我國固體廢物資源化的研究現狀分析及反思お

周楫

摘要總結了國內固體廢物資源化的發(fā)展進程和研究現狀，從哲學和經濟學2個角度進行了關于資源化的思考，分析了資源化發(fā)展中存在的問題，主要從循環(huán)處理、綜合處置技術以及協(xié)同作用等方面給出了應對策略和發(fā)展方向。

關鍵詞固體廢物；資源化；循環(huán)；綜合處理；協(xié)同作用

中圖分類號X705文獻標識碼A文章編號0517-6611（2017）10-0238-03

Analysis and Reflection on Chinas Solid Waste Resource Recovery

ZHOU Ji

（Southwest University，Chongqing 400715）

AbstractThe development and research status of domestic solid waste recycling was sumarized. Thoughts on resource utilization was carried out from two angles of philosophy and economics， and the problems in resource development were analyzed. The countermeasures and development direction were given from the aspects of circulation treatment， comprehensive treatment technology and synergy.

Key wordsSolid waste；Resource；Recycling；Integrated process；Synergies

黨的十八大報告及“十三五”規(guī)劃指出“面對資源約束趨緊、環(huán)境污染嚴重、生態(tài)系統(tǒng)退化的嚴峻形勢，必須樹立尊重自然、順應自然、保護自然的生態(tài)文明理念，把生態(tài)文明建設放在突出地位，融入經濟建設、政治建設、文化建設、社會建設各方面和全過程，努力建設美麗中國，實現中華民族永續(xù)發(fā)展。”隨著工業(yè)生產的不斷發(fā)展，自然資源的消耗和廢物產生的速度急劇增長，造成了一些自然資源的日益枯竭和世界性固體廢物嚴重堆積等現象。經濟日益發(fā)展，我國面臨的資源環(huán)境壓力也不斷增加，同時不合理的資源分配與不合適的管理機制導致廢棄物大量增加。隨著我國固體廢物產生速度的日益加劇，國內研究人員對固體廢物資源化進行了大量的研究。固體廢物資源化主要有循環(huán)利用、綜合處理、各固體廢物協(xié)同反應等。加快資源化進程將是轉變我國經濟發(fā)展方式和建設資源節(jié)約型社會的重要手段。

1從循環(huán)經濟與循環(huán)生態(tài)方面進行固體廢物處理及資源化

1.1固體廢物在循環(huán)經濟方面的處理

1.1.1

固體廢物在循環(huán)經濟產業(yè)理論研究中。張文偉等[1]闡述了循環(huán)經濟的原則，分析了固體廢物循環(huán)經濟產業(yè)園區(qū)的一般構成和循環(huán)經濟的實現途徑，得出了園區(qū)的構成應包括城市固體廢物綜合處理設施與其配套設施。董康銀等[2]在充分考慮循環(huán)經濟實質和特點的基礎上，從經濟水平、資源利用水平、清潔生產與3R水平、環(huán)境影響情況4個方面分析其對煉油企業(yè)循環(huán)經濟水平的影響，在此基礎上構建煉油企業(yè)循環(huán)經濟綜合指標體系，采用DHGF法對循環(huán)經濟指標給出了有效評價。黃璐等[3]明確廢棄塑料再生循環(huán)利用需要建立全社會的綜合處理體系，建立科學合理的廢棄材料回收管理系統(tǒng)。

1.1.2

固體廢物在循環(huán)經濟產業(yè)技術研究中。劉茂昌等[4]提出各地區(qū)私營業(yè)主可利用當地資源優(yōu)勢，實行封閉產業(yè)鏈，形成“養(yǎng)殖—種植—深加工”循環(huán)，能量梯級利用，減少廢物產生，有條件的可以建造生態(tài)工業(yè)園，發(fā)展旅游觀光為附帶產業(yè)。徐長勇等[5]利用物質循環(huán)、能量循環(huán)作為園區(qū)固體廢物處理資源化利用的一個重要表征，以循環(huán)經濟園區(qū)采用統(tǒng)一征地、統(tǒng)一規(guī)劃、統(tǒng)一招商、統(tǒng)一建設、統(tǒng)一管理的模式，實現了資源共享和設施共建。

1.1.3

固體廢物在循環(huán)經濟實踐研究中。神華集團編制了神華準格爾礦區(qū)煤炭伴生資源循環(huán)經濟產業(yè)項目規(guī)劃，將分3期建設6條“煤—電—氧化鋁（鎵、鐵系顏料、橡塑填料等）—電解鋁—鋁材加工”循環(huán)經濟產業(yè)鏈。寧夏嘉峰化工結合自身產業(yè)特點及內蒙古西部地區(qū)煤炭資源優(yōu)勢，規(guī)劃以電廠發(fā)電后得到的高鋁粉煤灰及雙氰胺生產后得到的碳酸鈣廢渣為原料形成“煤、電力、電石、石灰氮、單氰胺、雙氰胺、氧化鋁、金屬鋁、金屬鎵、水泥熟料、水泥、輕質碳酸鈣、金屬鐵粉和生石灰”的循環(huán)經濟產業(yè)鏈[6]。

1.2固體廢物在循環(huán)生態(tài)鏈中的處理

閆靈均[7]通過對谷氨酸發(fā)酵高濃度廢液成分的分析，結合對味精生產過程的解析，提出了利用谷氨酸發(fā)酵高濃度廢液中豐富的氮源和生物活性物質與玉米秸稈水解混合生產復合型生物絮凝劑。利用高硫酸根含量和當地盛產的風化煤、褐煤混合生產高效腐植酸微生物有機復合肥，同時生產菌體蛋白飼料的味精廢水資源化綜合利用方案。

2針對工業(yè)廢物和城鎮(zhèn)垃圾的綜合處理方面的研究

2.1工業(yè)廢物（電子業(yè)廢物、冶金工業(yè)廢物、礦業(yè)廢物等）

余輝等[8]通過開展“十三五”廢棄電器電子產品處理行業(yè)發(fā)展規(guī)劃研究，對居民普遍關注的廢手機、固定電話機、吸油煙機等進行回收，同時開展含鉛CRT玻璃回收處理示范項目，降低能耗水平，減少環(huán)境污染，使含鉛CRT玻璃回收處理企業(yè)規(guī)范化、集中化、產業(yè)化。高瑞等[9]研究出鋼渣可作為冶金原料，主要用于煉鐵燒結熔劑、煉鐵高爐熔劑以及煉鋼返回渣等，鋼渣中含有和水泥相類似的硅酸三鈣、硅酸二鈣及鐵鋁酸鹽等活性礦物質，具有水硬膠凝性，同時鋼渣可用作生產鋼渣磷肥、鋼渣硅肥、酸性土壤改良劑以及鈣鎂磷肥等。張利珍等[10]采用充填采空區(qū)尾礦的方法進行尾礦的處置，提出用于井下充填材料、廢石充填采空區(qū)、煤矸石回填采空區(qū)等方法有效減小二次污染。

2.2城鎮(zhèn)垃圾（建筑垃圾、生活垃圾等）

黎振越等[11]研究了建筑垃圾處理設備破碎站，該產品的研制大大縮短了破碎工期，同時經固體廢物應用工藝處理后，可以生產出各型符合質量檢測規(guī)范的新型建筑材料，根據設備配置的不同建筑垃圾的有效利用率可以達80%～100%，可實現近乎零污染、零排放的理想環(huán)保效果。胡芳[12]結合對某市生活垃圾組成成分進行測定和研究，找出了影響生活廢物處理效率的原因，并針對垃圾焚燒處理的工藝流程提出了優(yōu)選方案，提出“分揀+焚燒”的方法。韓姣等[13]利用水泥窯協(xié)同處理活性污泥技術，不但可以利用水泥窯尾氣烘干將含水率約80%的污泥降到含水率20%～30%，而且可以節(jié)約黏土資源，利用污泥作為輔助燃料節(jié)約煤炭資源，實現污水處理企業(yè)和水泥生產企業(yè)雙贏，達到污泥穩(wěn)定化、無害化、減量化和資源綜合利用的目的。

3國內在固體廢物協(xié)同作用方面的研究

3.1工業(yè)角度的研究

鄧悅等[14]以某城市電鍍污泥為實驗對象，得出餐廚垃圾發(fā)酵液、廚房洗滌廢水或兩者聯用對于電鍍污泥中不同有價金屬的浸出具有一定作用，工藝簡單，不僅能夠有效利用餐廚垃圾發(fā)酵液和廚房洗滌廢水，同時也能夠為危險固體廢物電鍍污泥的資源化利用和安全處置提供基礎。閆冬梅等[15]以煉鐵高爐廢渣和氧化鋁生產中產生的工業(yè)固體廢物赤泥為主要原料、氧化鉻為晶核劑，通過高溫熔融法制備微晶玻璃，材料的內部晶相結構較致密，材料整體各項性能優(yōu)良。王文龍等[16]利用化學成分互補性，將赤泥、鋁灰、低等級灰渣及各類尾礦等硅鋁鐵基固體廢物與脫硫副產物、磷石膏、氟石膏等硫酸鈣基固體廢物相結合，制備了硫鋁酸鹽水泥并實現2類大宗工業(yè)固體廢物的綜合利用。張俊等[17]通過理論分析，提出了銅渣與鋼渣搭配利用的新工藝，并通過試驗考察了含碳球團的還原和熔分情況，得出銅渣和鋼渣互為熔劑，堿度為2.0時最有利于磷的還原，1 400 ℃還原30 min時磷的氣化脫除率約為75%；堿度為1.0時最有利于鐵氧化物的還原，1 200 ℃還原20 min時試樣的金屬化率

達到92%的結論。

3.2生態(tài)角度的研究

孫曉杰等[18]以糞渣與樹葉為原料，進行了不同濕基比的靜態(tài)好氧堆肥試驗，得出在糞渣與樹葉含水率分別為80%和8%左右時，糞渣與樹葉的濕基比為4∶1和3∶1時均可實現好氧堆肥，最佳比例3∶1；所得堆肥產品肥效指標和重金屬含量均符合國家相應標準，同時可實現糞渣的零排放。宋光雷等[19]以菠菜品種皇家速騰為試驗材料，設置固體廢物肥（SF）、壯根寶（ZGB）、清水對照3個處理，對比分析各處理植株長勢、增產效果及經濟效益的差異，得出固體廢物肥通過灌根施用可促進菠菜根系生長，利于養(yǎng)分吸收，能提高菠菜產量和經濟效益，可在蔬菜生產中廣泛推廣應用。

4關于固體廢物資源化的思考

4.1哲學思考

固體廢物既是一種污染源，也是一種人造資源，它能反映出一個國家的消費水平和生活方式。自然資源廢物化和廢物資源化是一對矛盾，既對立又統(tǒng)一。對立于兩者產生原因，統(tǒng)一于實踐過程之中。資源廢物化的產生原因是自然資源在被利用的過程中不可能完全消耗，會有一些自身殘余或者輕化產物，不可避免地形成廢物；廢物資源化是物質逆行轉化和循環(huán)再生來的，這是一個過程。通過聯系觀發(fā)展觀、質量互變規(guī)律以及主次矛盾提出解決方案：聯系觀發(fā)展觀即為深化物質之間的聯系，如通過循環(huán)產業(yè)鏈、循環(huán)生態(tài)鏈等實現廢物由資源的轉化。從量變到質變的過程即為廢物累積超過自然承載力和自凈能力，對環(huán)境造成潛在或直接損害。通過實踐將這對矛盾進行統(tǒng)一，主要從以人為本和創(chuàng)新意識2個方面著手。為適應經濟建設和城市化的快速發(fā)展，必須貫徹“以人為本”的理念，悍衛(wèi)廣大人民的根本利益。但目前廢棄物堆積帶來的環(huán)境污染嚴重影響了人們的身體健康，需要盡快從理論和實踐兩方面進行創(chuàng)新，更有效地降低資源廢物化的速度，不斷地加快廢物資源化的進程，最終達到一個平衡點[20]。

4.2經濟學思考

在資源化進程中，固體廢物主要是由公眾和企業(yè)2個方面產生。從公眾的角度，公眾本身的環(huán)境意識有限，同時作為社會性物種之一，極易受到社會上一些破壞環(huán)境行為的影響，從而無節(jié)制地向環(huán)境中排放廢棄物，增加環(huán)境的負擔，導致環(huán)境的不斷惡化。從企業(yè)的角度，商家為不斷提高產業(yè)利潤，因此不停擴大生產規(guī)模。在此過程中有廢棄物不斷堆積，對于環(huán)境有直接或間接的影響。環(huán)境逐漸惡化影響到居民的生活環(huán)境質量、食品安全等方面。居民向政府反饋，政府便成為改善環(huán)境的協(xié)調者，亦成為公眾與企業(yè)之間的代理人，通過限定產權和增加排污稅等手段控制企業(yè)產生廢物的數量及速率。企業(yè)內部通過減少資源配置以及其他技術手段不斷減少對環(huán)境的危害，同時政府通過立法和教育等途徑提高公眾的環(huán)境意識。

5固體廢物資源化研究分析及建議

上述各種方法各有優(yōu)缺點，成功的案例也較多，但固體廢物產生速度不斷加快，類型不斷增多，對于固體廢物資源化循環(huán)終端的物質確定、綜合處理后產生的環(huán)境危害副產品處理以及協(xié)同反應的類型問題等的成功解決案例還較少。

5.1循環(huán)處理

經國內關于固體廢物循環(huán)處理研究分析，應在以下2個方面思考改進：①資源配置：在經濟鏈循環(huán)過程中，如何分配資源是一個棘手的問題，要將企業(yè)、園區(qū)、產業(yè)三者進行有效的資源分配，增加循環(huán)效率；②循環(huán)產物終端物質確定：在循環(huán)生態(tài)鏈中看似封閉，物質仍無法達到完全的循環(huán)，仍有殘留物質剩余。現分別闡述經濟鏈與生態(tài)鏈循環(huán)內容，并進行耦合，產生一條對經濟與生態(tài)最有利的循環(huán)鏈（圖1）。

5.2綜合處置

根據固體廢物的不同來源，采取不同的處理方式。如分析鋼渣處理方法：目前，國內鋼渣的主要利用途徑是返回燒結作建筑和道路材料、回填材料等。鋼渣的主要回收技術有生產鋼渣熔融水泥、回收金屬、風碎處理轉爐鋼渣技術、鋅渣制備高純度氧化鋅技術等。利用含金屬廢渣，如鐵、錳、鈮、鈦、銅、鋅等金屬廢渣提煉稀有金屬，或以中間渣形式在行業(yè)內返回轉用，最大限度地提取或利用有色金屬是鋼鐵廢渣綜合利用的方向。化工廢渣多為有毒、有害廢物，對環(huán)境的壓力大，所以化工廢渣的無害化處理技術是今后研究的重點方向。同時，化工廢渣中有相當一部分是未反應的原料和副產品，回收利用的潛力很大，無害化部分可用來制備制磚、水泥的原料。另外在一些化工廢渣中還含有金、銀、鉑等貴重金屬，通過分離和提取這些金屬，可創(chuàng)造更高的經濟效益[21]。

5.3協(xié)同作用

不同固體廢物之間彼此獨立而又存在著極為復雜的相互依賴和相關關系，探索出內部的反應機制將為資源化提供一條新的解決思路。針對協(xié)同作用中工業(yè)類、生態(tài)類的固體廢物反應均可減少固體廢物的危害，但反應的催化劑、最佳比例問題以及環(huán)境副產品的危害程度仍需探討。除了從固體廢物本身的反應探討，還應該有效結合政府、公眾以及企業(yè)，以此減少對環(huán)境的危害，即政府出臺相關法規(guī)，如排污收稅法；公眾提高自身環(huán)保意識，如分類投放垃圾；企業(yè)應有長久性的眼光，減少對環(huán)境的危害，如改善排污技術。三者有效結合，將一定程度上高效減慢資源廢物化進程。

6結論

固體廢物資源化的過程不單是一個技術問題，它需要建立全社會的綜合處理體系。從經濟以及生態(tài)循環(huán)方面，需有效提高其循環(huán)效率，平衡資源配置問題；綜合處置方面，目前資源化較大程度依賴于技術處理方面，需研究出更好的資源化方法；從協(xié)同作用來看，應建立科學合理的固體廢物資源化管理系統(tǒng)，需要政府支持和生產部門的重視和配合、公眾的參與以及各企業(yè)的協(xié)同。各個環(huán)節(jié)要相互配合，并制定相關的法律法規(guī)加以保證。

安徽農業(yè)科學2017年

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