李延榮，孫中文

（烏魯木齊京誠檢測技術(shù)有限公司，新疆 烏魯木齊 830000）

當(dāng)前，隨著中國制造業(yè)的逐步發(fā)展壯大，產(chǎn)生的固體廢棄物數(shù)量與日俱增，其中大部分都來自于制造業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。因此，雖然制造業(yè)的蓬勃發(fā)展帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)效益，但卻產(chǎn)生了大量的固體廢棄物，給自然生態(tài)環(huán)境帶來了較大危害。

1 工業(yè)固體廢棄物概述

1.1 工業(yè)固體廢棄物的概念

工業(yè)固體污染，主要是指工業(yè)企業(yè)在日常的生產(chǎn)過程中遺留的各類垃圾，如礦山作業(yè)時(shí)留下的廢石、燃燒或鍛造后剩下的鐵渣、劣質(zhì)原材料的尾礦等。這些垃圾對(duì)生態(tài)環(huán)境的污染與損害都非常大。根據(jù)最近的統(tǒng)計(jì)資料顯示，當(dāng)前工業(yè)固體污染已呈現(xiàn)出了逐漸上升的態(tài)勢，特別是近幾年，由于經(jīng)濟(jì)和技術(shù)的迅速發(fā)展以及城市工業(yè)化進(jìn)程的加快，固體工業(yè)污染的增長率已超過最初的10%。經(jīng)過相關(guān)調(diào)查，工業(yè)固體污染最嚴(yán)重的五個(gè)行業(yè)是電氣工業(yè)、熱力工業(yè)、黑色金屬加工和冶金、金屬有限公司資源收集業(yè)和黑色金屬采礦業(yè)。這五個(gè)行業(yè)產(chǎn)生的固體工業(yè)污染占整個(gè)行業(yè)總量的80%。同時(shí)，因?yàn)楣芾聿簧?，這些行業(yè)的資源耗費(fèi)很大[1]。

1.2 工業(yè)固體廢棄物的危害

1.2.1 對(duì)土壤的危害

在工業(yè)固體廢棄物的處理過程中，由于沒有對(duì)其進(jìn)行合理再利用，導(dǎo)致大量的固體垃圾簡易堆放或填埋處置，占用了大量的土地資源。而許多工程固體廢棄物都存在特定的危害性，其中的有害物質(zhì)會(huì)通過風(fēng)化和降雨的浸蝕再通過土壤滲透到地下水中，既污染了水資源，又對(duì)土壤資源造成了巨大損害，甚至?xí)牡孛埠椭参颷2]。

1.2.2 對(duì)水資源的污染

簡單堆積或填埋等處理后的工業(yè)固態(tài)污染物，受到降雨等各種因素的影響，其中的有害物質(zhì)會(huì)流入江河湖泊、近海漁業(yè)等地方，這對(duì)地表水資源產(chǎn)生了巨大污染。同樣，有的工業(yè)公司違規(guī)向河道排入廢水，也對(duì)自然資源造成了嚴(yán)重污染，進(jìn)而嚴(yán)重影響人們的身體健康。

1.2.3 對(duì)大氣的污染

在工業(yè)固體廢棄物中，粒狀廢物很容易被風(fēng)吹出并在空氣中傳播，其中，當(dāng)煤塵中的顆粒被風(fēng)吹到農(nóng)作物上，會(huì)給其生長帶來很大的負(fù)面影響；還有一些固體污染物在搬運(yùn)和處置過程中會(huì)形成有毒有害氣體，被強(qiáng)風(fēng)卷起后會(huì)在城市中傳播，這對(duì)人體健康影響很大。

此外，對(duì)于工業(yè)固體廢棄物的堆放、填埋以及處置，都需要投入大量的資金，而其中還有很多沒有充分利用的資源，形成了資源的浪費(fèi)，給社會(huì)經(jīng)濟(jì)造成的了巨大損失。

2 工業(yè)固體廢棄物的現(xiàn)狀

我國的固廢處置產(chǎn)業(yè)興起較晚，且行業(yè)市場化水平處理程度較低，但由于國家對(duì)環(huán)境保護(hù)工作持續(xù)加碼，從而促進(jìn)了固體廢料處置產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。近年來，我國固廢處置與管理業(yè)務(wù)市場發(fā)展規(guī)模穩(wěn)步增長，由2013年的7 859.9億元，上升到了2019年的9 610.6億元。

由于對(duì)環(huán)保要求日益提高，固廢處置也開始被政府列為城市的基本環(huán)境管理服務(wù)項(xiàng)目之一，而部分省份也陸續(xù)實(shí)施了城市生活垃圾處理和危廢處理的“十三五”計(jì)劃以及城市中期規(guī)模調(diào)整，所以，固廢處理量明顯提高。詳細(xì)數(shù)據(jù)如圖1所示。

圖1 2013～2019年中國固廢處置總量統(tǒng)計(jì)

根據(jù)“2013～2019年中國固廢處置處理行業(yè)運(yùn)營模式分析報(bào)告”數(shù)據(jù)顯示：2013年，中國的固廢處置處理規(guī)模為約41.42億噸，且在2019年上升到了48.61億噸。

在2019年，全國固廢處置處理量為48.61億噸，其中，城市廢棄物處理總量為5.84億噸；工業(yè)固廢處理量為34.73億噸；農(nóng)村廢棄物處理總量為8.04億噸。詳細(xì)數(shù)據(jù)如圖2所示。

圖2 2013～2019年中國固廢處理量細(xì)分市場統(tǒng)計(jì)

由以上數(shù)據(jù)可以看出，中國工業(yè)固體廢棄物的數(shù)量呈現(xiàn)出了逐漸增加的態(tài)勢，從1985年的6億噸上升到了2009年的20億噸，可以說是井噴式的大爆發(fā)。通過以上統(tǒng)計(jì)資料也可以看出，中國在經(jīng)濟(jì)社會(huì)飛速發(fā)展的進(jìn)程中忽視了對(duì)工業(yè)固體廢棄物的處理。

2.1 工業(yè)固體廢棄物的分類

根據(jù)大數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計(jì)，目前，工業(yè)固體廢棄物大部分來自五大企業(yè)的重工業(yè)作業(yè)，如采礦業(yè)的廢石、熔煉金屬的燃燒殘余等，這些都是工業(yè)固體廢棄物的主要組成部分。且由于我國地大物博，具有大量的礦藏資源，這也使工業(yè)固體污染的主要源頭比較穩(wěn)定。在產(chǎn)生工業(yè)固體廢棄物的五大企業(yè)中，礦山資源一般都能夠回收再使用。因此，企業(yè)如果能夠?qū)ζ湓诠I(yè)生產(chǎn)過程中所形成的工業(yè)固體廢棄加以合理的回收使用，一方面能有效改善生態(tài)環(huán)境；另一方面也能提升礦產(chǎn)資源的利用率，進(jìn)而降低了工業(yè)中固體廢棄物大量浪費(fèi)的問題。

2.2 工業(yè)固體廢棄物的分布

當(dāng)前，我國的工業(yè)固體廢棄物的總量呈上升趨勢，但對(duì)其的利用率卻較低，僅為55%以下，而剩余的工業(yè)固體廢棄物每年都會(huì)大量積累。這導(dǎo)致大量資源被浪費(fèi)，而自然環(huán)境也不可避免地受到破壞，且工業(yè)固體廢棄物資源的利用率仍與其他國家有很大差異。其中，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展相對(duì)繁榮的地區(qū)，工業(yè)固體廢棄物的資源使用率也較高，部分地方能達(dá)到95%左右；但在一些經(jīng)濟(jì)較為落后的地區(qū)，其使用率會(huì)相對(duì)低一些。因此，這不利于社會(huì)經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展[3]。

3 工業(yè)固體廢棄物資源綜合利用途徑

3.1 工業(yè)固體廢棄物在微晶玻璃制造中的應(yīng)用

微晶玻璃是由各種細(xì)晶物質(zhì)和玻璃（由煅燒和結(jié)晶玻璃顆粒制成）的混合物。其具有堅(jiān)固、致密、均勻、耐熱、耐腐蝕、絕緣等優(yōu)點(diǎn)，且在生產(chǎn)過程中不會(huì)形成污染物，也是綠色建設(shè)和環(huán)保的新材料。在實(shí)際應(yīng)用中，微晶玻璃因其優(yōu)異的特性成為了本世紀(jì)最關(guān)鍵的新型技術(shù)材料，可應(yīng)用于機(jī)械、生物醫(yī)藥、電子微電子、宇航等領(lǐng)域的大量生產(chǎn)。利用工業(yè)固體廢棄物生產(chǎn)微晶玻璃，不僅降低了工業(yè)固體污染對(duì)自然環(huán)境的破壞問題，同時(shí)也達(dá)到了對(duì)環(huán)保資源的再生利用。

3.1.1 磷渣

廢磷通常是由二氧化硅（SiO2）和氧化鈣（CaO）組成。由于硅和氧化鈣也是微晶玻璃的主要成分，所以可取代石灰石和二氧化硅，也可以成為鍛造微晶玻璃和制造微晶玻璃的主要化工原料。因此，通過利用磷渣鍛造微晶玻璃，不但能減少磷渣對(duì)自然環(huán)境的損害，也實(shí)現(xiàn)了環(huán)保的目的，同時(shí)還能夠減少微晶玻璃的生產(chǎn)與施工成本，從而滿足社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的需要。

3.1.2 鉻渣

鉻渣主要是在制造錳和鉻鹽過程中形成的工業(yè)廢物，對(duì)人類健康有一定影響。目前，在中國共有20余個(gè)省市傾倒大量的這種工業(yè)廢渣，所以對(duì)鉻廢料資源的合理開采和利用變得尤為重要。鉻渣主要由二氧化硅（SiO2）、氧化鎂（MgO）、六氧化二鉻（Cr2O6）和其他微量元素所組成，易造成人類嚴(yán)重中毒。但是，在處理和使用廢鉻的過程中，人們可通過特殊的化工處理方式，使毒性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒕РＡУ某珊酥行模M(jìn)而去除廢鉻中的毒性物質(zhì)。

3.1.3 鈦渣

鈦廢料中包括了許多的化學(xué)物質(zhì)，其內(nèi)部成分和化學(xué)構(gòu)造較磷和錳的廢料復(fù)雜得多，有過氧化鎂（MgO）、氧化鈣（CaO）、三氧化二鋁（Al2O3）等，其色澤一般是深灰褐色。鈦廢料的成分也比較復(fù)雜，但可直接進(jìn)行微晶玻璃的加工。鈦廢料中的二氧化鈦（TiO2）是一種非常有效的助溶劑，在制造微晶玻璃過程中起到了重要作用。但是，因?yàn)榈佷X很容易在微晶玻璃的表面析出，所以在應(yīng)用氧化鈦時(shí)需要與一些晶合劑一起。其優(yōu)點(diǎn)在于，在鈦渣中與某些化學(xué)元素作用所產(chǎn)生的結(jié)晶具有較大的物理化學(xué)穩(wěn)定性。

3.2 工業(yè)固體廢棄物在制造干混砂漿中的應(yīng)用

干混砂漿（Dry-mixed malt，干粉砂漿），又稱水硬性水泥麥芽，是建筑工程領(lǐng)域應(yīng)用的一種新型干混建筑材料。由于其具有使用簡單、性能優(yōu)良等優(yōu)點(diǎn)，在城市建筑中得到了廣泛應(yīng)用。干混砂漿主要是由干燥和處理過的骨料、無機(jī)水泥材料、化學(xué)增香劑和各種顏料組成。在建筑材料應(yīng)用領(lǐng)域，其通常具有粘合、填充、保護(hù)和裝飾的功能。此外，部分工業(yè)的固體污染物也可用來制造干混砂漿，如粉煤灰綜合利用物、爐渣、優(yōu)質(zhì)煤等，實(shí)現(xiàn)了廢物回收使用的目的。

3.2.1 粉煤灰

粉煤灰水泥是我國燃煤電廠排放的主要工業(yè)固體廢物。粉煤灰水泥也是我國固體污染排放量最大的工業(yè)廢棄物之一。由于中國能源工業(yè)的快速發(fā)展，燃煤電站的飛灰排放量也在逐漸增加；飛灰若不及時(shí)處理，會(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵，嚴(yán)重破壞大氣環(huán)境；如在水中排入粉煤灰水泥，則會(huì)導(dǎo)致河道淤積，嚴(yán)重影響水質(zhì)。所以，應(yīng)做好對(duì)粉煤灰的綜合利用工作，以減少污染物排放量。同時(shí)，粉煤灰也是生產(chǎn)干混砂漿的主要水泥材料之一，其具有粒度細(xì)、重量輕、吸水性強(qiáng)等優(yōu)勢。一般來說，凝膠材料能夠明顯增強(qiáng)混合干麥芽的硬度和流動(dòng)性，因此，實(shí)際使用效果也不錯(cuò)。這也是由于粉煤灰具有特殊的化學(xué)性質(zhì)，能夠與混合干麥芽中的某些化學(xué)元素發(fā)生反應(yīng)，從而提高了混合干麥芽的流動(dòng)性。此外，由于粉煤灰具有的特殊物質(zhì)性質(zhì)和強(qiáng)烈的吸水性，能有效排除干混砂漿中的水分，從而增加了干混砂漿的黏稠度，所以，干混砂漿的使用效果良好。

3.2.2 礦渣

爐渣是高爐煉鐵過程中的重要副產(chǎn)品。在煉鐵過程中，爐渣主要是由鐵硅酸鹽與硅鋁酸鹽形成的熔融物質(zhì)，在高溫化學(xué)反應(yīng)下，是將氧化鐵還原為金屬鐵時(shí)產(chǎn)生的，即鐵礦物和硅灰中的二氧化硅和氧化鋁等雜質(zhì)通過淬冷，會(huì)形成疏松或多孔的細(xì)晶粒材料，就是高爐渣，俗稱爐渣。把爐渣水泥直接摻入干混砂漿中，就可以很大幅度地增加干混砂漿的硬度和韌性。但對(duì)比粉煤灰混凝土，其也存在缺點(diǎn)，那便是減弱了干混砂漿的熱流動(dòng)性，所以，爐渣一般都會(huì)與粉煤灰混凝土組合應(yīng)用，以取得更佳的應(yīng)用效果[4]。另外，復(fù)合爐渣、鐵尾礦尾砂等也能夠用來制造微晶玻璃，也有助于減少對(duì)環(huán)境保護(hù)造成的危害，從而促進(jìn)了資源的循環(huán)使用。

3.2.3 煤矸石

煤矸石，是煤礦在利用和洗選過程中所形成的一類工程固體廢物。其主要是指在成煤的過程中，和煤層伴生的碳含量相對(duì)較少，且比煤堅(jiān)硬的一類黑色石灰石材料。其主要包括人工矸石、沖洗矸石和巷道內(nèi)開挖矸石。優(yōu)質(zhì)煤約占全國原煤總量的百分之十。然而，如何合理分解優(yōu)質(zhì)煤中的各種理化成分，是實(shí)現(xiàn)優(yōu)質(zhì)煤資源綜合利用的關(guān)鍵問題。通常，人們可按照碳含量來區(qū)分是否為優(yōu)質(zhì)煤層。由于煤矸石沉積巖為多種礦巖所構(gòu)成，所以，在地層中常和煤系共生。因此，在使用優(yōu)質(zhì)煤層時(shí)，需要充分考慮氧化鋁陶瓷的含量，以及氧化鋁與二氧化硅的配比等參數(shù)[5]。

一般來說，含碳量是開采和使用優(yōu)質(zhì)煤炭的最主要考察依據(jù)。如含碳量較低的優(yōu)質(zhì)煤炭其發(fā)熱量也較低，可作為生產(chǎn)水泥的骨料以及水泥砂漿的混合物原料；而含碳量更多的優(yōu)質(zhì)煤炭其發(fā)熱量則較高，通常可作為冶金燃料。如果優(yōu)質(zhì)煤含硫量較高，要及時(shí)加以化學(xué)處理，且一旦優(yōu)質(zhì)煤中的硫元素達(dá)到合理使用標(biāo)準(zhǔn)后，就可以將其回收使用。同時(shí)，優(yōu)質(zhì)煤炭的資源化使用途徑還有水力發(fā)電、燃?xì)夤?，甚至是充?dāng)填充物、建筑材料等。近幾年，利用優(yōu)質(zhì)煤炭所制造的水泥不但可以改善混凝土特性，還可以節(jié)省成本，增加效益，從而推動(dòng)了企業(yè)的發(fā)展壯大。

市場上用煤矸石二次加熱制造的商品良莠不齊，這主要是因?yàn)閮?yōu)質(zhì)煤炭含碳量不同而引起的。但是，人類無法用統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)去評(píng)價(jià)這些產(chǎn)物，這也限制了優(yōu)質(zhì)煤炭的大規(guī)模利用與推廣。所以，在未來需要逐步研究其共性，并制訂出符合煤矸石資源性質(zhì)的使用規(guī)范，來規(guī)范優(yōu)質(zhì)煤炭交易市場，推動(dòng)工業(yè)固體污染物實(shí)現(xiàn)回收再使用，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)與生態(tài)實(shí)現(xiàn)和諧發(fā)展。

4 加強(qiáng)固體廢棄物綜合利用的建議

（1）加強(qiáng)對(duì)地方政府有關(guān)法律、規(guī)章的配套建設(shè)，為中小企業(yè)充分利用固體廢物提供政策保障體系；遵守激勵(lì)和政治約束相結(jié)合的原則，以構(gòu)成一個(gè)全面使用國家資源的有效機(jī)制；充分利用國家資源有關(guān)的政策，有效發(fā)揮國家稅收政策的優(yōu)勢，激勵(lì)、引導(dǎo)和支持固體廢棄物的綜合利用。

（2）強(qiáng)化國家宏觀調(diào)控，完善地方政府引導(dǎo)，逐步達(dá)到國家對(duì)粉煤灰資源化綜合利用管理工作的規(guī)范化和制度化。

（3）依靠科學(xué)技術(shù)進(jìn)步，為固廢資源化綜合利用提供更強(qiáng)有力的科技保障。第一，盡快運(yùn)用科學(xué)技術(shù)和先進(jìn)適用技術(shù)，提高固廢資源化綜合利用的新科技；第二，積極選用有一定代表性的目標(biāo)，并較大規(guī)模推廣前景廣闊的先進(jìn)適用技術(shù)，可在國家重點(diǎn)產(chǎn)業(yè)、地方重點(diǎn)企業(yè)組織開展一些國家重點(diǎn)示范工程項(xiàng)目；第三，要加強(qiáng)對(duì)先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)。

（4）大力實(shí)施源頭減少政策，指導(dǎo)企業(yè)積極減少生活垃圾的產(chǎn)生，并努力實(shí)現(xiàn)固態(tài)垃圾的“減量化、資源化和無毒化”。

（5）進(jìn)一步加強(qiáng)宣教力度，重點(diǎn)圍著“大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，加速構(gòu)建節(jié)儉型市場經(jīng)濟(jì)”這一主旨，同時(shí)進(jìn)行各種形態(tài)多種多樣的宣教社會(huì)活動(dòng)，鼓勵(lì)人們積極參與保護(hù)環(huán)境，使“珍愛資源、環(huán)?！弊兂伤泄姷淖杂X行為。

5 結(jié)語

中國是世界上工業(yè)固體廢棄物污染最高的國家之一，但相比發(fā)達(dá)國家，我國對(duì)工業(yè)固體廢棄物的資源化利用效率相對(duì)較低，存在不足之處。面對(duì)這些情況，我國工業(yè)和信息化部相繼出臺(tái)了《工業(yè)固體廢物資源綜合利用評(píng)價(jià)管理暫行辦法》和《國家工業(yè)固體廢物資源綜合利用產(chǎn)品目錄》，以此對(duì)工業(yè)固體廢物資源的綜合利用的評(píng)價(jià)機(jī)制進(jìn)行科學(xué)規(guī)范，并引導(dǎo)企業(yè)積極主動(dòng)開展工業(yè)固體廢物資源綜合利用工作。相信在社會(huì)各界的共同努力下，會(huì)有效提升對(duì)工業(yè)固體廢物資源的綜合利用，進(jìn)而為環(huán)境保護(hù)的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。