（环境工程专业论文）废旧电器的环境污染与资源化管理措施研究.pdf

华北电力人学硕+ 学侍论文摘要 摘要 随着我国经济的快速增长，建设资源节约型和环境友好型社会成为我国发展循 环经济的根本目标。在发展经济的过程中各种电子电器设备不断地更新换代，使得 废旧电子电器成为新的城市污染源；但是从另一角度看，废旧电子电器又是一种可 回收利用的资源。本文简述了我国废1 e t 电子电器回收处理的现状及存在的问题，对 环境造成的各种危害，提出了废旧电子电器回收处理的可持续发展措旌一一立法、 发展回收行业、刺激二手市场、提高回收技术、教育和宣传、建立回收示范项目、 倡导电子电器产品的绿色设计、清洁生产，从而建立一个环保性、经济性的回收处 理体系。 关键词：废旧电器；环境污染；回收利用；资源管理 a b s t r a c t w i t ht h ef a s te c o n o m i cg r o w t hi no u rc o u n t r y ，e s t a b l i s h i n gt h es o u r c e - s a v i n ga n d e n v i r o n m e n t p l e a s i n gs o c i e t yh a s b e c o m et h eb a s i ct a r g e to fd e v e l o p i n gc i r c u l a t i n g e c o n o m y d u r i n gt h ep r o c e s s o fe c o n o m yd e v e l o p m e n t ，v a r i o u se l e c t r o n i cd e v i c e s c o n t i n u e du p d a t i n gt om a k ew a s t eo n e st h en e w c i t yp o l l u t i o ns o u r c e s o t h e r w i s e ，f r o m t h eo t h e rp o i n to fv i e w , w a s t ee l e c t r o n i cd e v i c e sa r es o m ek i n do fr e c y c l e ds o u r c e s i n t h i sp a p e r ，t h ee x i s t i n gs t a t ea n dp r o b l e m so fw a s t ee l e c t r o n i cd e v i c er e c y c l et r e a t m e n t a n dt h e i rh a z a r d st oe n v i r o n m e n t sa r ei n t r o d u c e di nb r i e f ia n dc o n t i n u a b l ed e v e l o p m e n t m e a s u r e so fw a s t ee l e c t r o n i cd e v i c er e c y c l i n ga r ep u tf o r w a r d l a w m a k i n g d e v e l o p i n g r e c y c l ei n d u s t r y ，a c t i v a t i n gs e c o n d h a n dm a r k e t ，i m p r o v i n gr e c y c l et e c h n i q u e s e d u c a t i o n p u b l i c i z i n g ，e s t a b l i s h i n gr e c y c l e d e m o n s t r a t i o ni t e m s s p a r k p l u g i n gg r e e nd e s i g n so f e l e c t r o n i cp r o d u c e sa n dc l e a nm a n u f a c t u r e w h i c hw i l le s t a b l i s hac o n t i n u a b l ea n d e c o n o m i cr e c y c l i n gt r e a t m e n ts y s t e m z h a n gp e n g ( e n v i r o n m e n te n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f y i nl i a nq i n g k e yw o r d s ：w o r n - o u te l e c t r i ca p p l i a n c e s ；e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n ：r e u t i l i z a t i o n ： r e s o u r c e sm a n a g e m e n t 华北电力人学硕+ 学位论文摘要 摘要 随着我国经济的快速增长，建设资源节约型和环境友好型社会成为我国发展循 环经济的根本目标。在发展经济的过程中各种电子电器设备不断地更新换代，使得 废旧电子电器成为新的城市污染源；但是从另一角度看，废旧电子电器又是一种可 回收利用的资源。本文简述了我国废1 e t 电子电器回收处理的现状及存在的问题，对 环境造成的各种危害，提出了废旧电子电器回收处理的可持续发展措施一一立法、 发展回收行业、刺激二手市场、提高回收技术、教育和宣传、建立回收示范项目、 倡导电子电器产品的绿色设计、清洁生产，从而建立一个环保性、经济性的回收处 理体系。 关键词：废旧电器；环境污染；回收利用；资源管理 a b s t r a c t w i t ht h ef a s te c o n o m i cg r o w t hi no u rc o u n t r y ，e s t a b l i s h i n gt h es o u r c e - s a v i n ga n d e n v i r o n m e n t p l e a s i n gs o c i e t yh a sb e c o m et h eb a s i ct a r g e to fd e v e l o p i n gc i r c u l a t i n g e c o n o m y d u r i n gt h ep r o c e s so fe c o n o m yd e v e l o p m e n t ，v a r i o u se l e c t r o n i c d e v i c e s c o n t i n u e du p d a t i n gt om a k ew a s t eo n e st h en e w c i t yp o l l u t i o ns o u r c e s o t h e r w i s e ，f r o m t h eo t h e rp o i n to fv i e w , w a s t ee l e c t r o n i cd e v i c e sa r es o m ek i n do fr e c y c l e ds o u r c e s i n t h i sp a p e r ，t h ee x i s t i n gs t a t ea n dp r o b l e m so fw a s t ee l e c t r o n i cd e v i c er e c y c l et r e a t m e n t a n dt h e i rh a z a r d st oe n v i r o n m e n t sa r ei n t r o d u c e di nb r i e f ia n dc o n t i n u a b l ed e v e l o p m e n t m e a s u r e so fw a s t ee l e c t r o n i cd e v i c er e c y c l i n ga r ep u tf o r w a r d l a w m a k i n g d e v e l o p i n g r e c y c l ei n d u s t r y ，a c t i v a t i n gs e c o n d h a n dm a r k e t ，i m p r o v i n gr e c y c l et e c h n i q u e s e d u c a t i o n p u b l i c i z i n g ，e s t a b l i s h i n gr e c y c l ed e m o n s t r a t i o ni t e m s s p a r k p l u g i n gg r e e nd e s i g n so f e l e c t r o n i c p r o d u c e sa n d c l e a nm a n u f a c t u r e w h i c hw i l le s t a b l i s hac o n t i n u a b l ea n d e c o n o m i cr e c y c l i n gt r e a t m e n ts y s t e m z h a n gp e n g ( e n v i r o n m e n te n g i n e e r i n g ) d i r e c t e db yp r o f y i nl i a nq i n g k e yw o r d s ：w o m - o u te l e c t r i ca p p l i a n c e s ；e n v i r o n m e n t a lp o l l u t i o n ：r e u t i l i z a t i o n ： r e s o u r c e sm a n a g e m e n t 声明 本人郑重声明：此处所提交的硕士学位论文废旧电器的环境污染与资源化管理措 施研究，是本人在华北电力大学攻读颈士学位期间，在导师指导下进行的研究工作和 取得的研究成果。据本人所知，除了文中特另l j ) j i j 以标注和致谢之处外，论文中不包含其 他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得华北电力大学或其他教育机构的学 位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：乏邃熊 e t 期：2 盟：! ! ：堑 关于学位论文使用授权的说明 本人完全了解华北电力大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保管、 并向有关部门送交学位论文的原件与复印件：学校可以采用影印、缩印或其它复制手 段复制并保存学位论文：学校可允许学位论文被查阅或借阅：学校可以学术交流为 目的，复制赠送和交换学位论文；同意学校可以用不同方式存不同媒体上发表、传播 学位沦文的全部或部分内容。 ( 涉密的学位论文在解密后遵守此规定) 作者签名：幺煎 日期：之d ：! 三：堑 新繇越 日期：主盟：丝：才 华北电力人学硕十学位论文 第一章引言 11 论文研究背景及意义 1 1 1 研究背景 随着我国国民经济的快速发展和人民生活水平的不断提高，各种电子电器的普 及率逐年增加，各类电器生产企业为了迎合市场发展和竞争需求，必须不断地j 1 发 新型产品，以赢得更多的市场机会，使得电器产品的更新换代时间越柬越快，大量 电器产品淘汰废弃后形成废旧电器，其造成的环境污染和资源浪费问题r 益严重。 摒国家统计局统计，我国电视机的社会保有量达到3 5 亿台，冰箱、洗衣机也 分别达到l3 亿和17 亿台。这些电器多数是2 0 世纪8 0 年代中后期进入家庭，按 照1 0 - 15 年的使用寿命，从2 0 0 3 年起，我国每年将覃少有5 0 0 打台i b 视机、4 0 0 台 冰箱、5 0 0 万台洗衣机要报废。此外，近年来我国电脑、手机的消费量激增，全社 会电脑保有量近2 0 0 0 万台，手机约1 9 亿部；电脑和手机的更新速度远快于家电产 晶约有5 0 0 万台电脑、上千万部手机己进入淘汰期。 从整体来讲，我国居民消费水平还不是很高且具有地 覃= 筹异性，经济发达地区 的居民消费水平较高，家电产品的使用年限较短、更新较快，一些未达到使用年限 的家电产品，可以通过一定的| 百 收渠道和技术保障，丌展废旧家电产品的回收和再 利用，使经济不发达地区的居民在现有经济水平条件下，享嗣家电产品带来的方便， 走循环经济的发展模式，因此，如们在保持企、k 持续发展和社会需求的条件下，有 效回收利用这些废旧家电产品已成为我们所面临的一个严峻的现实问题。 备类家用电器产品组成材料种类繁多，如一台电视机其玻璃占5 3 ，铁、铜、 钒等盒属约占1 6 ；电冰箱、房i 刊空调器的压缩机、热交换器经处理后，可回收部 分铁、铜、铝：电腑、手机等高科技产品还含有许多贵重金属，些电了元器件罩 台有多种稀有会属，芯片电路板上也台有一定量的贵余属，合理的凹收和再利川各 种材半珥，显得尤为重要。 当今就世界范围来讲，部分矿产资源已而临枯竭，供需矛盾十分突出。而我 囤的情况则更为严重，我幽4 5 种主要矿产的探明储量，有相当部分不能满足经 济发展的需求。据有天研究，2 0 0 0 年不能保证需求的已有1 6 种：2 0 1 0 年将j 厶2 1 种：而到2 0 2 0 年，则多达3 6 一种了，其中，家用电器所必须的铁铜、铝等会属资源 缺口更大。 如果将大量的废旧r h 器丢弃野外或简币掩埋，废f 1 3 r 乜器所含的再会属就会渗入 地f ，对地f 水和土壤造成严重污染，并最终导致人体中毒。如果对废旧电器采取 简陋工艺和设备进行处理，也可造成严罩的二次污染，如一些老型号的电脑大多台 简陋工艺和设备进行处理，也可造成严重的二次污染，如一些老型号的电脑大多古 华j 匕电力人学硕十学位论文 有会、钯、铂等贵金属，一些私人和小企业采用酸泡、火烧等方法提炼贵金属，产 生大量的废液、废渣、废气，严重污染环境。 我国已经加入wto ，电器产品必将参与国际竞争。国际上对电器产品的环保 性能要求很高，为了应战国外的”绿色贸易壁垒”，我国的电器产品必须按照国际惯 例和有关国家的标准进行设计、制造和销售。目前，许多国家都制定有废旧电子产 品的回收法规，如欧盟，1 9 9 8 年就制定了废旧电子产品回收法，要求电子产品 的回收与再利用率达9 0 ；同本己于2 0 0 1 年4 月】同丌始执行废旧电器回收法， 规定家用电器制造厂和进口商对电冰箱、电视机、洗衣机、空调器等4 大类家用电 器，有回收和实施再商品化的义务。显然，我国的电器产品若进入这些国家，则必 须遵循和满足上述规则，否则就会受到“绿色壁垒”。直到今天，我国的多数电器 制造企业，尚没有实施回收废旧淘汰产品的做法，通过大力推行废旧电器的“绿色 回收”，将强化电器企业的环保意识，加速实现与国际惯例和标准的接轨。使我目 的电器产品走向世界。 11 2 研究意义 发展循环经济，建设资源节约型和环境友好型社会，是我国当前的首要任务。循环 经济是一种以资源的循环利用为核心，以“减量化、再利用、_ 资源化”为原则，以低消 耗、低排放、高效率为基本特征，符合可持续发展理念的经济增长模式，是对”大量生 产、大量消费、大量废弃”的传统增长模式的根本变革。发展循环经济符合科学发展观 的要求，是缓解我国资源约束矛盾的重大举措，是减轻环境污染的有效途径，也是应对 贸易保护主义的迫切需要。 建立废旧电器合理的回收渠道以及二次利用的质量检验和保证体系，减少废旧电器 对自然环境污染危害；控制和减少对能源的大量丌采和消耗，造成1 重的环境污染和生 念破坏：对废旧电器中各种组成材料资源化回收利用，是目前节约有限资源的有力措施 之一；促使人类合理利用电子产品，避免消费攀比现象，倡导消费者使用含有再生材料 的电子产品，也是节约有限资源的有力措施之；借鉴国外先进的回收利用技术，研究 适合我国国情的废i h 电器回收利用科学技术，将获得的经验、数据和积累的知识町以反 过来用于指导电器产品的绿色设计，有利1 ：强化我国电器企业的j 不保意识，参与国际竞 争，达到节约有限资源和保护自然环境，实现人类社会可持续发展的目的。 1 ，2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 l 、在技术研究方面：废旧电器产品属于固体废弃物，它体积大，不能自行溶 入大自然。大量的废旧电器被丢弃后，如不妥善处理，直接作为城市垃圾烧掉或埋 掉，必将造成土壤、空气和水源的严重污染，威胁人类身体健康，并造成资源和能 ， 华北电力人学硕十学位论文 源的浪费。 发达国家十分重视废旧电器的回收利用技术，德国、法国、美国、芬兰、加拿 大、英国、荷兰、r 本等国家都有专门的研究机构，对显像管、压缩机、印刷线路 板和电池等部件的处理都有了比较先进的方法，如物理冲击分离、智能分离、低温 破碎、粉碎筛选、比重法分选以及溶解技术、高温焚烧等，这些方法有效地解决了 废电器材料分离上的关键性技术难题。许多国家还建有自动化处理的生产线，荷兰 通过研究产品的回收和拆卸策略，丌发了具有处理6 0 万台电冰箱的回收系统以及 相应的拆卸流水线，有效地减少了环境污染，也减轻了工人的劳动强度。 在同本，电器生产厂家是废电器回收处理技术的主要丌发者和应用者，松下生 态技术中心开发出分离家用电器塑料成份的先进技术和新型的切割技术，能在室温 下对空调压缩机进行分解和高精度分离，对废弃钢部件和铜部件进行回收和再利 j _ | ，能从洗衣机和其它电器压碎后的混合塑料中分离出工业重要原料聚丙烯。三菱 电机公司开发研制的“高速循环系统”能很好地将各种材料分离出来，工人将废旧 电器进行手工分解回收可直接利用的部分，然后将废旧产品推入破碎机，破碎成颗 粒，再经过多次筛选，可将铜、铁等原料颗粒区分出来，分辨率可达9 0 以上。f _ 1 本东芝公司也建立电视机、电冰箱、空调器及电脑等五种废旧电器再利用工厂。电 视机的可回收材料主要是显像管玻璃、印刷电路板、机壳塑料等，其中显像管由前 面的屏板、后面的漏斗状部分及缩颈构成，屏板是含碱、硅酸等的玻璃，而漏斗状 部分则是含铅的玻璃，二者的分离是关键，他们采取的是对显像管接合部位加热， 当有变形发生时对其施加物理冲击，从而使屏板和漏斗有效分离，浚j 一电视机再生 利用流程见图l 一1 。 图i 一1废电视机回收利用流程 华北电力人学硕十学何论文 2 、在法律法规方面：针对废旧家用电器的处理和利用问题，国际上都通过立 法来支持废旧电器的资源化回收利用，制定废旧电器废弃标准，规定再商品率等。 1 9 9 8 年欧盟委员会完成了废旧电子产品回收法( 草案) ，它包括了绝大多数的电 子产品，要求电子产品回收利用率达9 0 。2 0 0 0 年起，禁止使用镉、铅、水银和卤 化阻燃剂材料：到2 0 0 4 年，所有新电子产品使用的塑料中至少含有5 的再生塑料。 同本已于2 0 0 1 年4 月1 同丌始执行废旧家电回收法，法律规定家电制造商和进 口商对电冰箱、电视机、沈衣机、房间空调器这4 种家用电器有回收义务和实施再 商品化的义务。 德国实施的新电子电气法对电子产品进口有新规定，从2 0 0 5 年1 1 月2 4 同起，德国所有电子电气生产商和进口商将产品投放市场前必须完成涉及回收和无 害化处理方面的担保手续，还要到位于菲尔特( f u e r t h ) 市的“废旧电器登记基会 会”进行登记，并自2 0 0 5 年8 月13 同起电器上必须保存持久、清晰的专用标识。 圈外发达国家对废旧电器的回收、利用、处理方面，目前己达到了法律法规健全， 技术水平基本完善，自然环境得到保护的高水平阶段。 1 2 2 国内研究现状 回收方式：目前，废旧电器的主要回收方式极具危害性，电器产品废弃和回收 主要是通过旧货市场、小贩、各类电器拆卸作坊和垃圾处理厂共同实现的。小贩收 来的旧电器一般有两个出路：能用的，改头换面后卖到农村，这样的旧电器既有安 金隐患，又会对原有的家电市场形成冲击；不能用的玻璃、塑料等能卖钱的卖了， 其余的视为垃圾，直接抛弃在环境中，至于垃圾处理厂，由于技术落后，目前基本 上以传统的填埋和焚烧为主，对环境造成巨大污染。 处理方式：简单的拆解作坊，现有废旧电器产品拆解工艺、技术比较落后，基 本e 处于手工作业阶段，还没有形成规模化和机械化操作，更不用说自动化，而且 人多数拆解作业都是家庭作坊式，极易造成二次环境污染。由于废旧电器中含有相 当数量的贵重金属( 如会、银、铜、锡、铬、铂、钯) ，每吨随意搜集的电子板卡 中，可以分离出1 3 0 公斤铜、o 4 j 公斤黄金、2 0 公斤锡，仅0 4 j 公斤黄金的价 值就是数千美元，一些私人和小企业采用酸泡、火烧等落后的工艺技术提炼其中的 贵衾属，产生大量废气、废水和废渣，“重污染了环境。我因东南沿海一些地区， 小贩非法拆解行为对环境的破坏到了令人发指的地步。一些污染，”重的地方，不仅 河流全部污染，而且由于有毒物质、液体被填埋或渗入地下，连地下水都被污染， 导致方圆几十里找不到可饮用的水，同时土壤也被彻底毒化，变成了不毛之地。 回收效率：正规回收渠道效率低下，现有的f 规回收渠道几乎是形同虚设。以 北京固体废物管理中心( 北京地区惟一一家丁f 规的、可以回收处理固体废物的地方) 为例：该中心每年回收大约3 0 0 一5 0 0 吨废旧电器，而整个北京地区每年大约产生 4 华北电力火学硕士学位论文 1 万吨以上的废旧电器。这意味着正规渠道只能回收其中的5 ，其余的全部流 到个体拆卸作坊手中。对于废旧电器的再生利用，过去我国曾经出现了部分回收利 用的部门，但这些部门的主要功能仅仅停留在废旧电器的收集上，在进行修理后， 重新投入市场，并没有从源头上减少废物的产生量。 缺乏先进的废旧电器回收处置技术，在电器产品废弃物的处理、处置方面， 由于电器产品废弃物种类繁多，各种废旧电器产品性质差异很大，因而还没有统一 的处理处置管理办法。较为通用的处理办法是局部拆卸废旧产品，再对拆分的零件 进行分类利用。目前，能够进行深处理的厂家很少，废电器产品处理的技术水平较 低，基本采用人工简单操作。再生利用只是针对某些零部件，没有形成成套的处理 利用技术。 2 0 0 3 年国家发改委提出了关于“建立我国废旧电子电器产品回收处理体系的初 步设想”，该设想的总体思路是：以资源循环利用和环境保护为目的，实行生产者 责任制，回收处理企业实行市场化运作，国家在政策上给予鼓励和支持，先行试点， 逐步推行。2 0 0 5 年4 月1 同我国颁布了中华人民共和国固体废物污染环境防治法， 在固废防治法的第三章第三十七条中指出，“拆解、利用、处置废弃电器和废 弃机动车船，应当遵守有关法律、法规的规定，采取措施，防止环境污染”。相关 的法律法规尚未出台，处理体系的落实尚待时间，通过对几个中等城市环保局相关 部门的调研，对于城市废旧电器的年产出量、回收量、再利用量、处理量等方面， 均为空白。其原因是：由于缺乏相关的管理法规，还没有健全的有关废旧电器回收 处理的法律法规体系，也没有一个部门对此负责。与庞大的废旧电器相比，更大的 隐患是我们到目前为止，客观上促成了电器产品生产厂家无视环境、非法回收渠道 活动猖獗，以及大量的国外废旧电器涌入我国等现象的发生，对环境造成了巨大的 污染危害。 卜3 论文研究的主要内容 就目日u 我国废旧家用电器的回收利用体系、处理处置技术、环境污染危害、能 源及资源枯竭、民众的环保意识、法律法规欠缺等多方面的现状来看，人们对废旧 电器的j 不境污染危害、资源化利用的综合效应、完善法律法规的管理体制的认识仍 处于表面上，没有从思想上产生深刻认识和现实中感到紧迫性和危机性。本论文将 从我国废旧电子电器回收处理的现状及存在的问题，对环境造成的各种危害，提出 了废旧电子电器回收处理的可持续发展措施一立法、发展回收行业、刺激二手市场、 提高回收技术、教育和宣传、建立回收示范项目，对拟建回收处理项目的经济分析。 综合分析认为建立一个环保性、经济性的回收处理体系，是我国当前大力发展循环 经济加快建设资源节约型、环境友好型社会形式下，非常紧迫的、重要的和必需的。 华北电力大学硕十学位论文 第二章废旧电器的组成材料及其危害 2 1 废旧电器的组成材料 所谓废旧电器是指由于种种原因人们不再使用的电子产品。这些电子产品包括 电脑和周边产品( 如打印机、扫描仪、ups 电源等) 、电视、电冰箱、空调、洗 衣机、手机等。 废弃电子产品可分为两类：一类是所含材料害性较小的产品，如电冰箱、洗 衣机、空调机：另一类是所含材料对环境危害较大的产品，如电脑、电视机的显像 管，电池、印刷电路板、手机等。 2 1 1 废旧电脑的组成材料 电脑材料主要是金属、玻璃和塑料，一台p c 电脑需要7 0 0 多种化学原料，其中 5 0 以上对人体有害。 显像管含有大量的铅以及钡等，氧化铅( pbo ) 在管锥和管颈的含量分别为 2 2 3 0 年n3 2 5 0 ，氧化钡( bao ) 则占管屏重量的j 7 0 。废弃电脑和显示器的含 铅量已占垃圾填埋物总含铅量的4 0 。 主机中各种板卡含有锡、镉、汞、砷、铬等重金属以及pvc ( 聚氯乙烯) 、酚 醛等塑料和溴化阻燃剂等物质。经分析，1t 随意搜集的电子板卡中，可以分离出 1 3 0 蚝铜、0 5 蚝黄令、2 0k g 锡、j 8 蚝的汞、2 4 6 姆镉、3 4 0 5k g 砷以及其他有毒 物质。 机壳、鼠标、打印机外壳、键盘是由abs 、改性ps 等塑料制成，涂有卤烃 类的防火涂料；中央处理器( cpu ) 、散热器、主板与硬盘等含银、金等贵金属以 及铜、铝等，中央处理器上的锌片和磁盘驱动器含有汞和铬；半导体器件、smd 芯片电阻和紫外线探测器中含有镉：_ 丌关和位置传感器含有汞：机箱含有铬；电池 含有镍、锂、镉等：电线、电缆外皮为聚氯乙烯pvc 和聚乙烯pe 。 2 12 废旧电池的组成材料 从各类电池的产生量来看，目前市场上使用量最大的电池有锌锰干电池、钳 酸蓄电池、镍镉电池等三大类。 其中锌锰干电池的主要成分为锌、二氧化锰、炭粉、氯化锌、氯化铵、碳棒、 氢氧化钾、添加剂和钢制外壳、汇流用的铜钉等；铅酸蓄电池的主要成分为铅、铅 的化合物、塑料、橡胶粉：镍镉电池的主要成分为镉、铁、镍、塑料。 2 1 3 废旧电视机的组成材料 6 华北电力人学硕士学位论文 电视机的组成材料主要是显像管、印刷电路板、机壳塑料等，其中显像管由前 面的屏板、后面的漏斗状部分及缩颈构成，屏板是含碱、硅酸等的玻璃，而漏斗状 部分则是含铅的玻璃；印刷电路板中含有金、银等贵金属；元件机板上有锡焊；机 壳含聚氯乙烯塑料，其中的稳定剂或添加剂含有重金属，有些塑料中还含有溴化阻 燃剂。 2 1 4 废旧冰箱、空调的组成材料 冰箱、空调的材料组成主要是压缩杌、机壳、元件基板、热交换器等组成，其 中压缩机由铜、钢、制冷剂c f c 一1 2 ，机壳的保温板内有发泡剂c f c l l ，热交换 器有铜管和铝片组成，机壳含聚氯乙烯塑料，其中的稳定剂或添加剂含有重余属 有些塑料中还含有溴化阻燃剂；元件机板上有锡焊，其它的部件中有玻璃等。 2 1 5 废旧洗衣机的组成材料 沈衣机的材料组成主要是塑料，有聚乙烯、聚丙烯、氯乙烯，其中的稳定荆或 添加剂含有重金属，有些塑料中还含有溴化阻燃剂；印刷电路板中含有余、银等贵 金属；元件机板上有锡焊，缸桶采用不锈钢材料等。 2 1 6 废旧手机的组成材料 废旧手机的机壳材料一般由为a b s + p c 塑料组成，主要危害来源是手机的电池， 手机电池有两类分别是锂电池和镍镉电池，其中含有铅、锌、砷等元素，一部废弃 手机扔在地下，周围4 平方米范围内都会受到污染。 2 2 废旧电器组成材料的环境危害 2 2 1 重金属污染对环境的影响和危害 废旧电器中含有的大量重会属，主要是指铅、汞、镉、铬、锌、铜、钴、镍等 重会属，而砷虽不属于重金属，但因其行为来源以及危害都与重金属相似，故将其 列入重会属类进行讨论。废旧电器中的这些重金属只所以会对环境、生物造成影响 和危害，是由于我国目前没有一条合理的规范的废旧电器回收、利用、处理渠道。 使得大量的废旧电器以长期露天堆积存放，手 ：作坊式的简单处理，随意性的填坶 和焚烧处理方式为主，使得重金属既可以直接进入大气、水体和土壤，也可以在大 气、水体和土壤中相互迁移，造成直接的和问接的环境危害。由于重金属不仅不能 被生物降解，而且通过生物和食物链的富集在人体中成积数累计因此重会属污染 危害难以消除，只能从根源上控制和减少重会属进入大气、水体和土壤环境。 铅，是种狄白色金属，性软，可延展，熔点为3 2 7 4 ，加热至4 0 0 5 0 0 时有大量铅蒸气逸出。它是所有环境污染物中最普遍，对入类健康危害最大的一种。 华北电力入学硕十学位论文 铅中毒的早期症状是，头晕、失眠、多梦、记忆衰退、乏力、关节疼痛，进一步发 展有腹痛、腹泻、食欲不振、手足麻痹等。急性或慢性的铅摄入会破坏人的神经、 代谢、生殖、血液系统以及肾脏等方丽的疾病；尤其影响儿童的智力发展。铅对植 物的危害表现为叶绿素下降，阻碍植物的呼吸及光合作用。谷类作物吸收铅较大， 但多数集中在根部，茎杆次之，籽实中较少。因此铅污染的土壤所生产禾谷类茎杆 不宣作饲料。 汞，是唯一在常温下呈液念的金属，银白色，汞的密度为1 3 6 9 c m ，熔点为 一3 8 9 、沸点为3 5 6 9 ，在常温下易于挥发。汞的化合物分为无机汞和有机汞， 其中有机汞对人类的危害较大，具有明显的神经毒性，甲基汞易在脑中积累，侵害 成年人的大脑皮层，也侵害小脑，对胎儿的侵害几乎遍及全脑；还对内分泌系统、 免疫系统有不良影响。汞中毒的症状是乏力、健忘、头痛头晕、失眠多梦、思想不 集中、手指和舌头麻木等。若病情进一步发展可引起全身运动失调、语言障碍、吞 咽困难、四肢麻痹、失明，严重者全身瘫痪甚至死亡。2 0 世纪5 0 年代发生在f 本 的震惊世界的公害病一水俣病，就是由于汞污染造成的。汞对植物的危害因作 物的种类和生长而异，汞在一定浓度下使作物减产，在较高浓度下甚至使作物死亡。 不同的植物对汞吸收能力是针植物 落叶植物，水稻 玉米 高粱 小麦，叶菜类 果菜类。 镉，是一种具有银白色光泽，软性、延展性好、酬腐蚀的稀有会属。密度为 8 6 4 9 c m 3 ，熔点为3 2 0 9 、沸点为7 6 7 。镉本身无毒，但镉的化合物毒性很大， 在土壤中存在的状念很多，大致可分为水溶性镉和非水溶性镉两大类。在土壤偏酸 时，镉溶解度增高，在土壤中易于迁移，而在土壤氧化条件下，镉也易变成可溶性， 此时植物非常易于吸收，产生“镉米”、“镉菜”等危害人类的食物。镉是对人体 有害的元素，毒害性与汞齐名，通过食物链进入人体，引起慢性中毒使肾脏发病， 分泌失调，糖尿病，血压升高，心血管病，甚至致癌、致畸。镉中毒的症状是骨痛、 神经痛，连呼吸都十分痛苦，直至不能吃饭，在百般痛苦中死亡。2 0 世纪j o 年代 发生在同本的震惊世界的公害病一痛痛病，也称“镉米事件”，就是山于镉污 染造成的。 铬，是一种钢灰色，质脆而且酬腐蚀的硬金属，密度为6 9 2 9 c m 。，熔点为 1 9 0 0 、沸点为2 6 4 0 。在常温下不稳定，能被空气中的氧氧化。铬在土壤中主要 有两种价态：c r ”和c r l 。两种价念的行为极为不同，c r ”活性低而毒性高，主要存 在于水中：c r ”活性高而毒性低，主要存在于土壤与沉积物中。铬对植物的危害， 植物吸收铬约9 5 留在根部，高浓度的c r ”阻碍植物的水分和营养向上部输送，并 破坏代谢作用。铬对人体的危害，人类饮用含铬超标的饮用水时，会发生口角糜烂、 腹泻、消化紊乱，有的还会出现中毒性肝炎、肾炎和继发性贫血等症状，而铬化物 可引致哮喘、肺气肿、呼吸道溃疡，甚至破坏人体dna 组成。 r 华北电力大学硕十学位论文 砷，是化学元素之一，有狄、黄和黑色三种同素异形体，其中狄色晶体具有会 属性，质脆而坚硬。密度为5 7 3 9 c m l ( 1 4 ) ，6 1 5 升华、熔点为8 1 4 。c 。砷化物 的毒性作用，主要是与人体细胞中酶系统的硫基相结合，致使细胞酶系统作用障碍， 对人体产生危害，砷中毒的损害是多方面的，涉及呼吸、神经、消化、泌尿、心血 管疾病，还能使红血球溶解、破坏j 下常生理功能、甚至致癌等。砷对植物的危害， 最初症状是叶片卷曲枯萎，进一步是根系发育受阻，最后是植物根、茎、叶全部枯 死。 其它几类重金属的危害，人体吸入过多的铜时，会得一种威尔逊( w i ls o n ) 肝 细胞雀斑性退化病：人体中锌含量过高时易得肠胃癌；钴的化合物甲硫氨合成镁能 催化重金属离子在水溶液中的甲基化反应，生成毒性很高的物质如h g ( c 呦? 和 p b ( c i = i ) ，增大了汞和铅的危害；镍具有致癌性，对水生生物有明显危害，镍盐能 引起人体过敏性皮炎。 2 2 2 其它组成材料对环境的影响和危害 废旧电器中的聚氯乙烯塑料和含溴化阻燃剂的电缆，如果对之进行焚烧，就会 释放出二恶英、致癌的多环芳香族碳氢化台物( 以及氮氧化物和氰化物) 等大量有 害气体，最终形成酸雨；在电子器件上浇酸溶液，以提取银和金，大量的酸液流入 河流、渗入土壤中，使得地下水严重污染，以致地下水不能饮用水、土壤不能耕种： 激光打印机和复印机中的碳粉也是导致从事打印和复印工作人员肺癌发病率升高 的元凶：空调和冰箱的制冷剂c f c 1 2 和发泡剂c f c 1 1 ，在回收处理过程中泄露， 是导致大气臭氧层破坏的主要元凶。 华北电力大学硕十学位论文 第三章回收处理存在的问题和技术关键 3 1回收处理所存在的问题 3 1 1废1 日电器回收处理难度大 一方面，废旧家用电子电器产品的结构日趋复杂，在回收这些产品中的可再利 用物质耗时、耗工，拆除难度大。在拆除过程中有毒有害物质的排放可能对工作人 员的身体健康产生危害。另方面，由于目前没有要求生产企业履行回收再利用家 用电子电器产品的责任，厂家在设计时考虑的是如何最大限度地获得经济利益，因 此在产品设计上没有从资源回收再利用和环保的角度考虑，因而就无法提供有关产 品有效回收再利用的信息。 3 1 2 废旧电器回收处理技术落后 由于废旧电器处理需要采用先进的技术、设备、工艺，初期投入较大，利润回 收时间长，而国家的政策支持有限，因此很难吸引企业进入。除了少数企业或者个 人在进行非法而且不环保的处理之外，国内的废旧电器处理基本处于停滞阶段。家 用电子电器产品数量和种类的增加、产品技术含量的提高、产品组分的增加，导致 废旧电器处理能力明显不足，表现在废旧电器处理场地不足、处理手段和技术远远 落后于家用电子电器新产品的出现。目自“还没有一种合适的手段可以处理各种废旧 电器。 我国废旧电器回收处理技术低下，至今尚没有一条大规模的自动化处理生产线， 还停留在手工操作的水平上。因此回收利用的效率不高，经济效益不好，企业回收 利用的积极性不高。 3 1 3 没有健全的“绿色回收”体系 i 、废旧电器的主要回收方式极具危害性 我国废旧电器产品的废弃和回收主要是通过旧货市场、小贩、各类电器拆卸作 坊和垃圾处理厂共同实现的，如图3 一l 所示。 0 华北电力人学硕十学位论文 消费者 手中的 废lf 1 电 器产晶 l r 货 市 场 拆卸 作坊 小贩 垃圾处理厂，进行简单处 理：填j ；l ! 、焚烧 简单处理： 破碎、火烧、酸蚀 对于仍可以使州的l 毡器做简 单修理，销往农村 人多数无法处理的产晶直接 抛弃在环境中 废弃物贵金属同收 ( 效率很低) 残余物质以及废气、废水、 废渣直接弃丁环境 图3 - 1 电器产品废弃和回收途径 小贩收来的旧电器一般有两个出路：能用的，改头换面后卖到农村，这样的旧 电器既有安全隐患，又会对原有的家电市场形成冲击；不能用的玻璃、塑料等能卖 钱的卖了，其余的视为垃圾，直接抛弃在环境中，对环境造成巨大危害。 手工作坊在产品废弃和回收中也存在极大的问题。在国外，电子产品的拆解是 专业性很强、技术含量很高的工作，而我国的拆卸作坊，往往采用最简单原始的破 碎和分离办法。同时，由于废旧电器中含有相当数量的贵重金属( 如金、银、铜、 锡、铬、铂、钯；每吨随意搜集的电子板卡中，可以分离出1 3 0k g 铜、0 5k g 黄 会、2 0 蜉锡，仅黄会的价值就是6 0 0 0 美元) ，许多手工作坊，凭借几把锤子和一 个硫酸池就解决了问题。硫酸把其他成分腐蚀掉而留下贵金属，于是钞票源源不断 进入非法拆解者的腰包，而酸液等大量有害物质也源源不断地被排入河流、渗入地 下。这种情况在浙江的台州、宁波及舟山、广东贵屿等地十分严重。 至于垃圾处理厂，由于技术落后，目前基本上以传统的填埋和焚烧为主，既浪 费资源又危害环境。 2 、市场混乱，缺乏行业监管 目前，多数均是小打小闹的个体回收。走街穿巷收购到的废| f 1 家电，多数也是 经过东拼西凑改头换面后，再异地转移到农村和贫穷地区去“超期服役”，结果常 园质量不能保证，使消费者蒙受损失。拼凑后的无用部分，常作为垃圾抛弃或焚烧， 既污染了环境，又浪费了可再利用的资源。 f 规回收渠道效率低下，现有的f 规回收渠道几乎是形同虚设。以北京崮体废 物管理中心，每年只回收处理掉整个北京地区年产废旧电器总额的1 2 0 ，而其余 的全部流到个体拆卸作坊手中。 对于废旧家用电器的再生利用，过去我国曾经出现了部分回收利用的部门，但 华北电力人学硕十学位论文 这些部门的主要功能仅仅停留在废旧电器的收集上，在进行修理后，重新投入市场， 并没有从源头上减少废物的产生量。 至今，我国的废旧电器市场仍然处于混乱的无序状态，没有一个固定的监管部 门对废旧电器市场进行监督和管理。 3 1 4 回收处理技术及“绿色设计”的研究重视不够 我国废旧家电回收处理技术低下，至今尚没有大规模的自动化处理生产线，还 停留在手工操作的水平上。因此回收利用的效率不高，经济效益不好，企业回收利 用的积极性不高。 对“绿色设计”的研究重视不够，绿色设计的产品对生态环境不会产生不良影 响，同时又是可以再循环、再生或易于安全处置的。据了解，专业从事这方面研究 的高等院校、科研机构很少。过去，少数高校曾经丌设有物资再生专业，也因种种 原因撤消，以至该方面的专业技术人员奇缺。由于家电产品不能做到“绿色设计” 也就给淘汰后的再利用带来一定的难度。 3 1 5 缺乏对非法进口废旧电器的严格控制 虽然中国已禁止废旧电器的进口，而且国际条约巴塞尔公约已规定全面禁l e 通 过任何理由从发达国家向发展中国家出口所有有害废物，但废旧电器在我国的蔓延趋势 仍令人担忧。 大量“电子洋垃圾”涌入我国的原因，是发达国家环保法规较严格，处理这些危险 废物的费用很高，通常安全处理1 吨有毒废物需2 0 0 0 多美元，而向境外倾倒1 吨有毒 废料只需花几十美元，所以，某些国家和企业就不择手段地将垃圾转运到法规相对不严 的发展中国家和地区。据悉，目前全球每年产生的危险有毒废物约有3 4 亿多吨，大多 产生于发达国家，而发展中国家和地区则成为电子垃圾的倾倒场，我国又是主要的电子 垃圾进口国。 3 1 6 缺乏健全的法律法规 我国目前还没有对废旧电器的回收立法，但这方面的探讨一直在进行。废旧电 器的回收和再利用是耗资十分巨大的系统：【程，它的主要贡献不仅有经济效益，而 且有社会效益和环境效益。虽然已出台了中华人民共和国清洁生产促进法、q 一 华人民共和国固体废物污染环境防止法，但其中对废旧电器的有毒有害原材料的 使用、回收处理方面并未做出详尽规定，缺乏详尽具体的法律法规。诸如“电予产 品中禁止使用有毒有害物质指令”、“废旧家电回收管理办法”、“家用电器报废标 准”、“家电再生产品质量标准”等系列相关政策法规，其中一些法规的征求意见 2 华北电力人学硕十学位论文 稿已出台或准备出台。 3 2 废旧电器产品资源化的关键技术 3 2 1 关键技术分析 废旧电器产品资源化以相关的生态、经济、评价、工程与工艺、管理等理论为 指导，需要经历从废旧电器产品的回收到使其转化为新的产品或者材料的复杂过 程，这一过程需要采用各种高新技术，其关键技术可划分为共性技术、再制造技术、 再循环技术等。 ( 1 ) 共性技术：如面向废旧电器产品资源化的产品设计技术、资源化方式选择 建模技术、废旧电器产品剩余寿命评估技术、资源化预处理技术、产品全寿命周期 及逆向物流管理等。 ( 2 ) 再制造技术：如微纳米表面工程技术、产品再制造信息化升级技术、质量 自动控制技术、先进材料成形与制备一体化技术、虚拟再制造技术、先进无损检测 与评价技术、再制造快速成形技术等。 ( 3 ) 再循环技术：如材料分类检测技术、产品粉碎及粒化技术、材料物理及化 学分选技术、循环产品的再利用技术等。尽管以上理论与技术都急需丌展研究，但 通过对现有的成熟理论技术进行综合集成创新，即可取得明显成效。 3 2 2 机械处理技术及工艺流程 ( 1 ) 机械处理的工艺流程：机械处理技术目前分为破碎、分级、分选、压缩及 储存、破碎。以资源化为主的工艺如图3 2 所示。这种流程的特点是处理过程中不 必经过人工的选择和拆卸，全部的工作都是机械自动化处理，这样，把废弃物直接 进行粉碎后进行分离，可部分节约劳动力和处理费用。但由于全部粉碎后混杂在一 起的成份较多，进行有效分离的难度较大。 图3 2以资源化为主的工艺流程 华北电力人学硕士学位论文 ( 2 ) 瑞典( s r ) 的工艺流程：瑞典s c a n d i n a v i a n r e c y c l i n g a b ( s r ) 是世界上最大 的回收公司之，一直致力于实施和开发电子废弃物的机械性护理技术和设备，处 理的基本流程见图3 3 。该流程由于在破碎前进了预分类，分离效果比以资源化为 主的工艺流程要好。 图3 3 废旧电器处理的基本流程 ( 3 ) 德国的机械分选法工艺流程：德国在探索用机械分选法处理废旧电子产 品方面近年来作了很大的努