李延榮，孫中文

（烏魯木齊京誠檢測技術(shù)有限公司，新疆 烏魯木齊 830000）

當前，隨著中國制造業(yè)的逐步發(fā)展壯大，產(chǎn)生的固體廢棄物數(shù)量與日俱增，其中大部分都來自于制造業(yè)的生產(chǎn)環(huán)節(jié)。因此，雖然制造業(yè)的蓬勃發(fā)展帶來了巨大的經(jīng)濟效益，但卻產(chǎn)生了大量的固體廢棄物，給自然生態(tài)環(huán)境帶來了較大危害。

1 工業(yè)固體廢棄物概述

1.1 工業(yè)固體廢棄物的概念

工業(yè)固體污染，主要是指工業(yè)企業(yè)在日常的生產(chǎn)過程中遺留的各類垃圾，如礦山作業(yè)時留下的廢石、燃燒或鍛造后剩下的鐵渣、劣質(zhì)原材料的尾礦等。這些垃圾對生態(tài)環(huán)境的污染與損害都非常大。根據(jù)最近的統(tǒng)計資料顯示，當前工業(yè)固體污染已呈現(xiàn)出了逐漸上升的態(tài)勢，特別是近幾年，由于經(jīng)濟和技術(shù)的迅速發(fā)展以及城市工業(yè)化進程的加快，固體工業(yè)污染的增長率已超過最初的10%。經(jīng)過相關(guān)調(diào)查，工業(yè)固體污染最嚴重的五個行業(yè)是電氣工業(yè)、熱力工業(yè)、黑色金屬加工和冶金、金屬有限公司資源收集業(yè)和黑色金屬采礦業(yè)。這五個行業(yè)產(chǎn)生的固體工業(yè)污染占整個行業(yè)總量的80%。同時，因為管理不善，這些行業(yè)的資源耗費很大[1]。

1.2 工業(yè)固體廢棄物的危害

1.2.1 對土壤的危害

在工業(yè)固體廢棄物的處理過程中，由于沒有對其進行合理再利用，導致大量的固體垃圾簡易堆放或填埋處置，占用了大量的土地資源。而許多工程固體廢棄物都存在特定的危害性，其中的有害物質(zhì)會通過風化和降雨的浸蝕再通過土壤滲透到地下水中，既污染了水資源，又對土壤資源造成了巨大損害，甚至會毀壞地貌和植物[2]。

1.2.2 對水資源的污染

簡單堆積或填埋等處理后的工業(yè)固態(tài)污染物，受到降雨等各種因素的影響，其中的有害物質(zhì)會流入江河湖泊、近海漁業(yè)等地方，這對地表水資源產(chǎn)生了巨大污染。同樣，有的工業(yè)公司違規(guī)向河道排入廢水，也對自然資源造成了嚴重污染，進而嚴重影響人們的身體健康。

1.2.3 對大氣的污染

在工業(yè)固體廢棄物中，粒狀廢物很容易被風吹出并在空氣中傳播，其中，當煤塵中的顆粒被風吹到農(nóng)作物上，會給其生長帶來很大的負面影響；還有一些固體污染物在搬運和處置過程中會形成有毒有害氣體，被強風卷起后會在城市中傳播，這對人體健康影響很大。

此外，對于工業(yè)固體廢棄物的堆放、填埋以及處置，都需要投入大量的資金，而其中還有很多沒有充分利用的資源，形成了資源的浪費，給社會經(jīng)濟造成的了巨大損失。

2 工業(yè)固體廢棄物的現(xiàn)狀

我國的固廢處置產(chǎn)業(yè)興起較晚，且行業(yè)市場化水平處理程度較低，但由于國家對環(huán)境保護工作持續(xù)加碼，從而促進了固體廢料處置產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。近年來，我國固廢處置與管理業(yè)務(wù)市場發(fā)展規(guī)模穩(wěn)步增長，由2013年的7 859.9億元，上升到了2019年的9 610.6億元。

由于對環(huán)保要求日益提高，固廢處置也開始被政府列為城市的基本環(huán)境管理服務(wù)項目之一，而部分省份也陸續(xù)實施了城市生活垃圾處理和危廢處理的“十三五”計劃以及城市中期規(guī)模調(diào)整，所以，固廢處理量明顯提高。詳細數(shù)據(jù)如圖1所示。

圖1 2013～2019年中國固廢處置總量統(tǒng)計

根據(jù)“2013～2019年中國固廢處置處理行業(yè)運營模式分析報告”數(shù)據(jù)顯示：2013年，中國的固廢處置處理規(guī)模為約41.42億噸，且在2019年上升到了48.61億噸。

在2019年，全國固廢處置處理量為48.61億噸，其中，城市廢棄物處理總量為5.84億噸；工業(yè)固廢處理量為34.73億噸；農(nóng)村廢棄物處理總量為8.04億噸。詳細數(shù)據(jù)如圖2所示。

圖2 2013～2019年中國固廢處理量細分市場統(tǒng)計

由以上數(shù)據(jù)可以看出，中國工業(yè)固體廢棄物的數(shù)量呈現(xiàn)出了逐漸增加的態(tài)勢，從1985年的6億噸上升到了2009年的20億噸，可以說是井噴式的大爆發(fā)。通過以上統(tǒng)計資料也可以看出，中國在經(jīng)濟社會飛速發(fā)展的進程中忽視了對工業(yè)固體廢棄物的處理。

2.1 工業(yè)固體廢棄物的分類

根據(jù)大數(shù)據(jù)分析統(tǒng)計，目前，工業(yè)固體廢棄物大部分來自五大企業(yè)的重工業(yè)作業(yè)，如采礦業(yè)的廢石、熔煉金屬的燃燒殘余等，這些都是工業(yè)固體廢棄物的主要組成部分。且由于我國地大物博，具有大量的礦藏資源，這也使工業(yè)固體污染的主要源頭比較穩(wěn)定。在產(chǎn)生工業(yè)固體廢棄物的五大企業(yè)中，礦山資源一般都能夠回收再使用。因此，企業(yè)如果能夠?qū)ζ湓诠I(yè)生產(chǎn)過程中所形成的工業(yè)固體廢棄加以合理的回收使用，一方面能有效改善生態(tài)環(huán)境；另一方面也能提升礦產(chǎn)資源的利用率，進而降低了工業(yè)中固體廢棄物大量浪費的問題。

2.2 工業(yè)固體廢棄物的分布

當前，我國的工業(yè)固體廢棄物的總量呈上升趨勢，但對其的利用率卻較低，僅為55%以下，而剩余的工業(yè)固體廢棄物每年都會大量積累。這導致大量資源被浪費，而自然環(huán)境也不可避免地受到破壞，且工業(yè)固體廢棄物資源的利用率仍與其他國家有很大差異。其中，在經(jīng)濟發(fā)展相對繁榮的地區(qū)，工業(yè)固體廢棄物的資源使用率也較高，部分地方能達到95%左右；但在一些經(jīng)濟較為落后的地區(qū)，其使用率會相對低一些。因此，這不利于社會經(jīng)濟的進一步發(fā)展[3]。

3 工業(yè)固體廢棄物資源綜合利用途徑

3.1 工業(yè)固體廢棄物在微晶玻璃制造中的應用

微晶玻璃是由各種細晶物質(zhì)和玻璃（由煅燒和結(jié)晶玻璃顆粒制成）的混合物。其具有堅固、致密、均勻、耐熱、耐腐蝕、絕緣等優(yōu)點，且在生產(chǎn)過程中不會形成污染物，也是綠色建設(shè)和環(huán)保的新材料。在實際應用中，微晶玻璃因其優(yōu)異的特性成為了本世紀最關(guān)鍵的新型技術(shù)材料，可應用于機械、生物醫(yī)藥、電子微電子、宇航等領(lǐng)域的大量生產(chǎn)。利用工業(yè)固體廢棄物生產(chǎn)微晶玻璃，不僅降低了工業(yè)固體污染對自然環(huán)境的破壞問題，同時也達到了對環(huán)保資源的再生利用。

3.1.1 磷渣

廢磷通常是由二氧化硅（SiO2）和氧化鈣（CaO）組成。由于硅和氧化鈣也是微晶玻璃的主要成分，所以可取代石灰石和二氧化硅，也可以成為鍛造微晶玻璃和制造微晶玻璃的主要化工原料。因此，通過利用磷渣鍛造微晶玻璃，不但能減少磷渣對自然環(huán)境的損害，也實現(xiàn)了環(huán)保的目的，同時還能夠減少微晶玻璃的生產(chǎn)與施工成本，從而滿足社會可持續(xù)發(fā)展的需要。

3.1.2 鉻渣

鉻渣主要是在制造錳和鉻鹽過程中形成的工業(yè)廢物，對人類健康有一定影響。目前，在中國共有20余個省市傾倒大量的這種工業(yè)廢渣，所以對鉻廢料資源的合理開采和利用變得尤為重要。鉻渣主要由二氧化硅（SiO2）、氧化鎂（MgO）、六氧化二鉻（Cr2O6）和其他微量元素所組成，易造成人類嚴重中毒。但是，在處理和使用廢鉻的過程中，人們可通過特殊的化工處理方式，使毒性物質(zhì)轉(zhuǎn)變?yōu)槲⒕РＡУ某珊酥行?，進而去除廢鉻中的毒性物質(zhì)。

3.1.3 鈦渣

鈦廢料中包括了許多的化學物質(zhì)，其內(nèi)部成分和化學構(gòu)造較磷和錳的廢料復雜得多，有過氧化鎂（MgO）、氧化鈣（CaO）、三氧化二鋁（Al2O3）等，其色澤一般是深灰褐色。鈦廢料的成分也比較復雜，但可直接進行微晶玻璃的加工。鈦廢料中的二氧化鈦（TiO2）是一種非常有效的助溶劑，在制造微晶玻璃過程中起到了重要作用。但是，因為氮化鈦鋁很容易在微晶玻璃的表面析出，所以在應用氧化鈦時需要與一些晶合劑一起。其優(yōu)點在于，在鈦渣中與某些化學元素作用所產(chǎn)生的結(jié)晶具有較大的物理化學穩(wěn)定性。

3.2 工業(yè)固體廢棄物在制造干混砂漿中的應用

干混砂漿（Dry-mixed malt，干粉砂漿），又稱水硬性水泥麥芽，是建筑工程領(lǐng)域應用的一種新型干混建筑材料。由于其具有使用簡單、性能優(yōu)良等優(yōu)點，在城市建筑中得到了廣泛應用。干混砂漿主要是由干燥和處理過的骨料、無機水泥材料、化學增香劑和各種顏料組成。在建筑材料應用領(lǐng)域，其通常具有粘合、填充、保護和裝飾的功能。此外，部分工業(yè)的固體污染物也可用來制造干混砂漿，如粉煤灰綜合利用物、爐渣、優(yōu)質(zhì)煤等，實現(xiàn)了廢物回收使用的目的。

3.2.1 粉煤灰

粉煤灰水泥是我國燃煤電廠排放的主要工業(yè)固體廢物。粉煤灰水泥也是我國固體污染排放量最大的工業(yè)廢棄物之一。由于中國能源工業(yè)的快速發(fā)展，燃煤電站的飛灰排放量也在逐漸增加；飛灰若不及時處理，會產(chǎn)生揚塵，嚴重破壞大氣環(huán)境；如在水中排入粉煤灰水泥，則會導致河道淤積，嚴重影響水質(zhì)。所以，應做好對粉煤灰的綜合利用工作，以減少污染物排放量。同時，粉煤灰也是生產(chǎn)干混砂漿的主要水泥材料之一，其具有粒度細、重量輕、吸水性強等優(yōu)勢。一般來說，凝膠材料能夠明顯增強混合干麥芽的硬度和流動性，因此，實際使用效果也不錯。這也是由于粉煤灰具有特殊的化學性質(zhì)，能夠與混合干麥芽中的某些化學元素發(fā)生反應，從而提高了混合干麥芽的流動性。此外，由于粉煤灰具有的特殊物質(zhì)性質(zhì)和強烈的吸水性，能有效排除干混砂漿中的水分，從而增加了干混砂漿的黏稠度，所以，干混砂漿的使用效果良好。

3.2.2 礦渣

爐渣是高爐煉鐵過程中的重要副產(chǎn)品。在煉鐵過程中，爐渣主要是由鐵硅酸鹽與硅鋁酸鹽形成的熔融物質(zhì)，在高溫化學反應下，是將氧化鐵還原為金屬鐵時產(chǎn)生的，即鐵礦物和硅灰中的二氧化硅和氧化鋁等雜質(zhì)通過淬冷，會形成疏松或多孔的細晶粒材料，就是高爐渣，俗稱爐渣。把爐渣水泥直接摻入干混砂漿中，就可以很大幅度地增加干混砂漿的硬度和韌性。但對比粉煤灰混凝土，其也存在缺點，那便是減弱了干混砂漿的熱流動性，所以，爐渣一般都會與粉煤灰混凝土組合應用，以取得更佳的應用效果[4]。另外，復合爐渣、鐵尾礦尾砂等也能夠用來制造微晶玻璃，也有助于減少對環(huán)境保護造成的危害，從而促進了資源的循環(huán)使用。

3.2.3 煤矸石

煤矸石，是煤礦在利用和洗選過程中所形成的一類工程固體廢物。其主要是指在成煤的過程中，和煤層伴生的碳含量相對較少，且比煤堅硬的一類黑色石灰石材料。其主要包括人工矸石、沖洗矸石和巷道內(nèi)開挖矸石。優(yōu)質(zhì)煤約占全國原煤總量的百分之十。然而，如何合理分解優(yōu)質(zhì)煤中的各種理化成分，是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)煤資源綜合利用的關(guān)鍵問題。通常，人們可按照碳含量來區(qū)分是否為優(yōu)質(zhì)煤層。由于煤矸石沉積巖為多種礦巖所構(gòu)成，所以，在地層中常和煤系共生。因此，在使用優(yōu)質(zhì)煤層時，需要充分考慮氧化鋁陶瓷的含量，以及氧化鋁與二氧化硅的配比等參數(shù)[5]。

一般來說，含碳量是開采和使用優(yōu)質(zhì)煤炭的最主要考察依據(jù)。如含碳量較低的優(yōu)質(zhì)煤炭其發(fā)熱量也較低，可作為生產(chǎn)水泥的骨料以及水泥砂漿的混合物原料；而含碳量更多的優(yōu)質(zhì)煤炭其發(fā)熱量則較高，通常可作為冶金燃料。如果優(yōu)質(zhì)煤含硫量較高，要及時加以化學處理，且一旦優(yōu)質(zhì)煤中的硫元素達到合理使用標準后，就可以將其回收使用。同時，優(yōu)質(zhì)煤炭的資源化使用途徑還有水力發(fā)電、燃氣供熱，甚至是充當填充物、建筑材料等。近幾年，利用優(yōu)質(zhì)煤炭所制造的水泥不但可以改善混凝土特性，還可以節(jié)省成本，增加效益，從而推動了企業(yè)的發(fā)展壯大。

市場上用煤矸石二次加熱制造的商品良莠不齊，這主要是因為優(yōu)質(zhì)煤炭含碳量不同而引起的。但是，人類無法用統(tǒng)一的標準去評價這些產(chǎn)物，這也限制了優(yōu)質(zhì)煤炭的大規(guī)模利用與推廣。所以，在未來需要逐步研究其共性，并制訂出符合煤矸石資源性質(zhì)的使用規(guī)范，來規(guī)范優(yōu)質(zhì)煤炭交易市場，推動工業(yè)固體污染物實現(xiàn)回收再使用，推動產(chǎn)業(yè)與生態(tài)實現(xiàn)和諧發(fā)展。

4 加強固體廢棄物綜合利用的建議

（1）加強對地方政府有關(guān)法律、規(guī)章的配套建設(shè)，為中小企業(yè)充分利用固體廢物提供政策保障體系；遵守激勵和政治約束相結(jié)合的原則，以構(gòu)成一個全面使用國家資源的有效機制；充分利用國家資源有關(guān)的政策，有效發(fā)揮國家稅收政策的優(yōu)勢，激勵、引導和支持固體廢棄物的綜合利用。

（2）強化國家宏觀調(diào)控，完善地方政府引導，逐步達到國家對粉煤灰資源化綜合利用管理工作的規(guī)范化和制度化。

（3）依靠科學技術(shù)進步，為固廢資源化綜合利用提供更強有力的科技保障。第一，盡快運用科學技術(shù)和先進適用技術(shù)，提高固廢資源化綜合利用的新科技；第二，積極選用有一定代表性的目標，并較大規(guī)模推廣前景廣闊的先進適用技術(shù)，可在國家重點產(chǎn)業(yè)、地方重點企業(yè)組織開展一些國家重點示范工程項目；第三，要加強對先進技術(shù)的引進。

（4）大力實施源頭減少政策，指導企業(yè)積極減少生活垃圾的產(chǎn)生，并努力實現(xiàn)固態(tài)垃圾的“減量化、資源化和無毒化”。

（5）進一步加強宣教力度，重點圍著“大力發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟，加速構(gòu)建節(jié)儉型市場經(jīng)濟”這一主旨，同時進行各種形態(tài)多種多樣的宣教社會活動，鼓勵人們積極參與保護環(huán)境，使“珍愛資源、環(huán)?！弊兂伤泄姷淖杂X行為。

5 結(jié)語

中國是世界上工業(yè)固體廢棄物污染最高的國家之一，但相比發(fā)達國家，我國對工業(yè)固體廢棄物的資源化利用效率相對較低，存在不足之處。面對這些情況，我國工業(yè)和信息化部相繼出臺了《工業(yè)固體廢物資源綜合利用評價管理暫行辦法》和《國家工業(yè)固體廢物資源綜合利用產(chǎn)品目錄》，以此對工業(yè)固體廢物資源的綜合利用的評價機制進行科學規(guī)范，并引導企業(yè)積極主動開展工業(yè)固體廢物資源綜合利用工作。相信在社會各界的共同努力下，會有效提升對工業(yè)固體廢物資源的綜合利用，進而為環(huán)境保護的可持續(xù)發(fā)展奠定堅實基礎(chǔ)。