固体废物的资源化和综合利用技术研究

格林美（武汉）城市矿山产业集团有限公司 王浪

固体废物的生态资源化利用是指回收利用固体废物内有价值的能量与物质，科学合理地处理废物中可危害环境的物质，避免带来二次污染。固体废物不仅包括人们生产生活中产生的固体废弃物和污泥，还有从废水、废气中分离出的固体物质。固体废物类型多，成分复杂，数量庞大，是造成环境污染的重要原因之一。但是，固体废物不全是有毒有害物质，其中也存在部分可利用的成分。如果直接废弃，不仅污染环境，而且浪费资源。固体废物的生态资源化利用可以有效减少资源浪费，提高资源循环利用率，最终达到提高经济效益的目的，为绿色发展理念的实施提供技术支持。如何把生产生活中产生的固体废物通过科技手段转化为可用于其他领域的有用材料，是当前社会广泛关注的热点。科学合理地推进固体废物的生态资源化利用，可变废为宝，降低环境污染，避免浪费资源，提升经济效益。目前，我国资源二次利用率并不高，因此人们需要加深此方面的技术研究。

一、固体废物综合利用的意义

固体废物的处置，对保护生态环境起到重要作用，尤其是工业固体废物。城市生活固体废物包括居民厨余垃圾、建筑垃圾与商业垃圾等；工业固体废物包括各类矿山固废、冶炼固废与化工固废等；危险废物包括含重金属固废、废酸废碱等类型废弃物。对于一般固废来说，工业固体废物中高炉渣与赤泥以及危险固体废物等较为常见。根据公开的数据显示，2012-2019年内，我国工业固体废物的产生量呈现波动变化。其中，2012-2016年产量波动下滑，2017年以后出现增量小幅度上升的情况，据测算，2019年全国工业固体废物产生量为35.43亿吨，相比上年增加1.68%。为促进绿色经济更好地发展，需继续提高固废处置能力与规模。基于此，深度分析此课题，提出提高固体废物处置与利用的策略，有着重要的意义。

二、固体废物资源化

所谓“固体废物”，即从人们的生产、生活和其他活动中产生的，在一定时间和地点无法被利用而被丢弃的污染环境的固态、半固态废弃物。从形态上来讲，固体废物既包括有“实体”的固态废物和半固态废物，也包括存放于固体容器中的液态或气态废物。现阶段，固体废物可由于来源不同而被分为多个类别，如城市垃圾、农业废弃物以及工业废物等。同时，还可从危害程度的角度进行归类判别，将固体废物分成一般固体废物与危险固体废物两大类。自改革开放以来，我国经济发展水平显著提升，与此同时环境污染现象也越来越严重。进入信息化时代，我国的经济发展模式面临转型，环境保护的理念越来越深入人心，对于固体废物的资源化和综合利用的重视程度显著提升。固体废物是造成我国区域内部生态环境恶化的罪魁祸首之一。处理固体废物，并将其转化为有用的物质，是社会各界最为关注的内容。对固体废物实施资源化处理，指的就是通过科学、合理的技术手段，分析、提取与利用固体废物中可用的资源或成分，并尽可能降低固体废物的污染性、危害性，从而达到“变废为宝”的效果，使原本无利用价值或被丢弃的固体废物重新回到“资源阵营”当中，为人们的生产生活提供有效帮助。我国目前存在资源二次利用率低的情况，全部资源的利用率与发达国家相比有1/4～1/3的差距，依然有大量的固体废物未能得到充分利用。因此，我国固体废物资源化的工作任重道远。

三、固体废物带来的危害

（1）污染水质。固体废物大量堆积，一旦遭遇大风、降雨天气等，其中的一些物质会随风或雨水进入湖泊、沼泽等，从而污染地表水源。更有甚者，随着介质的传播，隐秘在地下空间的地下水水体也可能遭受污染。由于地下水的隐蔽性，地下水被污染后修复的难度极大。

（2）破坏大气环境。当前，许多地区处置固体废物时常用焚烧和填埋的方式，但固体废物在焚烧时会发生化学反应，产生SO2等有毒有害气体，一些固体废物填埋后，由于自身发酵作用，也会释放出有毒害气体。焚烧或填埋处理产生的有毒害气体均易扩散到大气中，造成严重的空气污染。

（3）破环土壤。由于固体废物占用空间较大，所含物质复杂，在防渗处理措施失效或者不当的时候，造成雨水淋溶、渗透作用通过孔隙向堆存区域周围和向更深的土壤迁移，在土壤吸附作用中，在土壤或者土壤的微生物或者植物中进行富集，最终造成土壤结构和土壤物质成分的改变。

此外，根据物质守恒原理，流失的固体废物还可能对动植物、微生物环境造成影响。不仅如此，固废处理不当对生态系统的稳定性、表层土壤等也会造成巨大影响。近年来，尾矿库溃坝、水土流失等造成的安全环境问题时常发生，不得不引起公众对固废的危害带来的极大关注。

四、固体废物综合利用方法

（一）资源化利用

资源的循环利用是城市固废减量化、资源化、循环化最重要的也是最有效的方式，“3R”理念已经在循环经济领域取得了不小的成绩。按照新《固废法》提到的生产者延伸责任制理念，实际上来说就是生产某件产品的时候需要考虑到其的末端处理。现在对电子电器产品、铅蓄电池、车用动力电池等产品已经从法律层面上提出了要求。所幸，通过法律施行和社会的推动，国家实施的废弃电子电器产品基金管理目前在报废家电的处理中得到了有效展现，铅蓄电池的规范化处理、动力电池的梯次利用和资源化利用得到了有效利用。我们还将在其他固体废物的资源化中开发新的技术进行资源化利用，这将是固废处理中一项格外重要的工作。

（二）使用垃圾焚烧发电技术

国家正在推进垃圾分类工作，做好污染源分类，加大回收力度，建立监督处罚机制，有效提高废料回收利用技术水平，是减少固废量、减少处置量最重要的方式。按照十四五发展规划，垃圾焚烧发电技术将逐渐把垃圾填埋取代，垃圾焚烧发电技术主要是将固体废物焚烧来生产电能，其可以应用于日常生活，从而降低能耗，此种方式实用性较好。据研究可知，通过焚烧，废料自身有害元素量将得到大幅度降低，所产生的残渣可用于园林绿化。需要重视的是，在应用设备时，应采用废气处理措施，最理想的方式就是采用先进的废气处理方式，降低粉尘及二恶英的大气污染物对环境的污染。

（三）产业协同处理

加强产业协同利用，扩大赤泥和钢渣利用规模，提高赤泥在道路材料中的掺用比例，扩大钢渣微粉作混凝土掺合料在建设工程等领域的利用。不断探索赤泥和钢渣的其他规模化利用渠道。鼓励从赤泥中回收铁、碱、氧化铝，从冶炼渣中回收稀有稀散金属和稀贵金属等有价组分，提高矿产资源利用效率，保障国家资源安全，逐步提高冶炼渣综合利用率。

（四）厌氧消化处理技术

在固体废物中，绝大多数有机物都能在生化作用下得到有效的降解处理。一般而言，生物有机物内部往往包含大量的有机内能和生物质能，这种特性能为在处理的过程中应用厌氧处理技术提供优质的先决条件。如果对处理方法进行进一步划分，生物处理固体废物包括厌氧消化法和好氧堆肥法。好氧堆肥法在堆肥的过程中需要通入氧气，大幅增加能源的消耗量，而厌氧处理不需要消耗氧气，这样能最大限度节约资源，还可以生产出沼气这种新型清洁能源。沼气具有比较广泛的应用前景，可以最大限度减轻工业生产对环境造成的影响。根据现行的数据分析，1t固体废物可以生产出大概130m3的沼气，产生的沼气要进行脱臭以及脱硫等处理。处理后作为燃料使用，从而促进能源来源的多样化，实现我国经济的发展以及环境的可持续发展。

（五）高温熔融处理技术

固体废物的组成成分比较复杂，往往包含大量的重金属以及其他有害物质，这些物质虽然会对环境造成影响，但是还具备再生资源的功效。因此在对固体废物进行优化处理的时候，有必要采取合理的措施实现对固体废物的无害化处理，使这些有害物质对于环境的影响降到最低。高温熔融处理技术可以有效处理含重金属以及有毒害的固体废物。目前来说，对塑料类物质的高温熔融成型已经较为成熟的应用：通过对废塑料的高温熔融，再通过模具形成新的塑料产品或者剪切成为塑料粒料。但是该技术存在运行温度高、运行成本高、对设备的要求高、操作复杂、工艺控制要求高等问题，因此，高温熔融处理技术在解决以上的技术难题后会得到有效的利用。

五、推动大宗固废综合利用创新发展

创新大宗固废综合利用关键技术。鼓励企业建立技术研发平台，加大关键技术研发投入力度，重点突破源头减量减害与高质综合利用关键核心技术和装备，推动大宗固废利用过程风险控制的关键技术研发。依托国家级创新平台，支持产学研用有机融合，鼓励建设产业技术创新联盟等基础研发平台。加大科技支撑力度，将大宗固废综合利用关键技术、大规模高质综合利用技术研发等纳入国家重点研发计划。适时修订资源综合利用技术政策大纲，强化先进适用技术推广应用与集成示范。

六、结束语

综上所述，固废处置与管理工作尤为重要，关系着生态环境与人类的健康发展，因此要高度重视。文中结合固废危害，围绕存在着的资源化和综合利用问题，提出以下建议：提高分类回收和技术设施水平；提高固体废物资源化和综合利用水平；提高固废管理水平等；提高政策倾向促进固废利用市场的蓬勃发展。通过不断强化固废处置，以保护生态环境。