曾世強(qiáng)

（瀚藍(lán)（佛山）工業(yè)環(huán)境服務(wù)有限公司，廣東 佛山 528000）

引言

隨著全球工業(yè)化進(jìn)程的不斷加快，工業(yè)固廢的產(chǎn)生量相應(yīng)增多，這些工業(yè)固廢包括廢水、廢氣與固體廢物，其中包含大量的有毒有害物質(zhì)，可能對(duì)環(huán)境和人類健康造成嚴(yán)重威脅。利用傳統(tǒng)方式處理這些工業(yè)固廢往往存在效率低、排放污染、資源浪費(fèi)等問(wèn)題，因此，亟需尋找一種高效、經(jīng)濟(jì)、環(huán)境友好的處理與利用方法[1]。通過(guò)對(duì)工業(yè)固廢收集、處理與資源化利用技術(shù)及應(yīng)用進(jìn)行研究，可以最大程度地減少固廢對(duì)環(huán)境的危害，并將其轉(zhuǎn)化為能源或其他有價(jià)值的產(chǎn)品，從而推動(dòng)固廢處理技術(shù)的創(chuàng)新與發(fā)展，并為實(shí)現(xiàn)清潔環(huán)境、可持續(xù)發(fā)展做出積極貢獻(xiàn)。

1 工業(yè)固廢收集技術(shù)

工業(yè)固廢收集技術(shù)主要根據(jù)固廢的性質(zhì)、形態(tài)及產(chǎn)生過(guò)程進(jìn)行選擇，不同收集技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)各不相同（見表1）。常見的工業(yè)固廢收集技術(shù)主要包括以下幾種：（1）排放口收集：通過(guò)在工業(yè)設(shè)備或生產(chǎn)流程的排放口安裝管道、排氣罩等裝置，直接收集廢氣、廢液或廢渣。（2）集中式收集系統(tǒng)：建立專門的收集系統(tǒng)，通過(guò)管道網(wǎng)絡(luò)連接不同產(chǎn)生源點(diǎn)，將固廢集中收集到一個(gè)中心處理區(qū)域。這種方式適用于大規(guī)模工業(yè)園區(qū)或廠區(qū)。（3）零散式收集：針對(duì)小規(guī)?；蚍稚a(chǎn)生固廢的情況，采用手工或機(jī)械方式進(jìn)行收集。（4）自動(dòng)化收集：利用傳感器、控制系統(tǒng)和自動(dòng)化設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對(duì)固廢的智能化收集。

表1 不同工業(yè)固廢收集技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

2 工業(yè)固廢處理技術(shù)

工業(yè)固廢處理技術(shù)多種多樣，具體的選擇方法取決于固廢的性質(zhì)、種類和處理目標(biāo)，而不同固廢處理技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)也不相同，其特點(diǎn)和優(yōu)缺點(diǎn)的對(duì)比詳見表2。

表2 不同處理技術(shù)的特點(diǎn)與優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

2.1 物理處理技術(shù)

物理處理技術(shù)是指運(yùn)用物理原理、機(jī)械手段來(lái)改變固廢的形態(tài)、大小、密度等性質(zhì)，以達(dá)到分離、減量或改善處理效果的目的。常見的物理處理技術(shù)包括以下幾種：（1）分選法：分選技術(shù)是將固廢按不同的特性進(jìn)行分類和分離的過(guò)程，常用方法有篩分、振動(dòng)篩、氣流分選等。（2）破碎/粉碎法：是將固體廢棄物進(jìn)行機(jī)械加工，使其變得更易處理或回收。通過(guò)破碎/粉碎可以有效降低固廢的體積，并改變固廢的形態(tài)。常見設(shè)備包括破碎機(jī)、粉碎機(jī)、切割機(jī)等。（3）干燥法：是通過(guò)蒸發(fā)、加熱或其他方法去除固廢中的水分。通過(guò)干燥技術(shù)可以減小固廢體積，改變其物理性質(zhì)，便于后續(xù)處理和利用。常見的干燥方法包括自然晾干、熱風(fēng)干燥、真空干燥等。

2.2 化學(xué)處理技術(shù)

化學(xué)處理技術(shù)是通過(guò)運(yùn)用化學(xué)原理、化學(xué)反應(yīng)來(lái)改變固廢的性質(zhì)，以達(dá)到處理和凈化的目的。常見的化學(xué)處理技術(shù)有：（1）中和/調(diào)節(jié)pH值法：中和是指通過(guò)添加酸堿物質(zhì)來(lái)中和固廢中的酸堿度，使其達(dá)到安全處理要求。（2）氧化/還原法：是指通過(guò)化學(xué)氧化劑或還原劑對(duì)固廢進(jìn)行處理，以降解有害物質(zhì)或改變其性質(zhì)[2]。而在金屬?gòu)U料處理中，還原劑（如氫氣、亞硫酸鹽等）可被用于還原金屬離子，使其變成可回收利用的金屬。（3）化學(xué)沉淀法：是通過(guò)添加沉淀劑使廢水中的懸浮顆粒沉淀下來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)懸浮物的分離與去除。（4）氣相處理法：主要用于處理廢氣中的有害氣體，常用的方法有吸附、催化、洗滌等方法。通過(guò)催化轉(zhuǎn)化法可以將廢氣中的有機(jī)物或無(wú)機(jī)物氧化為無(wú)害的物質(zhì)；洗滌法則是通過(guò)加入適當(dāng)?shù)娜芤菏褂泻怏w溶解，從而達(dá)到凈化的效果。

2.3 生物處理技術(shù)

生物處理技術(shù)是利用微生物（如細(xì)菌、真菌）或其他生物體（如植物）來(lái)降解、轉(zhuǎn)化或吸附固廢中的有害物質(zhì)，以達(dá)到處理、凈化的要求。常見的生物處理技術(shù)有：（1）堆肥：是將有機(jī)固廢進(jìn)行厭氧或好氧堆肥處理的方法，通過(guò)微生物的作用使有機(jī)廢物發(fā)生降解并產(chǎn)生肥料或土壤改良劑。在堆肥過(guò)程中，微生物能夠分解有機(jī)物質(zhì)并產(chǎn)生熱量，使溫度升高，促進(jìn)有機(jī)物的分解、病原微生物的滅活。這種處理方式適用于農(nóng)業(yè)廢棄物、食品廢棄物等有機(jī)固廢的處理。（2）生物反應(yīng)器：是利用特定的微生物群落在一定條件下對(duì)廢水或廢氣中的有機(jī)物進(jìn)行降解與凈化的設(shè)備，如生物濾池是一種常見的廢水處理設(shè)備，通過(guò)在濾層上生長(zhǎng)的微生物群落對(duì)廢水中的有機(jī)物進(jìn)行降解。生物脫硫、生物除氮也是采用生物反應(yīng)器進(jìn)行廢水處理的技術(shù)，通過(guò)利用特定的硫酸鹽還原菌和硝化/反硝化菌來(lái)去除廢氣中的硫化氫、氮氧化物[3]。（3）生物吸附：是利用植物或微生物對(duì)廢水中的有害物質(zhì)進(jìn)行吸附與富集的技術(shù)。（4）生物轉(zhuǎn)化：是利用微生物在特定條件下對(duì)固廢中的有機(jī)物進(jìn)行降解或轉(zhuǎn)化的方法，如厭氧消化、厭氧發(fā)酵等。通過(guò)在特定的反應(yīng)環(huán)境中控制溫度、pH值和進(jìn)料比例等，利用特定的微生物群落進(jìn)行有機(jī)物的降解與轉(zhuǎn)化。這種處理方式適用于有機(jī)廢物如污泥、農(nóng)業(yè)廢棄物等的處理與能源回收。

2.4 熱處理技術(shù)

熱處理技術(shù)是利用高溫處理固廢，通過(guò)改變其物理、化學(xué)性質(zhì)，達(dá)到處理與凈化的目的。常見的熱處理技術(shù)有：（1）焚燒：是固廢在高溫下進(jìn)行氧化反應(yīng)的過(guò)程。通過(guò)焚燒可以將有機(jī)物質(zhì)完全氧化為無(wú)害的水蒸氣與二氧化碳，同時(shí)還可以將一些金屬離子轉(zhuǎn)化為固體殘?jiān)?。這種處理方法適用于含有有機(jī)物質(zhì)、危險(xiǎn)廢物或其他難以分解的固體廢物。然而，焚燒也會(huì)產(chǎn)生煙塵和有害氣體，故需要進(jìn)行嚴(yán)格的氣體凈化及排放控制。（2）熱解/熱裂解：是在缺少氧氣或氧氣限制的條件下，使固廢發(fā)生熱分解反應(yīng)的過(guò)程。通過(guò)熱解/熱裂解，固廢中的有機(jī)物質(zhì)可以被分解成低分子化合物、油和氣體等。這種處理方法適用于塑料、橡膠等聚合廢棄物的處理。熱解產(chǎn)生的油、氣體可以用作能源或化工原料。（3）煅燒：是將固廢在高溫下進(jìn)行加熱，使其發(fā)生物理或化學(xué)變化的過(guò)程。通過(guò)高溫下的煅燒，有機(jī)物質(zhì)可以被完全分解，而無(wú)機(jī)成分則經(jīng)過(guò)化學(xué)反應(yīng)生成新的化合物，并固化于水泥熟料中。（4）水熱處理：是利用高壓、高溫水對(duì)固廢進(jìn)行處理的方法。通過(guò)水熱處理，固廢中的有機(jī)物質(zhì)可以被部分溶解、分解或轉(zhuǎn)化為其他物質(zhì)。同時(shí)，水熱處理還可以消除固廢中的臭味、殺滅微生物和病原體。這種方法適用于對(duì)有機(jī)廢物、生活垃圾和農(nóng)業(yè)廢棄物等的處理。由于水熱處理需要較高的壓力和溫度，因此對(duì)設(shè)備和操作的要求相對(duì)較高。

3 工業(yè)固廢的資源化利用技術(shù)及應(yīng)用

3.1 工業(yè)固廢的資源化利用技術(shù)

工業(yè)固廢資源化利用技術(shù)是將廢棄物轉(zhuǎn)化為可再利用的資源，從而實(shí)現(xiàn)廢棄物減量化、循環(huán)利用和資源回收的過(guò)程。常見的工業(yè)固廢資源化利用技術(shù)包括以下幾種：（1）回收再利用：通過(guò)對(duì)廢棄物進(jìn)行分揀、分類和處理，將其中具有再利用價(jià)值的物質(zhì)進(jìn)行回收和重新利用。這種技術(shù)可以減少對(duì)原材料的需求，并降低能源消耗、減少環(huán)境污染[4]。（2）倒退制造：倒退制造是將廢棄的工業(yè)產(chǎn)品進(jìn)行修復(fù)、翻新和更新，使其恢復(fù)到與新產(chǎn)品相當(dāng)?shù)钠焚|(zhì)、性能，并重新投入使用。倒退制造既可以延長(zhǎng)產(chǎn)品的使用壽命，又可以節(jié)約原材料和能源，減少?gòu)U物的產(chǎn)生。這種技術(shù)廣泛應(yīng)用于汽車、電子設(shè)備和機(jī)械設(shè)備等領(lǐng)域。（3）能源回收：將廢棄物中的有機(jī)物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源，如生物質(zhì)燃料、沼氣、焦炭等。通過(guò)焚燒、生物發(fā)酵或熱解等方法，將有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為可再生的能源，并用于供熱、發(fā)電或工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程。這種技術(shù)不僅可以減少對(duì)化石燃料的依賴，還可以減少?gòu)U物的體積及環(huán)境污染。（4）原材料回收：將廢棄物中的有用物質(zhì)提取出來(lái)，作為新產(chǎn)品的原材料。這種技術(shù)可以有效回收原材料，降低對(duì)自然資源的需求，從而減少?gòu)U物對(duì)環(huán)境的影響。（5）生物轉(zhuǎn)化：利用微生物的生物合成能力，將有機(jī)廢棄物轉(zhuǎn)化為有用的化合物。這種技術(shù)具有高效、環(huán)保的特點(diǎn)，能夠?qū)崿F(xiàn)有機(jī)廢棄物的資源化利用與循環(huán)利用。

3.2 工業(yè)固廢資源化利用技術(shù)的有效應(yīng)用

3.2.1 廢紙回收再利用

在紙漿與紙張生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)廢紙進(jìn)行回收和再利用是一種廣泛應(yīng)用的資源化利用技術(shù)。廢紙可以通過(guò)分揀、破碎、漂白等處理步驟，再生產(chǎn)成新的紙張產(chǎn)品。這種方法不僅能減少對(duì)木材等原材料的需求，還可以大幅節(jié)約水和能源的消耗。

3.2.2 金屬?gòu)U棄物的回收利用

金屬?gòu)U棄物如廢鋼鐵、廢鋁、廢銅等，可以通過(guò)熔煉、精煉和冶煉等工藝進(jìn)行回收和再利用。這些廢棄物經(jīng)過(guò)處理后可以再制成新的金屬材料，用于制造汽車零部件、建筑結(jié)構(gòu)、家電等產(chǎn)品。金屬回收不僅節(jié)約了自然資源，還減少了對(duì)環(huán)境的污染。

3.2.3 塑料廢棄物的再生利用

塑料廢棄物的資源化利用包括機(jī)械回收、化學(xué)回收和能源回收等多種方式。機(jī)械回收通過(guò)廢塑料破碎、洗滌和再造粒等工藝，將其制成可再生的塑料顆粒。化學(xué)回收則是將廢塑料進(jìn)行熱解或溶解，得到原始單體，用于再次合成塑料產(chǎn)品。能源回收是利用塑料廢棄物中的有機(jī)部分作為生物質(zhì)燃料或燃料油。

3.2.4 生物質(zhì)能源利用

將農(nóng)業(yè)廢棄物、木材廢料、食品加工廢棄物等生物質(zhì)轉(zhuǎn)化為能源也是一種有效的資源化利用技術(shù)。通過(guò)生物質(zhì)燃燒、生物質(zhì)氣化和生物質(zhì)發(fā)酵等處理方式，可以獲得生物質(zhì)能源如生物質(zhì)燃料、沼氣等，并可以用于供熱、發(fā)電及工業(yè)生產(chǎn)。

4 結(jié)語(yǔ)

總之，工業(yè)固廢的收集、處理與資源化利用技術(shù)及其應(yīng)用的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。在新環(huán)保法實(shí)施背景下，一些違法、產(chǎn)能落后的企業(yè)在各項(xiàng)強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)下必須要改進(jìn)[5]，所以對(duì)固廢進(jìn)行科學(xué)管理與高效利用，不僅有助于保護(hù)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，還能推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的升級(jí)和創(chuàng)新發(fā)展。在實(shí)際應(yīng)用中，還應(yīng)加強(qiáng)與企業(yè)、社會(huì)各界的合作，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)境保護(hù)的雙贏，并為未來(lái)可持續(xù)發(fā)展創(chuàng)造更加清潔與健康的環(huán)境。