撬开乡村振兴科技关卡 攻关飞灰处理变废为宝
2022-11-07 10:00:00    来源:本刊编辑部 饶威祥 李宏 黎明      
  在二十大报告中,习近平总书记谈生态环保时强调:“坚决打赢关键核心技术攻坚战,加快实施一批具有战略性全局性前瞻性的国家重大科技项目,增强自主创新能力。全面实施节约战略,发展绿色低碳产业。加强土壤污染源头防控,打好蓝天、碧水、净土保卫战。必须牢固树立和践行绿水青山就是金山银山的理念,站在人与自然和谐共生的高度谋划发展。”党中央对“产业兴旺、生态宜居、乡风文明、治理有效、生活富裕”乡村振兴战略非常重视。在此背景下,解决垃圾焚烧后产生的飞灰这个令全世界各个国家都头痛的大难题,具有引领性前瞻性的科研攻关价值,也是加强生态环保、助力乡村振兴的重要一环。
  一、危废困扰城乡发展
  自从改革开放以来,城市数目和城市人口有了很大的发展,人民的生活水平有了很大提高,但农村环境污染问题日益突出,成为制约农村经济社会持续健康发展的重要瓶颈,农村环境污染治理绩效的高低,事关农村社会和谐稳定,事关乡村振兴战略。
  深化低碳环保理念,改善生态环境质量,适时解决污染问题。然而,全国一天内能产生3.6亿吨垃圾,产生量每年都在递增,庞大的产量引起的环境污染问题越来越严重,危废污染成为美丽乡村建设路上的“绊脚石”。因此,处理城市生活垃圾,实现无害化、减量化和再资源化,消除城市生活垃圾的污染刻不容缓,已成为我国必须解决的重大问题。随着各级政府对城市垃圾处理的重视和科学技术的发展,坑填、焚烧和堆肥等技术已经得到采用。不过目前我国仍主要采用遗弃性的堆放、填埋、焚烧等传统方法处理垃圾。焚烧法是将城市生活垃圾中的可燃成分与空气中的氧气进行燃烧反应,使其变成无机物,焚烧处理可减容80%-90%。焚烧法可以将城市生活垃圾减量化、无害化、资源化,使得土地占用率大大降低,并能回收热能用于生活取暖和发电。但最终留下来的灰渣,其成分含有剧毒物质的二噁英和重金属等致癌物,是垃圾焚烧厂严格监管的叫飞灰,一般是采取固化掩埋来处理,对土壤和地下水也会产生二次污染。 堆肥法的优势在于将生活垃圾无害化、资源化,转化后的有机肥也可作为土壤改良剂。但针对我国城市生活垃圾处理时,由于垃圾成分复杂、分选难度大,导致堆肥效果差和肥料质量不高,未分类垃圾中的重金属成分等还会产生二次污染等问题。填埋法是在厌氧条件下,土里的垃圾经过微生物分解,产生CH4和CO2等没有危害的物质,是垃圾的最末端处理。填埋法虽大大节约了建厂和运行的成本,但是填埋法大大占用了土地资源;同时处理中带来的渗滤液、沼气和腐臭会对周边水体、土壤、大气带来环境危害,对地下水和地表水造成严重的二次污染。这些非资源化的垃圾处理方法,带来了严重的环境污染,而且占用大量土地。现在我国积存的垃圾仅工业废渣就达53亿吨,占地60平方千米;另一方面,还浪费了大量经过加工就可利用的潜在资源。
  焚烧后飞灰给政府监管部门带来了巨大的压力,其污染源的有效治理在所有因素中发挥着重要作用,加快农村治理体系和治理能力的现代化是实现农村振兴的必由之路。世界各国都在不同程度上投入大量的财力和物力加强处置研究方法:一是对有害垃圾采用高温处理、化学分解等方式进行无害化处置;二是对湿垃圾采用生化处理、产沼、堆肥等方式进行处置;三是对干垃圾采用焚烧等方式进行处置。但处置遗留下来的飞灰这个危废难题仍然没有得到解决。
  二、处理飞灰成为关键一环
  随着危废产生量的不断激增,工业发展与环境保护矛盾的日益突出,迫于改变环保污染现状的需求。十九大明确提出加强农村突出环境问题的综合治理,以加强农业面源污染防治。走农业绿色发展之路,是实施乡村振兴战略的必然选择。解决农业农村生产生活对资源环境的造成突出污染问题是目前亟待解决的重中之重。各级政府出台了一系列法律法规和行业政策支持危废处理处置行业的发展,逐步健全的法律体系和日趋严格的监管力度,助推了危废处理处置行业快速健康发展,以及乡村振兴具有现实意义。
  据国家统计局数据显示,2021年我国危废产生量约为8188.9万吨。我国危废产生量区域分布上主要集中在以山东、江苏、浙江为主的华东地区,以内蒙古为主的华北地区,以新疆、青海、四川为主的西北、西南地区以及以广东为主的华南地区。其中山东作为工业大省,2020年危废产生量达933.35万吨位居全国首位。因华东地区的城市化进程较高,工业发展较成熟,危废产生量较大,前瞻预计未来华东的危废产生量比例将继续增大。
  从危废处理行业产业链上下游来看,上游主要为危废转运及处理设备制造行业;中游包括危废处理行业重要参与者,提供危废处理服务的管理运营商;下游应用领域主要包括生产工业危险废物、医疗废物和其他社会源危险废物相关行业。
  危废处理行业是一个以法律法规和政策为引导,通过物理、化学、生物等技术方法对危险废物进行处理而实现资源化利用和无害化处理(按政府指导价格收费)来盈利的行业,具有技术复合型的特点。目前,正处于环保细分行业,受政策法规及监管力度影响较大,对产业规模、产业结构、区域结构、市场竞争、产业盈利水平等多个角度市场变化进行了深度研究。因危废种类繁多,产生量大,性质复杂、危险性高,处理不当极易造成二次污染,所以,危废处理处置行业是一个技术门槛高、跨行业、跨区域以及持证经营的法律、政策引导型服务行业发展前景广阔。
  危废行业处理飞灰项目也由此应运而生,成为乡村振兴的关键一环。它充分利用废弃资源,就地取材,用淤泥、污泥、泥浆、建筑垃圾、煤渣、页岩、杂土、煤矸石等作为环保新型墙体产品的原材料,变废为宝。既保护了生态,又减少了污染,并具有节能、利废、节土、环保的特点,完全符合国民经济可持续发展的战略,为企业可持续发展开辟了新的途径,为乡村振兴打下坚实的基础。
  三、变废为宝推动三产融合
  推动乡村经济振兴与乡村生态环境协调发展。加强乡村飞灰处理,推动乡村绿色生产方式转变,推进乡村产业链延伸和一二三产业融合发展,激活乡村产业发展的“源头活水”。浙江温州市宏特新型建材有限公司积聚40多年的实践经验,在洞头区政府的启发、指导和大力支持下,进行了多次试验,终于攻克了高温熔融技术,获得了专利,飞灰处理能力取得了新突破。将剧毒的飞灰转化为生产新型墙体材料,通过专利窑炉100%先走底火并能在窑炉内及时排潮排热的方法,再通过1200-1300多度持续高温,能使飞灰中的二噁英和重金属熔结烧死,使飞灰死而不能复生,独创设计配方及创新技术,有效破解了长期困扰城市及城乡统筹发展的“垃圾围城”和一般固废长期堆存的两大难题,同时也破解了世界性的环保大难题。
  2018年11月28日,中国科学院大连化学物理研究所通过对该成果进行了检测:产品掺入飞灰中的二噁英含量是《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)参考标准限值的1/5000,12种重金属含量是参考标准限值的1/2000到1/25(具体数值见报告)。中科院认为:“使用特殊炉窑融熔烧结飞灰项目技术在国际尚为空白,我们中国能将该项技术攻克属国际首创。”
  该项技术通过检测后,得到了中科院领导的重视。中科院意在把这个国际首创环保项目率先在中国落地。2019年3月,中科院派专人来洞头考察、交流,洞头区政府接待,在区经信局召开座谈会。同年5月,与浙江宏特公司签订了《战略合作框架协议》。
  该成果是专利发明人在福建南平市浦城县河滨街道北山排村砖窑厂进行了试验,通过专利窑炉和特殊配方,近一年时间试验了七、八次,总结每一次的失败教训,最后取得成功。据专利发明人的烧窑徒弟毛师傅介绍:“我们先对配制飞灰原材料进行发酵变性等方法,然后通过专利窑炉持续高温的熔融技术进行烧制,其实每一次试验我都在现场,通过检测各项指标均是无毒无害的,目前能形成批量生产规模。”
  危废行业处理飞灰的专利技术成效显著,并形成了“安全防渗+智能检漏”的防护技术、安全智能监控技术、三维可视化技术等先进技术。既节能减排、变废为宝,又为政府解决难题,并能实现新的经济增长点:一是比普通的隧道窑和旋转窑的节电46倍;二是“飞灰熔结窑炉”内燃煤比普通砖厂节省2/3,外燃煤碳一粒都不需要;三是废水三次利用,砖坯光滑,减轻电机负荷,出坯快;四是能增效,同样的原材料,比普通的增长2.5-3倍制砖产量;五是粉尘和废渣再利用,节约原材料,节约成本;六是土地再利用,节约大量空间;七是生产场地无灰尘、无渗滤液,产品无毒无污染;八是产品强度高,保温隔热性能好,具有省料、抗压、抗震、美观。攻关飞灰处理是加快一二三产业融合,努力取得明显的生态效益和经济效益,增加村集体经济收入,推动乡村经济高质量发展。
  四、千亿市场大有可为
  习总书记在二十大报告中对生态环保作了重要的阐述,是民生所向,人民之福。伴随着我国工业化进程的不断推进,危险废物产量持续增长,为危废资源化提供充足的原材料,加上之前贮存的大量危废未能得到有效处理且存在垃圾渗漏液处理不当及有害气体释放等问题,导致土壤和地下水污染事件频发,危险废弃物处理是目前热门投资行业之一,也是引起各级政府部门高度重视的一件大事。此外,我国危废资源化利用率较低,在碳中和背景下,国家不断提升危废监管及综合利用力度,预计危废资源化产能需求还将不断释放,行业发展潜力巨大,市场前景广阔。
  乡村振兴在于积极探索乡村振兴的新产业、新形式,建立党和群众利益的连接点。那么,处理飞灰的三个原则指“无害化”、“减量化”和“资源化”就显得更加迫切需要,这势必要求投资者具有综合的危废处理能力,努力实现全产业链运作来提高效益和控制成本。在环保考核指标逐步和政府绩效挂钩后,监管和执行力度加强的同时,今后规模化的一条龙服务将必将成为危废处理行业发展的大趋势,也是当今时代的黄金项目、绿色项目、趋势项目,是达到碳达峰、碳中和的有效手段。随着危险废物范围扩大,市场规模提升,将会有越来越多的增量危废进入市场,也将促使我国危废处理行业迈向有序、高速发展。综合我国危废产量、利用处置量及行业企业发展状况,对应2022-2027年我国危废产生量进行预测:我国危废处理市场2025年规模将达4161亿元;至2027年,危废处理市场规模有望突破4600亿元。摆在面前的任务相当艰巨,危废处置任重而道远。这也表明,“十四五”期间危险废物资源化利用存在较大的市场空间,是行业进一步发展的趋势。
  危废行业处理飞灰核心价值在于:一是解决了世界性环境中的危废大难题,减少环境污染,节能减排;二是“变废为宝”将剧毒的飞灰、淤泥、污泥、泥浆、煤渣、建筑垃圾和页岩等转化为生产新型墙体材料技术,无毒无污染,带来巨大的社会价值;三是为当地政府创造巨大的财经和税收收入;四是解决就业和带动相关产业链的发展;五是确保乡村土地污染源整治工作高效推动,从而在源头上灭绝污染;六是本项目以点带面,推动城乡生态环保高质量发展,对生态环境的保护和发展具有划时代的意义,并通过“一带一路”走出国门,实现人类命运共同体和利益共同体,造福全人类。
  (作者单位:本刊编辑部)
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