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变废为宝 难臻至善
来源:中国科学报      作者:赵广立      2014年05月23日        关键词:变废为宝,固体废料,垃圾,回收
摘要: 日前,杭州5000人堵路抗议在其居住区附近建垃圾焚烧厂,并打出“可以建,但不要在我家门口”的标语。这种“邻避思维”让政府左右为难:杭州目前在城市的东南西北4个方向都建有垃圾焚烧厂,但每天的处理能力已经严重跟不上垃圾的产生速度,杭州市每天尚有超过5000吨的垃圾无法处理,只能直接填埋。
正文

 

比尔·盖茨曾经用凝练的一句话来概括垃圾并非一无是处:“世界上没有垃圾,只有放错地方的资源。”如果能够变废为宝,不仅垃圾不再无处安放,还能发挥余热,体现“剩余价值”。然而,变废为宝,并非易事。

固废建材化要保障安全

清华大学固体废物污染控制与资源化教研所教授刘建国在接受《中国科学报》记者采访时说,固体废物建材化是目前固体废物资源化利用的主要方式,也是废物利用量最大的资源化途径,在我国固体废物处理中发挥着重要作用。

“(建材化)常见的利用方式包括制水泥、制砖、制陶粒轻骨料、制路基材料等,消纳和利用了大量的无机矿物类固体废物,如钢渣、高炉渣、粉煤灰、锅炉灰渣、尾矿、石膏等。”刘建国说。

在5月17日启动的2014全国科技活动周暨北京科技周的大型展览中,中国地质大学(北京)就展出了几种固体废弃物建材化利用的科研成果,其中包括将石墨尾矿、铁尾矿、陶瓷废料等制成铺路砖、加工成消音材料或保温材料加以利用。

中科院生态环境研究中心研究员张付申在接受《中国科学报》记者采访时说,目前矿渣、建筑垃圾的资源化利用多处理成较为低端的建材,如制砖、轻质建材等,“相对而言成本较高,现阶段房地产行业不景气,建材化方面的技术改造还是必要的”。

刘建国则更关心废物建材化的安全性。“要关注废弃物中所含重金属的安全性,还要回答‘建材化利用是否是一个重金属稀释的过程或转移过程’这个问题。”

刘建国告诉记者,固废建材化过程中可能掺混有少量重金属的稀释,如高温建材化过程中向大气的释放、建材产品在使用过程中遇水浸出缓慢向环境的释放,另外,废弃物中所含的某些干扰元素如氯、硫、碱金属等也可能会对建材生产设备和建材产品品质产生不利影响。

“因此,对于固体废物建材化利用过程,需要根据不同固体废物的特性,限定其利用类型、利用方式、利用量占比,明确污染控制要求和产品质量要求,杜绝污染稀释和转移。”刘建国说,对于建材化产品使用,也要考虑固体废物建材化利用的具体情景,采用适宜的浸出实验和地球化学模拟方法,来证明即使是在最不利条件下,污染物释放量也在可接受范围内,保障其长期环境安全性。

资源化易,彻底化难

在众多垃圾之中,生活垃圾种类最为多样,处理起来也比较复杂。

“生活垃圾资源化利用关键在于分类,前期分类非常关键,比如易拉罐、塑料瓶,分类做得好就容易资源化利用。”张付申告诉记者,如果分类做得不够好,生活垃圾的处置方式就只剩下填埋、焚烧了。

“生活垃圾很大一部分可以用作堆肥、制沼气,还可以做垃圾衍生燃料,用于发电。国外许多国家都在做,最终用于园艺、畜牧、林业、电力等。”张付申转而说,“不过我国在这方面一直不是很出色。”

他解释说,中国的堆肥资源非常丰富,比如秸秆等可以就地取材,非常便捷;并且目前我国畜牧养殖业发展很快,堆肥这方面不愁原料,所以生活垃圾资源化的技术发展尚需要国家层面上的引导和支持。

除生活和生产垃圾之外,越来越多的数码电子产品正以越来越快的速度向电子垃圾演变。电子垃圾如何变废为宝?

张付申告诉记者,电子废弃物这部分主要的流向还是二手货市场,如电脑、电视机等,我国曾采取大规模的“以旧换新”帮助二手电子产品的转移,基本呈现一个由南及北、自东向西的流转态势。

“现在‘以旧换新’少了,改‘环保基金’了。”张付申说,环保部会拨款给具有相关资质的企业,专门负责对电子垃圾的处理。

“电子垃圾首先要进行拆解,分门别类,有些比如铜及一些贵金属等,可以利用冶金技术提取。但电子垃圾中比较头疼的是其中的阻燃剂。”张付申说,阻燃剂属于持久性有机污染物(POPs),如果进行其他化学处理,如裂解或者焚烧,会污染环境,效果很不好,现在有些被做成板材,但它仍会把污染物转移到新产品中去。“阻燃剂原本在电子产品中就不扩散,如果转移到新产品,产品报废的时候是否反而容易扩散,会不会扩散,这都是问题,还没有理想的处理办法。”

污染属性不容忽视

此外,不仅“常规垃圾”难以做到理想化的变废为宝,还有一些垃圾是人们现阶段回收不了的,比如危险废弃物和放射性废料。

“医院医疗垃圾、药企垃圾、化工重金属污染垃圾等都属于危险废弃物,这些需要具有相关资质的企业首先进行分析测定,然后再作专门处理。”张付申说,现阶段我们要处理的垃圾太多,还无暇开发出这些垃圾的资源化利用价值。

“固体废物具有污染源与资源的双重属性,二者之间是辩证关系,相互依存,不可分割。”刘建国说,对很多固体废物而言,如市政污泥、危险废弃物而言,其首要属性还是污染源,而不应该是资源,在对其从产生、收集、运输、贮存到处理、处置、资源化利用全过程的各个环节,都有可能对环境造成影响,全过程环境污染控制和环境风险控制是重点。

“我国固体废物处理面临较多问题,部分原因就是我们过度强调其资源属性,忽视了其污染源属性,对政府和公众产生一定误导,以为不花钱、少花钱甚至赚钱就可以处理到位。”刘建国认为,固体废物的资源化是有边界的,应该全局统筹、系统思考,而不是只考虑该废物是否能找到出路。

广义地说,任何废物的所有组分都可以资源化,比如所有的废纸、废塑料,如果不计成本,包括经济成本和环境成本,都可以全量回收,再加工、再制造出新产品。但现实中实施起来显然不是这么简单。

“回收利用过程的资源消耗和环境污染可能比原生纸和塑料生产的资源消耗和环境污染还要严重。”刘建国说,“经济上和环境上都不可行,资源化就失去了意义,或者说只有负面意义。”

另外,刘建国指出,要警惕太功利化的资源利用。“从降低处理成本角度出发,草率地甚至投机取巧地进行资源化利用。这种过程可能会将原来费了九牛二虎之力才分离富集到相对稳定的固体残渣中的污染物再度释放到水中、大气中或土壤中,形成‘逆向污染控制’。也许就该废物而言,处理成本降低了,也得到了一定程度的利用,但从社会整体来看,做了很多无用功,得不偿失。”所以,刘建国认为,资源化利用“好是好,但不能‘一白遮百丑’,也不是‘一抓就灵’”。

 

延伸阅读

5月17日启动的2014全国科技活动周暨北京科技周的大型科普展览上,中国地质大学(北京)材料学院张以河教授课题组展示了几种固体废弃物建材化利用的科研成果:

尾矿泡沫保温材料:是以铁尾矿等尾矿及水泥为原料,经过物理发泡混合浇筑而成的多孔保温材料。尾矿保温材料具有质轻孔隙率高、无毒无味、保温性能好、抗震性能好、防火性能好、能降低噪声污染等特点。

赤泥蜂窝多孔材料:以赤泥为原料,经一定工艺烧结而成的蜂窝形多孔材料,该材料具有化学稳定、耐酸耐碱、耐高温、耐高压、质轻且孔隙率高等良好性能,且无毒无味、再生性强,实现了赤泥的变废为宝。

赤泥高分子复合材料:以赤泥为填料,与聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等高分子材料复合制备的一种材料,具有良好的力学性能、耐腐蚀性能以及永久着色、节约颜料的特点。

石墨尾矿烧结砖:以石墨尾矿为主要原料制备免烧砖的工艺技术,在优化条件下制备的石墨尾矿免烧砖符合国家标准的各项要求,并已完成半工业化试验。

石墨尾矿导电橡胶:橡胶是电绝缘材料,摩擦时会产生静电,当静电积累到一定数量时会以活化形式释放,如果放电达到一定程度,会造成电击。为保障人身安全,能导除静电的导电橡胶被广泛应用。利用石墨尾矿制备的导电橡胶体积电阻率小于106Ω·cm,可用作抗静电橡胶。

陶瓷废料保温材料:以陶瓷废料等为主要原料,经一定工艺烧结而成的多孔保温材料。该材料具有良好的隔热性能、阻燃性能、消音性能,有较高的机械强度和较低的密度,可作为良好的墙体保温材料。该材料成本低廉,有很好的经济效益。

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