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5 工业固体废物处理利用技术研发与服务
5.1 内涵与范围
工业固体废物处理利用技术研发与服务指为工业固体废物处理处置等提供的相关服务活动。包括从事一般工业固体废物及危险废物(包括医疗废物)处理处置,国家环保重点工程相关的工业固体废物处理技术设备的研究开发、推广应用和咨询、工程建设、设施运营、以及与其相关的环境监测、环境审核、环境贸易、培训与教育等服务。
5.2 一般工业固体废物处理利用技术研发与服务
5.2.1 发展现状
一般工业固体废物即指工业生产中排放的固体和泥状物质。工业固体废物的种类繁多、成分复杂、数量巨大,是环境的主要污染源之一,其危害程度不亚于水污染和大气污染造成的危害。由于我国对固体废物污染控制起步较晚,虽然在固体废物的处理利用方面已取得一定进展,并出现了一些适合我国目前经济技术发展水平的固体废物处理利用技术;但与发达国家相比,处理技术水平还很低,远远不能满足国内经济和社会发展的需要。
(1)一般工业固废物排放现状
由于我国经济长期以来一直是粗放和资源消耗型的发展模式。近10多年来,我国经济迅速增长,工业固体废物产生量和堆积量也随之不断增加。1981年全国工业固体废物总产生量为3.37亿吨,1995年增长到6.45亿吨。自1981年到1988年我国经历了一个工业固体废物产生量以年增长率为8%~15%的高速增长时期,1989年起,增长率降为2%~5%。
2003年,全国工业固体废物产生量100428万吨,比上年增长6.3%;工业固体废物排放量1941万吨,比上年降低26.3%。工业固体废物中排放量较大的行业依次为煤炭采选业、黑色金属冶炼业、有色金属矿采选业、黑色金属矿采选业、化工制造业和非金属矿物制品业,以上6个行业工业固体废物排放量分别占30.6%、16.7%、14.6%、8.6%、5.7%和4.0%。占工业固废物排放量的80%。工业固体废物贮存量27667万吨,比上年降低7.9%;工业固体废物处置量17751万吨,比上年增长6.8%。
(2)一般工业固体废物处理利用技术水平
1)一般工业固体废物处理利用现状
在工业固体废物处理利用方面,我国以大宗利用为主,兼顾多功能、高效能的利用,在取得环境效益和社会效益的同时,注意尽可能收到良好的经济效益。多年来,大力研究和开发了工业废渣耗用量大的水泥、墙体材料、筑路、填方等方面的技术。化工、石化等行业还在固体废物回收利用方面开发了无废、低废的清洁工艺技术。统计结果表明,随着我国工业固体废物综合利用技术水平的不断提高,工业固体废物综合利用量逐年上升。1985年以来,我国工业固体废物综合利用率平均每年递增1%~2%。2003年工业固体废物综合利用量56040万吨,比上年增长11.9%。
全国各地区、各行业的工业固体废物综合利用程度差别很大,东部经济发达地区工业固体废物综合利用率远高于中西部经济落后地区;食品加工等废物产生量较少的行业,工业固体废物综合利用率高于工业固体废物产生量大的矿业和有色冶金等行业。
2)一般工业固体废物处理利用技术水平
①工业废渣的综合利用技术水平
工业废渣种类繁多,主要有冶炼渣、化工渣、粉煤灰、煤矸石、尾矿等。其主要处理利用方式是资源综合利用。
我国工业废渣资源综合利用水平与国际先进水平比较还较低。目前,我国矿产资源总回采率仅为35%,比世界平均水平低20个百分点,对共生、伴生矿进行综合开发的只占1/3。如果我国矿产资源的总回采率提高10个百分点,则至少可少开发、开采1/4的矿产资源。我国主要工业产品的能源、原材料消耗比国外先进水平高 30%—90%。
大量可利用的资源作为“三废”白白浪费掉,得不到充分利用,每年产生的可利用而未利用的工业废渣的资源价值已超过250亿元,每年因再生资源的流失而造成的经济损失已达250亿~300亿元。工业废渣综合利用的途径很多,归纳起来如下:
a. 提取金属 最有价值的各种金属必需首先提出来,这是工业废渣资源化的重要途径。目前,我国有色金属矿山和冶炼企业综合回收的伴生黄金占全国黄金产量的10%以上,伴生白银占白银产量的90%,伴生硫占47%,铂族金属全部是冶炼厂回收的。钢材产量的1/3是以废钢铁为原料生产的。金川有色金属公司是我国共伴生矿产资源综合利用的三大基地之一,10多年来依靠科技进步和资源综合利用,使镍的产量增长了4.1倍。伴生铜和钴的冶炼回收率达88%,铂、钯、金的冶炼回收率达70%。
b. 生产建筑材料 利用工业废渣生产建筑材料是我国处理工业废渣的重要途径。由于用工业废渣生产建筑材料一般不会产生二次污染,因而也是消除污染、化害为利的较好途径。主要产品有:建筑碎石、水泥、建筑制品、铸石和微晶玻璃、矿渣棉和轻骨料等。在这个领域我国和发达国家差距不大。
c. 回收能源 一些工业废渣具有潜在能源可以利用,如粉煤灰中含煤达10%以上,可以通过分选把煤选出,然后利用;煤矸石发热量为0.8兆~8兆焦/千克,可利用煤矸石发展坑口电站,我国煤矸石用于发电利用率达40%以上。
②废旧塑料的再生利用技术水平
塑料作为三大合成材料之一,具有许多优点,它为发展生产技术、提高人们的生活质量带来了诸多益处,然而它给人类带来巨大物质文明的同时,大量的塑料废弃物随之产生。这给社会环境造成了很大危害,即所谓的白色污染。我国废旧塑料2010年将达到450万吨/年。因此,废旧塑料的再生利用,从环境保护和节约资源的角度都是十分重要的。
目前国内外废塑料再生利用的方法有直接再生利用和制造复合材料。
a. 直接再生利用
直接再生利用是指废旧塑料经过简单的处理(如分选、清洗、破碎、塑化及造粒等)后直接进行成型加工的利用方式。如PVC废旧硬质管、板材等经清洗、破碎、造粒后可直接挤出相应型材,用于建筑物中的电线护管和装潢材料等。这类方法的工艺比较简单,但由于未采取改性技术,所以并不能提高再生制品的基本力学性能。我国大部分废旧塑料加工企业利用此种工艺。
b. 制造复合材料
为了提高通过处理得到的再生料的力学性能,需对其进行改性,通常是用复合再生的方式把废旧塑料转化为高附加值的复合材料,这是当前国内外废塑料回收技术研究的热门领域,也是今后废旧塑料再生利用的发展方向。目前研究较多的复合材料有:塑/复合材料;塑料/粉煤灰复合材料;玻璃/塑料复合材料;改性沥青;塑料混凝土,以及其它复合材料等。
③废旧轮胎的处理利用
我国橡胶制品总产量已达360万吨/年,而废旧橡胶的产量约为140万吨/年,其中报废轮胎每年约有1亿条。这些废旧轮胎如不处理,会对环境造成很大危害。我国废旧轮胎的处理利用主要集中在再生胶工业和翻胎业。近几年胶粉的生产也有很大发展。
a. 旧胎翻新
轮胎翻新是指轮胎经局部修补、加工,重新贴覆胎面胶进行硫化,恢复其使用价值的一种工艺流程。轮胎翻新是利用轮胎的主要方式之一。在美国30%以上的旧轮胎得到翻新。欧共体规定25%的旧轮胎必须得到翻新,而我国在这方面与先进国家存在较大差距,目前得到翻新的还不到10%。其主要原因是国产轮胎的质量较差。
b. 再生胶
再生胶是指废旧橡胶经过粉碎、加热、机械处理等物理化学过程使其弹性状态变成具有塑性和粘性的能够再硫化的橡胶。我国废旧轮胎的回收利用方式主要是生产再生胶,生产能力近百万吨,占废旧轮胎利用率的95%。但由于我国再生胶、生产是用传统的方法,工艺落后,生产过程中需要脱硫,环境污染严重。此种工艺发达国家早已停用。
c. 胶粉
通过机械方法将废旧轮胎粉碎后得到粉末状物质就是胶粉,其生产工艺有常温粉碎法、低温冷冻粉碎法、水冲击法等。胶粉的一个重要应用就是与沥青混合制成改性沥青,并用于公路建设中。胶粉渗入沥青中可提高沥青的韧性。用胶粉改性沥青铺设的路面比普通沥青路面更耐用,低噪音,少产生裂缝,寿命长一倍。从上个世纪90年代开始,以美国为首的西方国家纷纷以立法的形式,鼓励或强制在公路修建中使用胶粉。到上世纪末,美国铺设的胶粉改性沥青路面已超过1.1万公里。在我国,胶粉改性沥青在公路中应用则刚刚起步。
④城市污泥处理技术
我国污泥处置起步较晚,整体科技水平落后于发达国家。现阶段污泥处置仍以填埋为主,污泥利用为辅。污泥投海在沿海城市占一定比例,但数量不多;污泥焚烧也较少采用。在污泥利用方面,污泥自然干化后用于农业和绿化的较多。目前发达国家干化农用和焚烧是污泥处置的两种重要方式;海洋投放已被禁止;填埋处理由于占地多,渗滤液会污染地下水,后续处理管理费用高等问题,在应用上受到限制。
我国从研究和综合利用发展趋势来看,污泥的建材化调理与利用已逐渐成为热点。
3)工业固体废物综合利用装备水平
综合分析我国工业固体废物处理利用设备的产品水平,相当于国际先进国家20世纪70年代水平,部分产品相当于国外20世纪80年代中期水平,少量设备接近国际先进水平。
①粉煤灰、煤矸石利用设备 我国拥有利用粉煤灰或煤矸石制作墙体材料设备;粉煤灰漂珠、微珠分选设备;以煤矸石为燃料的循环流化床锅炉及可配套的发电设备;采用重选法淘汰摇床工艺,从煤矸石中回收硫铁矿的设备等。上述设备总体性能指标比较落后,仅相当于先进国家20世纪80年代水平。专用于煤矸石加工的设备品种不全,现有加工设备的寿命和可靠性也得不到保证。用于坑口电站的煤矸石沸腾炉,吨位低、污染严重。目前,35吨/小时循环流化床锅炉得到广泛使用,75吨循环流化床锅炉的完善化工作已完成,135吨/小时循环流化床锅炉正在煤矸石电厂进行示范。在煤矸石制砖技术和装备方面,我国消化吸收国外先进技术生产的JEK双级真空半硬塑挤砖机和JEK系列双级真空硬塑挤砖机成套设备已达到国际先进水平。漂珠、微珠分选设备的分级效率低,存在分离不清的问题。粉煤灰墙体材料加工设备磨损严重,加工生产的砌块、砖的强度低、成本偏高,影响了产品的使用和推广。在冶金渣利用方面,冶金渣破碎和磨细设备由于质量不过关,未能满足生产要求。
②废钢铁回收设备 我国废钢加工设备有了广泛的普及和提高,形成了废钢加工设备的一批定点生产企业,生产的废钢剪切、打包压块、大型废钢的破碎,以及废钢铁的分选预处理、剥离等设备,初步满足了国内的回收加工需求,有些产品还远销国外市场。引人注目的是,国内一些废钢加工设备的大型生产企业正在研制高效率、自动化的大型废钢破碎线,在大型废钢的破碎、除尘、解体、分选上更适合于企业需要和满足电炉炼钢“精料入炉”的要求:国内一些回收机械生产企业,也先后开发了废旧金属的打包、剪切、压块、破碎、剥离五大系列20多种规格的加工设备,以及压力从60吨到650吨的大型打包机,还有能将汽车等较大体积的废金属轻薄料挤压成高密度包块的设备。与此同时,从德国、日本等国引进技术制造的800吨、1000吨、1250吨废钢剪切机等等,都为我国废钢铁资源的高效利用提供了有利条件。目前,废钢铁回收设备尚未成龙配套,有的产品如废钢铁粉碎机械以及大型打包、剪切机械还有待开发。
③废旧橡胶、塑料回收设备 目前除通过废旧轮胎翻新消纳回收部分废旧橡胶外,主要靠水油法、油法等途径制再生胶。水油法或油法回收设备耗能高、污染重、产量低、质量差,装备水平仅相当于国外20世纪70年代水平。近年开发出的静压气体轴承透平膨胀机,以空气作制冷介质,用于低温粉碎橡塑材料,每小时可生产目数大于60目橡塑粉600千克,该产品具有20世纪80年代国际水平。回收利用废旧塑料采用的设备主要有:用于塑料制品或加工厂边角余料的简易回收设备,靠加热或机械摩擦把塑料加工成形;塑料破碎机械:造粒机械(国内也有把粉碎、输送、清洗、脱水、贮料、挤出、冷却、切粒等功能集为一体的组合式塑料再生机组)。
4)矿山生态重建技术发展现状
我国矿产资源丰富,仅露天矿山就1507个,矿山开采中形成的尾矿、废石,不仅占用和破坏大量土地,使土地资源减少,而且破坏生态平衡,加剧了环境的危害。
我国目前矿山土地复垦率仅为12%,每年因采矿破坏的土地仍以50万~70万亩的速度递增,东部高产粮田的破坏和西北部采矿区土地荒漠化和水土流失问题尤为突出,已成为主要的脆弱生态类型。
上世纪80年代后期以来,矿区生态 恢复逐步受到各级政府和矿山企业的重视,已有不少矿区开展了采矿废弃地的生态 恢复工作。但是,我国矿区生态 恢复中还存在不少问题,其中最重要的问题就是理论和技术的支撑还较薄弱,行之有效的、成熟的技术还较少。
在有色金属矿区,这一问题更为严重,制约了我国有色金属矿区的生态重建。为此,在国家环境保护总局1998年度科技发展计划中,列入了《矿区生态环境重建技术试验研究》。该项目旨在通过点上试验观测与面上调查研究相结合的方法,对我国南方有色金属露天矿区生态重建技术现状进行系统总结;针对主要问题,选取试验基地进行试验研究;在总结现有研究成果和本项目试验的基础上,编制了有色金属露天矿区生态重建技术规范。
5.2.2 发展展望
5.2.2.1 “十一五”发展的目标和任务
若干大宗工业固体废物得到有效的利用,通过法律和经济措施,形成有吸引力的工业固体废物综合利用市场。冶金渣、粉煤灰等几种工业废渣得到高效利用;城市污泥、废旧轮胎、废塑料的综合利用率大幅提高,减少环境污染。
5.2.2.2 市场预测
随着改革进程的发展,我国工业结构、管理技术、投资政策和其他相关政策在内的工业政策将发生巨大变化。能耗高、低品质、污染重的落后(低效)产品将被淘汰。生产能力低、运行费用高、效益差的企业会关闭。虽然工业结构的调整、高新技术的采用和管理水平的提高会减少单位产值工业固体废物的产生量,但是由于我国正处于经济高速发展的阶段,经济增长率仍将保持在7%~8%左右,工业固体废物的年产生量仍然会不断增长。
我国目前废轮胎产生量达1亿条/年,并以每年12%的速度增加,到2010年将达到2亿条/年,废旧塑料产生量也将达到450万吨/年。
一般工业固体废物的增长将为固体废物处理利用行业带来巨大商机。
5.2.2.3 发展的重点领域和关键技术
(1)开发工业废渣的高效综合利用技术:回收有价金属技术;用工业废渣制高附加值无污染的绿色建材技术。
(2)开发矿山土地复垦工艺和技术:土壤重构、培肥技术与方法;边坡地水土流失防治技术;植被恢复与优良种类筛选;复垦的地貌恢复与景观设计。
开发矿山土地的生态重建与利用技术:矿山土壤污染的生态修复技术;酸性尾矿的污染预防技术;无土植被技术。
(3)开发废旧轮胎的处理利用技术:废旧轮胎翻新技术;废轮胎胶粉的生产技术;胶粉橡胶制品生产技术,如:塑胶枕木(代替铁路用的木材枕木)地板砖、运动场整体跑道、防水材料;大力推进胶粉改性沥青道路材料。
(4)开发废旧塑料处理利用技术:废塑料回收再利用技术;废塑料无公害处理技术;生物可降解塑料。
(5)开发污泥处理工艺和综合利用技术:污泥除臭灭菌技术;重金属除毒稳定化技术;污泥调质高效脱水技术;污泥综合利用技术等。
5.2.3 措施建议
(1)自主开发与引进技术相结合,以自主开发为主。
(2)关键技术开发与工程相结合,运用关键技术成果,提升工程成套能力与水平,并以此为示范工程,加快关键技术装备的推广应用。
5.3 危险废物处置技术研发与服务
5.3.1 发展现状
危险废物种类繁多,有47大类共600多种,按种类分,有碱溶液和固态碱、无机氟化物、合铜废物、废酸或固态酸、无机氰化物、含砷废物、含锌废物、含铬废物等;按行业分,工业危险废物产生于99个行业,重点有20个行业,其中化学原料及化学制造业产生的危险废物占总量的40%。另外,社会生活中也产生了大量废弃的含有镉、汞、铅、镍等的废电池和日光灯管等危险废物。2003年我国工业危险废物产生量为1170万吨。
5.3.1.1 发展进展
(1)危险废物集中处置现状
我国目前危险废物处置设施建设滞后,集中处理率很低。目前,只有深圳、上海、天津、沈阳、杭州等极少数城市建成了危险废物集中处理设施,处置能力仅18万吨/年,但处置功能不全。2002年,工业危险废物处置率仅为24.2%。每年有300多万吨危险废物临时贮存。从1996年到2002年,全国危险废物累计贮存量达到2633.9万吨,不但占用了大量土地,而且已成为污染环境的一大隐患。
2004年国家制定了《全国危险废物和医疗废物处理设施建设规划》,按照《规划》我国将以省为单位统筹规划建设危险废物集中处置设施,共规划建设功能齐全的综合性危险处置中心31个。
(2)危险废物处置技术水平
危险废物的处置方式有贮存、综合利用、焚烧、填埋预处理和最终填埋处理等。
我国在危险废物处理技术方面总体上处于探索和起步阶段,与发达国家尚有一段差距。
1)危险废物的贮存技术
我国对于贮存量较大的危险废物一般都有专门的贮存设施或场所,这些设施大小不一,有的采取一定的污染防治措施,如采取砌墙、筑坝、水封等措施,以防扬尘、防渗、防雨等,也有的直接利用厂区内空地进行露天堆放:对于贮存量较小的危险废物多数都是以桶装、池封或袋装的形式贮存于库房或厂区内,仅一部分具有三防的功能。由于缺乏统一的贮存管理制度和贮存设施技术规范,致使贮存方式多样且贮存点分散。这样不仅导致了重复建设,也不利于统一管理,具有极大的危险性。
2)危险废物的综合利用技术
根据申报登记数据的统计结果,我国危险废物的综合利用率虽然达到了45.4%,但目前我国危险废物的综合利用还处于一个较低的技术水平,由于未综合考虑环境资源的可持续利用,某些综合利用技术还导致了资源的再浪费和环境的二次污染。
在危险废物中,值得关注的是铬渣、焚烧飞灰和废旧电子、家电产品的处理利用问题。
我国铬渣产量大,毒性剧烈,是严重污染生态环境和危害人类健康的危险废物。目前,国外发达国家对已存的铬渣堆的处理研究工作更趋向于将铬渣中的铬全部提出,以彻底清除铬渣的毒性。采用的方法主要有:化学清洗法、吸附法。我国自上世纪60年代开始,先后就铬渣制砖、生产钙镁磷肥、干(湿)法还原解毒、作玻璃着色剂、还原铬渣制彩色水泥以及利用铬渣制矿渣棉制品、铸石制品等方法进行了试验研究,取得了不同程度的进展,但仍未取得彻底解决铬渣污染问题。为了解决铬渣污染问题,发达国家提出了用无钙焙烧技术,并在生产中应用,减少铬渣的排放。我国无钙焙烧技术已研制成功,并开始在生产中应用。
焚烧飞灰,指包括城市垃圾焚烧飞灰、医疗废物焚烧飞灰和危险废物焚烧飞灰。焚烧飞灰的特点是量大面广,据统计我国飞灰产生量已达1.3万t/d,未来5年焚烧飞灰可能超过23万吨/年。焚烧飞灰对环境危害极大,目前我国对焚烧飞灰大多还没有进行妥善处置,即使进行处理,也是采用水泥固化和石灰稳定化的方式。这种方式对重金属和二恶英的控制作用是有限的。因此研究开发对焚烧飞灰控制行之有效的工艺技术和设备,并建立完善、有效的技术体系十分重要。
我国废旧电子、家电产品拆解和处理工艺、技术以及配套环保工艺技术落后,不仅难以妥善处理现有的废旧电子及家电产品的污染,而且极易造成二次环境污染。
3)危险废物焚烧处理技术
经过20余年的发展,国外用于处理危险废物的焚烧技术已相当成熟,可用于处理工业危险废物的焚烧炉有:旋转窑焚烧炉、液体喷射焚烧炉、热解焚烧炉、流化床焚烧炉、多层焚烧炉等多种炉型。我国目前的危险废物焚烧处理设施多为企业所拥有,且大多为10年前进口的技术和设备,也有国内设计制造的焚烧炉。这些焚烧炉一般没有尾气净化系统或只有简单的尾气净化系统,焚烧温度也难以达到要求,运行费用较高。近几年来,在沈阳、北京、江苏南通、浙江等地已开始出现商业运行的工业危险废物焚烧处理厂。这些焚烧炉多采用国内研究开发制造的旋转窑焚烧炉和液体喷射焚烧炉,一般设置有尾气净化系统。虽然总体性能比上述早期进口的焚烧炉好,但进料系统和监控系统一般较为简单,仍急需进一步改进。水泥旋转窑和轻骨料旋转窑,也是发达国家焚烧处理工业危险废物重要设施,其运用已有20余年历史。我国利用水泥旋转窑焚烧处理危险废物的技术研究开发近几年来已有突破,北京、上海地区在借鉴国内外经验的基础上,对危险废物进行焚烧处理。
4)危险废物填埋预处理技术
危险废物的(预)处理技术中最重要的处理技术是氧化还原处理技术、中和处理技术、油水分离技术、固化/稳定化技术。危险废物固化/稳定化处理是危险废物安全填埋处置的必要步骤,其目的是使危险废物中的所有污染组分呈现化学惰性或被包容起来,减小废物的毒性和迁移性,同时改善处理对象的工程性质,使便于运输、利用和处置。我国已基本掌握危险废物的固化/稳定化技术,并已开发出效果较好的有机螫合稳定化剂。
5)危险废物最终处置技术
目前我国进行最终处置的危险废物主要是没有利用价值,并且危险较大的废物或者是虽然具有一定的利用价值,但是限于目前的条件和技术水平而无法进行充分利用的废物。常用的危险废物最终处置技术是土地安全填埋技术。从目前处置设施的情况来看,我国仅有深圳、沈阳、大连等几个城市拥有符合标准的综合性危险废物集中处置场;专业性处置设施和企业附属的处置设施很少。大部分危险废物是在较低水平的最终处置 。
5.3.1.2 发展的制约因素
(1)没有建立统一的监管体系,管理制度不健全。我国对危险废物的管理较为薄弱,没有建立统一的监督管理体系。很多地方监管手段不够,执法不严,导致危险废物流向复杂,流失严重,无证经营和违规经营情况严重。
(2)装备制造水平低,技术不过关,规模小。我国约有20多家危险废物焚烧炉生产企业,但产品性能符合环保标准的不多,在自动配料、焚烧、自动控制、尾气处理等方面,与发达国家成熟技术有较大的差距。而且这些企业大多规模小、生产能力不强。一旦全国普遍建设危险废物处置设施,国内装备在技术水平和供货能力上尚难满足要求。
5.3.2 发展展望
5.3.2.1 “十一五”发展的目标和任务
(1)落实《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》,推进危险废物处置中心的建设。使危险废物得到安全处置。
(2)实现危险废物焚烧设备的国产化。
(3)对历史遗留铬渣进行无害化处理和综合利用;推进无钙焙烧技术,实现铬盐和金属铬的清洁生产。
(4)研制完成焚烧飞灰的处理利用技术和设备。
5.3.2.2 市场预测
(1)按照《危险废物和医疗废物处置设施建设规划》国家将以省为单位投资建设危险废物处置中心31个,这为危险废物处置的设备生产单位、设计单位、工程建设单位以及运营单位带来巨大商机。
(2)我国历年未经无害化处理遗留的铬渣达300万吨,对这些铬渣进行无害化处理和综合利用是我们面临的重大课题。
(3)2003年,我国进入一个家用电器更新换代的新高峰,每年将废弃电冰箱400万吨,洗衣机500万台,电脑500万台,电视机1000万台。如何处理这些废物,已是摆在我国环保部门以及电子、家电业者面前的一个重要课题。
5.3.2.3 发展的重点领域和关键技术
(1)危险废物安全填埋技术
利用国内丰富的膨润土资源优势,研制开发高效人工合成薄型膨润土防渗卷材。建立试验室试验系统,结合渗透系数、力学特性,自愈合能力,与污染物的相容性等性能测试,对膨润土防渗卷材的外用封装材料、胶粘剂、连结方式进行筛选,确定膨润土最佳含水率,对膨润土卷材成型技术进行研究。建成膨润土防渗卷材产业化生产线。
(2)危险废物焚烧技术
按照危险废物集中处置原则,开发处置规模大于日处理30t/d的旋转窑焚烧炉、热解焚烧炉和熔渣式焚烧炉。配置安全可靠的自动进料系统,高效节能的辅助燃料喷燃系统,开发烟气和粉尘的高效净化装置,先进的自动控制系统和运行工况的在线监测系统,保证焚烧温度、焚烧效率和焚毁去除率等指标达到国家规定的标准。在同等处理规模和整体技术水平上达到国外先进水平。
(3)危险废物等离子体处理技术
针对难处理的特殊危险废物(如废溶剂、PCB、农药废液等),开展等离子体高温处理技术的研究,研制和开发出微波等离子体炬和电弧等离子体炬等关键设备;该装置对于处理废物种类具有广泛的适应性;具有灵活的操作性,可在短时间停止及启动操作,不需保持连续动作;开发和研制优质的清洁能源回收利用系统,收回氢气和一氧化碳;建成日处理危险废物10t/d的等离子体技术示范工程。
(4)焚烧飞灰的处理利用技术
焚烧飞灰高温煅烧资源化工艺技术研究;焚烧飞灰熔融高温高频富氧助燃的熔融工艺技术研究。
(5)危险废物稳定化技术
化学药剂稳定化是近年来发展的一种新型的危险废物无害化处理技术,其主要作用是通过在废物中添加某些化学药剂,使之与废物中的有害成分发生化学反应,形成化学特性稳定的难溶化合物,达到防止有害物质浸出的目的。这种方法主要优点是在废物中添加少量药剂,就可以达到相当高的稳定化效果,从而使废物经处理后不增容或少增容,如果与酸浸工艺结合还可大大减少需要处置的废物量。
(6)铬渣处理利用技术
开发有效、实用的铬渣无害化和综合利用技术,特别是适用于中小型铬渣企业的铬渣综合利用技术,彻底解决铬渣污染问题。
(7)废旧家电处理利用技术
印刷电路板中有价物质的再生利用技术;镍镉(Ni-Cd)、镍氢(Ni-MH)废电池再生利用技术。
5.3.3 措施建议
(1)在引进国外先进技术的基础上,立足国内,选择一批设计和制造能力较强的装备制造企业,重点扶持,开发先进适用的危险废物处理处置装备,尽快提高国内装备制造水平,形成规模生产能力。
(2)采用可靠的铬渣还原解毒技术和综合利用技术,大力推进历史遗留铬渣的无害化处理;改变现有落后的铬渣生产工艺,推广无钙焙烧技术,强制实施铬渣清洁生产审核。
(3)开展全国危险废物基础数据统计调查,并建立废物产生量数据库、废物理化特性数据库、废物利用技术数据库、废物处理处置技术咨询系统,为危险废物的资源化、无害化和减量化管理以及集中处理处置提供技术支持。
5.4 医疗废物处置技术研发与服务
5.4.1 发展现状
医疗废物是指医院卫生机构在医疗、预防、保健以及其他相关活动中产生的具有直接或间接感染性、毒性以及其他危害性的废物。医疗废物污染环境、传播疾病、威胁健康,危害很大,是《国家危险废物名录》47类危险废物中的首要废物。2002年全国产生医疗废物约65万吨,平均日产生量为1780吨。预计到 2010年,全国医疗卫生机构床位数比2002年增加5%,全国医疗废物产生量将达到68万多吨,平均日产生量达到1870年吨。这些医疗废物主要包括医院临床感染性废物,如手术包扎残余物;生物培养、动物试验残余物;化验检查残余物、传染性残余物;废水处理污泥;过期药物性和化学性废物等。
由于医疗废物含有大量的病毒、细菌及化学药剂,是一种对环境危害极大的危险废物。国际上已将医疗废物列入控制危险废物转移的《巴塞尔公约》。我国也于1998年将其列入首批《国家危险废物名录》,要求按照危险废物进行处理。
5.4.1.1 医疗废物处置技术发展进展
(1)医疗废物集中处置现状
我国在医疗废物处理领域尚处于探索和起步阶段。目前,只有广州、杭州、沈阳、大连等少数城市实行了集中处理,但处理水平和效果参差不齐,多数城市只在一些大型医院进行简单焚烧处理,绝大部分医疗废物混入生活垃圾处理,对环境和健康安全带来隐患。更可怕的是,一些不法分子,对一次性医疗卫生器械进行非法倒卖,使之重新回用,损害人体健康,造成恶劣影响的事件也时有发生,极易形成疾病传播渠道。抗击“非典”疫情期间,各地建设了一批简单的,应急处置设施,但许多达不到安全处理标准,长此下去必然造成对环境的严重污染。因此必须统一规划,规范医疗废物集中处理设施的建设,提高技术水平,加快建设步伐,增强产业化能力,加强监管,保护环境。
“非典”以后,我国对医疗废物处理处置非常重视。2003年国家发布了《医疗废物管理条例》,《条例》对医疗废物处理和管理做出了明确的规定。为了配合《条例》的贯彻实施,国家环保总局组织编写了《医疗废物焚烧处置设施设计规范》、《医疗废物焚烧处置工程项目建设标准》等。卫生部编写了《医疗卫生机构医疗废物管理办法》等。这些文件对医疗废物的收集、贮存、运输和集中处置都做了明确规定。这些文件的发布和实施必将对我国医疗废物的管理和处理处置发挥重要作用。
2004年国家环保总局制定了《全国危险废物和医疗废物处理设施建设规划》,按照《规划》我国将以地级市为单位建设医疗废物集中处置设施300个,新增处置能力2080吨/日,可满足处理当前产生的医疗废物的需要及今后数年卫生事业和城镇化的发展。目前该《规划》正在实施中。
(2)医疗废物处置技术水平
国内外处理医疗废物的方法很多。如焚烧法、高压蒸汽灭菌法、微波辐射法、化学消毒法、破碎高压消毒法、等离子体法、干馏热解法等。这些方法各有优缺点。
1)焚烧法
现阶段国内医疗废物进行集中处理应用较多的方法是焚烧法。常用的医疗废物焚烧炉有热解炉、旋转窑焚烧炉等。我国现有焚烧设备与先进国家尚有一段差距,主要体现在:进料系统设计不完善;烟气净化系统安全性质和净化效果较差,高温损害和酸性气体腐败严重;烟气二次污染严重;系统自动化控制水平低;焚烧残渣的热灼减率难以达到国家相关标准。
2)医疗废物其他处理处置技术
除焚烧法外,发达国家采用高压蒸气灭菌、微波辐射等技术处理医疗废物也较普遍。我国有关企业也开始研制和生产这种设备。
此外,国内外正在进行等离子体热解技术处理医疗废物的试验研究。
① 高压蒸汽灭菌技术
用高压蒸汽进行灭菌,该法适宜处理感染性强的医疗废物,如微生物培养基、敷料、工作服、注射器等。不宜处理病理性废物,如人体组织和动物尸体,对药物和化学性废物的处理效率也不高。
②微波辐射技术
用微波进行辐射灭菌。此法适宜处理大部分湿性或富含水分的感染性医疗废物。不适宜处理病理性废物(如人体组织和受污染的动物尸体等)和较大的金属废物。
③ 化学消毒技术
利用化学药物消毒。该法适宜处理医疗机构内的一些液态废物,如人体血、体液、粪便、尿等;不适宜处理病理性废物。对固体的医疗废物进行消毒时,需首先将待消毒的废物破碎。
5.4.1.2 发展的制约因素
(1)没有建立统一的监管体系,管理制度不健全。医疗废物收集、转运、贮存不规范,没有实现分类收集,没有专用包装物和容器,没有专用运输车辆,运输中的污染现象不能完全避免。
(2)装备制造水平低,技术不过关,规模小。我国约有20多家医疗废物焚烧炉生产企业,但产品性能符合环保标准的不多,在自动进料、焚烧、自动控制、尾气处理等方面,与发达国家成熟技术有较大的差距,而且这些企业大多规模小、生产能力不强,在一定程度上成为我国实现医疗废物安全处置目标的主要制约因素之一。
5.4.2 发展展望
5.4.2.1 “十一五”发展的目标和任务
(1)落实《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》,推进医疗废物处置中心的建设,使医疗废物得到安全处置。
(2)实现医疗废物焚烧设备以及医疗废物高压蒸气灭菌设备国产化。
5.4.2.2 市场预测
按照《危险废物和医疗废物处置设施建设规划》,我国将以地级市为单位建设医疗废物集中处置设施300个,新增处置能力2080吨/日。
5.4.2.3 发展的重点领域和关键技术
(1)医疗废物焚烧技术
按照医疗废物集中处置原则,开发适应医疗废物处置的焚烧炉。配置安全可靠的自动进料系统,高效节能的辅助燃料喷燃系统,开发烟气和粉尘的高效净化装置,先进的自动控制系统和运行工况的在线监测系统,保证焚烧温度、焚烧效率和焚毁去除率等指标达到国家规定的标准。在同等处理规模和整体技术水平上达到国外先进水平。
(2)高压蒸汽消毒技术
在引进消化的基础上,开发高压蒸汽灭菌技术,解决边远县区及难以转运到集中处理设施的边远乡镇医疗废物的消毒处理。
5.4.3 措施建议
(1) 立足国内,引进国外先进技术,选择一批设计和制造能力较强的装备制造企业,重点扶持,开发先进适用的医疗废物处理处置设施,尽快提高国内装备制造水平,形成规模生产能力。
(2) 进一步建立和完善适应市场经济发展的现代化的医疗废物处理设施运营机制;加强对已有设施“运营市场化”成功经验的推广和宣传;颁布“医疗废物处理处置运营资质认可办法”,监督管理等相关政策落实;加强对医疗废物处理设施运营企业的监督管理;加强对已获资质认可单位的跟踪监督检查,实行动态管理。
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