工业固体废物综合利用探究

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一、我国工业固废产生和综合利用现状  

 我国是世界上资源消耗大国，同时也是固体废物产生大国，面临着自然资源的日益短缺和固体废物环境污染的双重压力。我国现有固体废物产生强度高，利用不充分，既污染了环境，又浪费了资源，与人们日益增长的优美生态环境需要存在较大差距。因此，固体废物资源化和高值化利用，是解决我国资源困境与实现我国经济社会可持续发展的必由之路。《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》规定，“固体废物是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。”其中，“工业固体废物是指在工业生产活动中产生的固体废物”，是工业生产过程中产生的各种废渣、粉尘、半固体废物及其它废物。工业固体废物可分为一般工业固体废物（如粉煤灰、煤矸石、高炉渣、钢渣、赤泥、脱硫石膏、有色金属渣、煤渣、硫酸渣、磷石膏、电石渣、盐泥等）和工业源危险废物（废酸、废碱、电镀污泥、冶炼烟灰、废盐等）。随着我国工业化进程的不断推进，我国固体废物的产生量呈逐年递增的势头，工业固体废物规模不断扩大。近年来，随着化工、钢铁、煤电、有色金属等行业的发展，工业固废产生量持续攀升，年产生量近 40 亿 t ，堆存量净增 100 亿 t，截至 2019 年总堆存量已达 600 亿 t。《2018 中国统计年鉴》数据显示，2017 年我国一般工业固体废物产生量为 331592 万 t，综合利用量为 181187 万 t，处置量为 79798 万 t，一般工业固体废物贮存量有 78397 万 t，还有 73.04 万 t 一般工业固体废物被倾倒丢弃。根据《2016-2019 全国生态环境统计公报》的数据，2016-2019 年，一般工业固体废物产生量逐年上升，由2016 年 37.1 亿 t，上升为 2019 年 44.1 亿 t，上升 18.7 %；一般工业固体废物综合利用量、处置量总体上升， 2016 年分别为 21.1、8.5 亿 t， 2019 年分别为 23.2、11.0 亿 t。大宗工业固体废物产生量大，贮存、处置占地多，已对生态环境和社会可持续发展造成了严重的影响。我国大宗固体废弃物的产生主要来自于金属采选、煤炭选洗、金属冶炼、燃煤发电、脱硫除尘等过程。大宗工业固体废物成分复杂、波动大，利用难度大、利用成本高。同时，我国重点产废行业具有一定的地域聚集分布，例如，我国煤炭企业主要集中在“晋蒙陕甘宁”地区，钢铁企业主要集中于华北地区，化工企业主要集中于长江流域和沿海地区，火电企业主要分布在煤炭资源丰富地区和沿海地区，矿山企业主要分布于“晋冀鲁豫皖”和“滇黔桂”等区域。故而，我国大宗工业固体废物还具有分布不均衡、区域差异大的特点。工业危险废物产生量、综合利用处置量均逐年上升，由2016 年 5219.5、4317.2 万 t，上升为 2019 年 8126.0、7539.3万 t，分别上升 55.7%、74.6%。当前，我国危险废物的产生量和处理量间存在很大的缺口。2018 年，我国危险废物的产生量高达 1.18 亿 t。从处理角度分析，危险废物的处理率约80%，而实际估测的处理率仅约 40%，全国还有很大一部分危险废物采用不规范的渠道进行处置。近年来，工业固废的综合利用取得了长足的进步，尤其部分固废在直接利用、制备建材等领域的资源化利用日趋成熟。例如，尾矿可用于回采后进行再选、制作建材、井下充填、制作肥料、尾矿复垦等；冶金渣的利用率约为 72%，可用作水泥掺合料、道路材料、回填材料，制作砖和砌块等建筑产品，少量用作冶金原料；煤矸石主要应用于电力、建材、化工材料、农业肥料及矿产资源等；粉煤灰主要用于建材制备、有价元素提取、土壤改良剂和环保领域等；工业副产石膏主要用于砖、砌块、板材等建材制备。但是，工业固体废物产生量巨大，综合利用仍然面临着巨大的压力。当前国内工业固废综合利用率不高，每年贮存的废物产量高达 5 亿 t，而每年丢弃、填埋、倾倒的工业固废超过60 万 t。和发达国家相比，我国在工业固体废物综合利用方面还有很大的提升空间。2018 年我国大宗工业固体废物综合利用率仅 53.58%，虽然较 2017 年出现增长，但仍存在巨大压力。当前，工业固体废物的综合利用也具有明显的区域性，经济发达地区对资源进行了更充分的利用，西部对固体废物的利用不如东部地区充分。内蒙古、贵州、广西、山西、四川等地是我国工业固体废物的主要产地，这些地区没有对固废进行充分的二次利用或者利用率很低，造成固体废物的大量堆存以及资源的巨大浪费。而江浙、上海、广州等沿海地区普遍经济较发达，大宗工业固废的产生量相对较小，有一定利用价值的固体废物综合利用率较高，有些区域利用率甚至达到 95%。  

 二、固废综合利用是生态文明建设的迫切要求 

  党中央、国务院高度重视生态环境保护工作，强调全面加强生态环境保护，坚决打好污染防治攻坚战。以制度和标准规范来解决固体废物处理处置和综合利用过程中的问题，引导和推进固体废物综合利用的规范化发展，对于解决制约我国固体废物资源化利用行业瓶颈问题，提升固体废物污染防治水平具有重要意义。

三、固废资源化利用是无废城市建设的重要任务  

 为深入贯彻习近平生态文明思想和全国生态环境保护大会精神，认真落实党中央、国务院决策部署，2018年12月29日，国务院办公厅印发《“无废城市”建设试点工作方案》，2019 年4 月 30 日，中华人民共和国生态环境部公布 11 个“无废城市”建设试点。无废城市建设试点以大宗工业固体废物、一般工业固废、主要农业废弃物、生活垃圾和建筑垃圾、危险废物为重点，实现源头大幅减量、充分资源化利用和安全处置，选择典型城市先行先试，稳步推进“无废城市”建设，为全面加强生态环境保护、建设美丽中国做出贡献。“无废城市”是以创新、协调、绿色、开放、共享的新发展理念为引领，通过推动形成绿色发展方式和生活方式，持续推进固体废物源头减量和资源化利用，最大限度减少填埋量，将固体废物环境影响降至最低的城市发展模式。“无废城市”并不是没有固体废物产生，也不意味着固体废物能完全资源化利用，而是一种先进的城市管理理念，旨在最终实现整个城市固体废物产生量最小、资源化利用充分、处置安全的目标，需要长期探索与实践。现阶段，要通过“无废城市”建设试点，统筹经济社会发展中的固体废物管理，大力推进源头减量、资源化利用和无害化处置，坚决遏制非法转移倾倒，探索建立量化指标体系，系统总结试点经验，形成可复制、可推广的建设模式。《固体废物污染环境防治法》的实施为固废综合利用提供了法律保障2020 年新修订的《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》于 9 月 1 日起正式施行。其中，第四条规定：“固体废物污染环境防治坚持减量化、资源化和无害化的原则。任何单位和个人都应当采取措施，减少固体废物的产生量，促进固体废物的综合利用，降低固体废物的危害性。”第九十四条规定：“国家鼓励和支持科研单位、固体废物产生单位、固体废物利用单位、固体废物处置单位等联合攻关，研究开发固体废物综合利用、集中处置等的新技术，推动固体废物污染环境防治技术进步。”在标准制定方面，本法第十五条明确规定：“国务院标准化主管部门应当会同国务院发展改革、工业和信息化、生态环境、农业农村等主管部门，制定固体废物综合利用标准。综合利用固体废物应当遵守生态环境法律法规，符合固体废物污染环境防治技术标准。使用固体废物综合利用产物应当符合国家规定的用途、标准。”  

 四、工业固废综合利用标准体系建设的意义  

 推进生态文明建设的根本措施。工业固废综合利用是生态文明建设的重要内容和抓手，也是资源节约优先战略的重要体现。由于固废对环境污染的曲折性、迟缓性和隐蔽性，人们对早期固废排放重视程度不足。然而，在目前社会发展水平和日益加快的城市进程下，固废堆存量和排放量逐年增加、排放种类复杂化，随之带来的环境污染和资源浪费问题逐渐凸显。工业固废综合利用标准体系建设，是协同推动工业固废污染防治和资源综合利用的重要抓手，主要体现在以下几个方面： 

  1、固废综合利用产品不同于原生产品，工艺、组分、性能等都存在较大差异，亟需统一标准由于固废原料化学成分、微观结构和特性等不尽相同，导致综合利用产品质量也参差不齐，相比原生产品，固废综合利用产品在使用性能、成分组成及含量、使用场合等存在一定的差异，导致其在利用时存在一定的环境风险和质量风险，需制定相关固废综合利用标准，促进综合利用产品的规范化。  

 2、固体废物通常含有一定的毒害物质，综合利用需要对其环境风险进行控制和规范工业固废来源复杂，存在污染环境的潜在风险。首先，工业固废的污染流动性和扩散性较差，具有呆滞性和长期性的特点，很容易持续破坏和污染周围环境，同时可能会出现复合污染和二次污染。其次，工业固废的污染存在一定程度的间接性，通常不会直接污染自然环境，而是通过生物、化学、物理等途径污染和破坏自然环境，其表现形式通常为重复污染和二次污染。最后，受到间接性特征的影响，工业固废的污染具有一定的隐蔽性。一般情况下，工业固废的污染会通过其他污染形式表现，同时，产生污染和破坏的条件不确定，不容易被察觉。工业固废的以上特性给其污染防治工作带来了许多不利的因素：工业固废污染隐蔽性常导致人们忽视工业固体废物的污染危害，造成工业固体废物污染防治意识的滞后。使人们很难对固体废物污染像对大气污染、水污染那样进行定量分析，并建立完整的污染控制标准体系，从而给防治工作带来极大不便。在确定固体废物污染防治的工作量、技术难度和投资额度等各方面增加了难度。另外，相比于城市生活垃圾，单个行业自身的工业固体废物成分通常较为简单。当工业固体废物采用分类处理处置后，其对环境的危害通常在特定地区表现出特定类别的污染危害，有别于城市生活垃圾造成的混合污染。同时，相较于城市生活垃圾及农业固体废物，工业固体废物由于来源于工业生产，其组分中有毒有害的成分相比于城市生活垃圾浓度通常更高，污染物也更集中，因此一旦造成污染危害，其程度更加严重。通过制定相应的检验检测标准，对固废污染实现定量分析，提高标准和要求，从而降低工业固废综合利用的环境风险。 

 3、固废综合利用产品在质量性能方面也需要规范，防止出现质量问题受行业特性限制，利用工业固废作为原料制备高端产品的难度很大，虽然一些烟尘灰、冶金渣能提炼出稀贵金属或其他有价元素，但其缓解环境污染的作用极其有限。相反，水泥、混凝土等建材行业这些可以大量消纳固废的重点行业近几年受产能过剩影响，利用的固废量与前几年相比并未增加，而且随着建材标准的提升，为保证产品性能，固废的掺加比例都不高。因此，寻求既可高值化又可规模化利用的技术，已成为行业发展的必选之路。固废综合利用产品是否能够有效替代原生产品，质量性能是否合格，需要用标准来规范。  

 4、固废综合利用标准体系建设，有利于综合利用产品的市场化推广固废综合利用产品市场空间较小，利废产品市场占有率低，地域限制特征明显。一方面，受我国资源分布和社会经济发展的地域差异影响，工业固体废物产生量十分集中，综合利用产品就近消费能力却非常有限。另一方面，天然建材生产规模仍然十分可观，受固废属性影响，利废产品的市场竞争力不强，综合利用产品市场空间十分有限，产品销售受限，企业生产艰难。加上经济增速放缓、房地产下行压力大、基建投资增速放缓等因素，导致同质化竞争激烈，产能过剩严重、企业经营效果不佳。技术、产品标准和市场监管滞后，综合利用产业缺少规范和引领，综合利用类产品市场认可度低，难以大规模推广。

作者:无 单位:中国标准化研究院资源与环境分院