Технологии и развитие отрасли по обработке и утилизации твердых отходов
Дата публикации:
2022-09-29
Бай Цинчжун, кафедра наук об окружающей среде и инженерных технологий, Университет Цинхуа, Комитет по переработке и утилизации твердых отходов Китайской ассоциации по охране окружающей среды
I. Нынешнее состояние образования твердых отходов в Китае
Бытовые отходы городов, опасные отходы, медицинские отходы, промышленные отходы и электронные отходы
1. Бытовые отходы
2. Опасные отходы
В 2007 году было произведено 10,79 млн тонн, выброшено 736 тонн, комплексно использовано 6,5 млн тонн, хранилось 1,54 млн тонн, утилизировано 3,46 млн тонн
В период с 2000 по 2006 год ежегодно производилось около 10 млн тонн, ежегодный уровень выбросов составлял менее 0,3%, большая часть подверглась комплексному использованию и безопасной утилизации.
3. Медицинские отходы
По статистике, в 2002 году объем образования медицинских отходов в Китае составил 660 000 т/год, среднесуточный объем образования — 1780 т. Предполагается, что к 2010 году объем образования медицинских отходов достигнет 680 000 т/год, среднесуточный объем образования — 1870 т.
С 2002 года прошло 7 лет, но объем образования медицинских отходов не увеличился значительно. Согласно сообщению о предотвращении загрязнения окружающей среды твердыми отходами в различных провинциях и городах в 2007 году, объем образования медицинских отходов в некоторых провинциях и городах в 2007 году
4. Прочие промышленные твердые отходы
По статистике 2007 года, по всей стране прочие промышленные твердые отходы:
Объем образования — 1,76 млрд тонн, что на 15,9% больше, чем в предыдущем году;
Объем выбросов — 11 967 000 тонн, что на 6,65% меньше, чем в предыдущем году;
Объем комплексного использования — 110 311,5 млн тонн;
Объем хранения — 24 119 млн тонн;
Объем утилизации — 41 350 млн тонн.
5. Электронные отходы
Статистика 2003 года: объем производства холодильников в Китае составил 22,07 млн единиц, кондиционеров — 48,12 млн единиц, стиральных машин — 19,42 млн единиц; цветных телевизоров — 6815 единиц; настольных компьютеров — 32,16 млн единиц.
Статистика 2005 года: общее количество основных бытовых электронных приборов и электронных продуктов в эксплуатации составило около 1,1 млрд единиц. Общий вес утилизированных отходов составил около 2,6 млн тонн.
В 2007 году общее количество вышеупомянутых пяти основных видов бытовой техники в эксплуатации составило около 1,4 млрд единиц.
1. Развитие технологий обработки и утилизации бытовых отходов городов
Технология санитарного захоронения — основной метод обработки на данный момент
Технология сжигания — приоритетная технология в крупных и средних городах на побережье
Технология компостирования — выборочное внедрение — биогаз, биоудобрения
Комплексная технология обезвреживания отходов — поощряемая технология
Технологический процесс сжигания на механических колосниковых печах — технология, используемая в 4/5 крупных и средних городов
2. Прогресс в технологиях обработки и утилизации опасных отходов
(1) Принцип обработки: обезвреживание является приоритетом
(2) Технологии обработки: сжигание, захоронение
(3) Планирование обработки опасных отходов
31 комплексный центр по обработке опасных отходов,
300 объектов по централизованной обработке медицинских отходов
31 склад радиоактивных отходов на уровне провинций,
7 центров мониторинга диоксинов,
3 центра научно-исследовательских разработок,
31 провинциальный центр по управлению твердыми отходами,
1 национальный центр управления технологиями радиоактивных отходов
(4) Текущее состояние строительства
К 2008 году было принято 219 заявок на техническую экспертизу
Фактически завершено 183 проекта экспертизы,
В Государственный комитет по развитию и реформам подано 170 заявок на финансирование.
К марту 2008 года 73 объекта по обработке были в основном построены и введены в эксплуатацию, что составляет 22% от запланированных проектов,
К концу 2008 года еще 63 проекта будут построены и введены в эксплуатацию, в результате чего общее количество составит 41% от запланированных проектов.
(5) Сжигание опасных отходов — вращающаяся печь
Технология плазменного остекловывания
В бескислородных условиях с помощью плазменной горелки создается высокая температура (1300-1500 ℃), в результате чего органические отходы разлагаются на CO и H2, а образовавшийся шлак при высокой температуре плавится в стекловидное твердое вещество.
3. Технологии и объекты по обработке хромового шлака
С октября 2005 года Государственный комитет по развитию и реформам и Государственное управление по охране окружающей среды опубликовали «План комплексного регулирования загрязнения хромовым шлаком» и начали обрабатывать накопленный хромовый шлак.
В настоящее время общее количество накопленного хромового шлака по всей стране составляет около 7 млн тонн, на первом этапе — 4 млн тонн, приблизительная стоимость обработки — 4 млрд юаней, правительство окажет частичную поддержку.
Технология обработки: технология детоксикации и обезвреживания, восстановление шестивалентного хрома до трехвалентного.
Сухой метод детоксикации: восстановление и детоксикация при высокой температуре с использованием угля или кокса.
Влажный метод детоксикации: детоксикация с использованием кислотного и водного растворов;
Комплексное использование хромового шлака: агломерация чугуна и производство цемента.
(1) Сухой метод детоксикации
Использование сильных восстановительных свойств углерода и окиси углерода при высокой температуре для восстановления Cr6+ в хромовом шлаке до образования безвредных соединений Cr3+, что обеспечивает полную детоксикацию хромового шлака.
4Na2CrO4+3C=4NaCrO2+2Na2CO3+2CO2
4CaCrO4+3C=2CaCr2O4+2CaO+3CO2
2Na2CrO4+3CO=2NaCrO2+Na2CO3+2CO2
2CaCrO4+3CO=CaCr2O4+CaO+3CO2
Технические условия: температура обжига 980~1040℃; температура выпуска 850~900℃
Повторное окисление: >500℃
(2) Детоксикация мокрым способом
1. Водорастворимый: Ba2+ + CrO42- → BaCrO4
2. Кислоторастворимый: CaCrO4 + H2SO4 →CaSO4+ H2Cr2O7 + H2O
CrO4 + Fe2+ +8H+ →3Fe3+ +Cr3+ + H2O
(3) Комплексное использование хромового шлака
1. Агломерация и плавка чугуна: использование углерода и железа в двух высокотемпературных восстановительных состояниях агломерации и плавки чугуна для восстановления шестивалентного хрома до трехвалентного.
4 CrO3+6C→2Cr2O3+6CO
4CrO3+6Fe →2Cr2O3+6FeO
2. Производство цемента: 2C+O2 →2CO;
Na2CrO4+CO →Cr2O3+Na2O+CO2
3. В качестве красителя для стекла: Cr6+ → Cr3+, трехвалентный хром удерживается в стеклянной массе.
4. Состояние дел в области обработки и утилизации медицинских отходов
Обычно используемые технологии обработки и утилизации медицинских отходов включают технологии сжигания и не сжигания.
Технология сжигания в основном включает в себя оборудование для пиролиза и сжигания во вращающихся печах, подходящее для обработки медицинских отходов в больших масштабах.
Технологии, не связанные со сжиганием, в основном включают в себя технологии обработки с использованием высокотемпературной паровой стерилизации, технологии резки и измельчения с последующей высокотемпературной стерилизацией, технологии микроволнового излучения, технологии химической дезинфекции и другие технологии, не связанные со сжиганием.
Система печи для пиролиза медицинских отходов
Технология высокотемпературной и высокодавленой стерилизации медицинских отходов
5. Состояние дел в области обработки и утилизации электронных отходов
(1) 25 февраля 2009 года Госсовет опубликовал «Положение об управлении переработкой и утилизацией отслуживших электронных и электрических изделий»
(2) Под обработкой отслуживших электронных и электрических изделий, упомянутой в Положении, понимается разборка отслуживших электронных и электрических изделий с целью извлечения из них материалов в качестве сырья или топлива, уменьшение количества уже образовавшихся отслуживших электронных и электрических изделий путем изменения их физических и химических свойств, уменьшение или устранение их вредных компонентов, а также их окончательное размещение на полигонах, отвечающих требованиям охраны окружающей среды; это не включает в себя ремонт, обновление и повторное использование в качестве подержанных товаров после ремонта и обновления.
(3) Регулирование деятельности по переработке и утилизации отслуживших электронных и электрических изделий.
Технология переработки и утилизации отслуживших электронных и электрических изделий
1. Процесс обработки и использования отслуживших электронных и электрических изделий включает в себя повторное использование и вторичную переработку, включая повторное использование демонтированных компонентов и переработку материалов.
2. Основные методы переработки электронных отходов в ресурсы включают в себя пиролиз, мокрый метод, механическую сепарацию и биологическую переработку.
3. Сухой механический метод обработки обладает лучшими результатами в отношении вторичного использования ресурсов, экологической безопасности и промышленного применения и является наиболее перспективной из существующих технологий переработки ресурсов. В настоящее время основным технологическим процессом в сухой механической обработке является технология дробления и электросепарации. В последние годы в обработке отслуживших печатных плат также уделяется внимание и проводятся исследования низкотемпературной технологии измельчения.
Состояние дел в области объектов по обработке и утилизации электронных отходов
Заводы по переработке и вторичному использованию электронных отходов в Китае делятся на два типа: во-первых, некоторые компании создают заводы в прибрежных районах, в основном ориентированные на отходы, производимые производителями электроники и электротехники; во-вторых, это переработка в домашних мастерских, что является довольно распространенной моделью обработки в Китае.
В процессе переработки и вторичного использования электронных и электрических отходов возникают проблемы загрязнения окружающей среды.
Государственная комиссия по развитию и реформам определила в Пекине, Тяньцзине, Циндао и Ханчжоу по одному демонстрационному проекту по обработке отслужившей бытовой техники, но в настоящее время эти демонстрационные проекты все еще не могут нормально функционировать.
В прибрежных районах самоорганизованная разборка на народном уровне уже добилась технического прогресса.
6. Технологии восстановления загрязненных почв
(1) Органические загрязнители
Загрязнение почвы органическими хлорорганическими пестицидами — технология выщелачивания, выщелачивающие агенты
Загрязнение почвы ПХБ — технология термической десорбции, технология очистки газов
Загрязнение почвы летучими органическими веществами — технология вакуумной экстракции, загрязнение нефтью
(2) Загрязнение тяжелыми металлами — технология выщелачивания: загрязнение хромовым шлаком, кислотная и водная промывка
Технология удаленного восстановления: хромовый шлак, загрязнение почвы на заводах по производству ферросплавов
Технология отверждения/стабилизации:
(3) Загрязнение почвы, образующееся в результате накопления и утилизации отходов
Разработка ресурсов и энергии: хвосты, отвалы и т.д.
Свалки, полигоны ТБО
III. Развитие отрасли переработки и использования твердых отходов в Китае
1. Состояние и масштабы природоохранной отрасли
К 2003 году насчитывалось 22000 природоохранных предприятий, численность занятых превысила 3,2 млн человек; объем производства природоохранной продукции превысил 230 млрд юаней.
В 2004 году объем производства природоохранной продукции превысил 457,2 млрд юаней.
В 2010 году ожидается, что объем производства природоохранной продукции превысит 880 млрд юаней.
2. Развитие отрасли твердых отходов
Отрасль природоохранной деятельности по обращению с твердыми отходами также развивается очень быстро. В настоящее время в Комитете по твердым отходам насчитывается более 100 членов, 43 постоянных члена Комитета, а экспертная группа Комитета состоит из 18 авторитетных экспертов и ученых в области твердых отходов.
С вводом в эксплуатацию более 300 центров по утилизации медицинских отходов и десятков центров по утилизации опасных отходов по всей стране, появятся сотни предприятий по переработке твердых отходов.
Кроме того, по статистике, более 1000 предприятий по всей стране получили лицензии на обращение с опасными отходами.
IV. Существующие проблемы и предложения
1. Существующие проблемы
(2) Слабые возможности технологической разработки, низкое содержание технологий в продукции.
(1) Большое количество предприятий, малые масштабы, слабая мощность.
Хотя в Китае уже насчитываются тысячи экологических предприятий в области обработки твердых отходов, их масштабы относительно невелики. Годовой объем производства предприятий, занимающихся производством чистого оборудования для защиты окружающей среды от твердых отходов, в основном составляет менее 46 миллионов юаней, большая часть из которых составляет менее 12 миллионов юаней, и еще не сформировалась группа ведущих предприятий или корпораций. Более 90% экологических предприятий Китая являются малыми предприятиями, а крупные экологические предприятия составляют лишь около 3% от общего числа экологических предприятий страны.
(2) Трудности в технологическом импорте и освоении.
Хотя многие экологические предприятия имеют собственные научно-исследовательские и проектные группы, научно-исследовательские и проектные возможности подавляющего большинства экологических предприятий слабы, а инвестиции в технологические разработки недостаточны; продукция в основном является обычной продукцией с низким содержанием технологий и слабой конкурентоспособностью. Общий уровень экологической продукции Китая соответствует уровню конца 1980-х - 1990-х годов в мире, наиболее очевиден разрыв в области приборов и оборудования для мониторинга окружающей среды.
(3) Комплексное оборудование и технологические исследования и разработки
Высшие учебные заведения и научно-исследовательские учреждения берут на себя основную работу по научно-исследовательским и опытно-конструкторским работам в стране;
Государство вложило значительные финансовые средства в высокотехнологичные исследования «863», национальные крупные исследовательские проекты и т. д.
Однако между исследованиями и разработками и инженерным применением существует значительный разрыв, и для перехода от технологической зрелости к производству комплектного оборудования потребуется некоторое время.
Технология высоких температур и влажности: обработка твердых отходов с высоким содержанием твердых веществ, шлама.
Плазменная технология: обработка опасных отходов.
(4) Еще не сформирована среда справедливой конкуренции.
Недобросовестная и неравная конкуренция и местная защита по-прежнему довольно серьезны в некоторых регионах, например, фальсификация в процессе проведения тендеров на строительство экологических проектов, игнорирование технологий и акцент на низких ценах при заключении контрактов; в некоторых местах прямо запрещается ввоз экологической продукции и услуг из других регионов на местный рынок; в некоторых местах односторонне подчеркивается, что оборудование и продукция, необходимые для местных проектов по охране окружающей среды, должны производиться на месте и т. д. Рыночный беспорядок препятствует технологическому прогрессу в экологической промышленности и подрывает активность предпринимателей.
2. Предложения
(1) Использовать возможности, ускорить развитие экологической промышленности, увеличить инвестиции в экологическую промышленность, в полной мере использовать инвестиции в размере триллионов юаней для создания благоприятных условий для успешного преодоления финансового кризиса и быстрого экономического развития после него.
(2) Повышение уровня технологий, уровня производства продукции, уровня комплектации систем, совершенствование систем автоматического управления и систем повторной проверки.
(3) Активная поддержка ведущих экологических предприятий