污染环境问题。
要解决这一难题，必须从源头上做起，把减量化、资源化作为方向和目标，普及清洁生产和循环经济的理念，从源头减少数量，运用固体废物循环利用技术是其变废为宝才是解决问题的最终途径。
二）煤矸石的循环利用
煤矸石是煤炭开采、洗选过程中的废弃物。
目前，我国的煤矸石总堆积量已超过25亿t，而且还正以每年约1.3亿t的速度增加。
煤矸石是多种矿岩组成的混合物，属沉积岩。
主要岩石种类有粘土岩类、砂岩类、碳酸盐类和铝质岩类，煤矸石的岩石种类和矿物组成直接影响煤矸石的化学成分。
1、煤矸石制砖
包括用煤矸石生产烧结砖和作烧砖内燃料。
煤矸石砖以煤矸石为主要原料，一般占坯料质量的80％以上，有的全部以煤矸石为原料，有的外掺少量粘土。
煤矸石经破碎、粉磨、搅拌、压制、成型、干燥、焙烧，制成煤矸石砖。
焙烧时基本上无需再外加燃料。
泥质和碳质煤矸石质软、易粉碎，是生产煤矸石砖的理想原料。
煤矸石的发热量要求在2100～4200kJ／kg，过低时需加煤，过高时易使成砖过火。
煤矸石需粉碎到小于lmm的颗粒占75％以上。
用煤矸石粉料压制成的坯料塑性指数应在7—17之间，成型水分一般为15％-20％。
许多砖厂生产的煤矸石砖抗压强度一般为4．80～1：
4.71MPa，抗折强度为2.94～4.90MPa，高于普通粘土砖。
以煤矸石作烧砖内燃料制砖生产工艺与用煤作内燃料基本相同，仅需增加煤矸石粉碎工序。
我省双鸭山东方工业公司是资源综合利用专业性公司，从事煤矸石砖生产。
主机及配套设备采用公司自己生产的目前国内最先进的技术装备；
表面处理设备及焙烧技术引进代表世界领先水平的德国KELLER公司技术，建设一条现代化生产线，在我国尚属空白。
年产煤矸石、页岩烧结多孔装饰砖3000万块，年产烧结薄型装饰砖80万平方M。
2、用煤矸石发电和造气
一般利用热值大于3768.12J/kg的中碳至高碳煤矸石作燃料，通过沸炉带动背压式汽发电机发电。
我国已有一批煤矸石电站在运转之中。
如我国自行设计施工的第一座大型煤炭矿井--山东省协庄煤矿便是一例。
该矿于1993年开始兴建一座设计能力为24MW的煤矸石热电厂，装机容量为12MW的一期工程于1995年底竣工投产。
截止1998年，已发电1.2亿，消耗煤矸石1.13hm2。
不仅有效地降低了环境污染，而且取得了显著的经济效益。
该厂12MW的二期工程热电厂采用先进的煤矸石的煤泥混烧技术，已被列为1998年度国家开发银行环保专项计划。
造气用的煤矸石一般要求灰70%~80%，发热量为4186.80~5024.16J/kg。
煤矸石煤气炉造气原理与一般发生炉基本相同。
所得煤气的热值可达2930.76~4605.48J/m3。
3、煤矸石生产轻骨料
适宜烧制轻骨料的煤矸石主要是碳质页岩和选矿厂排出的洗矸，矸石的含碳量不要过大，以低于13％为宜。
有两种烧制方法：
成球法与非成球法。
成球法是将煤矸石破碎、粉磨后制成球状颗粒，然后焙烧。
将球状颗粒送人回转窑，预热后进人脱碳段，料球内的碳开始燃烧，继之进入膨胀段，此后经冷却、筛分出厂。
其松散容重一般在1000kg／m3左右。
非成球法是把煤矸石破碎到一定粒度直接焙烧。
将煤矸石破碎到5～lOmm，铺在烧结机炉排上，当煤矸石点燃后，料层中部温度可达1200℃，底层温度小于350℃。
未燃的煤矸石经筛分分离再返回重新烧结，烧结好的轻骨料经喷水冷却、破碎、筛分出厂。
其容重一般在800kg／m3左右。
4、煤矸石作原燃料生产水泥
煤矸石和粘土的化学成分相近并能释放一定的热量，用其代替粘土和部分燃料生产普通水泥能提高熟料质量。
这是因为煤矸石配料比粘土配料配人的生料活化能降低了许多，用少量煤就可提高生料的预烧温度，且煤矸石中的可燃物也有利于硅酸盐等矿物的熔解和形成；
此外煤矸石配的生料表面能高，硅铝等酸性氧化物易于吸收氧化钙，可加速硅酸钙等矿物的形成。
用作水泥原燃料的煤矸石其生产工艺过程与生产普通水泥基本相同。
将原燃料按一定比例配合，磨细成生料，烧至部分熔融，得到以硅酸钙为主要成分的熟料，再加入适量石膏和混合材料，磨成细粉而制成水泥。
如河南义马煤业集团公司水泥厂利用煤矸石代替粘土生产水泥，水泥中煤矸石含量可达30%，煤矸石的掺入可使吨熟料<
非标准煤）由475kg,降至378kg，每件可节煤11640t。
熟料台时产量由6.54t提高到8.33t，而且吨熟料电耗下降6.93kWh。
1997年义马煤业集团公司使用的煤矸石已超过3.6万t。
5、煤矸石制取聚合物氯化铝
据报道，以煤矸石为原料，用酸溶法制取聚合氯化铝技术已成熟，其工艺流程可分为破碎、焙烧、连续酸溶、浓缩结晶、沸腾分解和配水聚合等工序。
用该方法生产lt聚合氧化铝的总公司成本为741.45元，税金为135元，而市场售价可达1350元，即每吨产品利润可达473.55元。
生产过程中，酸溶产生的残渣可用作水泥配料，或制成水玻璃和白炭黑等产品。
本工艺实现了资源的合理利用，避免了资源浪费，减轻了环境污染，降低了生产成本，具有巨大的经济效益和社会效益。
三）粉煤灰的循环利用
由于我国燃烧用煤含灰分较高，所以排出的粉煤灰量很大，粉煤灰的产生主要集中在火电厂和大型工矿企业的动力锅炉上。
按全国平均计，每增加10MW装机容量，每年将增加近万吨粉煤灰的排放量。
大量的粉煤灰如不加以处理，会产生扬尘，污染大气，对人体健康危害很大；
排入河道水系会造成河流淤塞，污染水质。
当前，对粉煤灰的处置方法主要有2种：
土地填埋、贮灰池存储。
国内外对其环境效应的研究表明，灰中潜在毒性物质会对土壤、地下水造成污染。
在改土方面，也具有潜在不利效应：
可溶盐、硼及其它潜在毒性元素含量过高，可导致元素不均衡以及土壤的板结和硬化。
因此粉煤灰的处理和利用问题引起人们的普遍重视，也成为我国环境保护与再生资源开发领域的一个重要课题。
哈尔滨市现有粉煤灰产生单位6家分别是：
哈尔滨热电厂、哈尔滨化工热电厂、哈尔滨发电厂、哈尔滨第三发电厂、哈尔滨汽化厂、哈尔滨华欣热电厂，2003年哈尔滨市产生粉煤灰为142.3万吨，综合利用量71.15万余吨综合利用率为50%，主要用于水泥、混凝土加工、筑路筑坝时按照规定比例掺用和用作土地回填。
2003年哈尔滨市粉煤灰贮存量为71.15万吨，历年累计粉煤灰贮存量为800万吨，如此可见哈尔滨市粉煤灰综合利用工作还是非常艰巨的。
粉煤灰综合利用，其效益非常明显，每利用1万t粉煤灰，可为火力发电厂节约征地200m2，减少灰场投资运行费2～8万元，节约运灰费2～5万元。
1、代替粘土制做水泥
粉煤灰可作为道路和土建的回填物料，利用固土技术，在粉煤灰中加入固土剂成型养护后有一定的强度，其承载力、变形等都比较好。
在水泥行业，粉煤灰主要作为水泥原料以及混合料使用，利用粉煤灰中的SiO2、Al2O3、Fe2O3，以粉煤灰代替粘土。
替代率受粉煤灰中SiO2/Al2O3以及Al2O3的比例控制，比值越大，粉煤灰作为水泥原料的使用量就越大．在铝酸钙含量较多的特殊水泥中，粉煤灰的使用量可成倍地增加。
粉煤灰的掺加降低了水泥浆体中CH结晶指数，对混凝土的界面结构有改善作用，这是混凝土性能提高的主要原因。
普通混凝土中掺用粉煤灰量一般为水泥重量的15%～20%，可节约10%～15%的水泥、30%的黄砂。
2、制做墙体材料
用于建筑工程中的粉煤灰制品也较多，如加气硅酸盐制品，容重较轻<
r=500～800kg/m3），代替粘土砖作墙体材料，可以减轻建筑物自重，有利于隔热保温，增强理化性能，已被确认为新型轻质建材，广泛用作框架结构的填充墙。
另外常用制品还有粉煤灰硅酸盐砌块和大板、粉煤灰加气混凝土等，都具有用灰量大、能耗低等特点。
3、充当筑路材料
在道路工程方面，粉煤灰可作为主要材料或辅助材料，作造路基层和底基层，路堤、路面修复及回填料、灌浆料等。
目前，国内外公认只有优质粉煤灰才可直接作为路面材料。
但由于粉煤灰含碳量高，粗颗粒组分过多等，造成混凝土含气量高，从而降低了混凝土的耐久性和耐磨性。
近年来国内许多专家提出了用脱碳粉煤灰混凝土修复路面的应用技术，并进行了路面的铺筑实验研究，结果表明，掺粉煤灰的路面强度与不掺粉煤灰的路面强度比较接近，相关性较好，符合国家路面工程标准要求。
哈尔滨市已与哈尔滨工业大学在道外区民主乡五星村，合作建立起东北三省首家粉煤灰综合利用实验基地。
投产后，这里将以粉煤灰为主要原料，生产出可替代水泥的粉煤灰干拌砂浆、粉煤灰砂浆粉等绿色建筑材料。
该基地首个示范工程是以50％以上的粉煤灰为原料，加入哈工大最新研制的一种可极大发挥粉煤灰潜在活力的激发剂，生产用于建筑工地砌筑、抹灰的粉煤灰干拌砂浆、粉煤灰砂浆粉和粉煤灰稠化剂。
这些产品问世后，可实现建筑用砂浆集中生产和商品化供应，并使市内建筑工地告别传统的现场拌制砂浆施工方式，避免破坏环境、浪费材料和工程质量不稳定等弊端。
不仅使粉煤灰变废为宝、化害为利，还可减少因生产水泥造成的石灰石等自然资源的消耗，在发展循环经济、建设资源节约型社会方面探索出一条新路。
四）废橡胶的循
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