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中國網/中國發展門戶網訊 城市固廢淨化防治是改良水、年夜氣和泥土環境質量,加強防范環境風險的必定請求,維護人體安康的主要保證。我國城市固廢淨化防治任務起步晚、基礎單薄、歷史欠賬多,在城市固廢淨化防治方面仍存在明顯缺乏,面臨的環境風險仍然嚴峻。但是,城市固廢中又蘊含著豐富的可收受接管物質和能量,假如能夠清潔高效地加以應用,不僅有利于解決我國城市固廢嚴重淨化問題,還是緩解我國資源動力缺乏瓶頸的主要衝破口。別的,實現城市固廢資源的有用收受接管,既能夠晉陞我國資源循環效力,減少我國經濟發展對原生資源的依賴,保證國家資源平安,又能緩解實現碳中和目標能夠面臨的資源約束問題。習近平總書記屢次就發展循環經濟、推進城市固廢處置應用作出主要指示,黨的二十年夜報告中提出“加速構建廢棄物循環應用體系”“積極穩妥推進碳達峰碳中和”等嚴重戰略安排,并強調實施周全節約戰略,推進各類資源節約集約應用。是以,開展廢賓利零件棄物資源綜合應用是我國深刻實施可持續發展戰略、樹立健全綠色低碳循環發展經濟體系、實現碳達峰、碳中和(以下簡稱“雙碳”)目標的主要途徑之一。
今朝,我國城市固廢來源廣、數量年夜、種類多,其綜合處置形式多以疏散化、單一化為主。在該形式下,一方面各城市固廢處置單元之間很難通過物質、能量代謝的協同實現資源動力效力的最優,另一方面也晦氣于各治理部門對城市固廢處置全性命周期實施精細化的監管。american、japan(日本)、歐盟等發達國家和地區通過系統安排新一輪循環經濟行動計劃,通過數字、生物、動力、資料等前沿技術深度融會,以及重構知識產權與標準體系,構成了一批處于壟斷位置的循環經濟焦點技術和裝備。我國循環經濟總體技術與工藝研討已經整體接近、部門達到國際先進程度,但全過程源頭減量減害、高質量循環應用方面依然差距較年夜。是以,本文在系統梳理我國城市固廢綜合處置方法及其存在的問題,尤其是“雙碳”佈景下所水箱精面臨的嚴重挑戰基礎上,依托中國科學院戰略性先導科技專項(A類)“漂亮中國生態文明建設科技工程”(以下簡稱“漂亮中國專項”)等支撐,提出并構建了以集中化、資源化、綠色化、聰明化為特征的城市多源固廢循環經濟處置形式;并以位于粵港澳年夜灣區獨一的國家級資源循環應用基地——東莞海心沙國家資源循環應用示范基地(以下簡稱“海心沙基地”)建設為例,闡述了在整合現有生涯渣滓“好,就這麼辦吧。”她點點頭。 “這件事由你來處理,銀兩由我支付,跑腿由趙先生安排,所以我這麼說。”趙先生為藍焚燒發電、危險廢物平安焚燒等項目基礎上,若何通過衝破焚燒飛灰-餐廚沼渣-市政污泥協同熱解碳化、電子污泥-廢催化劑-廢活性炭協同熔煉金屬富集、全過程代謝模擬數字孿生等一系列固廢集約化協同處置關鍵技術、裝備及軟硬件系統的開發和集成應用,年夜幅晉陞示范基地的資源動力綜合收受接管效力和下降區域環境綜合影響程度。以此,為我國從最基礎上解決固廢復雜問題、促進無廢城市和“雙碳”目標的實現,供給新的形式和路徑。
城市多源固廢處置現狀、問題及挑戰
城市固廢有廣義和狹義之分,學術界普通采用狹義的概念,即特指人們生涯活動中所產生的固體廢物(municipal solid waste),重要有居平易近生涯渣滓、商業渣滓和清掃渣滓,以及糞便和污水廠污泥,別的生涯渣滓經分類收受接管的各種金屬、塑料、紙屑等廢品也屬于此類范疇。而廣義的城市固廢是指在生產、生涯及其他活動過程中產生的喪掉原有的應用價值或許雖未喪掉應用價值但被拋棄或許放棄的固體、半固體,置于容器中的氣態物品物質,以及法令法規規定納進廢物治理的物品物質,普通包含城市生涯渣滓、城市建筑渣滓、普通工業固體廢物和危險固體廢物四年夜類。工程技術領域普通采用廣義的城市固廢概念,尤其是針對我國今朝“無廢城市”“無廢社會”的建設目標,需求將城市生涯源有機固廢、城市礦產類固廢、工業源普通和危險廢物統籌考慮進行協同處置。
生涯源有機固廢的動力化處置
生涯源有機固廢重要指人類生產生涯中產生的廚余渣滓、餐飲渣滓和城市污泥等,具有組分復雜、含水率高、易腐敗等特徵;有機固廢的傳統處置方式以填埋和焚燒為主,厭氧發酵等資源動力協同應用技術發展敏捷。發達國家在該領域焦點技術和裝備方面仍處于領先位置,其有機固廢處理方面的研討已從傳統的減量化、資源化和無害化向深度資源化、聰明化、動力化發展,慢慢構成了有機汽車材料報價固廢生物資源動力化、多種有機固廢協同處理和高參數智能發電的綜合處理形式。
我國已實施了促進生涯源有機固廢資源收受接管的戰略,以應對疾速工業化和城市化帶來的資源缺乏問題,但在其資源動力化應用方面與發達國家比擬還存在必定差距。我國有機固廢焚燒基礎研討起步較晚,原始創新才能缺乏,現有技術重要依附引進、消化和再創新。經過30年的發展,系統整體運行程度雖已接近國際先進程度,但在發電效力、智能化把持、淨化排放等方面仍存在短板。我國在厭氧發酵等生涯源有機固廢資源化應用技術領域,產氣率低、氣化焦油處置率低、沼氣發電效力高等關鍵問題還未完整解決。例如,國際上鼎力推廣的干發酵技術,我國在穩定性和連續性、產氣效力等方面也還存在明顯缺乏。
城市礦產類固廢的資源化處置
城市礦產重要指產生和蘊躲于城市固廢中可循環應用的鋼鐵、金屬、塑料和橡膠等資源,其具有顯著的經濟和環境價值屬性。發達國家在城市礦產廢舊產品智能拆解高端再造、新動力器件綜合收受接管與循環應用、有機-無機復合資料高效環保熱解與資源收受接管等方面獲得衝破性進展。例如,德國在高鐵及航空發動機拆解收受接管和再制造領域已構成了完全的治理體系和技術保證;比利時Umicore公司采Porsche零件用專用豎爐實現了廢舊三元鋰電進行高效解離;american東北年夜學開發的熱解油高效收受接管裝置,可生產高值化燃料油。
在國家發展和改造委員會、財政部支撐下,我國已樹立多個城市礦產示范基地,促進了我國城市礦產類固廢資源循環應用體系的建設。但我國仍缺少廢舊產品及零部件高質循環應用的有用途徑,與國外數字技術驅動的循環經濟差距還非常明顯。尤其在報廢新動力汽車拆解應用、航空發動機葉片修復、服役動力電池有價金屬收受接管、服役復合器件/資料熱解裝備智能調控配伍與穩定運行等方面,急需二次資源高溫-超高溫精煉提質提純、高純資料構效精確調控等一些關鍵技術的研發,以及系統集成優化和先進過程把持才能的晉陞。
工業源危險廢物的平安化資源化處置
工業源危險廢物是指在工業生產活動台北汽車零件中排放的廢渣、飛灰、粉塵和廢有機溶劑等,包括46年夜類467種,具有種類單一、成分復雜和環境風險高級特點。工業源危險廢物重要以填埋、焚燒和物化等平安化處置方法為主。例如,水泥窯協同處置作為一種典範工業危廢資源化技術,在進行水泥熟料生產的同時可實現對危險固廢的無害化處置。發達國家在此領域通過構建復雜難用工業固廢/危廢多產業協同應用形式,實現了資源單一應用向多資源跨行業分質協同、年夜規模增值應用的最基礎性轉變。以比利時Umicore公司為代表的熔池協同熔煉技術,可處理幾十種電子廢棄物,同時收受接管17種有價金屬;american稀土公司采用膜輔助萃取技術收受接管釹鐵硼等廢材,實現稀土綜合收受接管率達95%以上。
經過多年發展,今朝我國基礎構成了以“個性處置技術為主,鼎力發展多源固廢資源化和協同處置技術”的多種方法并存的格式,基礎實現了危險廢物規范化和無害化治理。但針對新興產業危險廢物,尤其是含戰略金屬類危險廢物的資源收受接管技術較為缺掉。在城市多源含金屬類固/危廢物協同冶煉技術、資料、焦點部件、高端設備方面,我國與國際先進程度差距明顯,分歧種類戰略性新興產業廢料短流程深度分離—精煉熔煉—產品增值純化應用是未來重要標的目的。
綠色低碳循環體系下的問題挑戰
在國家一系列固廢資源環境相關政策的引導下,我國今朝基礎實現了普通固廢動力化、資源化和危險廢物的無害化處置,下降了固廢處理處置過程中帶來的環境影響和安康風險。但在城鎮化建設加快發展和工業轉型疾速升級過程中,尤其是在我國綠色循環、減污降碳新政策請求下,遠不克不及實現多源固廢綜合協同管理與資源高效節約循環應用目標,構建廢棄物循環應用體系還存在一些挑戰。
協異化處置未構成共識。我國分歧類型固體廢棄物治理歸口分歧部門,無法統一統籌協調治理,是以城市多源固廢的協異化處置也很難推動落實。別的,由于當局部門針對固廢處置行台北汽車材料業在宏觀調控和市場競爭均衡方面存在必定不合,多源固廢協異化處置也較難構成共識。
治理政策體系有待完美。我國出臺了許多固廢管理與淨化防治相關政策汽車冷氣芯文件,從國家層面已初步構成相對完全的固廢治理軌制體系。但年夜多地區尚未結合本身產業特點和環境治理現狀,配套出臺具有地區適用性及可操縱性的固廢綜合應用和處理處置計劃,尤其是“互聯網Benz零件+”等數字化治理軌制體系,以及集約化協同鏈接技術體系建設方面還存在必定缺掉。
處置應用才能不服衡。近年來,我國各地陸續建成城市危險廢物焚燒、填埋、水泥窯協劃一綜合性處置項目。從全國總體來看處理才能基礎達到飽和,但區域發展的不服衡導致部門地區危廢處理才能還存在較年夜缺口“小姐,你醒了?有丫鬟給你洗漱。”一個穿著二等侍女服的丫鬟拿著梳妝用品走了進來,笑著對她說道。。部門地區,尤其是東部沿海城市化工業化程度較高城市,建成的危險廢物綜合應用項目因市場分歧理競爭,以及跨省轉移政策壁壘等問題,無法實現盈利性安康發展。
高值化智能化應用程度低。今朝,我國大批工業固廢重要以生產中低端建材產品為主,缺少先進工藝裝備支撐下的固廢高值化應用產品轉化技術,尤其是含金屬類也正因為如此,她在為小姐姐服務的態度和方式上也發生了變化。她不再把她當成自己的出發點,而是一心一意地把她當成自的工業固廢;而城市礦產類固廢也存在同樣的窘境,這將成為制約我國未來戰略金屬資源二次開發應用與平安儲備的主要問題。
“漂亮中國專項”支撐海心沙基地建設
粵港澳年夜灣區是德系車材料國家“十三五”期間規劃打造的世界級城賓士零件市群。系統開展粵港澳年夜灣區多源城市固廢高效循環應用和淨化協同智能把持,不僅是重點地區固廢淨化、管理工業轉型升級的現實需求,更是服務、支撐我國資源循環應用體系樹立的戰略需求。基于此,“漂亮中國專項”中“粵港澳年夜灣區城市群生態建設工程與生態系統智能治理示范”項目專門設立了“粵港澳年夜灣區城市群資源循環應用與綠色發展技術裝備集成及示范”課題,以期從年夜灣區城市固廢資源環境屬性特點、建設世界級城市群的固廢無害化處理處置需求出發,開展生涯渣滓等城市有機固廢及危險廢物的高效高值化福斯零件轉化與淨化協同把持等關鍵個性技術、裝備研發,以及區域資源循環應用與淨化智能管控整體解決計劃設計研討。上述關鍵個性技術、裝備的集成及整體解決計劃的勝利應用,將為破解渣滓處置“鄰避效應”、明顯進步粵港澳年夜灣區城市資源應用效力等方面供給技術支撐,保證國家對渣滓焚燒飛灰平安處置、新興金屬基危險廢物高效清潔資源化應用的嚴格落實。
海心沙基地占地716畝,總投資約50億元國民幣,綜合處理包含生汽車零件進口商涯渣滓、餐廚渣滓、26類危險廢棄物共100萬噸/年(圖1)。自2019年“漂亮中國專項”啟動以來,“粵港澳年夜灣區城市群資源循環應用與綠色發展技術裝備集成及示范”課題牽頭單位中國科學院過程工程研討所,聯合中國科學院城市環境研討所圍繞基地項目建設實際需求,重點開展了以市政污泥、餐廚沼渣、渣滓焚燒飛灰等為代表的有機固廢循環應用,以電子污泥、廢礦物油等為代表的城市礦產循環應用,以及城市多源固廢循環應用全過程智能監控等關鍵技術和裝備的研發,支撐基地建成13萬噸/年電子污泥火法熔煉金屬再生、5萬噸/年廢礦物油資源化再生應用、1萬噸/年飛灰-沼渣-保時捷零件污泥協同資源化處理、100萬噸/年城市多源固廢轉化一體化智能管控四年夜示范工程。以此周全支撐海心沙基地100萬噸級城市多源固廢資源循環應用集成示范建設,并最終構成適用于粵港澳年夜灣區城市群,并可向全國推廣的多源固廢集中化循環應用與綠色發展系統解決計劃。
固廢資源動力綠色高效轉化
污泥-沼渣-飛灰協同應用關鍵技術。城市污泥的處理與處置是國家環保督察的重點,餐廚渣滓厭氧過程易酸化副產大批需求二次處理的沼渣,以及渣滓焚燒量的持續進步導致了飛灰產量的疾速增添。針對以上城市生涯源固體廢物處置過程產生的問題,本研討在污泥-沼渣-飛灰低碳協同資源化應用方面衝破了相關技術瓶頸,獲得了一系列技術結果:含水率80%的污泥或沼渣一次性脫水下降到40%以下;餐廚渣滓廢油脂的生物塑料(PHA)轉化率達到60%以上;電化學強化的污泥/餐廚渣滓水熱液微生物厭氧發汽車零件報價酵化學需氧量(COD)往除率達到85%以上,沼氣中甲烷含量最高達到90%;污泥和沼渣在600℃擺佈的溫度下熱分化,獲得生物炭固體物質,此中的抗生素被100%往除,重金屬穩定固化超過85%,營養元素中的氮、磷、鉀約8Skoda零件0%被固持在生物炭中;污泥減量化達到90%以上。焚燒飛灰與污泥/沼渣混雜水熱后固相的熱解炭中含氯量小于2.0%、重金屬浸出性減少85%、二噁英往除率>99.9%,高溫燒結制備出的陶粒滿足GB/T 17431.2—2010《輕集料及其試驗方式》請求,達到飛灰的全量資源化應用目標(圖2a)。該技術在海心沙基地已完成萬噸級工業示范應用。
含銅污泥火法熔煉關鍵技術。粵港澳年夜灣區是我國電子信息產業發展的主要集聚區,金屬概況處理、電鍍、印刷電路板和電線電纜生產廢水處理過程中產生大批的含銅、裴毅在祁州出事了嗎?怎麼可能,這怎麼可能,她不相信,不,這不可能!含鎳污泥。本研討通過含銅電子污泥富氧熔煉實驗室小試和擴試工藝的大批研討,探明了富氧濃度、熔煉溫度等關鍵工藝參數對冰銅檔次和渣相把持的影響機制,實現了含銅污泥富氧側吹熔煉溫度1200℃—1350℃、富氧濃度26%—28%條件下,銅收受接管率比現有通俗空氣鼓風吹煉工藝進步2%以上,床才能進步28%以下水平(圖2b)。該技術及中試裝備已應用在海心沙基地火法熔煉車間,支撐了10萬噸級含銅污泥富氧熔煉工程的工藝優化驗證。
廢棄潤滑油/礦物油資源化關鍵技術。針對粵港澳年夜灣區廢礦物油收受接管的全分子蒸餾工藝路線不成熟且設備投資年夜的問題,本研討開發了廢棄潤滑油/礦物油資源化焦點技術(IPE-Reyoil-Tech),實現了有價組分收受接管率>85%,裝置正常運行時間較傳統工藝進步了50%(圖2c)。該技術在海心沙基地聽到“非君不嫁”這兩個字,裴母終於忍不住笑了起來斯柯達零件。已完成5萬噸級示范工程應用。
固廢轉化過程淨化協同管理
固廢資源動力轉化過程同樣會形成較水箱水為嚴重的水、氣二次淨化問題,區別于傳統的淨化把持技術,固廢轉化過程的淨化協同管理,普通具有以廢治廢的典範特征。
光熱催化疏散揮發性有機物(VOCS)高效凈化關鍵技術。針對城市多源固廢,尤其是含汽車材料揮發性有機物的危險廢物集中處置全過程產生的VOCS高效管理,本研討以MnOX、CoOX、CoAl2O4及貴金屬鉑(Pt)、鈀(Pd)、釕(Ru)等具有催化氧化效能的物質為光致熱催化資料的活性組分,從中篩選出具傑出VOCS催化降解藍寶堅尼零件機能的物質,制備獲得整體式德系車零件光致光熱催化劑(圖3a)。同時開發了3000立方米/小時吸附催化耦合間歇凈化VW零件加熱設備,該技術裝備集成了電熱金屬疾速升溫、金屬蜂窩催化劑低阻、高導熱且單位體積比概況積年夜等優勢。該技術裝備已應用在海心沙基地危險廢棄物丙類倉庫,并實現穩定運行,總揮發性有機組分凈化效力達到≥90%程度。
生物炭廢水深度凈化關鍵技術。固廢轉化過程中產生的污泥沼渣,經熱解天生生物炭吸附劑后,開展吸附處理高鹽工業廢水技術的研發。本研討自行設計、建設了一套5立方米/生成物炭深度凈化廢水現場驗證評價裝置,配備3臺雷同規格總填裝量300千克的活性炭吸附過濾罐。以海心沙基地物化單元產生的高鹽污水及其他單元產生的低鹽污水混雜物為目標廢水,開展了污泥基生物炭及商業活性炭的吸附對比評價驗證(圖3b)。該技術及裝備已應用在海心沙基地廢水處理車間,實現了進水COD由554毫克/起落至 TC:osder9follow7