含砷危废矿化解毒系列技术服务市场现状分析及发展前景

含砷危废矿化解毒系列技术服务市场现状分析及发展前景

重金属污染治理行业概况及发展前景重金属污染治理是指对矿山开采、矿物加工、金属冶炼与材料加工、电镀、再生资源、新能源及石油化工等工业生产过程中排出的含重金属的废酸、废水、废气、废渣进行处理、净化及资源化回收的过程。重金属废水、废酸、废渣含有铜、铅、镉、镍、汞、锌、砷、铊等生物毒性显著的重金属元素，对人体健康具有三致作用，即致癌、致突变和致畸。重金属污染具有长期性、累积性、潜伏性和不可逆性等特点，治理成本高，危害大。20世纪70年代，在日本爆发了以镉中毒造成的骨痛病事件和甲基汞中毒引发的水俣病事件等，成为工业化过程中非常典型的重金属严重污染事件。我国在工业化进程中累积形成的重金属污染近年来逐渐显现，污染事件呈多发态势，对生态环境和群众健康构成了严重威胁。另一方面，重金属作为一类重要的资源，又具有很高的使用价值，因此如何有效治理重金属污染，保护人类健康和生态环境，同时回收利用重金属，缓解我国资源和环境的压力，是当前刻不容缓的问题。重金属废水污染概况随着我国经济的快速发展、城镇化和工业化进程的加速推进，我国生活用水和工业用水量日渐增多，污水排放量也日益增加，水体污染越来越严重，严重破坏生态环境和威胁人们生命健康安全。目前，我国水环境污染状况依然十分严重。根据生态环境部数据显示，2021年，3641个国家地表水考核断面中，水质优良（Ⅰ～Ⅲ类）断面比例为84．9%，与2020年相比上升1．5个百分点；劣Ⅴ类断面比例为1．2%，均达到2021年水质目标要求；主要污染指标为化学需氧量、高锰酸盐指数和总磷。我国还是世界第一工业制造大国。但随着经济的发展，环境问题也日渐突出，空气污染、水污染、土壤污染均呈现出严峻态势，亦成为政府重点关注的问题之一。根据国家统计局数据显示，近年来，我国废水排放总量总体成下降趋势，但仍处于较高水平，2021年工业废水排放总量758．5亿吨，2020年城市污水排放已达到571．4亿立方米。而在诸多水污染问题中，重金属废水污染问题极为严重，重金属废水的累积性、毒性和难降解性对自然环境和人体均有重大危害。重金属水污染主要来源于工业生产水污染，如矿山排水、选矿厂尾矿排水、有色金属冶炼厂除尘排水和加工厂酸洗水、电镀厂镀件洗涤水等。重金属污酸污染概况污酸又称废酸，产生于有机物的硝化、酯化、磺化、烷基化、催化和气体干燥等过程，或产生于钛白粉生产、钢铁酸洗、有色冶炼和气体干燥等过程。污酸主要种类包括废硫酸、废硝酸、废磷酸、废氢氟酸等，其中废硫酸的排放量占绝大比例。根据数据，2019年，废硫酸产出量为9020万吨左右，占废酸产出量的95．2%。其中有色金属冶炼行业废酸产出量为1163万吨左右，占废酸总产出量约12%。目前，国内外工业污酸处理方法都是以废水达标排放为目标，产出大量的需要做防水、防渗、防飞扬处置的危废污酸渣，处置成本高，占地大，二次污染严重。而且，随着国家环保标准的日益严格，现有处置方法很难做到废水稳定达标排放，特别是在实施特别排放限值的地区，这就严重制约了有色冶炼行业的可持续发展。有色冶炼废酸作为危险废物的主要种类之一，其回收、资源化利用前景广阔，推进废酸的资源化回收，不仅可以避免环境污染，减少原生资源使用，而且能够催生新的节能环保产业，形成新的经济增长点。根据数据显示，2019年我国有色行业废酸回收量约为22万吨，回收率小于5%。未来，随着环保政策的不断完善和废酸回收机制的健全，我国有色行业废酸回收量仍将保持增长趋势，市场规模超百亿，回收前景广阔。重金属污染治理行业面临的机遇和挑战（一）重金属污染治理行业机遇1、政策大力支持，重金属污染治理行业市场规模持续扩大近年来，国家对生态环境保护日益重视，制定了一批环保法律法规，推出的一系列环保政策和标准，为行业的发展提供了更大的市场空间，同时也促进了技术的进步。重金属污染防治作为节能环保的重要组成部分，其发展程度关系到全体国民的生存环境质量，重金属防治企业也将面临巨大的历史性机遇。2、重金属污染治理行业环保核查趋严，提供良好契机改革开放以来，中国国民经济持续快速增长，目前国家经济发展进入新常态，而环境保护成为经济发展的重要前提。2018年4月，生态环境部印发了《关于加强涉重金属行业污染防控的意见》，其中要求到2020年，全国重点行业的重点重金属污染物排放量比2013年下降10%；集中解决一批威胁群众健康和农产品质量安全的突出重金属污染问题，进一步遏制血铅事件、粮食镉超标风险，建立企事业单位重金属污染物排放总量控制制度。在环境保护部公布的《重金属污染综合防治十二五规划》中提到，在十三五期间，严格控制重点行业重金属排放量，推进涉重金属重点工业行业实施清洁生产技术改造，继续加强138个重金属污染防治重点区域综合治理，对前期基础好、有利于区域环境质量明显改善的历史遗留重金属污染防治项目给予重点支持，解决一批突出重金属污染问题，改善环境质量，防范环境风险。2021年3月，在《关于国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》中提出，深入打好污染防治攻坚战，建立健全环境治理体系，推进精准、科学、依法、系统治污，协同推进减污降碳，不断改善空气、水环境质量，有效管控土壤污染风险；严密防控环境风险，强化重点区域、重点行业重金属污染监控预警；大力发展绿色经济，推广环境污染第三方治理等服务模式；构建资源循环利用体系，深入推进园区循环化改造，补齐和延伸产业链，推进能源资源梯级利用、废物循环利用和污染物集中处置。随着当前社会对企业生产过程环保要求的不断提高，环保核查日益趋严，使得节能减排、资源再利用成为了传统制造业谋求自身产业升级的新突破口，特别是在有色金属采选和冶炼、有色金属压延加工、电镀等环保问题较为突出的行业，诉求更为迫切，从而为重金属污水治理等环保行业的快速发展提供了良好契机。3、有色行业的加速发展，推动了污染治理需求提升有色金属行业是排放重金属污酸、废水、废渣的重点和源头行业，有色金属的勘探、开采、精选、冶炼以及轧制成材等整个过程均会产生重金属污染。近年来，有色金属行业一直保持持续增长，经济发展对各种金属的需求仍然比较强劲，但也同时引发潜在的生态环境破坏的问题。目前来看，有色工业的环境治理与发展不相协调，有色金属采、选、冶行业的污酸、废水、废渣等环保需求仍然有较大的增长空间。随着环保督察组回头看、《有色金属工业发展规划（2016-2020年）》的实施，预计未来环保政策趋严趋势不减，有色企业转型整改势在必行。因此，随着有色行业的持续发展和环保政策的趋严，未来将推动更多环保项目的落地及实施，促进行业健康、有序的发展。4、重金属污染治理行业技术及生产工艺的不断发展目前，节能减排的实施对污酸、废水、废渣处理和工业清洁生产方面提出了更高的技术要求，行业逐步衍生出一种集合多个技术的解决方案，进而促进行业的技术发展。行业经营企业通过对环保治理技术及应用工艺多元化研究与开发，生产和设计出了针对不同行业污酸、废水、废渣处理的解决方案，可以针对不同客户的要求提供针对性的技术应用方案，全方位的满足客户的需求。因此，受益于技术及生产工艺的不断发展进步，产品成本逐步下降，资源化回收利用技术优势逐步显现，从而有利于技术的推广应用和规模化生产，拉动配套环保设施和装备投入，为行业快速发展奠定了基础。污酸和含砷危废治理与利用是环保产业下的细分领域，一方面，我国所面临的环境问题日益严峻，污酸和含砷危废处理与利用行业所得到的重视程度及扶持力度也在不断提升，与之配套的国家战略规划、法律法规和产业政策亦日渐完善。另一方面，随着有色行业的快速发展，污酸和含砷危废的排放量骤增，而处理处置场地却日益减少，二次污染的敏感度日益提高，将促进污酸和含砷危废处理与利用行业快速增长。（二）重金属污染治理行业挑战1、重金属污染治理行业市场竞争形势加剧重金属污染防治行业市场容量逐步扩大，吸引了众多大中小型企业进入该领域。重金属污染治理行业工程项目多具有定制化属性，各类用户的需求差异较大，不同用户对于污染物处理的要求也不一样，导致竞标时的技术方案和报价差异较大。同时，我国环境治理行业发展迅速，产业规模不断壮大，企业通过并购、资本运作、产业重组等方式进入环境治理行业，行业竞争程度有所提高。考虑到重金属污染防治的复杂性和技术壁垒客观存在性，在这种竞争环境下，未来将有一大批没有核心技术支撑的企业被逐渐淘汰，而最终占据行业主导地位的也只能是具备核心技术支撑和源源不断的技术研发攻关能力的企业。2、重金属污染治理行业新技术研发和项目推广周期长、成本高重金属污酸资源化、废水处理与回用、含砷危废矿化解毒等技术在不同产业的应用推广，通常需要经过反复的技术论证、实验验证、方案设计分析、试验性应用等环节，且为了达到稳定的使用效果，通常存在较长的项目验证性时间，且行业中的快速推广需要成功应用的标杆性项目。因此，市场开发、培育的周期较长，所需的前期投入时间较长、资本较大，需要丰富的人才储备和资金投入做保障，给企业带来一定的压力和挑战。3、重金属污染治理行业新技术更新升级需求越来越高我国重金属污染防治工作的不断重视与开展，取得了一定成果。在我国东部、南部等经济发达地区，相对简单的重金属污染防治市场容量有所减小，而伴随着各个工业行业在资源综合利用方面的努力，各类污染物在生产系统不断循环与富集，重金属污染的多样化、复杂化、复合化特点越来越凸显，以重金属废水为例，单纯的重金属废水问题已经越来越少，高盐、有机、重金属复合污染废水则成为常态，这对于重金属污染防治技术提出了更高的要求，须不断进行技术更新升级才能满足日益复杂的重金属污染防治技术需要。重金属污染概况（一）重金属污酸污染概况工业生产中，污酸又称废酸，产生于有机物的硝化、酯化、磺化、烷基化、催化和气体干燥等过程，或产生于钛白粉生产、钢铁酸洗、有色冶炼和气体干燥等过程。2016-2019年，中国污酸总产生量为9000多万吨，总量庞大。污酸主要种类包括废硫酸、废硝酸、废磷酸、废氢氟酸等，其中废硫酸的排放量占绝大比例。根据2019年统计结果，废硫酸产出量为9，020万吨左右，占废酸产出量的95．2%。其中有色金属冶炼行业废酸产出量为1，163万吨左右，占废酸总产出量约12%。在有色冶金和化工炉窑产出的二氧化硫烟气中，通常含有尘、氟、氯、三氧化硫、硒、砷、铊等有害物质以及铅、镉、汞、铜、锌等重金属。在送往制硫酸之前，必须先期进行除尘、除杂和降温，使烟气中的有害物质降低到符合制硫酸要求的范围。净化工序中先使用稀硫酸对烟气进行动力波逆流洗涤，其中的重金属离子和各种杂质绝大部分进入净化过程中的稀硫酸洗涤循环液中。为保证稀硫酸循环液的成分稳定，需要开路一部分，此部分稀硫酸废水含大量重金属等有毒有害杂质，称之为污酸。污酸通常含硫酸、二氧化硫、砷、氟、氯，此外还含有铜、铅、锌、镉、砷、汞、铊、铼、硒等其他金属和不溶性烟尘，成分复杂，污染物多，毒性大，需要单独处理至车间排放口达标。目前，国内外工业污酸处理方法都是以废水达标排放为目标，产出大量的需要做防水、防渗、防飞扬处置的危废污酸渣，处置成本高，占地大，二次污染严重，而且随着国家环保标准的日益严格，现有处置方法很难做到废水稳定达标排放，特别是在实施特别排放限值的地区，这就严重制约了有色冶炼行业的可持续发展。因此，有色和化工行业迫切需要开发出一种经济合理可行、技术先进可靠、生产稳定高效的高酸度重金属废水综合治理与资源化利用新技术。近年来，随着我国环境监管政策趋严，倒逼有色行业废酸处理朝着资源化回收方向推进，但目前回收率较低，2019年有色行业废酸回收量约为22万吨，回收率小于5%。有色冶炼废酸作为危险废物的主要种类之一，其回收、资源化利用前景广阔，推进废酸的资源化回收，不仅可以避免环境污染，减少原生资源使用，而且能够催生新的节能环保产业，形成新的经济增长点。随着环保政策的不断完善和废酸回收机制的健全，有色行业废酸回收量仍将保持增长趋势，市场规模超百亿，回收前景广阔。（二）重金属废水污染概况改革开放以来，我国经济快速发展，特别是工业经济实现跨越式发展，成长为世界第一工业制造大国，但随着经济的发展，环境问题也日渐突出，空气污染、水污染、土壤污染均呈现出严峻态势。此外，我国水资源分布不均，人均水资源相对匮乏，因而，水资源短缺和水污染严重两大问题阻碍了我国经济的可持续发展，亦成为政府重点关注的问题之一。根据国家统计局数据显示，近年来，我国废水排放总量总体呈下降趋势，但仍处于较高水平，2015年—2019年最高排放量为735亿吨，总体稳定在700亿吨左右，其中工业废水最高排放量为199．5亿吨，总体稳定在180亿吨左右。在诸多水污染问题中，重金属废水污染问题极为严重，重金属废水的累积性、毒性和难降解性对自然环境和人体均有重大危害，除了误饮含有重金属的废水，会直接威胁人体健康外，重金属废水会间接污染农产品，导致重金属残留于农业作物之中。同时，重金属污染还会对水生植物、水生动物造成危害，从而通过食物链间接危害人类健康。重金属水污染主要来源于工业生产水污染，如矿山排水、选矿厂尾矿排水、有色金属冶炼厂除尘排水和加工厂酸洗水、电镀厂镀件洗涤水等。根据2020年6月生态环境部、国家统计局、农村部等三部委联合发布的《第二次全国污染源普查公报》显示，2017年工业源水污染中重金属排放量位居前3位的行业分别是：有色金属矿采选业32．17吨；金属制品业26．06吨；有色金属冶炼和压延加工业24．26吨，3个行业合计占工业源重金属排放量的46．76%。由此可知有色金属行业是排放重金属废水重点行业，也是行业重点业务领域，有色金属的勘探、开采、精选、冶炼以及轧制成材等整个过程均会产生重金属污染。但另一方面，有色金属行业为国民经济各部门提供各种材料，是经济发展的重要物质基础。近年来，有色金属行业一直保持持续增长，经济发展对各种金属的需求仍然比较强劲，而且铜、铅、锌冶炼行业、稀有金属冶炼行业仍有资本进入并进一步增加新的产能。有色金属产量稳定增加，重金属废水排放量依然巨大，环境容量不断减小，同时伴随着人类对生存生活环境质量的追求不断提升，各地纷纷实施特别排放限值，这就决定了很长一段时期内重金属废水治理需求和市场巨大。（三）含砷危废污染概况砷是公认的强致癌物质，是一种原生质毒物，已被美国疾病控制中心和国际癌症研究机构确定为第一类致癌物质。砷还具有遗传毒性，属于世界卫生组织规定的优先控制污染物。砷多与其他矿物（如有色金属矿物）伴生存在，在矿产的生产过程中大量砷随主矿被开发出来进入环境。有色金属冶炼、采矿、硫酸制备、化工染料及农药生产等工业领域排出的废水往往含有高浓度砷，砷污染一旦形成，便会通过地下水、食物链等途径进入人体，严重危害人类健康及整个生态环境，因此，我国环保部明确将砷污染物列为重点防控对象。有色冶炼是我国最主要的砷污染来源，年排放砷量约占全国砷排放总量的一半，且排放的砷90%以上以固废形态储存。我国每年随有色矿山开采出的砷资源量有数万吨，由于目前砷的用途相对有限，主要用于半导体材料、合金及医药等行业，每年需求量不大，因此70%左右的砷被废弃于选矿尾砂中，20%左右进入冶炼厂，进厂的砷又受到冶炼工艺水平限制和砷价格及市场低迷等影响，大约只能回收10%左右，大量砷以含砷废渣形式堆存。据统计，我国目前每年产生含砷废渣50余万吨，简单堆存会造成二次污染，严重影响周边人民群众的身体健康。我国曾发生过多起砷污染事件，如：贵州独山砷污染事件、云南阳宗海砷污染、河南大沙河砷污染事件、山东临沂砷污染、广西河池砷污染等。此外，发现饮水型病区之后，确认了贵州省一些山区居民燃煤污染型慢性砷中毒。此外，由于受砷及金属采冶的影响，土壤砷污染加剧。我国在工业生产过程中产生的含砷废水和废渣对环境的污染和危害目前虽已取得阶段性成果，但还没有得到彻底根治，含砷废物的排放现状与绿水青山的可持续发展要求还有较大差距，砷污染治理仍任重道远。（四）土壤环境重金属污染的概况土壤重金属污染主要指的是土壤中重金属的含量超过了正常的标准，比如汞、镉、铅、砷等是最为常见的重金属污染元素。这些重金属的危害性大，具有有毒有害性，当土壤中重金属超标后，土壤胶体将会吸附这些重金属，并使得重金属与土壤中的无机物、有机物等物质发生反应，形成新的混合产物。重金属在土壤中形态变换较为复杂，多为过渡元素，有着较多的价态变化，且随环境Eh、pH值配位体的不同呈现不同的价态、化合态和结合态，毒性与价态和化合物的种类有关；重金属在土壤环境不易被察觉，不会降解和消除，迁移转化形式多样化，分布呈区域性；重金属易通过食物链途径在植物、动物和人体内积累，对生态环境、食品安全和人体健康构成严重威胁。土壤重金属污染的来源主要包括自然来源和人为来源，最主要的是人为来源，在城市化与工业化的过程中，有色行业采、选、冶过程中工业污水的排放、金属加工、废电池处理、农业生产过程中化肥农药的使用都会造成土壤污染。当前，我国土壤环境总体状况堪忧，部分地区污染较为严重，已成为高质量发展的突出短板之一。根据国土资源部和环境保护部发布的《全国土壤污染状况调查公报》显示，在实际调查面积630万平方公里中，全国污染土壤总的超标率为16．1%，污染类型以无机型为主、有机型次之、复合型污染比重较小，其中无机污染物超标点位数占比高达82．8%。面对我国严峻的土壤污染形势，《土壤污染防治行动计划》提出到2020年，全国土壤污染加重趋势得到初步遏制，土壤环境质量总体保持稳定，农用地和建设用地土壤环境安全得到基本保障，土壤环境风险得到基本管控；到2030年，全国土壤环境质量稳中向好，农用地和建设用地土壤环境安全得到有效保障，土壤环境风险得到全面管控；到本世纪中叶，土壤环境质量全面改善，生态系统实现良性循环。重金属污染治理行业发展情况和未来发展趋势传统工艺都是以污酸废水处理达标排放为目标的，通常采用硫化钠-石灰铁盐法处理，会产生大量含砷和重金属危废渣，易造成二次污染，需要做防渗、防水和防飞扬处置，给企业造成进一步的负担，且污酸中的有价金属、硫酸等资源无法回收。污酸资源化处理新技术药剂消耗量较小，能够在较短时间内实现高浓度重金属离子的高效富集分离，实现铼、铜等元素的高效富集，有害元素的有效开路，还可实现有价金属和酸的回收利用。综合运行成本低，处理效果稳定，渣量较少，无中和渣产生，避免二次污染的风险。砷是一种公认的强致癌物质，目前砷污染物已列为国家重点防控对象。砷渣矿化解毒处理新技术采用常温全湿法工艺，通过加入矿化及复合催化剂，在外场强化的协同作用下，使砷渣中的砷转化成具有类含砷矿物稳定性的化合物，从而使砷的浸出毒性达到《危险废物填埋污染控制标准》（GB18598-2019），满足无害化处置要求，具有安全高效、砷固化率高、长期稳定性好等优点，解毒后的固化体含砷量高，可作为未来的砷资源进行安全储存。重金属污染治理行业由于