固體廢物的資源化和綜合利用技術研究

格林美（武漢）城市礦山產業集團有限公司 王浪

固體廢物的生態資源化利用是指回收利用固體廢物內有價值的能量與物質，科學合理地處理廢物中可危害環境的物質，避免帶來二次污染。固體廢物不僅包括人們生產生活中產生的固體廢棄物和污泥，還有從廢水、廢氣中分離出的固體物質。固體廢物類型多，成分復雜，數量龐大，是造成環境污染的重要原因之一。但是，固體廢物不全是有毒有害物質，其中也存在部分可利用的成分。如果直接廢棄，不僅污染環境，而且浪費資源。固體廢物的生態資源化利用可以有效減少資源浪費，提高資源循環利用率，最終達到提高經濟效益的目的，為綠色發展理念的實施提供技術支持。如何把生產生活中產生的固體廢物通過科技手段轉化為可用于其他領域的有用材料，是當前社會廣泛關注的熱點。科學合理地推進固體廢物的生態資源化利用，可變廢為寶，降低環境污染，避免浪費資源，提升經濟效益。目前，我國資源二次利用率并不高，因此人們需要加深此方面的技術研究。

一、固體廢物綜合利用的意義

固體廢物的處置，對保護生態環境起到重要作用，尤其是工業固體廢物。城市生活固體廢物包括居民廚余垃圾、建筑垃圾與商業垃圾等；工業固體廢物包括各類礦山固廢、冶煉固廢與化工固廢等；危險廢物包括含重金屬固廢、廢酸廢堿等類型廢棄物。對于一般固廢來說，工業固體廢物中高爐渣與赤泥以及危險固體廢物等較為常見。根據公開的數據顯示，2012-2019年內，我國工業固體廢物的產生量呈現波動變化。其中，2012-2016年產量波動下滑，2017年以后出現增量小幅度上升的情況，據測算，2019年全國工業固體廢物產生量為35.43億噸，相比上年增加1.68%。為促進綠色經濟更好地發展，需繼續提高固廢處置能力與規模。基于此，深度分析此課題，提出提高固體廢物處置與利用的策略，有著重要的意義。

二、固體廢物資源化

所謂“固體廢物”，即從人們的生產、生活和其他活動中產生的，在一定時間和地點無法被利用而被丟棄的污染環境的固態、半固態廢棄物。從形態上來講，固體廢物既包括有“實體”的固態廢物和半固態廢物，也包括存放于固體容器中的液態或氣態廢物。現階段，固體廢物可由于來源不同而被分為多個類別，如城市垃圾、農業廢棄物以及工業廢物等。同時，還可從危害程度的角度進行歸類判別，將固體廢物分成一般固體廢物與危險固體廢物兩大類。自改革開放以來，我國經濟發展水平顯著提升，與此同時環境污染現象也越來越嚴重。進入信息化時代，我國的經濟發展模式面臨轉型，環境保護的理念越來越深入人心，對于固體廢物的資源化和綜合利用的重視程度顯著提升。固體廢物是造成我國區域內部生態環境惡化的罪魁禍首之一。處理固體廢物，并將其轉化為有用的物質，是社會各界最為關注的內容。對固體廢物實施資源化處理，指的就是通過科學、合理的技術手段，分析、提取與利用固體廢物中可用的資源或成分，并盡可能降低固體廢物的污染性、危害性，從而達到“變廢為寶”的效果，使原本無利用價值或被丟棄的固體廢物重新回到“資源陣營”當中，為人們的生產生活提供有效幫助。我國目前存在資源二次利用率低的情況，全部資源的利用率與發達國家相比有1/4～1/3的差距，依然有大量的固體廢物未能得到充分利用。因此，我國固體廢物資源化的工作任重道遠。

三、固體廢物帶來的危害

（1）污染水質。固體廢物大量堆積，一旦遭遇大風、降雨天氣等，其中的一些物質會隨風或雨水進入湖泊、沼澤等，從而污染地表水源。更有甚者，隨著介質的傳播，隱秘在地下空間的地下水水體也可能遭受污染。由于地下水的隱蔽性，地下水被污染后修復的難度極大。

（2）破壞大氣環境。當前，許多地區處置固體廢物時常用焚燒和填埋的方式，但固體廢物在焚燒時會發生化學反應，產生SO2等有毒有害氣體，一些固體廢物填埋后，由于自身發酵作用，也會釋放出有毒害氣體。焚燒或填埋處理產生的有毒害氣體均易擴散到大氣中，造成嚴重的空氣污染。

（3）破環土壤。由于固體廢物占用空間較大，所含物質復雜，在防滲處理措施失效或者不當的時候，造成雨水淋溶、滲透作用通過孔隙向堆存區域周圍和向更深的土壤遷移，在土壤吸附作用中，在土壤或者土壤的微生物或者植物中進行富集，最終造成土壤結構和土壤物質成分的改變。

此外，根據物質守恒原理，流失的固體廢物還可能對動植物、微生物環境造成影響。不僅如此，固廢處理不當對生態系統的穩定性、表層土壤等也會造成巨大影響。近年來，尾礦庫潰壩、水土流失等造成的安全環境問題時常發生，不得不引起公眾對固廢的危害帶來的極大關注。

四、固體廢物綜合利用方法

（一）資源化利用

資源的循環利用是城市固廢減量化、資源化、循環化最重要的也是最有效的方式，“3R”理念已經在循環經濟領域取得了不小的成績。按照新《固廢法》提到的生產者延伸責任制理念，實際上來說就是生產某件產品的時候需要考慮到其的末端處理。現在對電子電器產品、鉛蓄電池、車用動力電池等產品已經從法律層面上提出了要求。所幸，通過法律施行和社會的推動，國家實施的廢棄電子電器產品基金管理目前在報廢家電的處理中得到了有效展現，鉛蓄電池的規范化處理、動力電池的梯次利用和資源化利用得到了有效利用。我們還將在其他固體廢物的資源化中開發新的技術進行資源化利用，這將是固廢處理中一項格外重要的工作。

（二）使用垃圾焚燒發電技術

國家正在推進垃圾分類工作，做好污染源分類，加大回收力度，建立監督處罰機制，有效提高廢料回收利用技術水平，是減少固廢量、減少處置量最重要的方式。按照十四五發展規劃，垃圾焚燒發電技術將逐漸把垃圾填埋取代，垃圾焚燒發電技術主要是將固體廢物焚燒來生產電能，其可以應用于日常生活，從而降低能耗，此種方式實用性較好。據研究可知，通過焚燒，廢料自身有害元素量將得到大幅度降低，所產生的殘渣可用于園林綠化。需要重視的是，在應用設備時，應采用廢氣處理措施，最理想的方式就是采用先進的廢氣處理方式，降低粉塵及二惡英的大氣污染物對環境的污染。

（三）產業協同處理

加強產業協同利用，擴大赤泥和鋼渣利用規模，提高赤泥在道路材料中的摻用比例，擴大鋼渣微粉作混凝土摻合料在建設工程等領域的利用。不斷探索赤泥和鋼渣的其他規模化利用渠道。鼓勵從赤泥中回收鐵、堿、氧化鋁，從冶煉渣中回收稀有稀散金屬和稀貴金屬等有價組分，提高礦產資源利用效率，保障國家資源安全，逐步提高冶煉渣綜合利用率。

（四）厭氧消化處理技術

在固體廢物中，絕大多數有機物都能在生化作用下得到有效的降解處理。一般而言，生物有機物內部往往包含大量的有機內能和生物質能，這種特性能為在處理的過程中應用厭氧處理技術提供優質的先決條件。如果對處理方法進行進一步劃分，生物處理固體廢物包括厭氧消化法和好氧堆肥法。好氧堆肥法在堆肥的過程中需要通入氧氣，大幅增加能源的消耗量，而厭氧處理不需要消耗氧氣，這樣能最大限度節約資源，還可以生產出沼氣這種新型清潔能源。沼氣具有比較廣泛的應用前景，可以最大限度減輕工業生產對環境造成的影響。根據現行的數據分析，1t固體廢物可以生產出大概130m3的沼氣，產生的沼氣要進行脫臭以及脫硫等處理。處理后作為燃料使用，從而促進能源來源的多樣化，實現我國經濟的發展以及環境的可持續發展。

（五）高溫熔融處理技術

固體廢物的組成成分比較復雜，往往包含大量的重金屬以及其他有害物質，這些物質雖然會對環境造成影響，但是還具備再生資源的功效。因此在對固體廢物進行優化處理的時候，有必要采取合理的措施實現對固體廢物的無害化處理，使這些有害物質對于環境的影響降到最低。高溫熔融處理技術可以有效處理含重金屬以及有毒害的固體廢物。目前來說，對塑料類物質的高溫熔融成型已經較為成熟的應用：通過對廢塑料的高溫熔融，再通過模具形成新的塑料產品或者剪切成為塑料粒料。但是該技術存在運行溫度高、運行成本高、對設備的要求高、操作復雜、工藝控制要求高等問題，因此，高溫熔融處理技術在解決以上的技術難題后會得到有效的利用。

五、推動大宗固廢綜合利用創新發展

創新大宗固廢綜合利用關鍵技術。鼓勵企業建立技術研發平臺，加大關鍵技術研發投入力度，重點突破源頭減量減害與高質綜合利用關鍵核心技術和裝備，推動大宗固廢利用過程風險控制的關鍵技術研發。依托國家級創新平臺，支持產學研用有機融合，鼓勵建設產業技術創新聯盟等基礎研發平臺。加大科技支撐力度，將大宗固廢綜合利用關鍵技術、大規模高質綜合利用技術研發等納入國家重點研發計劃。適時修訂資源綜合利用技術政策大綱，強化先進適用技術推廣應用與集成示范。

六、結束語

綜上所述，固廢處置與管理工作尤為重要，關系著生態環境與人類的健康發展，因此要高度重視。文中結合固廢危害，圍繞存在著的資源化和綜合利用問題，提出以下建議：提高分類回收和技術設施水平；提高固體廢物資源化和綜合利用水平；提高固廢管理水平等；提高政策傾向促進固廢利用市場的蓬勃發展。通過不斷強化固廢處置，以保護生態環境。