（环境科学专业论文）固体废弃物资源化管理与评价研究.pdf

a b s t r a e t a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fo u rs o c i e t ya n dt h ei m p r o v e m e n to ft h es t a n d a r do f l i v i n g ，t h ep r o b l e mc a u s i n gb yt h es o l i dw a s t ei sg e t t i n gm o r ea n dm o r es e r i o u s s o t h er e c y c l i n go ft h es o l i dw a s t ec a l l st h ea t t e n t i o nt ot h ew h o l ew o r l d s h a n g h a i ，a sa i n t e r n a t i o n a lm e t r o p o l i s ，h a sag r e a tp o p u l a t i o nf l o w t h u st h es o l i dw a s t eg r o w su p q u i c k l y h o wt om a n a g et h es o l i dw a s t ei nar e c y c l i n gw a y i si m p o r t a n t t h i sp a p e rs t u d i e so nt h ea c t u a l i t yo ft h er e c y c l i n gi ns h a n g h a ia n dd i s c u s st h e i n t e r r e l a t e dq u e s t i o na b o u tt h ea s s e s s m e n to ft h er e c y c l i n go fs o l i dw a s t e a c c o r d i n g t ot h ea s s e s s m e n t ，t h ep r o b l e ma b o u tt h er e c y c l i n go fs o l i dw a s t ef a c i n gi ns h a n g h a i i sf o u n do u t ，f u r t h e r m o r et h es u g g e s t i o na n dc o u n t e r m e a s u r ea l eb r o u g h tu p b a s e do nt h es i t u a t i o no ft h em a n a g e m e n to fm u n i c i p a ls o l i dw a s t ei ns h a n g h a i ， w eb u i l du pt h ef o r e c a s t i n gm o d e lw h i c hi su s e dt of o r e c a s tt h eo u t p ma n dt h e c o m p o n e n to f t h es o l i dw a s t ei ns h a n g h a ia c c o r d i n gt ot h eg r e ym o d e l f u r t h e r m o r e ， w ef o r e c a s tt h eo u t p u ta n dt h ec o m p o n e n to ft h es o l i dw a s t ei ns h a n g h a ii nt h en e x t f i v ey e a r s a i m i n ga tt h en e w - s t y l ee l e c t r o n i cw a s t e ，id e s i g n e da n dd e v e l o p e dt h e n e t w o r kp l a t f o r mb yw h i c ht h em u n i c i p a ls o l i dw a s t ei ns h a n g h a ic a nb em a n a g e d k e yw o r d s ：s o l i dw a s t e ，e - w a s t e ，r e c y c l i n g ，m a n a g e ，f o r e c a s t i i 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定， 同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版 本：学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、 扫描、数字化或其它手段保存论文：学校有权提供目录检索以及提供 本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有 关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前 提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名：韬毛k 兰! 竺一! 卫 经指导教师同意，本学位论文属于保密，在年解密后适用 本授权书。 指导教师签 年 妒少 学位论文作者签名：参敝一 护c ，年专月 f 7 日 | 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行 研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文 的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的 作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集 体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任 由本人承担。 签名：蝴 绰棚j 7 日 第l 章引言 第1 章引言 1 1 固体废弃物资源化利用的基本状况 固体废弃物是指人类在生产建设、日常生活和其他活动中产生的，在一定时 期和地点无法利用而被丢弃的污染环境的固体、半固态废弃物。事实上，废弃物 是一个相对概念，不存在任何绝对的废物。往往一种过程中产生的废弃物，可以 成为另一个过程的原料。在当今发达的国家里，废弃物被定义为“4 得其所的资 源”，“是在不恰当的时间，放在不恰当的地方的原材料”。 固体废弃物资源化，从广义上讲，是资源的循环再利用。从狭义上讲，是为 了再循环利用废废物而回收资源和能源，同时包涵实现资源和能源回收所采取的 管理工艺措施和技术方法。 固体废弃物资源化利用是对社会生产和消费过程中产生的各种废旧物资进 行回收和再生利用，主要废旧物资有废钢铁、废纸、废塑料、废橡胶、废玻璃、 工业废弃物的回收。还有对生产过程中产生的废渣、废水、废气、余热、余朋i 进 行回收利用。其中废渣分煤歼石、粉煤灰、冶金废渣( 包括冶金废渣、有色金属 渣) 、化工废渣( 包括磷石膏、电石渣、铬渣、脱硫石膏) 和轻工业废渣( 包括酒糟、 制糖废渣、啤酒糟) 等五大类。 国际上固体废弃物的资源化利用已有3 0 年的发展历史，从理论和实践上确 立了固废全过程( 产生、收集、运挖、贮存、再循环、再利用、处理、最终处置) 的管理控制体系。图1 1 就是废弃物从产生到最终生命的一个简易流程图，从中 可以看到固体废弃物资源化利用的主要形式和途径。 固体废弃物资源化包括使用对环境友善和可再生的材料；设计容易维修、拆 卸的产品：应建立回收系统，寻找再利用的途径；不能再生的元件使用适当的废 物处理设施。固体废弃物资源化的内涵可归结于“减量化、资源化、无害化 的 循环经济理念 2 1 。 减量化( r e d u c e ) ：以开发和利用资源与能源最小化为目标。就是通过适当 的手段减少废弃物的数量、体积，并尽可能地减少废弃物的种类、降低危险废弃 物的有害成分浓度、减轻或消除其它危险特征等，从源头上直接减少废弃物对环 境和人体健康的危害，最大限度地合理开发和利用资源与能源。 资源化( r e u s e ) ：以废弃物利用最大化为目标。就是采用适当的方法和技术 从废弃物中回收物质和能源，加大废弃物的转化周期，加速物质和能源创造经济 价值的方法。 固体废弃物资源化利用是我国的一项基本国策，是保证资源永续利用；实现 第l 章引言 经济和社会发展战略目标的现实选择。固体废弃物资源化利用的意义有以下四 点： 废弃物产生 废弃物收集 废弃物包扎 中转站 废弃物填埋 废弃 废弃物减少 废弃物再利用 每f i l l 一图1 1 综合固体废弃物管理方法1 ( 1 ) 从资源利用的角度。 固体废弃物资源可作为生产中的重要的原料来源，弥补了生产的快速发展与 自然资源不足的矛盾。我国自然资源的人均占有量远远低于世界平均水平，就是 说我国是一个资源贫乏的国家。例如，我国人均占有铁矿资源量不到世界平均水 平的一半，因此，钢铁工业原料的4 0 左右依赖于废钢铁。 ( 2 ) 从节约能源的角度。 固体废弃物资源化利用能大量地节约了能源。例如，每利用一吨废钢铁，可 炼钢8 5 0 公斤，相对于用铁矿石炼钢可节约成品铁矿石2 吨，节能0 4 吨标准煤： 每利用一吨废纸可生产纸浆8 0 0 公斤，相对于木浆造纸可节约木材3 立方米，节 约标准煤1 2 吨，节电6 0 0 千瓦，节水1 0 0 立方米【3 j 。 ( 3 ) 从环境保护的角度。 固体废弃物资源化利用，缓解了污染，保护了生态环境。每回收利用1 吨废 旧物资，相当于减少了4 吨垃圾的处理量，减轻了垃圾无害化处理的难度。 ( 4 ) 从社会就业的角度。 固体废弃物资源化回收行业是一个劳动力密集型行业，可以大量吸纳城乡富 余劳动力，缓解目前国内面临的就业压力。 2 第l 章引言 1 2 课题的背景、意义及研究内容 1 2 1 课题的来源、背景及意义 本课题来源于上海市科学技术委员会科技攻关项目废弃物资源化再生循环 利用管理和评价研究，课题编号0 3 2 3 1 2 0 4 6 。 自然环境是人类赖以生存的物质基础，它为人类的生存提供了一切条件。随 着科学技术的进步，社会经济进入了高速发展时期，工业文明极大地改变了人类 的生活，同时也带来了自然资源的日益枯竭和世界性环境污染的日趋严重，严重 影响了人类继续发展和生存。 根据目前的技术条件，在生产中，总免不了会将所利用的一部分天然资源作 为废弃物而丢弃；在消费中，各种产品又都有一定的使用寿命，超过一定期限就 会成为废弃物而被抛弃。所以，在当前的生产、生活中，固体废弃物的产生和抛 弃有其必然性。而解决环境问题的最有效方法就是放弃那种大量生产、大量消费 的社会生活方式以减少材料的生产、使用和废弃。但是如果这样做，工业生产 就会停滞不前，大众的消费水准就会降低。所以，单纯地抑制经济增长只会激化 矛盾，因此，增长是绝对必要的。持续增长必须以环境问题为前提，通过新技术 的进步来满足人类社会的各种需求。 西方一些主要的发达国家，如美国、加拿大、英国、德国、法国、澳大利亚 等国，经历了1 9 7 3 至1 9 7 4 年的能源“危机 之后，就不得不重新估价本国的资 源状况并因地制宜的制订了各自的资源政策计划。以能源为例，无论耗能浪费与 否各国均强调节能，并充分利用再生资源。 在我国，1 9 8 3 年我国国务院召开的第二次全国环境保护会议中宣布把环境 保护、综合利用再生资源作为我国的一项基本国策。在1 9 9 5 年通过的社会发 展科技计划纲要中，“废弃物资源化”这一提法也已正式出现在国家的重要文件 中【z j 。另外，1 9 8 5 年国务院( 路) l1 7 号文“关于开展资源综合利用若干问题的暂行 规定”，制定了一系列鼓励开展资源化利用的政策和措施，调动了企业的积极性。 1 9 9 6 年国务院( 9 6 ) 3 6 号文“关于进一步开展资源综合利用的意见”，使资源化利用 的规模不断扩大，技术水平显著提高，取得显著的经济效益和社会效益。同时， 制定了一系列的政策、法规；制定了开展综合利用的“因地制宜、鼓励利用、多 种途径、讲求实效、重点突破、逐步推广”的方针，以及相应的优惠政策、限制 性政策：制定了1 1 个技术标准，成立了相应的机构和体制【4 】。 在最近几年里，各行各业不断使用“回用”、“再生”和“资源化”这些字眼，而 且这种趋势还在继续。“回用”，是指不止一次地使用废旧材料和产品；“再生”， 指的是例如纸、塑料、玻璃这些固体废弃物，用比较经济的加工方法使之成为再 生材料：“资源化”，常指用固体废弃物制取可用的材料或能量包括废弃物的综 3 第1 章引言 合利用。虽然这些用词之间有着重要的技术上的区别，但从概念上来说都有一个 目标，就是使废弃物具有最优化的价值，减少和防止从一切生产和消费活动中产 生固体废弃物。所以，固体废弃物处理的最终出路在于废弃物资源化。目前，发 达国家已将“废弃物资源化”列为国家经济建设的重点，并将固体废弃物列入资源 的范畴将再生资源的开发利用视为第二产业，掀起了“二次物料工业革命”的热 潮，形成了一个新兴的工业体系。 进入2 l 世纪，我国的现代化建设取得了举世公认的成就，中国已成为世界 瞩目的经济大国，而上海作为中国对外经济贸易的一个窗口，经济上也有了飞跃 的发展，但是，不可否认的是，我们在固体废弃物资源化管理方面还存在不足， 资源化利用方面还与发达国家之间存在着一定的差距。上海作为国际性开放城 市，工业化程度较高，人口密度较大。上海国民经济十多年的稳定、快速发展带 来了资源需求和废弃物排放量的逐年增长。据2 0 0 3 年年鉴统计，上海市固体废 弃物排放总量达到2 2 7 5 2 5 万吨，其中工业固休废弃物约占1 6 5 9 3 8 万吨，城市生 活垃圾5 8 5 3 0 万吨。据上海市容环境卫生管理局统计2 0 0 3 上海各类固体废弃物 日产量分别为：工业固体废弃物4 5 4 6 3 吨日、建设工程废弃物6 2 2 0 0 吨日、生 活垃圾1 6 0 4 0 吨日、餐厨垃圾11 0 0 吨日。如果沿袭传统工业经济环境退化性的 先行经济发展模式，上海在获得快速经济增长的同时，无疑要付出较高的环境代 价；相反，如果采用当今循环经济的友好性发展模式，上海就有可能用较小的环 境代价来赢得较好的经济增长。对于自然资源缺乏、环境容量有限的上海，开展 固体废弃物资源化利用是上海可持续发展的必然选择。 1 2 2 研究内容 当前，为实现城市可持续发展战略，努力做到社会、经济和环境协调发展， 全国各地都把减量化、资源化和无害化处理城市固体废弃物提到了重要的议事日 程和办事日程。准确地掌握固体废弃物产生量的发展变化的规律，是城市发展规 划的重要参考指标之一。本课题以上海市城市生活垃圾为例，开展城市生活垃圾 产生量及组分的分析研究，并对上海市今后5 年的城市生活垃圾产生量及组分进 行预测，具有重要的现实意义。 本课题利用数据库技术和计算机网络技术，以电子废弃物为例，设计开发了 电子废弃物资源综合利用信息平台，构建了电子废弃物交易平台，便电子废弃物 的收集和处理无害化、规模化、信息化，实现固体废弃物的减量化和资源化再生 循环利用。为大力推进上海市固体废弃物资源化再生循环利用提供信息技术保障 和支撑。 综上所述，对上海市固体废弃物资源化管理与评价的研究，对进一步推行固 体废弃物资源化利用，提高上海市固体废弃物资源化管理程度有重要意义。本课 4 第1 章引言 题为适应中国加入w t o 和上海地区全面推进固体废弃物资源化管理，重点面向 政府管理部门和企业( 特别是中小企业和国企) ，开展具有上海特色的固体废弃 物资源化管理机制与评价研究有重要的辅助作用。提升了上海生态城市的良好形 象，增加了社会与经济效益，有力促进了上海的城市建设与发展。 5 第2 章固体废弃物资源化利用的发展 第2 章固体废弃物资源化利用的发展 2 1 国外发达国家资源化综合利用的发展 自从2 0 世纪9 0 年代确立可持续发展战略以来，德国、日本、美国等国家相 继把发展循环型经济( c i r c u l a re c o n o m y ) 、建立循环型社会看作是实施可持续发 展战略的重要途径和实现形式。循环经济是对物质闭环流动型( c l o s i n gm a t e r i a l c y c l e ) 经济的简称，其关键是资源再生循环利用瞪】。 资源再生循环利用成了世界可持续发展的潮流，欧盟诸国、美国、日本、澳 大利亚、加拿大等国家都已经先后按照资源闭路循环、避免废物产生的思想重新 制定了各国的废物管理法规。1 9 9 5 年美国世界观察所在世界状况上发表重 要文章建立一个可持续的物质经济，从理论高度提出2 1 世纪应该以再利用和 再循环为基础，建立一个以再生资源为主导的世界经济。近年来，世界上不仅发 达国家在积极推进资源再生循环利用，中等发达的国家如新加坡、以及发展中国 家如印度等也都在积极推进和实施资源再生循环利用，并制定了法律和具体实施 办法。可以认为，资源再生循环利用已成为全世界不可抗拒的潮流，是国际性社 会经济发展的一个大趋势，是2 l 世纪经济、社会发展和文明进步的重要标志。 下面就从综合技术的发展和法制化管理二方面进行分析比较。 2 1 1 综合利用技术 美国是最早研究粉煤灰利用的国家。早在三十年代开始研究粉煤灰在砼中替 代水泥，四十年代已将粉煤灰应用于修筑水堤，n ) k 十年代，已将粉煤大量应用 于商品砼中。 日本除将本国的全部粉煤灰应用于水泥原料、水泥混合料的砼掺合料之外， 每年还进口一定量的粉煤灰补充本国的不足。日本的冶金渣资源大量应用于道路 和土建中，有的还用作复合保温材料等利用率已达到9 7 ，并制定“钢渣路基 的设计施工指南 和“钢渣铺设沥青路面的设计施工指南”等应用技术标准。在 美、英、法、澳等国的公路，及飞机跑道上都曾采用过以钢渣为骨料的沥青砼。 英国利用粉煤灰陶粒建造高速公路防滑路面，法国、日本、意大利对废弃耐火材 料的再利用技术发展很快，有的钢厂的废耐材再利用率达8 0 以上。 近年来发达国家的工业废弃物综合利用技术的发展趋势是向高技术含量、高 附加值产品方向发展，如日本把铁合金渣制成喷丸材料：美国将粉煤狄应用于灌 浆材料、塑料和涂料中；日本将粉煤灰用于溶雪剂、土地改良和合成高级建材等， 均提高了粉煤灰的应用附加值。 6 第2 章固体废弃物资源化利用的发展 欧洲对生活垃圾普遍采用焚烧发电供热的利用方式。欧盟原1 2 个成员国中， 已有数以百计的垃圾焚烧厂日本、新加坡等大部分生活圾也是被焚烧利用的。 英国东南伦敦联合热电集团一年焚烧4 0 万吨垃圾，发电3 3 0 万千瓦，产生热力 7 5 0 万千瓦。垃圾焚烧处理成本较高，一般发展中国家无法实施。近年对垃圾焚 烧的二次污染问题越来越引起关注，一些替代方法正在发展中如生化处理，并获 得绿色有机肥。对卫生填埋的垃圾产生的沼气，美、澳、荷等国利用它来发电已 很普遍。在美国仅采用外燃式引擎发电的垃圾场点达数十个之多。为了实现垃圾 的资源化利用，分类回收是必须的。发达国家几乎均实行垃圾的分类收集，大部 分国家实行垃圾回收收费制。欧洲7 0 以上的废砼得到了回收利用，主要将其 制成骨料，添加在新砼中；也有制取墙体砌块的。 美国和日本对城市污泥很少采用填埋处置，而大部分加以利用如焚烧发电或 农用。美国将污泥与煤炭富氧旋风混烧，其熔渣特性坚硬，是一种优质玻璃体建 材。德、日也在发展这种利用技术。 国外废旧家电或电子废弃物的回收利用技术以干法或物理法为主，首先经一 次或二次破碎，磁选以分离含铁金属，再用电涡流分选以分离铝金属，然后用重 力分离，分开塑料与含残余塑料的非铁金属，对后者可再采用静电分离，以彻底 分离塑料与非铁金属。这是一个较为先进的欧美大多应用的处置利用方法。 2 1 2 法制化管理 上世纪七十年代能源危机深化了人们对保护资源和回收资源的重要认识。 1 9 7 6 年美国首先制定了资源保护与回收法。到了八十年代，人们大多注意到 了资源化处理废弃物。随着环保呼声的日益高涨，发达国家大多开始为资源综合 利用立法。到了9 0 年代，特别是可持续发展成为世界各国共识之后，源头预防 废物产生和全过程治理替代了污染的末端治理，清洁生产和循环经济成为各国可 持续发展的重要抓手，许多国家的资源综合利用从此走上了法制化轨道。美国国 会在1 9 9 0 年通过了：污染预防法，其后能源部、环保局等相关部门均制定了工 业“三废”减量和综合利用计划【6 j 。 ( 1 ) 德国 是发展循环经济较为成功的国家之一，其成功的一个重要因素是制定发展循 环经济的法律法规。德国政府在1 9 7 2 年制定了废弃物处理法，1 9 9 1 年德国 首先按照循环经济思路制定了包装条例，要求德国生产商和零售商对于用过 的包装，首先要避免其过度发生，其次要实施回收利用，以大幅减少无害化处理 如填埋或焚烧的数量。1 9 9 2 年1 0 月颁布了电子废弃物条例，规定了其制造 商和零售商对回收电子废弃物的责任。1 9 9 6 年又重新制定了循环经济与废弃 物管理法，该法成为德国发展循环经济总的“纲领”。在此法律框架下，德国政 7 第2 章固体废弃物资源化利用的发展 府根据各部门各行业的不同情况，制定了促进各部门各行业垃圾再利用的法规， 使饮料包装、废铁、矿渣、废汽车、废旧电子商品等“变废为宝”。为了促进生物 资源技术的开发以及市场化，德国政府制定了：生物资源发展法规等法律法规， 促进了循环经济的发展，规范了政府、社会、企业和国民的行为。 ( 2 ) 日本 与德国相比较，日本先在具体领域实施，然后建立系统整体的循环经济法规 不同，日本的循环经济则是先有总体性的再生利用法，然后再向循环经济的具体 领域推进。2 0 世纪9 0 年代，日本政府提出了“环境立国的口号，并集中制定 了废弃物处理、再生资源利用、包装容器利用和家用电器循环利用、化学物质管 理等一系列法律法规。2 0 0 0 年，日本召开了“环保国会 ，通过和修改了多项环 保法规。大致可以分为三个部分：一是基础部分，通过了推进形成循环型社会 基本法；二是综合部分，通过两部法律，固体废弃物管理和公共清洁法和促 进资源有效利用法；三是各种产品具体的标准，其中主要包括： 促进容器与包 装分类回收法、家用电器回收法、建筑材料回收法、食品回收法以及绿 色采购法等。这些法律法规的颁布，为日本建立循环经济型社会搭建起了稳固 的社会法律框架，规范了在这一问题上的社会行为。目前日本规定电冰箱、洗衣 机的再商品化率( 资源回收) 在5 0 以上，电视机为5 5 以上，房间空调机为 6 0 以上。2 0 0 3 年日本还颁布了针对电子废弃物的个人电脑主动回收和循环再 利用的政府规赳。 ( 3 ) 美国 是世界上最大的垃圾生产国，每年仅生活垃圾就高达2 亿吨，垃圾的回收和 再利用成为美国施行循环经济的焦点和动力。为促进和发展循环经济，在2 0 世 纪7 0 年代，美国联邦政府制定了专门的固体垃圾处理法案，2 0 世纪8 0 年代 后，美国的加利福尼亚、新泽西、俄勒冈等州政府也根据各自的情况，制定了相 关的法律法规，以法律法规的形式对资源再生循环利用规范化。1 9 9 0 年加州通 过了综合废弃物管理令，该法令要求通过资源削减和再循环减少5 0 废弃物， 未达到要求的城市将被处以每天l 万美元的行政罚款。加州规定玻璃容器必须使 用1 5 6 5 的再生材料，塑料垃圾袋必须使用3 0 的再生材料：威斯康星州规 定塑料容器必须使用1 0 2 5 的再生原料；由7 个州组成的州联盟规定4 0 5 0 的新闻纸张必须采用再生纸。 ( 4 ) 法国 1 9 7 5 年7 月，法国政府制定第一部垃圾处理法，指令各地区1 5 年内实 现生活与工业垃圾的统一收集和运输，并将其分成日常及危险两类，送到指定地 点分别处理。该法以卫生和健康为主要目的，要求妥善处理垃圾废品，尽量减少 8 第2 章固体废弃物资源化利用的发展 对环境的污染。1 9 9 2 年7 月，法国政府又制定了第二部垃圾处理法，指令各 地区1 0 年内实现垃圾分类及回收再利用。该法律体现了新的环保观念，要求充 分做到垃圾的循环再利用。同时，还明确规定全体公民有主动参与环保的义务和 责任。在此基础上，法国政府有关部门制定了不同垃圾处理的法规，使多种类的 垃圾从收集、运输到最终处理都有章可循。2 0 0 2 年1 2 月，法国政府将废旧轮胎 列入国家强制回收项目，责令法国境内的轮胎生产与销售商自2 0 0 3 年起，每年 投放市场多少吨新轮胎，次年必须回收吨数相等的旧轮胎，回收费用全部由生产 和销售商承担。 ( 5 ) 欧盟 欧盟为维护生态环境，强化资源综合利用，对废弃物的处理制定了先后顺序 和最高处理原则，作为欧盟成员国制定相关法规的指导原则。1 9 9 8 年7 月欧盟 颁布了涵盖了所有电子电器废弃物的废旧电子电器回收法，2 0 0 2 年，欧洲议 会通过一项法律草案废弃物及电子设备指令，要求欧盟成员国的电器制造商 从2 0 0 4 年8 月1 3 日起为其废旧回收利用付费。2 0 0 3 年2 月，欧盟颁布了有关 发展循环经济的法规：废弃的电器电子产品管理指令和禁止在电器电子产 品中使用有害物质的规定，这两项法律要求笔记本电脑、台式电脑、打印机、 c p u 、主板、鼠标、键盘、手机等业务，必须在2 0 0 5 年8 月1 3 日以前建立完整 的分类、回收、复原、再生使用系统，并负担产品回收的责任；从2 0 0 6 年7 月 1 日起，除个别情况外，禁止使用铅、水银、镉、六价铬和某些溴化阻燃剂等物 质f 8 】a 纵观上述发达国家，废弃物立法的目的通常有两个：一是治理废弃物污染， 保护人体健康和环境；二是控制和防止产生废弃物污染，促进对废弃物的再利用。 这些法规的主要特点，归纳起来有四点： 产品在设计阶段就应该考虑它的可重复使用、易回收循环利用和对环境无 害。 产品的生产商对产品的全生命周期负责，生产者应承担使用后的处置费 用。 严格按产品包装的体积、重量和使用的材料收取不同的包装税，以鼓励选 择环境可消纳的材料。如塑料包装材料的税收是纸包装的4 倍。 在各国废弃物管理中，都规定了能循环利用的包装必须回收，并指定由政 府和企业共同负责，建立企业化的回收利用的管理机制。如德国规定，产品在销 售中应回收的包装其回收率应在8 0 以上。 9 第2 章固体废弃物资源化利用的发展 2 2 我国资源化综合利用的发展 废弃物资源化再生循环利用不仅是我国一项重要的经济政策，更是我国社会 经济发展中一项长远的战略方针。资源再生循环利用早在上世纪九十年代作为我 国环境与发展十大对策之一，被列入中国2 l 世纪议程及其优先项目。2 0 世 纪8 0 年代开始，我国对矿产资源和工业固体废弃物的综合利用引起了广泛的关 注，取得了长足的进步，但总体而言，利用效果、技术装备水平还比较低，特别 是非金属矿物的加工水平和产品品种、规模、质量与发达国家相比都存在明显的 差距。下面就从综合技术的发展和法制化管理二方面进行分析比较。 2 2 1 综合利用技术 我国废物综合利用率低，1 9 9 1 年工业固体废物利用率仅为1 8 6 ，还不到 国际先进水平的一半。但近年来，由于加强了资源综合利用的管理，废物综合利 用率有了显著提高。综合利用技术在一些大企业得到应用。在上海、沈阳、深圳 等地还建立了综合利用厂点，为今后推广技术积累经验，取得了可观的产值和经 济效益。我国还有遍布各地的废品收购网点，城市生活垃圾中绝大部分有用物质 得到了回收、利用，有效地控制了城市垃圾的增长。 ( 1 ) 我国城市垃圾资源化技术 城市固体废物资源回收系统。 包括收集运输系统、资源化系统和最终处置三大部分，城市固体废物资源化 是一个涉及收集、运输、破碎、分选、转换和最终处置的系统。分为两个过程： 不改变物质的化学性质，直接利用和回收资源；通过化学的、生物的、生物化学 的方法回收物质和能量。 要实现垃圾资源化，从加强管理、推行垃圾分类收集开始，以降低垃圾中废 弃物回收成本，提高废弃物回收率和回收废品质量，促进资源化，也便于有害废 弃物单独处置。与此同时，应对所收集的垃圾进行必要的机械和人工分选，以利 于垃圾的资源化和无害化处理。 堆肥是实现城市垃圾资源化、减量化的一条重要途径。我国垃圾中可堆腐有 机物含量较高，比较适合堆肥处理，从而实现固体废物在农业上的利用。把垃圾 作堆肥施于农田，既可消除垃圾对环境的影响，又为农作物提供了充足的养分。 焚烧能将废弃物变为能源，但是只有在大型垃圾焚烧厂，至少单炉处理垃圾 量在1 5 0 吨天以上【9 j ，利用焚烧产生热量发电才有较好的规模经济效益。可以说， 焚烧处理产生热量供热或发电是实现垃圾无害化、减量化和资源化的最有效的手 段之一。 在垃圾直接填埋中，会产生大量沼气( 主要是甲烷) ，这种填埋气热值约为 l o 第2 章固体废弃物资源化利用的发展 1 8 8 1 2 2 9 9 m j n m 3 f l o l ，是一种利用价值较高的清洁燃料，应作为一种能源回收 利用。主要的利用途径包括：直接燃烧产生蒸汽，用于生活或工业供热，通过内 燃机发电，作为运输工具的动力燃料，经脱水净化处理后用作管道煤气，用于制 造甲醇的原料。我国还开发出了其他一些城市垃圾资源化技术，如垃圾烧结制砖， 用废塑料裂解生产汽油和柴油，以及用废弃纸塑、纸铝塑包装物生产彩乐板等。 废金属材料的回收利用。 用磁选法分离出黑色金属进行综合利用。从固体废物中分离铝的基本方法是 利用废物的重力分离，以静电装置或铝磁铁进行的电分离或磁分离，以及化学分 离或热分离。包有塑料、橡胶或纤维质等绝缘材料的铜，可以采取机械方法或高 温方法进行分离：非电线形式的铜，如与其他材料的焊接头，常常通过切、锯和 熔化来分离。铅回收工业中的铅的主要来源是汽车蓄电池中的锑铅板，铅的熔 点较低，高温回收是最好的方法，但它会引起严重的空气污染问题。 废塑料的再生利用。 废塑料处理的第一步是分类收集，然后进行破碎和分选，第三步是资源化再 生利用，技术方法主要有：混合废塑料的直接再生利用；加工成塑料原料：加工 成塑料制品：燃料化；热分解制成油；生产建材产品；废塑料裂解和制造汽油技 术等。 废电池的回收与综合利用。 废电池中含有大量的重金属、废酸、废碱等，为避免其对环境的污染和危害 及资源的浪费，首先应考虑采取综合利用的方法回收利用其有价元素，对不能利 用的物质进行环境无害化的处置。另外，由于电池中含有汞和镉，焚烧时会产生 有害气体，因此应避免与其他废物混合焚烧处理，废电池回收的目的是为了提取 其中的有用物质，如锌、锰、银、镉、汞、镍和铁等金属物质，以及塑料等。综 合利用技术普遍采用的有单类别废电池的综合利用技术。 废橡胶的回收和利用。 用废橡胶制造再生胶是我国废橡胶利用的主要方式。再生胶是将胶粉“脱硫 后的产品，我国目前大多数采用传统的油法和水油法工艺。还可用废橡胶制造胶 粉，将废橡胶在常温或低温下粉碎成不同粒度的胶粉具有广泛的用途。废橡胶还 能用作再生能源，如旧轮胎可在水泥厂用作燃料。造纸厂、金属冶炼厂可用高温 分解焚烧旧轮胎的方法获得炭黑( 经活化后能用作活性炭黑) 。用高温热解法处理 旧轮胎可以得到炭黑、燃料油及甲烷气体等。 ( 2 ) 矿山废物的回收和利用 煤矸石的综合利用。目前技术成熟、利用量比较大的煤矸石资源化途径是生 产建筑材料。如用煤矸石生产烧结砖和作烧砖内燃料，用成球法和非成球法烧制 第2 章固体废弃物资源化利用的发展 轻骨料，用煤矸石作原料生产水泥，煤矸石经自燃或人工煅烧后掺入水泥中作活 性混合材料：煤矸石作筑路和充填材料等。 ( 3 ) 能源工业废弃物的回收和利用 粉煤灰的综合利用。 粉煤灰的主要来源是以煤粉为燃料的火电厂和城市集中供热锅炉。 目前，我国粉煤灰的利用途径是生产建筑材料、筑路和回填，综合利用技术 主要有：生产粉煤灰烧结砖，生产粉煤灰硅酸盐砌块，生产加气混凝上，生产粉 煤灰陶粒，代替粘土做生产水泥的原料，做生产水泥的混合材料，在砂浆中可以 代替部分水泥、石灰或砂，制作路面基层材料用于筑路及回填使用等。 锅炉渣的综合利用。 炉渣是以煤为燃料的锅炉燃烧过程中产生的块状废渣，其产量仅少于尾矿和 煤矸石而居第三位。炉渣可用作制砖内燃料，作硅酸盐制品的骨架，用于筑路或 作屋面保温材料等。沸腾炉渣是沸腾锅炉燃烧时产生的废渣，有一定活性，可作 为水泥的活性混合材等。 2 2 2 法制化管理 加强环境保护和资源综合利用不仅是我国的一项重要的技术经济政策，更是 我国社会经济发展的一项长远的战略方针。资源综合利用早在上世纪九十年代作 为我国环境与发展的十大对策之一，被列为中国2 1 世纪议程及其优先项目。 1 9 8 5 年国发1 1 7 号文 关于开展资源综合利用若干规定的通知是我国资源综 合利用工作迈出法规化管理的第一步。1 9 9 6 年，国家经贸委等以国发3 6 号文关 于进一步开展资源综合利用意见的通知，并修订了资源综合利用目录和一 系列优惠政策措施，极大地推动了我国的资源综合利用工作。2 0 0 1 年，国家经 贸委又补充扩大了一部分优惠政策，同年印发了资源节约与综合利用“十五” 规划，把可持续发展战略摆到了更加突出的地位，并强调加入w t o 后，资源 综合利用工作也是体现企业综合竞争力的重要方面，我国已经颁发的一整套的环 保法律和法规体系和最近颁发实施的清洁生产促进法为资源综合利用奠定了 法律基础。中华人民共和国清洁生产促进法于2 0 0 3 年1 月1 日起实施，它要 求各行各业开始实施清洁生产并使废弃物达到减量化、资源化和无害化。这为资 源综合利用提供了法律依据，有力地支持和促进资源综合利用工作的深入开展。 最近国家正在实施资源节约与综合利用“十五”规划，建立清洁生产促 进法的有关配套法规。对社会上呼声日益高涨的废电池、废旧家电在内的电子 废弃物的回收利用管理体制正在进行立法前期调研。一是拟定了关于建立废旧 家用电器回收利用体系工作方案，二是成立了废旧家用电器回收利用体系工作 领导小组，三是积极开展情况调研，四是着手制定废旧家用电器回收利用管理 】2 第2 章固体废弃物资源化利用的发展 办法，并成立了立法起草小组。此外，国家发展改革委员会正在与国家科技部、 国家环保总局等有关部门，研究制定 废千电池回收管理办法，国家环保总局 研究制定的废电池污染预防技术政策( 征求意见稿) 已出台。对于报废汽车， 国务院已经颁发了国发( 2 0 0 1 年) 3 0 7 号令，以规范报废汽车的回收拆解市场。 随着收集和个人电脑的普及化和更新的加速化，如何回收利用报废手机和电脑也 将提上议事日程。 为了规范近年来废旧物资市场的混乱和不安定状况，国家发展改革委员会已 将再生资源回收利用管理条例列入了国务院颁发的法律规划，目前正在抓紧 起草，计划年底前送国务院法制办。同时加大经济政策研究力度，提出有效促进 再生资源的政策措施，引导各地建立以社区回收点为基础的点多面广和服务功能 齐全的废旧物资回收利用体系。此外，对一些特殊的废旧物资如废轮胎的回收利 用，国家吸取国外的某些经验和优惠政策也正在调研制定 废轮胎回收管理办 法。 但是，有关固体废弃物再生利用的政策、法规仍亟待完善。目前我国没有一 套行之有效的固体废弃物再生利用的政策法规，中华人民共和国固体废弃物污 染环境防治法也只是一个笼统的法律，配套措施还没出台，基层政府职能部门 难以执行。其它的仅散见于其它法律、法规中，可操作性差，使该产业在混乱、 无序、无政府状态下自由发展。在实质性的资金、技术引进、税收、应用推广等 方面都未得到切实的支持。即使当前颁布了减免税收法规，只能对部分有利之废 弃物进行回收，数量极少。固体废弃物再生利用企业在没有科学的分拣、过关的 生产技术及无序的管理情况下，还出现了一大批家庭作坊式的回收利用个体户， 成为偷盗、破坏公共设施的窝赃、销赃地、生产伪劣产品的原料来源地，不仅严 重影响了社会治安，更是对资源的极大浪费。固体废弃物再生利用企业的原料的 特性，决定了政策对该产业管理的重要性。由于企业直接回收的原料是废弃物， 更不是高附加值的产品，利润按目前操作就无利可图。因此相关的法律政策出台， 是废弃物资源化产业化，规范化的必要条件。 2 3 上海市固体废弃物资源化管理现状 2 3 1 主要固体废弃物产生及资源化综合利用 ( 1 ) 粉煤灰 随着我国电力工业的迅猛发展，火力发电厂粉煤灰排放量逐年增加，据统计， 1 9 9 5 年1 亿吨，2 0 0 0 年前达到1 6 亿吨，而且仍以每年8 0 0 万吨的排放量递增。 我国粉煤灰的利用率虽然增加了4 0 ，但和其它国家相比，我国粉煤灰的利用 率仍很低，主要应用在农业、环境治理和建筑材料等方面。 1 3 第2 章固体废弃物资源化利用的发展 上海市糟煤灰综合利用工作早在上世纪五十年代就已开展起来，是中国最早 进行粉煤灰开发利用舶地方之一1 9 8 0 年以来，上海市粉煤灰综合利用率一直 处于全国领先水平。近十年来由于城市建设的迅速发展。用于城市基础设施工程 中的粉煤灰量迅速增加。尽管捧放量随着电力建设的发展而大幅增加，其利用率 依然保持稳定上升。已连续七年超百利用。近年来粉煤灰应用领域在不断扩大。 利用技术水平在迅速提高，利用附加值也在大幅提高。 上海市粉煤灰的主要的应用领域和利用量见表21 ，应用领域的变化趋势如 图2i 所示。显然，筑路、砼及砂浆和水泥生产是粉煤灰应用的主要领域 表2 【上海市榜煤灰主要利用途径厦利用量“。( 万咐年) 年份用遗 墙体材料水拢生产 砼及砂浆筑路结 句回填其它合计 i 9 8 92 193 1 2 1 3 69 1 9 9 01 763 251 1 63 1 9 9 12 901 e l1 2 48 2 1 04 1 9 9 3 1 9 9 41 3 673 0 78 1 9 9 51 7 9 93 7 76 3 83 6 ll3 9 3 3 1 9 9 81 8 90 02 l 1 9 9 93 6 6 5 2 0 0 0 2 0 0 l 2 0 0 2 2 0 0 31 8 8 55 0 57 图21 上海粉煤灰利用领域分布逐年变化图 第2 章固体废弃物资源化利用的发展 目前上海市粉煤灰利用存在的主要问题有：高钙灰的用途尚待进一步开 发，自从有了高钙灰产生之后，几乎每年有余灰，尽管它能用于水泥生料中，但 随着上海水泥生产企业的关停，需要给高钙灰重新寻找出路。筑路领域不是长 期大发展的领域，根据上海市道路发展规划，到2 0 0 5 年后基本完成道路网建设， 随着产业结构的调整，本市水泥生产最终关停，届时粉煤灰的利用将面临重大压 力。应用附加值较低，粉煤灰在墙体材料上应用较少，相对比例在下降，必须 开发高附加值应用技术。随着国家对燃煤电厂脱硫排放控制的加强，外高桥等 几个电厂进行石膏法脱硫改造，脱硫石膏排放量大增，成为新的环境问题。 ( 2 ) 冶金渣 随着冶金工业的发展，冶金工业生产中产生的各种含铁废渣越来越多。我国 冶金企业每年排出固体废弃物约1 5 3 亿吨，利用率为4 3 。就冶金渣而言，每 年产生量为6 7 0 0 万吨，利用率为8 3 ：钢渣为1 6 0 0 万吨，利用率为7 9 ：铁 含金渣和有色渣为1 0 0 0 万吨，利用率为2 0 。这些废渣碱性高，长期堆放，不 仅占用农田，而且对环境造成污染。 上海冶金渣主要由钢铁生产过程中产生的矿渣( 高炉渣) 、钢渣和含铁尘泥以 及废矿石与尾矿等。其主要分布于原宝钢股份公司，上钢一、三、五厂，申佳铁 合金厂和梅山冶金公司。2 0 0 3 年总的冶金渣排放量约9 0 0 万吨，宝钢股份的冶 金渣利用率已接近1 0 0 ，而且深加工利用与简单加工利用的比率已超过3 0 ， 利用附加值大大提高。上海的冶金渣利用率不仅领先全国，而且在世界上也属先 进水平，但发展并不平衡，需要进一步规划管理。 2 0 0 3 年宝钢集团各钢铁子公司以及申佳铁合金公司产生的冶金渣如表2 2 。 2 0 0 3 年宝钢股份公司，固体废弃物产生量5 5 0 万吨( 其中冶金渣4 7 7 万吨) ，生 产线回收再利用达8 6 8 6 万吨，返生产回收率1 7 1 4 ，而综合利用率达到9 9 9 7 ，产生经济效益2 1 3 亿元，可见宝钢股份资源综合利用工作搞得非常好。宝 钢集团主要的利用工作分三个方面： 高炉水干渣的利用。用来生产矿渣微粉，用作混凝土掺加料，以减少在混 凝土中水泥用量，降低成本；干渣用于工程回填垫层和砼骨料等，发展到生产矿 棉作保温材料。 钢渣的开发利用。渣钢分离返回生产线，其余部分破碎加工与分选，制成 规格渣，用于道路工程、桩基工程和水泥原料。同时制定了企业标准宝钢钢渣 用于道路、工程回填的技术要求和上海市地方标准用于水泥原料的钢渣技术 要求。钢渣进一步开发利用是进行深加工，配置高性能砼活性微粉，用作水泥 和砼掺合料，目前深加工率约为2 0 左右。含铁尘泥的利用。含锌较低的尘 泥，可经压块直接返回烧结生产线，含锌较高的要先脱锌处理，再加工成氧化铁 1 5 第2 章固体废弃物资源化利用的发展 红、铁黄等，进一步的深加工可制成铁氧化磁性元件。 表2 22 0 0 3 年上海市冶金渣分布情况( 万吨) 分布企业宝钢股份一钢三钢五钢梅山中佳合计 高炉渣2 5 7 09 5 77 4 2 4 2 6 9 铜渣1 3 5 o3 93 5 o4 4 01 7 8l o 0 2 8 0 8 含铁沙尘泥 6 5 0 2 3 91 8 61 0 7 5 氧化铁鳞2 0 03 51 82 3 5 废尾矿石8 8 。l8 8 1 合计4 7 7 01 6 2 13 5 04 4 02 0 0 5l o o9 2 8 6 存在的主要问题有： 发展不平衡。宝钢股份公司的冶金渣综合利用工作在上海冶金系统中做得 是最好的，但原上钢系统单位和梅山冶金公司相对落后。 综合利用冶金渣的产品技术含量的附加值低，经过深加工实现高附加值利 用的还只是很小一部分。 原有的主体钢厂与周围资源化综合利用企业间的产权利害关系复杂，进一 步整合资源，难度较大，有序管理有待解决。 ( 3 ) 燃煤炉渣 炉渣是燃煤电厂、工业和民用锅炉、炉窑等燃烧后排放的工业废渣，我国每 年用于各种不同用途锅炉燃烧的煤炭达到3 4 亿吨。国内对炉渣的利用主要是铺 路、作水泥填料等建筑材料