關(guān)鍵詞:工業(yè)固廢;資源化利用;技術(shù)創(chuàng)新;協(xié)同發(fā)展
中圖分類號(hào):X705 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1008-9500(2025)07-0095-03
DOI:10.3969/j.issn.1008-9500.2025.07.027
Strategies and Practices for Comprehensive Utilization of Industrial Solid Waste Resources
ZHANG Huanhuan,LIU Cong
(KeyLaboratory ofLand and Sea Ecological Governance and Systematic Regulation,
MinistryofEcologyandEnvironment,ShandongAcademyforEnvironmentalPlanning,Jinan25ooo,China)
Abstract:Theaccelerationof industrialization hasledtoacontinuous increase intheproductionofindustrial solid waste, but industrialsolid wasteisfacingurgent problemssuchas immaturedisposal technology,insufficientpolicysupport,and lowcomprehensiveutilizationrate.Forindustrial solid waste in industries such as metallurgy,power,chemical building materials,etc.strategiessuchasenhancing technological innovationcapabilities,improvingpolicysupportsystems,and building collaborativeutilization modelsare proposed to improve thelevel ofindustrial solid wasteresourceutilization, promotethecoordinateddevelopmentofeconomicandenvironmental benefits,promote industrial green transformation,and provide a new path for achieving the“dual carbon”goal.
Keywords:industrial solid waste;resource utilization; technological innovation;coordinated development
工業(yè)固廢資源化利用是推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和生態(tài)文明建設(shè)的重要舉措。近年來(lái),國(guó)家相繼出臺(tái)《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》等政策文件,為工業(yè)固廢處理提供了法律保障和政策指引。在“雙碳”戰(zhàn)略背景下,工業(yè)固廢資源化利用成為實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排的關(guān)鍵途徑。以鋼鐵、電力、化工等行業(yè)為例,通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和管理優(yōu)化,固廢綜合利用已形成一定產(chǎn)業(yè)規(guī)模。特別是地質(zhì)聚合物技術(shù)的發(fā)展,為固廢資源化開(kāi)辟了新方向,有望在建材、耐火材料等領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)?;瘧?yīng)用,推動(dòng)工業(yè)綠色低碳轉(zhuǎn)型。
1工業(yè)固廢的分類與基本特征
1.1物理特性分類
工業(yè)固廢的物理特性分類是資源化利用的重要基礎(chǔ),不同物理形態(tài)的固廢具有不同的特征和處理要求。根據(jù)物理形態(tài)的差異,工業(yè)固廢可分為顆粒狀、塊狀和漿狀類別,每類固廢都有特定的物理性質(zhì)和應(yīng)用特點(diǎn)。
顆粒狀固廢如粉煤灰、礦渣粉等,顆粒粒徑一般在 0.1~100μm ,具有比表面積大、分散性好、活性高等特點(diǎn)。這類固廢易與其他材料混合,可直接用于水泥生產(chǎn)、混凝土配制,也可通過(guò)物理分選回收有價(jià)值的金屬,具有較廣的應(yīng)用前景。
塊狀固廢主要包括鋼渣、煤矸石、廢石等,呈不規(guī)則塊狀,粒度分布范圍廣,硬度和強(qiáng)度較高。這類固廢經(jīng)破碎、篩分后可用于道路基礎(chǔ)建設(shè)、建筑材料生產(chǎn),部分高鐵含量的塊狀固廢還可回收利用,但處理過(guò)程中需考慮其體積大、硬度高等特點(diǎn)。
漿狀固廢主要是各類工業(yè)污泥和泥漿,含水率通常在 60% 以上,呈流態(tài)或半流態(tài)。這類固廢需要經(jīng)過(guò)脫水、干化等預(yù)處理,才能進(jìn)行后續(xù)資源化利用。由于漿狀固廢流動(dòng)性強(qiáng)、處理難度大,需要專門(mén)的儲(chǔ)存設(shè)施和運(yùn)輸設(shè)備,處理成本相對(duì)較高。
1.2化學(xué)成分分類
工業(yè)固廢的化學(xué)成分分類是制定資源化利用方案的核心依據(jù),不同化學(xué)成分決定了固廢的性質(zhì)、用途和處理難度。通過(guò)分析工業(yè)固廢的化學(xué)組成,可以精準(zhǔn)評(píng)估其資源化價(jià)值和環(huán)境風(fēng)險(xiǎn),從而選擇合適的處理工藝和利用途徑。
首先,硅鋁系固廢主要包括粉煤灰、礦渣等。其中,二氧化硅含量為 40%~60% ,三氧化二鋁含量為 20%~30% 。這類固廢具有良好的火山灰活性和膠凝性能。通過(guò)調(diào)控其化學(xué)組分,可生產(chǎn)高性能混凝土、地質(zhì)聚合物等建筑材料,在建材領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
其次,鈣質(zhì)系固廢以冶金渣為代表,主要含有氧化鈣(CaO)、二氧化硅( SiO2 )等成分,氧化鈣含量可達(dá) 35%~45% 。這類固廢具有較高的水化活性,可替代部分水泥,用于生產(chǎn)膠凝材料,還可通過(guò)化學(xué)處理回收稀有金屬,提高資源利用價(jià)值。
最后,化工固廢成分最為復(fù)雜,除含有各類金屬鹽外,還包含有機(jī)物、重金屬等。這類固廢通常需要進(jìn)行組分分析和危害評(píng)估,采用化學(xué)沉淀、萃取等工藝進(jìn)行預(yù)處理,確保后續(xù)資源化利用過(guò)程的安全性和環(huán)保性。
1.3環(huán)境危害性分類
根據(jù)《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄(2025年版)》和相關(guān)環(huán)保標(biāo)準(zhǔn),工業(yè)固廢可劃分為一般固廢和危險(xiǎn)固廢兩大類,不同類別的固廢具有不同的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)特征和管理要求。其中,一般固廢綜合利用處置規(guī)模為3052.24億元,危險(xiǎn)固廢綜合利用處置規(guī)模為1784.90億元,表明工業(yè)固廢處置市場(chǎng)規(guī)模巨大。
一般工業(yè)固廢是指在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的、不含有毒有害物質(zhì)的固體廢物,主要包括高爐渣、粉煤灰、尾礦、煤矸石等。其主要特征是化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定,不含揮發(fā)性有害物質(zhì),對(duì)環(huán)境和人體健康的危害相對(duì)較小。例如,高爐渣主要成分是硅酸鹽和鋁酸鹽,具有一定的資源化利用價(jià)值,直接暴露于環(huán)境不會(huì)造成嚴(yán)重污染。
危險(xiǎn)固廢具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應(yīng)性或感染性等一種或多種危險(xiǎn)特性,主要包括廢酸、廢堿、含重金屬污泥、廢催化劑、廢礦物油等。這類固廢可能通過(guò)揮發(fā)、滲濾、擴(kuò)散等方式污染環(huán)境,造成水體污染、土壤污染或大氣污染。例如,含鉻污泥中的六價(jià)鉻具有較強(qiáng)的致癌性,廢礦物油則具有易燃性和生物毒性,處置不當(dāng)會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境和人體健康構(gòu)成嚴(yán)重威脅。
2主要工業(yè)固廢的產(chǎn)生與利用
2.1鋼鐵冶金固廢處置現(xiàn)狀
目前,鋼鐵冶金固廢處置面臨諸多挑戰(zhàn),盡管2022年我國(guó)工業(yè)固廢綜合利用處置規(guī)模達(dá)4837.14億元,但冶金固廢的資源化利用仍存在技術(shù)、市場(chǎng)和管理等方面的瓶頸。一是處置技術(shù)水平參差不齊,高爐渣資源化技術(shù)相對(duì)成熟,但鋼渣、含鐵塵泥等固廢處理工藝不完善,尤其是含重金屬塵泥難以實(shí)現(xiàn)有價(jià)金屬高效回收。二是處理成本高昂,磁化焙燒、深度分離等工藝設(shè)備投資大、運(yùn)維費(fèi)用高,運(yùn)輸儲(chǔ)存成本大,難以實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益。三是市場(chǎng)需求不確定,大量鋼渣難以消納,影響企業(yè)資源化利用積極性[]。
2.2電力行業(yè)固廢利用情況
統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示,2022年中國(guó)工業(yè)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量達(dá)9514.8萬(wàn)t,處置量為9443.9萬(wàn)t。盡管電力固廢具有較大的資源化潛力,但在實(shí)際處置過(guò)程中仍存在諸多困難,制約著資源化水平的提高。一是粉煤灰處理設(shè)施分布不均衡,沿海地區(qū)處理能力過(guò)剩而內(nèi)陸地區(qū)不足,導(dǎo)致部分地區(qū)特別是偏遠(yuǎn)電廠粉煤灰積壓嚴(yán)重,造成土地占用和揚(yáng)塵污染。二是運(yùn)輸成本高昂,粉煤灰和脫硫石膏體積大、重量重,長(zhǎng)距離運(yùn)輸費(fèi)用甚至超過(guò)固廢價(jià)值。三是市場(chǎng)需求季節(jié)性波動(dòng),建材行業(yè)在淡季消納量大幅下降,而電廠固廢產(chǎn)生量穩(wěn)定,加劇儲(chǔ)存壓力。
2.3化工建材固廢管理特點(diǎn)
化工建材行業(yè)固廢管理面臨特殊挑戰(zhàn)。據(jù)統(tǒng)計(jì),2022年我國(guó)工業(yè)固體廢棄物產(chǎn)生量為420885.8萬(wàn)t,處置量為335229.9萬(wàn)t?;そú墓虖U具有成分復(fù)雜、危害性大、處理難度高等特點(diǎn),這些特性給資源化利用帶來(lái)了一系列難題。一是化工固廢危險(xiǎn)特性突出,廢催化劑含重金屬和有機(jī)污染物,廢樹(shù)脂含揮發(fā)性有機(jī)物,部分廢渣具腐蝕性或易燃性,增加安全風(fēng)險(xiǎn)。
二是處理工藝復(fù)雜度高,化工固廢種類多、成分雜,每種固廢需專門(mén)處理技術(shù),增加了設(shè)施投入和運(yùn)行成本。三是產(chǎn)品應(yīng)用受限,再生產(chǎn)品因來(lái)源受市場(chǎng)質(zhì)疑,下游企業(yè)擔(dān)憂質(zhì)量和安全性,難以形成規(guī)?;瘧?yīng)用[2]。
3固廢資源化利用優(yōu)化策略
3.1提升固廢處置技術(shù)創(chuàng)新能力
技術(shù)創(chuàng)新是工業(yè)固廢資源化利用的核心驅(qū)動(dòng)力,必須從研發(fā)投入、平臺(tái)建設(shè)、人才培養(yǎng)等方面系統(tǒng)推進(jìn)。面對(duì)固廢處置技術(shù)難題,需構(gòu)建全方位的創(chuàng)新體系,實(shí)現(xiàn)技術(shù)突破與成果轉(zhuǎn)化。
一是加大關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)投入。重點(diǎn)支持磁化焙燒工藝優(yōu)化,提高固廢中有價(jià)金屬的回收率;開(kāi)發(fā)深度分離新技術(shù),實(shí)現(xiàn)固廢組分的精準(zhǔn)分離;突破地質(zhì)聚合物制備技術(shù)瓶頸,提升產(chǎn)品性能。同時(shí),加強(qiáng)檢測(cè)分析和環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)研究,為固廢處置提供技術(shù)支撐。
二是構(gòu)建產(chǎn)學(xué)研用創(chuàng)新平臺(tái)。整合高校、科研院所以及企業(yè)創(chuàng)新資源,建立固廢處置技術(shù)研發(fā)中心和中試基地。推動(dòng)建立行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新聯(lián)盟,促進(jìn)創(chuàng)新要素集聚和資源共享[3。設(shè)立產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟,推動(dòng)重大科技成果產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。
三是完善技術(shù)創(chuàng)新服務(wù)體系。建立健全技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)價(jià)體系,規(guī)范固廢處置技術(shù)發(fā)展方向。構(gòu)建技術(shù)交易和成果轉(zhuǎn)化平臺(tái),促進(jìn)創(chuàng)新成果市場(chǎng)化應(yīng)用。加強(qiáng)知識(shí)產(chǎn)權(quán)保護(hù),激發(fā)企業(yè)創(chuàng)新積極性。培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)人才隊(duì)伍,為技術(shù)創(chuàng)新提供人才支撐。
3.2完善政策支持體系
完善政策支持體系是推動(dòng)工業(yè)固廢資源化利用的制度保障。政策體系要涵蓋法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)、經(jīng)濟(jì)激勵(lì)、市場(chǎng)培育等維度,形成全方位的支持格局,引導(dǎo)和促進(jìn)固廢資源化產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展。
一是完善法律法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)體系。制定工業(yè)固廢資源化利用管理辦法,明確各方責(zé)任和義務(wù);建立健全固廢處置技術(shù)規(guī)范和產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),規(guī)范行業(yè)發(fā)展。針對(duì)不同類型固廢,制定差異化的管理政策,實(shí)行分類指導(dǎo)。
二是創(chuàng)新經(jīng)濟(jì)激勵(lì)機(jī)制。設(shè)立工業(yè)固廢資源化專項(xiàng)資金,對(duì)企業(yè)技術(shù)改造和設(shè)備升級(jí)給予補(bǔ)貼支持;實(shí)施稅收優(yōu)惠政策,降低企業(yè)運(yùn)營(yíng)成本;建立固廢處置價(jià)格形成機(jī)制,保障處置企業(yè)合理效益;完善環(huán)境污染責(zé)任保險(xiǎn)制度,分散企業(yè)環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。
三是構(gòu)建市場(chǎng)化運(yùn)行機(jī)制。建立區(qū)域性固廢交易平臺(tái),促進(jìn)供需信息對(duì)接;發(fā)展第三方處置服務(wù),培養(yǎng)專業(yè)化處置企業(yè);推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游協(xié)同,建立利益共享機(jī)制;加強(qiáng)信用體系建設(shè),規(guī)范市場(chǎng)秩序,引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)良性發(fā)展。
3.3構(gòu)建協(xié)同利用模式
構(gòu)建協(xié)同利用模式是提升工業(yè)固廢資源化效率的關(guān)鍵路徑。通過(guò)整合區(qū)域資源,建立跨行業(yè)合作機(jī)制,搭建信息共享平臺(tái),可以實(shí)現(xiàn)固廢處置的集約化、規(guī)模化發(fā)展,形成多方共贏的發(fā)展格局。
一是推進(jìn)園區(qū)循環(huán)化改造。建設(shè)工業(yè)固廢集中處置中心,配套完善收集、儲(chǔ)存、運(yùn)輸設(shè)施;規(guī)劃布局資源化利用項(xiàng)目,實(shí)現(xiàn)固廢就近轉(zhuǎn)化;構(gòu)建園區(qū)內(nèi)部物質(zhì)循環(huán)網(wǎng)絡(luò),促進(jìn)固廢跨企業(yè)、跨行業(yè)循環(huán)利用;建立園區(qū)環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng),確保處置過(guò)程環(huán)境安全。
二是打造區(qū)域協(xié)同平臺(tái)。搭建固廢資源交易信息平臺(tái),實(shí)現(xiàn)供需信息實(shí)時(shí)對(duì)接;建立區(qū)域性固廢儲(chǔ)運(yùn)配送體系,提高物流效率;開(kāi)展園區(qū)間合作,實(shí)現(xiàn)資源互補(bǔ)和優(yōu)勢(shì)共享;推動(dòng)建立區(qū)域聯(lián)防聯(lián)控機(jī)制,統(tǒng)籌解決跨區(qū)域環(huán)境問(wèn)題。
三是創(chuàng)新智慧管理模式。應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等技術(shù),建立固廢全生命周期追溯系統(tǒng);開(kāi)發(fā)智能調(diào)度平臺(tái),優(yōu)化固廢收運(yùn)處置路徑;構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同管理平臺(tái),促進(jìn)上下游企業(yè)精準(zhǔn)對(duì)接;推廣移動(dòng)互聯(lián)應(yīng)用,提供便捷的信息服務(wù)。
4結(jié)論
工業(yè)固廢資源化利用是推動(dòng)綠色發(fā)展、實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的重要途徑。通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新突破和政策引導(dǎo)支持,工業(yè)固廢處理效率和資源化水平顯著提高,形成了一批具有示范效應(yīng)的創(chuàng)新實(shí)踐,但仍需進(jìn)一步加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新,完善法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系,拓展應(yīng)用領(lǐng)域。未來(lái),應(yīng)重點(diǎn)發(fā)展智能化處理技術(shù),構(gòu)建跨區(qū)域協(xié)同利用平臺(tái),培育新興市場(chǎng)需求,推動(dòng)形成技術(shù)先進(jìn)、布局合理、鏈條完整的工業(yè)固廢資源化產(chǎn)業(yè)體系,為實(shí)現(xiàn)工業(yè)綠色低碳循環(huán)發(fā)展提供有力支撐。
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