- 固體廢物處理與處置(第二版)
- 唐雪嬌 沈伯雄主編
- 3698字
- 2020-08-28 16:21:32
1.1 固體廢物的來源和分類
1.1.1 固體廢物的來源
固體廢物來自人類活動(dòng)的許多環(huán)節(jié)。按其來源一般分成兩大類:一類是在生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的固體廢物,即生產(chǎn)廢物,如工業(yè)廢渣和尾礦等;另一類是人們?cè)谙M(fèi)過程中產(chǎn)生的固體廢物,即生活垃圾,如塑料飯盒、廢舊電視和冰箱等。
隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展、人類消費(fèi)結(jié)構(gòu)的改變和消費(fèi)水平的不斷提升,固體廢物的來源更加多樣,品種不斷增多,數(shù)量不斷增大。從各類發(fā)生源產(chǎn)生的主要固體廢物詳見表1-1。
據(jù)《全國環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)》,2015年我國工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量為32.7億噸,比上年增加0.4%,其中危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量為3976.1萬噸。隨著電子電器在人們?nèi)粘I钪械钠占昂透聯(lián)Q代速度的加快,電子廢棄物(e-waste)的數(shù)量正以驚人的速度增長(zhǎng)。根據(jù)聯(lián)合國大學(xué)公布的世界首個(gè)《區(qū)域電子垃圾檢測(cè)》研究報(bào)告,2015年中國大陸的電子垃圾產(chǎn)生量為668萬噸,居世界首位。我國電子電器產(chǎn)品的使用量激增,報(bào)廢后產(chǎn)生的電子廢棄物數(shù)量也十分巨大。截至2015年底,我國電視機(jī)、電冰箱、洗衣機(jī)、空調(diào)器和電腦五種電器的理論年報(bào)廢量超過1.2億臺(tái),首批目錄產(chǎn)品理論年報(bào)廢量超過2.7億臺(tái),其中僅手機(jī)一項(xiàng)的理論報(bào)廢量就超過1.8億臺(tái)。
表1-1 從各類發(fā)生源產(chǎn)生的主要固體廢物分類及組成

1.1.2 固體廢物的分類
固體廢物來源廣泛、組成復(fù)雜,其分類方法很多。
按固體廢物的化學(xué)特性,可分為無機(jī)廢物和有機(jī)廢物兩大類;有機(jī)廢物又可分為快速降解有機(jī)物、緩慢降解有機(jī)物和不可降解有機(jī)物。例如食品廢物、紙類等屬于快速降解有機(jī)物,皮革、橡膠和木頭等屬于慢速降解有機(jī)物,而聚乙烯薄膜和聚苯乙烯泡沫塑料餐盒等為不可降解有機(jī)物。
按固體廢物的物理形態(tài),可分為固體(塊狀、粒狀、粉狀)的和泥狀(污泥)的廢物。有些廢物的使用價(jià)值與其形狀有很大關(guān)系。例如,發(fā)電廠燃煤產(chǎn)生的粉煤灰,作為脫硫劑原料,顆粒大小、孔隙率、孔徑大小及比表面積等都是重要參數(shù)。
按固體廢物的危害性,可分為一般固體廢物和危險(xiǎn)廢物。
按來源不同,可分為礦業(yè)固體廢物、工業(yè)固體廢物、城市垃圾、農(nóng)業(yè)固體廢物和危險(xiǎn)廢物。如表1-1所示,根據(jù)來源對(duì)固體廢物進(jìn)行了分類,并列出其主要組成。
1.1.2.1 礦業(yè)固體廢物
礦業(yè)固體廢物主要是礦業(yè)開采和礦石洗選過程中產(chǎn)生的廢物,包括煤矸石、廢石和尾礦。煤矸石是在成煤過程中與煤層伴生的一種含碳量低、比較堅(jiān)硬的黑色巖石,是在采煤和洗煤過程中排放出來的固體廢物;廢石是指各種金屬、非金屬礦山開采過程中從主礦上剝離下來的各種圍巖;尾礦是在選礦過程中提取精礦以后剩下的尾渣。
我國是煤炭生產(chǎn)和消費(fèi)大國,煤矸石是煤炭生產(chǎn)和加工中必然產(chǎn)生的廢物,是目前我國排放量和堆存量最大的工業(yè)固體廢物之一,2015年全國重點(diǎn)調(diào)查工業(yè)企業(yè)的煤矸石產(chǎn)量為3.87億噸,全國總產(chǎn)量估計(jì)超過4億噸。截至2014年底,歷年累計(jì)堆放的煤矸石約45億噸,規(guī)模較大的矸石山有1600多座,占用土地約1.5萬公頃,并以1.5億~2.0億噸的速度逐年增加。圖1-1為我國2001~2015年煤矸石產(chǎn)量增長(zhǎng)趨勢(shì)圖。隨著經(jīng)濟(jì)水平的提高和煤炭消耗的增大,煤矸石年總產(chǎn)量持續(xù)攀升。大量煤矸石長(zhǎng)期堆放不僅占用大面積土地,而且造成環(huán)境污染和生態(tài)破壞。

圖1-1 2001~2015年我國煤矸石產(chǎn)量增長(zhǎng)趨勢(shì)圖
注:2011年環(huán)境保護(hù)部對(duì)統(tǒng)計(jì)制度中的指標(biāo)體系、調(diào)查方法及相關(guān)技術(shù)規(guī)定等進(jìn)行了修訂,故2012年以后統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)不能與2010年以前直接比較。
1.1.2.2 工業(yè)固體廢物
工業(yè)固體廢物是指工業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣、粉塵、碎屑、污泥等,主要有下列幾種。
(1)冶金固體廢物 冶金固體廢物主要是指各種金屬冶煉過程中排出的殘?jiān)绺郀t渣、鋼渣、鐵合金渣、銅渣、鋅渣、鉛渣、鎳渣、鉻渣、鎘渣、汞渣、赤泥等。
在鉻鹽生產(chǎn)中,鉻鐵礦等經(jīng)過煅燒、用水浸出鉻酸鈉后剩下的殘?jiān)y(tǒng)稱為鉻渣。由于其含有大量水溶性六價(jià)鉻,具有很大毒性,屬于有毒固體廢物,對(duì)環(huán)境污染嚴(yán)重。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),鉻鹽行業(yè)每年無控制排入到環(huán)境中的含鉻粉塵達(dá)3600t。由于鉻渣的極大危害性,鉻渣的污染防治工作一直受到重視。據(jù)《中國環(huán)境狀況公報(bào)》,截至2012年底,全國堆存長(zhǎng)達(dá)數(shù)十年的670萬噸歷史遺留鉻渣已經(jīng)全部處置完畢,并建立了長(zhǎng)效機(jī)制,對(duì)產(chǎn)生鉻渣的單位進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)管,每季度現(xiàn)場(chǎng)檢查,基本做到了當(dāng)年產(chǎn)生的鉻渣當(dāng)年處理完畢。
(2)燃料灰渣 燃料灰渣是指煤炭開采、加工、利用過程中排出的煤矸石和燃煤電廠產(chǎn)生的粉煤灰、爐渣、煙道灰、頁巖灰等。
(3)化學(xué)工業(yè)固體廢物 化學(xué)工業(yè)固體廢物是指化學(xué)工業(yè)生產(chǎn)過程產(chǎn)生的種類繁多的工藝廢渣,如硫鐵礦燒渣、煤造氣爐渣、油造氣炭黑、黃磷爐渣、磷泥、磷石膏、燒堿鹽泥、純堿鹽泥、化學(xué)礦山尾礦渣、蒸餾釜?dú)堅(jiān)U母液、廢催化劑等。
不同化工生產(chǎn)過程產(chǎn)生的廢物差異很大。例如,氯堿化工生產(chǎn)過程產(chǎn)生的固體廢物包括燃煤灰渣、廢電石渣、廢鹽泥、含汞廢活性炭、吸附器活性炭和廢催化劑、水處理廢污泥等;純堿工業(yè)固體廢物主要有氨堿法生產(chǎn)中產(chǎn)生的蒸氨廢液,一次鹽泥、二次鹽泥、苛化泥及石灰返砂、碎石等,還有聯(lián)合制堿法生產(chǎn)中產(chǎn)生的洗鹽泥、氨泥等。
(4)石油工業(yè)固體廢物 石油工業(yè)固體廢物是指煉油和油品精制過程中排出的固體廢物,如堿渣、酸渣以及煉油廠污水處理過程中排出的浮渣、含油污泥等。
(5)糧食、食品工業(yè)固體廢物 糧食、食品工業(yè)固體廢物是指糧食、食品加工過程中排棄的谷屑、下腳料、渣滓等。
(6)其他 此外,尚有機(jī)械和木材加工工業(yè)產(chǎn)生的碎屑、邊角下料、刨花以及紡織、印染工業(yè)產(chǎn)生的泥渣、邊料等。
1.1.2.3 城市固體廢物
城市固體廢物是指城市居民生活、商業(yè)活動(dòng)、市政建設(shè)與維護(hù)、機(jī)關(guān)辦公等過程產(chǎn)生的固體廢物,一般分為以下幾種。
(1)生活垃圾 城市是產(chǎn)生生活垃圾最為集中的地方,主要包括廚房廢物、廢紙、織物、家具、玻璃陶瓷碎片、廢電器制品、廢塑料制品、煤灰渣、廢交通工具,近十幾年廢家電等電子垃圾在生活垃圾中所處的地位越來越重要。
廢棄電池、廢舊手機(jī)及手機(jī)充電器、廢舊電子線路板、廢棄電腦及家電等都是電子垃圾。電子垃圾的危害越來越大。一臺(tái)電腦含有700多種化學(xué)材料,其中大部分是對(duì)人體有害的;一個(gè)紐扣電池泄漏后,可以污染60萬升水,相當(dāng)于1個(gè)人一生的飲用量。由于科技發(fā)展的加快和居民生活水平的提高,大多數(shù)居民的家電和電子產(chǎn)品都在使用期內(nèi)進(jìn)行更新?lián)Q代,這就縮短了電子垃圾產(chǎn)品的周期,增加了電子垃圾的數(shù)量。2015年,我國共有106家處理企業(yè)實(shí)際進(jìn)行了廢棄電器電子產(chǎn)品的拆解處理,拆解處理總量達(dá)7625.4萬臺(tái),其中僅彩色電視機(jī)CRT屏玻璃就有53.0萬噸,占拆解產(chǎn)物總重量的31.7%。
(2)城建渣土 城建渣土是城市固體廢物的重要組成部分,它與生活垃圾、工業(yè)廢物有極大的區(qū)別,它是指施工單位或個(gè)人從事建筑工程、裝飾工程、修繕和養(yǎng)護(hù)工程過程中所產(chǎn)生的建筑垃圾和工程渣土。近年來隨著我國城市建設(shè)的飛速發(fā)展和城市居民住宅面積的提高,我國建筑渣土的產(chǎn)生量大幅度增加,主要包括廢磚瓦、碎石、渣土、混凝土碎塊(板)等。
(3)商業(yè)固體廢物 商業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的各種固體廢物包括廢紙、各種廢舊的包裝材料(袋、箱、瓶、罐和包裝填充物等)、丟棄的小型工具廢品、一次性用品殘余等。
(4)糞便 糞便是城市固體廢物的重要組成部分。發(fā)達(dá)國家城市居民產(chǎn)生的糞便大都通過下水道輸入污水處理廠處理。我國情況不同,城市下水處理設(shè)施少,其中一部分是通過環(huán)衛(wèi)專業(yè)隊(duì)伍采用特殊工具進(jìn)行收集、清運(yùn)。
一般,城市垃圾的組成主要受地理?xiàng)l件、生活習(xí)慣、居民生活水平和民用燃料結(jié)構(gòu)的影響。在發(fā)展程度不同的國家,其城市居民的生活垃圾成分大不相同,詳見表1-2。
表1-2 世界部分國家近幾年城市廢棄物的成分組成 單位: %

注:數(shù)據(jù)來源于聯(lián)合國統(tǒng)計(jì)司/環(huán)境規(guī)劃署2004年和2006年的環(huán)境統(tǒng)計(jì)調(diào)查問卷,廢棄物部分;經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織/歐盟統(tǒng)計(jì)局2004年環(huán)境統(tǒng)計(jì)調(diào)查問卷,廢棄物部分;經(jīng)濟(jì)合作與發(fā)展組織環(huán)境數(shù)據(jù),2006/2007年匯編,廢棄物部分。
如表1-2所示,經(jīng)濟(jì)較發(fā)達(dá)且環(huán)保投入和成果突出的國家城市垃圾中紙類比例較大,塑料比例很小,如瑞典;而經(jīng)濟(jì)比較落后的國家和地區(qū)則相反,城市垃圾中無機(jī)物居多,紙類很少,如印度。發(fā)展中國家城市垃圾中除紙類、塑料之外的有機(jī)物比例明顯高于發(fā)達(dá)國家,更適于堆肥處理。
1.1.2.4 農(nóng)業(yè)固體廢物
農(nóng)業(yè)固體廢物是指農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、畜禽飼養(yǎng)、農(nóng)副產(chǎn)品加工以及農(nóng)村居民生活活動(dòng)排出的廢物,如植物秸稈、腐爛的蔬菜和水果、果樹枝、糠秕、落葉等植物廢料,以及人和畜禽糞便、農(nóng)藥、農(nóng)用塑料薄膜等。
1.1.2.5 放射性固體廢物
放射性固體廢物包括核燃料的生產(chǎn)和加工,同位素的應(yīng)用,核電站、核研究機(jī)構(gòu)、醫(yī)療單位、放射性廢物處理設(shè)施產(chǎn)生的廢物。如從含鈾礦石提取鈾的過程中產(chǎn)生的廢礦渣;受人工或天然放射性物質(zhì)污染的廢舊設(shè)備、器物、防護(hù)用品等;放射性廢液經(jīng)過濃縮、固化處理形成的固體廢物等。
這些含有放射性物質(zhì)的固體廢物會(huì)通過外照射或其他途徑進(jìn)入人體,產(chǎn)生內(nèi)照射而危害人體健康。隨著世界各國大力發(fā)展核電能源技術(shù),放射性固體廢物迅速增加,控制和防治環(huán)境中放射性固體廢物的污染已成為環(huán)境保護(hù)的一項(xiàng)重要內(nèi)容。
1.1.2.6 有害固體廢物
有害固體廢物,國際上稱為危險(xiǎn)固體廢物(hazardous solid waste)。這類廢物泛指除具有放射性以外,還具有毒性、易燃性、反應(yīng)性、腐蝕性、爆炸性、傳染性而可能對(duì)人類的生活環(huán)境和健康產(chǎn)生危害的廢物。基于環(huán)境保護(hù)的需要,許多國家將這部分廢物單獨(dú)列出加以管理。1983年,聯(lián)合國環(huán)境規(guī)劃署已經(jīng)將有害廢物污染控制問題列為全球重大的環(huán)境問題之一。
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