固体废物资源化技术

2024-04-15

固体废物资源化技术（共6篇）

篇1：固体废物资源化技术

固体废物的资源化和综合利用技术分析

很长一段时间以来,我国注重经济发展和工业生产,在一定程度上无法平衡经济发展和环境保护的天秤。在人们生活水平不断提升的当下,人们对于生活环境要求更高,更加注重环境保护问题,层出不穷的生态绿色化科技,也为工业废弃物处理、循环再利用提供了强大科学技术保障。我国生态环境保护工作正在如火如荼开展,为了全面贯彻环境保护要求,就应该重视固体废物处理工作,借助资源化技术和综合利用技术对固体废物实施科学高效处理,充分认识到固体废物资源处理和综合利用的意义,真正实现资源科学合理综合运用,保护我们赖以生存的家园。

一、固体废物内涵概述及其资源化利用特点

社会资源开发、工业生产制造是确保社会正常运转、保障人们正常生活的基础保障。但是在实施社会资源开发、工业生产的过程中,会产生很多垃圾和废品,即有用产品被消费之后产生的固体废物。结合我国当前工业发展水平来看,固体废物的种类分别有农业废物、城市废物、工业垃圾三种类型。针对常见的固体废物还可以依照其危害程度进行分类,分为有毒无害、危险固体废物等。

实施固体废物资源化,便是将固体废物变废为宝的一个过程,借助对固体废物实施二次处理的形式,将可以回收的部分进行高效利用回收,消除固体废物当中有毒有害部分,降低固体废物对生态环境造成的不良污染。结合数据分析显示,我国国民经济建设当中,基础资源消耗量非常高,是其他发达国家的3倍,但是二次资源利用程度发展较为缓慢,二次资源利用率是其他发达国家的三分之一。火电发电作为基础能源消耗量较多的生产领域,必须要重视起固体废物二次利用,高效借助综合利用技术手段提升能源二次使用效率,提升我国节能降耗专业能力。

从基础层次来看,实际开展固体废物资源化利用的特征主要表现为以下三点:其一,保障基础物质可以实现二次利用效率最大化,确保基础物质最优化利用,全面提升资源利用效率;其二,严防固体废物污染情况,大力实施生态保护工作;其三,立足于资源化结果,对固体废物的资源化利用的经济效益进行分析,实现固体废物的资源化经济效益最大化。结合当前我国固体废物的资源化建设发展水平来看,我国正处于二次资源转化技术摸索过程中,很多技术内容并不成熟,在实施固体废物的资源化处理时很容易导致效果不理想,降低了资源二次利用效率,造成资源消耗量相对较大。

二、固体废物的综合利用技术

2.1

高温熔融技术

高温熔融技术是固体废物综合利用当中最为常见的技术手段,在实际开展高温熔融技术运用的过程中,一般用于一些重金属、有毒有害固体废料处理工作当中。在实施熔融技术时,会针对有毒有害的废料进行处理,针对具备再生的资源进行重复利用。高温熔融技术在实际应用的过程中具备一定优势。高温熔融技术可以高效处理固体废物,实现固体废物快速减量处理。并且高温熔融技术还具备再生资源化功能,将部分有毒有害固体废物当中的物质进行净化,提升固体废物资源化利用效果。但是高温熔融技术在实际运用时,使用成本相对较高,所以很多企业为了成本考虑都不会选择高温熔融技术。从经济效益层次考量,高温熔融技术并不具备一定优势。

2.2

厌氧降解处理

厌氧降解处理技术是固体废物综合利用技术非常重要的组成部分,该技术具备科学性和经济性,对社会发展进步起到了重要作用。众所周知,在实际开展固体废物处理的过程中,一些固体物质当中会潜在很多微生物,厌氧讲解处理可针对该类固体废物进行高效处理,更好的实现能源保护工作。在厌氧降解处理之后会产生更多新的能源,例如沼气。据调查分析得知,1吨左右的固体废物可以产生130立方米的沼气。在沼气利用之前,需要对沼气进行脱硫、脱臭处理,这样便可以最大程度上展现出沼气这种清洁能源的优势,切实有效促进社会可持续发展。

2.3

热裂解技术

热裂解技术作为一种固体废物结构分解技术,可以针对结构紧密、结构坚实的固体废物进行高效热裂解,更好的固体废物实施高效综合裂解,实现资源化综合利用。在实施热裂解技术的过程中,可以借助热裂解技术手段减少氧气参与,排除少量气体,减少工业生产、能源消耗所产生的有毒有害气体,避免对环境造成严重影响。

虽然热裂解技术具备一定优势,但是在企业当中运用具备一定限制,因为在热裂解的过程当中会潜在一些炭黑物质,很容易对环境带来负担甚至造成环境污染。但是结合我国当前的资源化综合利用技术来看,并没有某种高效技术可以对其进行有效处理。并且在实施炭黑处理的过程中,还会消耗不必要的二次成本,这也限制了热裂解技术在企业当中的运用范围。为此,在未来热裂解技术发展时,需要对相关系统成本内容、碳黑物质处理工作进行重视。

2.4

非高炉炼铁技术

非高炉炼铁技术作为我国“资源节约型、环境友好型”社会建设当中,最为重要的资源化综合利用技术之一,在实际运用的过程中具备强大优越性。因为非高炉炼铁技术具备污染低、流程短等诸多特点,借助熔融还原炼铁反应,借助高温焚烧炉对固体废物进行高效处理,实现了环境无污染和固体废料资源化处理目的。相对于高炉炼技术来说,非高炉炼铁技术自身的能耗相对较高,规模也较小,当前非高炉炼铁技术也并未完全成熟,是适用于某个行业,这也是造成非高炉炼铁技术无法在社会全面运用的因素。

三、结语

总而言之,固体废物资源化二次处理利用的意义重大,是我国工业发展、绿色生态环保建设的根本措施。针对火力发电厂来说,必须要对生产过程中产生的固体废物类型进行详细分析,详细了解不同资源化综合利用技术特点,选择适合火力发电厂使用的综合利用技术手段,切实在强化火力发电厂生产效率的基础上,实现绿色节能、资源高效利用,为构建“资源节约型、环境友好型”社会打下良好基础保障。

篇2：固体废物资源化技术

1.1 农村固体废物分类

［1］1.1.1农村生活垃圾。随着我国农民生活水平的提高，农村垃圾日益增多，并且由于工业产品的增多，其成分和含量也在趋向城市化。据调查，农村平均每天每人生活垃圾量为0.86 kg，全国一年的生活垃圾量接近3 亿t。但由于农村基础设施的落后和管理上的缺乏

等原因，全国农村一年的生活垃圾量中，约1.2 亿t 的垃圾被随意堆放。

1.1.2农业废物。农业废物最主要有农用薄膜、农作物秸秆等。近20 年来，我国农

［3］用薄膜使用量和覆盖面积已居世界首位，2003 年的用量超过23 万t，并且绝大多数得不

到回收。根据1999 年的统计数据计算，我国农作物秸秆产出量为7 亿t。目前农作物秸秆普遍采取燃烧处理的方式，较污染环境，中国常年燃烧的秸秆量约为5×107～7×107 t，占秸秆产生总量的10 %～15 %［4］［2］。当今世界各国都普遍重视农作物秸秆的综合利用，利用途径主要集中在能源、饲料和肥料等方面。与发达国家相比，我国虽然在这些领域进行了秸秆的开发利用，但综合利用水平还比较低，政策不完善，技术水平比较落后，研究与推广脱节，致使大量宝贵的秸秆资源废弃或流失，已经利用的也只是粗放的低水平利用［5］。

1.2.3畜牧养殖废物。随着生活水平的提高，人们对肉蛋奶的需求量增大，这就导致畜禽养殖规模的扩大和畜禽粪便的污染问题。全国畜禽粪便的COD 总量达7 118 万t，远远超过工业废水和生活废水COD 排放量之总和，但是畜禽粪便的无害化处理不足5 %［6］。中国每年畜禽粪便产生量约为17.3×108 t，受经济利益和技术普及等因素的影响，许多养殖场并未对畜禽废物进行合理处理而直接外排，造成资源浪费和环境污染。农村中的畜禽散养产生的粪便更是得不到适当的处理［7］。

1.2.4乡镇企业产生的固体废弃物。乡镇企业已成为国民经济的重要支柱，对农村经济的发展起着重要的作用，乡镇企业在促进农民增收、农业现代化等方面起着重要的作用，是城乡之间的桥梁，是统筹城乡发展的重要“抓手”。但是，由于乡镇企业的发展具有布局分散、规模小和经营粗放等特征，再加上它们大部分都属于污染比较严重的企业，这些企业在生产过程中产生了大量的固体废物，而且当地政府由于受绩效考评等因素的影响，往往只重视经济增长而忽略了环境保护，进而造成很多乡镇企业排放的固体废弃物得不到治理和回收。

1.2 农村固体废物污染特征

1.2.1 面积广、数量大。我国农村面积广, 农村人口多, 占据了全国大部分的国土面积和大部分的人口比例。农村的面积占中国面积的90% 以上, 农村的人口占中国人口的70% 以上, 以农村人口每天1kg 的排放量为标准, 农村固体废弃物污染每天总量为9 亿kg , 并分布近800 万km2 的国土面积之上, 治理难度高。

1.2.2 成分多、治理难。随着农村生活条件的改善, 诸多农业化肥废弃物和工业垃圾充斥农村, 使得农村生活垃圾成分由传统的生活有机剩余物转变成无机物和有机物混杂, 化学成分不断增多。再加上农村人口分布较为分散, 固体废弃物到处存在, 给治理增添了一定的难度。

1.3 农村固体废物特征

从农村固体废弃物的来源与成分分析来看, 可以将其归于以下几个特征: 数量大、成分多、面积广、治理难。农村人口多, 占全国的70%左右, 产生的固体废弃物量就大。近年来, 一些难以自生自灭的废弃物, 如包装废弃物、一次性用品废弃物等在农村大量地出现, 如婴幼儿使用的一次性尿不湿、妇女卫生用品、废旧衣服鞋帽等, 尤其是塑料制品、玻璃、陶器、废旧电器、电池、磁带、光盘、玩具等在农村固体废弃物中的比例逐年增加。另外, 随着农民生活条件的改善, 液化气的普及利用和化肥的滥用, 许多有机垃圾如秸秆和稻草等未被利用或还田, 而是作为废弃物被随意丢弃, 使农村生活垃圾数量和成分上发生很大变化。由于农民居住比较分散, 不像城市那样集中, 哪里有人或者住所, 哪里就有固体废弃物的存在, 其分布面积广, 给集中治理带来了难度[8]。

1.4农村固体废物收集运输

1.4.1农村固体废物的收集

农村固体废弃物的收集是将农民家中的垃圾、人畜粪便收集至垃圾箱中的过程。固体废弃物宜进行分类收集, 分类是实现垃圾减量化、资源化、无害化的前提, 分类越细, 越是有利于回收利用和处理。但是, 分类过细, 又会造成劳动强度大、操作成本高。因此, 应综合考虑当地农村固体废弃物组成、农民生活习惯、处理设施及处理方式等情况, 然后确定分类标准。厨余垃圾在收集之前, 尽可能将大部分用作禽畜饲料, 直接实现减量化和资源化;对于未养殖禽畜家庭产生的此类垃圾、以及垃圾中难以用作禽畜饲料的部分, 宜收集后进行集中处理。废弃物品中有一部分可进行回收资源化处理, 考虑到农村经济条件, 废弃物品中可回收成分有限, 对于其中难以回收的部分应收集后集中处理。对于有害垃圾, 应设专门的收运系统, 将其收集至指定地点统一处理。

1.4.2农村固体废物的运输

农村固体废弃物的转运是将农民家庭附近固体废弃物收集箱中的固体废弃物运输至处理地点的过程。由于双城市农村家庭大多高度分散, 且固体废弃物产量相对较少, 若直接用车辆从固体废弃物箱中运走固体废弃物, 运输频率高则成本高, 运输频率低则固体废弃物易于腐烂卫生条件差。因此, 宜采用“村屯固体废弃物收集间、乡镇固体废弃物转运站”的转运模式。固体废弃物收集间的设置。双城市村屯之间的距离一般较远, 宜在各个村屯或相近村屯设置固体废弃物收集间。收集间底部采用防渗处理、防止渗滤液下渗。固体废弃物经收集间集中后,再由车辆将固体废弃物运至乡镇固体废弃物转运站。

固体废弃物转运站的设置。双城市农村人口分散、固体废弃物产量一般较小, 固体废弃物转运站宜建在合理的位置, 以服务周围多个乡镇, 同时还需满足以下条件: 符合当地的大气防护、水土资源保护、大自然保护及生态平衡的要求;交通方便、运输距离合理, 满足供水供电等要求;人口密度、土地利用价值及征地费用均较低;位于居民集中点季风主导风向的下风向。乡镇固体废弃物转运站一般规模较小, 宜采用小型卧式压缩式固体废弃物中转站, 可以降低固体废弃物的处理成本,延长车辆的使用年限。[9]

1.5 农村生活垃圾资源化处理

随着我国农村经济的快速发展，农民的生活水平逐日提高，但是农村生活垃圾的数量也与日俱增，生活垃圾的成分也越来越复杂，治理难度也不断增加。

对农村生活垃圾进行资源化处理，是解决农村当前生活垃圾的最有效手段。由于农村大部分生活垃圾中，有机物含量高，综合多种垃圾资源化处理方式，可以对其采用生化处理。生活垃圾生化处理就是通过生物处理的手段，将生活垃圾变为有用资源，彻底解决生活垃圾污染环境的问题。采用生化处理，特点是反应迅速、彻底、无毒、无害、无污染，符合生态居住区生活垃圾处理的要求。

1.6农村畜禽粪便资源化处理

畜禽粪便中含有丰富的有机质，经处理和加工后可转化为肥料、饲料和燃料等资源，不仅可解决畜禽养殖场环境污染问题，而且具有显著的经济、社会和生态效益，对促进畜牧业

可持续发展，实现农业生产的良性循环具有重要意义。

1.6.1 肥料化技术

1.6.1.1 堆肥法堆肥技术是利用好氧微生物把有机物降解、转换成腐殖质的生化处理过程

1.6.1.2生物处理法生物处理法是通过在畜禽粪便中接种微生物菌剂，(如EM 菌剂)，利用生化工艺和微生物技术，使有益微生物迅速繁殖并快速分解粪便和拌料中有机质，在短时间内使堆料温度升至60~70℃，进而抑制或杀死病菌、虫卵等有害生物的一种方法.1.6.2饲料化技术

1.6.2.1干燥处理法干燥处理是利用太阳能、热能等对畜禽粪便进行加工处理的方法。

1.6.2.2发酵处理法畜禽粪便发酵方法较多，常用的有自然发酵和堆积发酵。

1.6.2.3生物分解法蝇蛆和蚯蚓均是营养价值很高的动物性蛋白饲料。

1.6.3能源化技术

1.6.3.1制作沼气畜禽粪便中含有大量的能量，可通过厌氧发酵产生沼气。

1.6.3.2焚烧产热从燃烧特性看，畜禽粪便中碳、氢含量丰富，具有很好的燃烧特性，其作为能源的价值非常可观。

1.7 农作物秸秆资源化处理

秸秆是农业生产过程中的副产品,也是一项重要的生物质资源。并且每年的产量之大，使得其资源化处理势在必行。

1.7.1秸秆肥料化技术

秸秆中含有碳、氮、磷、钾以及各种微量元素。秸秆作为肥料还田后可使作物吸收的大部分营养元素归还给土壤,增加土壤有机质(每年0.01 %),对维持土壤养分平衡起着积极作用,同时还可改善土壤团粒结构和理化性状,增加作物产量,节约化肥用量,促进农业可持续发展。

1.7.2秸秆饲料化技术

秸秆富含纤维素、木质素、半纤维素等非淀粉类大分子物质。作为粗饲料营养价值极低, 无法被动物高效地吸收利用

1.7.3秸秆沼气发酵及沼肥技术

作物秸秆是一种富含有机质(80 %～90 %)的生物质能源。沼气发酵工程可以将有机质在厌氧微生物的作用下产生一种可替代化石能源的清洁能源———沼气,而且生产的沼渣沼液可制成生态肥料产品,促进无公害生态农业的可持续发展,产生良好的经济和社会效益。

1.7.4秸秆炭气油联产技术

以空气为氧化剂的生物质气化技术只能生产出单一的可燃气,由于其经济效益差,因此在广大农村推广应用存在着一定的局限性。

1.7.5秸秆成型燃料技术

秸秆的体积大、燃烧值低、能量密度小,将秸秆压缩成型以提高密度和燃烧值。

1.7.6秸秆发电技术

秸秆是当今世界上仅次于煤炭、石油和天然气的第四大能源,作为一种可再生清洁能源,许多国家都很重视秸秆发电并制定了相应的计划,如日本的“阳光计划”、美国的“能源农场”、印度的“绿色能源工厂”等,他们都将生物质能秸秆发电技术作为21世纪发展可再生能源的战略重点和具备发展潜力的战略性产业。

1.7.7秸秆热裂解技术

生物质热裂解是指生物质在完全没有氧或缺氧条件下,最终生成液体产物、木炭和可燃气体的过程。

1.7.8秸秆纤维素燃料乙醇技术

以粮食为原料的燃料乙醇存在的问题一是资源量有限,二是涉及粮食安全问题,故从长远考虑,发展秸秆纤维素燃料乙醇势在必行。秸秆材料利用技术农作物秸秆本身为天然材料,生产的产品对人无毒无害,对环境没有破坏作用.1.8农村建筑废物的处理

废弃建筑物拆除所产生的垃圾组成：不同结构类型建筑物所产生的建筑垃圾各种成分的含量会有所不同，其基本组成一致，主要由渣土、灰尘、砖块、混凝土、沥青、玻璃、竹木、塑料、金属、有机杂质以及其它杂物等组成。

建筑垃圾中，很大的一部分是属于可回收利用的。如金属、玻璃、竹木、塑料等。施工时，应该注意将建筑垃圾分为可回收利用与不可回收利用的两类，在建筑完成时，通过与回收单位联系，统一将可回收类运往回收单位处理，不可回收部分统一运往垃圾填埋场处理。具体流程图如下图

1.9蚯蚓在农村固体废物处理中的应用

蚯蚓是人们熟悉的一类动物, 在陆地生态系统中具有重要的功能。能有效地补充资源短缺和维持生态平衡。在处理有机固体废物时，可以采用蚯蚓堆肥。

蚯蚓堆肥是在有机堆肥中放养蛆划, 在微生物和蚯蚓的共同作用下, 有机物质变为富含蚯蚓活动产生的腐殖质。它不包括嗜热阶段, 因超过35℃蚯蚓会死亡。在此过程中蚯蚓集翻堆、破碎和通气三种作用于一身。蚯蚓的活动使病原菌数量大为减少。进行蚯蚓堆肥时当有机物积较大时需将有机物粉碎以利于蚯蚓吞食。堆肥高度不要求高, 因此可省去普通堆肥为维持堆肥高度所用的机械设备阳气

作为好氧过程, 堆肥可使有机氮矿化, 蚯蚓堆肥中蚯蚓的存在可加速氮的矿化。堆肥腐熟段的腐殖化过程, 在蚯蚓堆肥阶段要快得多。蚯蚓堆肥中重金属的含量不会降低, 但生物可利用的重金属含量下降。较长时间堆肥可使有机物的密度大为降低。

1.10农村固体废物资源化处理案

太湖污染源概述:

太湖污染是由多种因素造成的，主要包括农业面源污染、工业污水排放、生活污水排放、生活生产废物排放以及湖内围网养殖等方面[8-10].1.10.1.1化肥的大量流失作物种植面积在太湖周围占很大比例，因农药化肥的使用效率较低，每年所使用的农药和化肥中约70%未被分解直接排入水体。调查显示，农业面源总氮排放量占该地区总氮排放量的36.1%，其中化肥流失占农业污染源的58.5%。

1.10.1.2生活污水的任意排放由于农村地区污水管道不尽完善，存在污水不经处理任意排放的情况。生活污水中的氮、磷是造成水体富营养化的主要原因。

1.10.1.3废弃物的不合理处置农村地区生活垃圾暂未实现集中处置，随意堆放现象普遍。一遇降水，污染物随着雨水进入水体造成污染。此外，随着集约化畜禽养殖业的快速发展，其对太湖污染的贡献程度也在逐步上升。

1.10.1.4围网养殖大规模的围网养殖导致了太湖水体的交换速度放慢，水体自净能力降低，湖泊淤积严重。这些面源污染具有分散、隐蔽、不易检测、难以量化、面广量大等特点，而且由于该地区雨水充沛、河网密布，面源污染物极易聚集，造成严重水体污染。

1.10.2调查结果与讨论

1.10.2.1运行垃圾回收系统前的调查与分析由于农村没有垃圾集中处理设施，垃圾堆积现象比较常见，因此造成了对太湖水体严重的污染。

1.10.2.2垃圾的种类通过对示范村的调查发现，生活垃圾具有一般性和多样性的特征。由于宜兴地区制陶业比较普遍，因此，示范村生活垃圾中还存在制陶废弃物。

1.10.2.3垃圾的分类收集农村生活垃圾种类众多，要实现垃圾资源化，必须首先进行分类收集处理。但通过调查发现，村民的垃圾分类收集意识并不强烈，仅有极少数人对垃圾分类收集有所了解。

1.10.2.4农村垃圾的集中处理此次调查的示范村还没有垃圾收集系统。该村48%的居民将垃圾倒在自家屋子周围，43%的居民将垃圾倒在附近的河道中，9%的居民则是随便倒在路边。可喜的是，多数村民已在一定程度上认识到随意倒垃圾的危害，83%的村民支持垃圾回收处理，但也有5%的居民考虑到费用问题，持反对意见。考虑到村民日常生活作息时间较一致，因此，实施垃圾回收系统在操作上也是可行的［10-11］。

1.10.3垃圾回收系统运行后的调查结果与分析垃圾回收系统运行一年后，通过对该示范村的再次调查可知，垃圾产生、投放以及村民的思想意识已经发生了转变。村民对环境污染的危害、垃圾资源化和垃圾分类收集等有了深度的理解，对于垃圾回收系统给予了肯定。

1.10.3.1环境及村民对环境污染认识的转变垃圾回收处理系统实施后，生活垃圾随意堆放现象已有明显改善，垃圾山已不存在。村民生活习惯也有所改变。

1.10.3.2对垃圾分类收集、堆肥认识的转变由于示范村内的村民文化程度普遍不高，对垃圾分类收集和垃圾堆肥并不太了解，通过大力宣传，村民们的意识有所提高。

1.10.3.3垃圾回收系统运行的成果垃圾回收系统运行一年以来，示范村的生活环境取得了明显的改善，垃圾回收系统得到了村民的一致好评，有19%的村民认为垃圾回收系统改变了他们的生活环境，75%的村民认为垃圾回收系统的效果明显。

参考文献

篇3：固体废物资源化技术

关键词：钢铁工业,固体废物资源,综合利用

经过多年的科学实验和大量的实践证明, 钢铁工业固体废物可实现减量化、资源比和高价值综合利用。目前, 钢铁渣主要利用途径在建筑材料上, 特别是水泥行业, 钢铁渣粉需求员前景非常广泛。

1 高炉渣的处理工艺

高炉渣是高炉冶炼过程中, 由矿石中的脉石、燃料中小的灰分和溶剂 (一般是石灰石) 中的非挥发组分形成的固体废弃物。按冶炼生铁种类的不同, 可分为锻造生铁渣、炼钢生铁渣、特种生铁治和炼合全钢生铁渣4种。

高炉渣的主要化学成分是Ca O、Si O2, AL2O3和Mg O, 其总量一般占90%以上;次要成分是少量的Mn O、Ti O2、S、Na2O和K2O。高炉渣警官缓慢冷却后可生成钙黄长石 (2Ca O.Si O2.Al2O3) 、硅酸二钙 (2Ca OSi O2) 、镁方柱石 (2Ca O.Mg O.2Si O2) 、钙镁橄榄石 (CaO Mg O.Si O2) 等的固熔体和玻璃体的矿物。

高炉渣的产生数量与矿石品位有关。目前我国冶炼1吨生铁约排出高炉渣0.6~0.8t。日、美等国约0.27~0.3t。我国目前一年大约排2100万t高炉渣, 美、日各排2700万t。最初各国的高炉渣都是花费巨额资金设置堆渣场。随着科学技术的发展, 目前已有各种加工处理方法, 将高炉渣加工成可资利用的材料。

我国通常是把高炉渣加工成水淬渣、矿渣碎石、膨胀矿渣和膨胀矿渣珠等形式加以利用。

1.1 水淬工艺

水淬工艺是我国高炉渣在利用之前加工处理的主要方法。目前我国有90%的高炉渣采用水淬工艺处理成粒状水渣, 主要用于水泥等建材行业。

水淬工艺主要采用的方法是池式水淬法和炉前水淬法。池式水淬法是利用渣罐将接取的熔融渣送至水淬池进行急剧冷却的方法。这种方法要有渣罐、渣车和铁路运输线等设施, 投资多, 而且熔渣遇水急冷时, 随同蒸汽产生大量硫化氢和渣棉散入环境, 污染大气。

炉前水淬法是在炉台前设置4%坡度的冲渣沟, 以10倍的水在炉渣出炉后址行冲淬, 然后积入沉渣池。这种工艺简单, 节省设备, 我国目前钢铁企业都采用此法, 其缺点是在高炉前产生大量蒸汽污染环境, 冲渣沟占地面积较大, 冲渣水末实行闭路循环。造成水耗和电耗高。

近年来, 日本与英国研究采用了脱水塔水淬法。此法是在炉钱设置冲渣罐, 用砂泵将渣水混合物打入脱水塔, 脱水后的水渣立即装车外运, 脱出的水可回收再用。这种方法的优点是占地面积小, 水渣含水率低, 但是砂浆易磨损。德国等国采用滴滤池法, 将渣冲入底部带有筛孔的沉渣池, 立即脱水。这种方法较脱水塔构造稍简单, 但池底需经常反冲维护, 投入的建筑材料多。

1.2 矿渣碎石工艺

矿渣碎石是高炉熔渣在指定的渣坑或渣场自然冷却或淋水冷却形成较为致密的矿渣后, 再经过挖掘、破碎、磁选和筛分所得到的一种碎石材料。此法工艺简单, 生产方便。可以采用炉前热泼, 节省了抛渣费用。也可把炉渣装渣运到渣场热泼。

1.3 膨胀矿渣和膨胀矿渣珠生产工艺

膨胀矿渣是适量冷却水急冷高炉熔渣而形成的一种多孔轻质矿渣。

膨胀渣珠的形成过程是热熔矿渣进入流槽后经喷水急冷, 又经告诉旋转的滚筒击碎、抛甩继续冷却, 在这一过程中熔渣进行膨胀, 并冷却成珠。

高炉熔融渣制成膨胀矿渣的方法, 有坑式法、池式法、流槽法、堑坑法、滚炉法、翻转盘法和离心机法等多种生产方法。生产过程是利用直径为1m, 长3m左右的叶片滚筒, 将熔融的矿渣打散抛向空中, 在适量水和渣本身的气体和表面张力作用下, 凝固成内含微孔、表阳光滑、人小不等的膨珠。自然形成级配的膨珠是良好的轻混凝土骨科, 也可替代水渣作水泥混合构料。该种方法较生产热泼矿渣周转快, 也无需进行破碎, 工艺简单;较生产水渣节省水、投资省、排出的硫化氢和废水极少、对环境影响小等优点较多。膨珠还是空心砌块的优质原材料、也是良好的筑路材料。

2 炼钢渣的处理工艺

钢渣是炼钢过程中的副产物。钢渣按冶炼方法可以分为平炉钢渣 (初期渣、出钢渣, 精炼渣, 浇钢余渣) 、转炉钢渣和电炉钢渣 (氧化渣、还原渣) 。

钢冶炼过程中, 每生产1t钢, 要排出0.15~0.25t钢渣, 钢渣的产生量约为钢量的20%左右。我国目前每年排钢渣约900万t, 美国1700万t以上, 全世界约1~1.5亿t。

钢渣的构成中转炉渣所占比例较大, 占87.5%, 电炉渣仅占12.5%。转炉钢渣的预处理主要有水淬法、热闷法、热泼法及自然风化法等, 经以上方法预处理后, 再经过磁选回收废钢后, 可用生产建材制品、钢铁冶炼的溶剂或原料等, 广泛地应用在各相关领域。

由于炼钢设备、工艺布置、造渣方式、钢渣物化性能的多样性及其多种利用途径, 决定了钢渣处理工艺上的多样化。

2.1 热泼碎石工艺

热泼碎石是将熔融钢渣用渣罐送到泼渣场, 按每层厚度为大约30cm的厚度倾倒。为了不让渣结成大块, 当倒完一层钢渣后, 喷以适量水, 待其冷凝后再倒第二层。为了控制钢渣的强度和结晶情况, 每层泼倒的时间间隔约7h。这样, 下面的冷渣受成15cm粒径的碎块, 易于进一步破碎加工。另外, 底层冷渣受上层热渣影响, 发生“退火”作用, 性质变脆, 所以易于破碎加工。之后, 经过破碎、筛分、磁选等工序, 选出废钢后, 不同成分和规格的钢渣, 可供各种用途利用。

2.2 转炉钢渣盘式水淬法

转炉钢渣由于碱度低、黏度大和夹钢多等原因, 在水淬过程中, 如果渣与水的比例不当, 有可能发生爆炸, 威胁生产安全。所以, 一般处理高炉、电炉渣的水淬方法, 往往不能适应转炉渣。

转炉钢渣可采用盘式水淬法 (又称浅盘水淬法) 。其工艺过程是:先用渣罐接取熔融钢渣运到距转炉约200m的水淬间, 水淬间配置有水淬盘;用吊车将渣倒在水淬盘上, 使渣层厚度保持在100mm左右;随即在渣层上淋水, 使钢渣凝固并破碎;待其颜色由红变为灰黑 (温度约为500℃) 时, 再用吊车倾翻渣盘, 将渣倒在运渣车上, 同时淋水使渣继续冷却;待渣温降到200℃后, 运到车间外的水池继续泡渣, 使渣碎化。每炉钢渣的处理周期为40min左右。处理后渣的大部分为30mm以下的碎块和碎粒, 有利于废钢的回收及利用。此法具有设备简单, 周转快, 操作环境好, 节省劳动力等有点。

2.3 转炉钢渣滚筒水淬法

此法是在水池边安装直径为1~1.5m, 转速为200r~300r/min的滚筒。将熔渣以每分钟1~2t的流量倒置滚筒上。在滚筒的离心力和喷淋水的双重作用下, 熔融渣被分散、冷却成细小颗粒, 落入水池。渣粒度在5mm以下, 易回收废钢和加以利用。这种方法适用于处理流动性较好的大型转炉的钢渣。

2.4 炼钢渣的综合利用

由于钢渣成分复杂, 且各种成分含量的变化幅度较大, 过去钢渣的利用率一直不高。目前, 我国钢渣利用率约80%。美国的利用率最高, 在20世纪70年代达到了排用平衡。

2.4.1钢渣矿渣水泥。主要原料是钢渣、高炉水渣、石膏和水泥熟料。目前生产的矿渣水泥有两种。一种是用石膏作激发剂, 其配比为钢渣40%~50%, 高炉水渣40%~50%, 石膏8%~12%, 生产标号达300~400号的水泥。另一种以熟料和石膏作复合激发剂, 其配比为钢渣35%~40%, 高炉渣35%~45%, 石膏3%~5%, 水泥熟料10%~15%, 生产水泥标号达400号以上。

2.4.2 白钢渣水泥。以电炉还原渣为主要原料, 掺入适量经700~800℃煅烧的石膏, 经混合磨细制成的一种新型胶原材料。

2.4.3 氧化渣由于其稳定性较转炉钢渣好, 现已应用在路基材料中或返回烧结利用。

2.4.4碱性炼铁炉的钢渣经水淬后渣中钢形成小粒, 可经磁选回收。选余渣再制磷肥和水泥。钢渣磷肥含磷及多种微量元素, 适用于酸性土壤, 能改良土壤, 又可作饮料添加剂, 其有效五氧化二磷为14%~18%。

篇4：固体废物资源化技术

【关键词】固体废物；资源化；废物利用

0.前言

建筑固体废物污染的资源化防治也就是要转变对固体废物的认识，将建筑固体废物看成一种资源，对固体废物进行二次利用，既解决固体废物污染的问题，又能创造出一定经济效益的处理方法。建筑固体废物，一般指在构筑物的新建、改扩建、拆除过程中产生的废料，构筑物包括建筑物、公路、桥梁等。其构成与区域特定发展阶段的构筑物结构类型、经济发展程度及社会消费水平相关。1伴随着我国经济快速发展和城市化进程的加快，在旧城区拆迁改造、新城区建设当中产生了大量的建筑固体废物，这些固体废物主要破碎混凝土、砖瓦、沥青等惰性物料为主，占到总量的80%以上，给我国城市生态环境造成了严重的污染，严重影响了城镇居民的身心健康。

固体废弃物是指人们在开发建设、生产经营和日常生活行动中向环境排出的固体和泥状废弃物。固体废弃物不适当的堆置除有损环境美观外，还产生有毒有害气体和扬尘、污染周围大气。废物经雨水淋溶或地下水浸泡，有毒有害物质随淋滤水迁移，污染附近江河湖泊及地下水。同时，淋滤水的渗透、破坏土壤团粒结构和微生物的生存条件，影响植物生长发育；大量未经处理的人畜粪便和生活垃圾义是病原菌的孽生地。所以固体废弃物是污染环境的重要污染源。固体废弃物大致可分为工业废弃物、农业废弃物和城市垃圾三大类。工业废弃物大多来源于矿山开采、选冶、电力工业、化学和石化等废物。农业废弃物主要来自农用塑料薄膜和塑料制品以及农作物秸秆、牲畜粪便等。城市垃圾来自城市人口的日常生活、医院废弃物、商业垃圾和建筑垃圾等。

1.建筑固体废物污染防治方式和现状

1.1建筑固体废物污染当前的处理方式

由于很多人现在不具备环境保护的观念，在固体废物的处理上采取的是简单粗暴的做法，也就是在没有将固体废物分类处理的情况，运往政府制定的垃圾场，或者随便到小区或农村找一个地方采取露天堆放或就地掩埋的方式。这种方式不仅不能彻底解决固体废物污染问题，且堆放或掩埋以后里面的有毒、有害、放射性物质还会给周围的环境造成二次污染。而且这种处理方式处理成本很高，征用土地费、垃圾清运费每年的总额不在少数。因此寻找一个能够彻底解决固体废物污染的途径，避免二次污染，并利用固体废物创造经济效益是当前处理固体废物污染的迫切需要。

1.2建筑固体废物污染现状

改革开放以来，我国各种工程建设不断，在建设的过程中由于规划设计中对建设过程中出现的建筑垃圾并没有一个科学的、彻底的解决计划，而是露天堆积，施工之后集中处理的方法，但是施工之后施工方往往会忘记处理产生的建筑垃圾，及时有处理计划也只是简单的将其丢弃在城郊，造成了严重的固体废物污染。并且在经济发展中，很多人只注重经济的增长，而忽视了环境的保护，导致在一些地方走上了资本主义国家“先污染、后治理”的老路，导致固体废物污染越来越严重，到现在已经成为阻碍城市经济发展的重要因素。

2.建筑固体废物污染的资源化防治

建筑固体废物污染的资源化防治也就是要转变对固体废物的认识，将建筑固体废物看成一种资源，对固体废物进行二次利用，既解决固体废物污染的问题，又能创造出一定经济效益的处理方法。现在在一些地区已经开始对建筑固体废物污染的资源化防治尝试，取得了不错的效果，但是这种防治方法没有普遍开展起来。建筑固体废物污染的资源化防治主要分为两步，也就是将固体废物分类和选择合适的处理技术。

2.1固体废物分类

根据建筑固体废物的主要材料类型或成分进行分类，主要可以分为建筑水泥石块垃圾、金属类垃圾和其他固体废物垃圾。在分类的基础上，对建筑垃圾进行预处理，也就是根据分类将建筑固体废物分类存放，以便于下一阶段的技术处理。

2.2建筑固体废物污染的资源化防治处理方式

2.2.1再生骨料混凝土

再生骨料混凝土主要是指利用建筑固体废物中的一些水泥块、石块等代替骨料混凝土中的石子，以增强混凝土硬度和强度一种技术。对建筑废料中的废弃混凝土进行回收处理，作为循环再生骨料，一方面可以解决大量的废弃混凝土的排放及其造成的生态环境日益恶化等问题；另一方面，可以减少天然骨料的消耗，从根本上解决资源的日益匮乏及对生态环境的破坏问题。

2.2.2废砖的综合利用

建筑过程中的废砖，如果形状比较完整，而且强度、硬度上没有太大的变化，则可以作为砖块重新利用起来。如果已经破碎，就可以采取将其粉碎，作为再生骨料混凝土的骨料使用。或者重新将破碎的砖头与水分搅拌，通过压力模具再次成型，利用高温蒸汽支撑蒸养砖，这种方法虽然成本较高，但是所二次生产的蒸养砖与红砖在强度和硬度上都差不多，完全可以应用各类建筑，创造经济效益。在这里国内企业可以选择欧洲、日本等国家常用的集装箱型移动式的成套处理装置，这些装置多采用颚式破碎机，产量约150t/h，破碎后的骨料直径为0-60mm，成本较小、容易形成规模。

2.2.3废陶瓷的综合利用

对建筑固体废物中的废陶瓷，可以采用破碎成砂的方式，将其破碎到5-10mm，这是因为建筑固体废物中的废陶瓷一般是炻质类陶瓷，具有吸水率较低，坚硬，耐磨，化学性质稳定的特点，这是天然砂和碎石子为原料的彩砂原料所不具体的物理性能。将破碎后的废陶瓷作为人工彩砂原料，烧成彩釉有很好的耐高温、不易脱落等特点，可以广泛的应用于建筑物的外墙装饰。在解决护体废物污染的同时，也创造一种较高的经济效益。

3.结语

综上所述，建筑固体废物污染的资源化防治可以看成一个产业，具有很大的经济潜力可以挖掘，在预防和减少固体废物污染的基础上，实现了资源的循环利用，能够有效的保护生态环境。

【参考文献】

[1]袁芳，李启明.建筑固体废物的资源化价值实证研究.建筑经济，2008，（1）.

篇5：固体废物资源化技术

陈宇星

矿山固体废弃物的处理与再利用

陈宇星

（化学生物与材料学院）

摘要：我国冶金工业快速发展，促使矿山的开发力度加大，随之产生大量矿山固体废弃物。通过浅析我国矿山固体废弃物的现状，以及矿山固体废弃物的危害，我们了解了矿山固体废弃物的处理与再利用所具有重要的意义，并提出了有效治理矿山废物和资源再利用的有效方法。

关键词：矿山固体废弃物，现状，资源储量，危害，处理，再利用

一、我国矿山固体废弃物的现状

我国是世界采矿大国，现有各类矿山企业约15.3万个，其中国有矿山7650个，集体企业6.9万个，私营及个体企业5.8万个，余为其他经济类型企业，开采矿产143种。伴随各类矿产资源的开发利用，产出了大量的固体废弃物。这些固体废弃物的存量既是我国千百年矿业开发的历史积累，也是矿产资源利用不合理的结果，其主要的四种物质来源为：尾矿、废石、煤矸石和粉煤灰，尤以废石为多。我国矿山废弃物的累计数量也相当巨大，且逐年增多，一个省份的矿山尾矿和固废物总量可达几亿至几十亿吨。可以预见的是，随着矿石开采量的上升和品位的下降，每年矿山固废物的排放量还将不断增加。

二、矿山固体废弃物的资源储量

从充分利用自然资源的观点来看，“废弃物”只是一个相对的概念。矿山固体废弃物虽然是选矿、提取了有用矿物之后的产物，但不应把它看成是废弃物，其中往往含有许多有用的元素和矿物，是宝贵的二次资源。所谓的固体废弃物，其实是放错了地方的可以利用的资源，一旦开发出来，形成规模化和产业化，经济价值不可估量。我国矿产种类齐全，资源蕴藏丰富，在已探明矿产储量中，共伴生矿床比重为80%左右，具有很高的综合利用价值。我国固体矿产资源的特点，决定了我国矿山固废物数量偏多、可综合利用的资源类型偏多，而且随着矿山的开发，固废物在逐年递增。我国26.14*108t的铁矿尾矿，平均含铁量为11%，铁矿尾矿中的铁金属含量达2.86*108t。我国金矿尾矿约3*108t，按尾矿平均品位0.25g/t计算，尾矿中含有黄金75t；每年排放尾矿约1500*104t，相当于损失黄金3.7t。随着选冶技术的进步，一些“无用的”低品位矿石和废石能够提供相当数量的资源。云锡公司积存尾矿1.3*108t，平均含锡0.15%，含金属锡达20*104t以上。江西省德兴铜矿，若以0.25%的边界品位计算，其8.9*108t的低品位矿石的铜金属量达到95.15*104t。甘肃白银厂铜矿，其露天采场2.5*108t含铜废石的含铜量达52*104t。我国伴生矿产数量偏多，固废物和尾矿中伴生的有用元素数量多、含量高。上述德兴和白银厂这两座矿山的固废物中除了含150*104t铜外，还含有黄金60-90t、白银3800-5000t，相当于一座特大型铜金矿。

三、矿固体废弃物的危害

随着矿产资源的开采，大量固体废弃物的堆存，不仅造成了资源的浪费，而且也对矿山生态环境和人类生存带来极大的危害。如压占大量土地，破坏森林，破坏地貌、植被和自然景观，导致水土流失，生态环境发生变化，同时潜伏着泥石流、山体崩塌、滑坡、跨坝等地质灾害。废石和尾矿的乱排乱放容易导致淤塞河道，污染水体，对环境造成危害。尾矿或废石中的硫、砷以及重金属铅、锌、汞等，还有尾矿中夹杂的化学药剂，酸、碱、氰化物对地表水、地下水及周边环境造成污染。尾矿、废石在干旱或大风天气下造成的扬尘，以及某些成分，如氰化物、有机物的自然风化或煤矸石的自燃，会产生一氧化碳、二氧化硫等有害气体，污染大气环境。

四、矿山固体废弃物的处理

3.1堆置处理堆置就是将固体废弃物直接堆放到预先划定并作好准备的场地上。选择场地应遵循：①保护地下水质，防止地下水因受废石堆排放的浸滤水的影响而变质；②保护地表水，防止地表水因废石堆风化淋蚀而增加泥沙负荷和溶解固体负荷；③防止风蚀；④保证人类安全，防止洪水或地震造成灾害。因此选择场地必需对地形、水文地质情况、地震情况、水文情况、大气情况等进行综合考虑。尾矿堆存要求更特殊，尾矿坝基础材料要有足够的强度，还应具有良好的不透水性。目前尾矿坝堆放有两种较好的方法：①尾矿半干堆垛；②粗细残渣的共处置。

把固体废物堆放在堆放场后，可向固体废物堆表层覆盖石块、泥土，种植植物或对其表层进行化学处理，以使固体废物堆稳定，减少二次污染。

3.2复垦处理复垦处理一般步骤如下：

表土采掘→表土储存→回填整平→铺垫表土→复垦种植

↑ 固体废弃物

现在较为先进的复垦技术是开采与复垦紧密结合。如德国弗兰格尼亚石膏矿床开采过程中就采用大型轮胎式装岩机处理粘土质覆盖物，其运距较短，并能将剥离物及母土就近回填。复垦后的土地可用于农、林、牧、渔及修建公共设施等。

3.3填埋处理填埋处理较为典型的例子是用煤矸石填充采空区。把尾矿砂与水泥混合，作井下胶填充物也是一种好方法。对有毒固体废物的填埋要采取安全填埋法，要考虑废物的预处理、地下水保护系统、场地及地表水控制管理等。3.4综合利用，矿山固废物综合治理的最关键问题是综合利用，如果能得以经济有效地综合利用，其数量就会减少，通过最终处置，其危害就能消除。只有将矿山固废物合理、综合利用了，做到“资源化、无害化、减量化”，环境保护和经济效益才能真正的同时走上正轨。在将来的一段时间内，我国经济发展对矿产资源的需求将呈现快速增长的势头。在这种形势下“，开源”和“节流”将是我国今后固体矿产资源开发的主题，而合理利用、综合利用既是“开源”，也是 “节流”，可以延长矿山的服务年龄，提高企业的经济效益。因此，开展资源综合利用是我国一项重大的技术经济政策，也是国民经济和社会发展的一项长远的战略方针。

五、矿固体废弃物的再利用

对于矿山固废物问题来说，科技创新是解决问题的重要的内在动力。提高我国现有的采选矿技术，减少采剥比，提高采矿效率，采用先进、合理的矿山资源综合利用技术，减少固废物的产生，从源头上解决矿山废弃物问题。应该提到矿产资源勘查、矿山设计和矿产开发规划等先期工作中。而将矿山固体废弃物作为“二次资源”加以利用，实现从摇篮到摇篮的最佳资源利用，则是矿山废物产生后处理的最佳途径。

4.1从废物中进一步回收有价元素主要有从铜尾矿中回收石精矿、硫铁矿精矿；从铅锌尾矿中回收铅、锌、钨、银等；从锡尾矿中回收锡和铜以及一些伴生元素。主要方法有重-磁-浮法、溶剂萃取法、电极回收法、电解气浮法等。近年来随着微生物浸出技术的应用和发展，微生物浸出法已成为处理固体废物的又一重要方法[3]。

4.2制作建材①硅酸盐尾矿砖瓦、水泥：大多数矿山有大量含硅含铝的原料，具有制作硅酸盐建材的基本条件。②玻璃原料或配料：富含石英的石英脉型金矿、钨矿，富含方解石、白云石或萤石的碳酸岩矿，花岗岩型矿等矿山尾矿都可制作玻璃原料或配料。③铸石：铸石是一种新型工业材料，在一定条件下是钢铁、有色金属、合金材料等较为理想的代用材料。若固体废物中含有辉绿岩、玄武岩、角闪岩、花岗岩、石灰石、白云石、蛇纹石、辉石、萤石和菱镁矿、铬铁矿等组合都可考虑用作铸石原料。④建筑微晶玻璃：微晶玻璃是由基础玻璃经控制晶化行为而制成的微晶体和玻璃相均匀分布的材料，又称玻璃陶瓷。微晶玻璃可以大量利用金属尾矿制成空气或泡沫制品，用作建筑隔

六、结语

我国矿山固体废弃物问题日趋严峻，在矿业大省和矿山集中地区更是如此。大量固体废弃物的产生既是我国固体矿产资源特点决定的，也是我国千百年矿业开发的历史积累，更是矿产资源利用不合理的结果，值得从高新技术、政策法规、利益分配、市场导向以及环境保护等多方面共同努力来解决。矿山废弃物中含有大量未利用的宝贵矿产资源，虽说矿山废弃物是放错了地方的资源，但其开发难度较高、技术含量较高、需求资金较大，不是一矿一地能够解决的问题，亟须国家和地方政府、矿山企业、科研部门共同攻关和开发。解决矿山废弃物问题需要采矿、选矿等科学技术的提高，国家的优惠尽管人们对矿山固体废弃物的防治已做了不少工作，但是还远未解决矿山固体废弃物的处理的问题，必须加强矿山环境管理，加强防范措施，同时还要大力采用国内外先进技术对已产生的固体废物进行治理，最终实现固体废物的无害化、减量化和资源的再利用。

参考文献：

[1]张策.煤矿固体废物治理与利用[M].北京：北京煤炭工业出版社，2008：12-15.[2]鲍负.浅议当前我国尾矿综合利用工作的难点及重点[J].金属矿山，2008（8）：48-49.[3]郭敏.我国大宗尾矿废石资源化对策研究[J].中国矿业，2009（4）：36-37.[4] 李福来，胡克，冯军，张洪岩，等.我国矿山固体废弃物现状与对策分析[J]生态环境与旅游开发，第22卷