资源的综合利用

第一节　资源的综合利用

20世纪50年代以来公害日益严重，人们开始认识到：许多国家由于走了以污染环境、破坏资源和生态为代价发展经济的道路，引起的后果极其严重，治理的费用极其高昂，而且传统的治理技术远远未赶上环境污染的严重性。因此许多国家十分重视原料综合利用和资源合理开发、限制污染物排放等，以使环境污染防治做到经济、合理和有效，走协调和可持续发展的道路。综合利用的基本指导思想包括环境污染的综合防治、已有废物的统一有效利用等，是将环境作为一个有机整体，根据当地的自然条件，按照污染物的产生、变迁和归宿的各个环节，采取法律、行政、经济和工程技术相结合的综合措施，以期最大限度地合理利用资源，减少污染物的产生和排放，用最经济的方法获取最佳的社会效益；对已有废物则按照其成分和特性整体考虑其利用途径，用最佳技术方案获取最佳经济效益。综合利用是与单项利用相对的概念。从对象上说，它综合考虑大气、水体、土壤等各种环境要素，而不是着眼于其中某一个环境要素；从目标上说，它综合考虑资源、经济、生态和人类健康各方面，而不是局限于其中某个单一目标；就是对于一个具体项目，也是着眼于体系中各种物质的开发回收，而不是只考虑某一成分的提纯和精制。对于各种不同的环境问题应采取各种不同的综合防治措施，对各种不同的废物应采取不同的综合利用途径。

一、综合利用的原则

综合利用应根据所研究体系的具体情况，遵循以下的原则进行：①技术和经济相结合，制定综合利用方案，除考虑技术上的先进性外，还必须考虑经济上的合理性，方案中应包括相应的经济分析；②发展生产和保护环境相结合，即在展开综合利用时，不能引入新的污染，要防止新的资源浪费；③对可能的污染采取防治结合，以防为主，在防的方面着重加强规划和管理，在治的方面，着重考虑各种治理技术措施的综合运用；④技术措施上将局部原位处理和整体安排相结合，以原位处理为主，即在生产现场做到废物充分利用，力求做到废物不出车间、不出厂，废物如必须经社会消化，也应事先分类，以利整体安排。

综合利用是一项系统工程，这个系统可以小到以家庭为单位，大到需国际合作。此外，综合利用还有粗、精之分，层次高低之分等。例如鸡蛋壳的综合利用可在家庭中进行，而温室气体如二氧化碳的合理利用以及有关问题的解决则已成为一个国际性问题。人们有时把废气、废液和废渣的治理称为不结果实的花，认为对社会有益，但费钱、费时、费力却得不到经济实惠。这是目前一些工厂或企业不太欢迎环保执法，或对有关部门敷衍应付的原因之一。要使这种情况得到根本改变，只有走综合发展的道路，这包括系统内部的回收利用和系统间或系统外的综合加工。所谓“系统”则根据情况而定，可以是一个工段、车间，也可以是一个工厂、行业等，与处理对象的性质及所采取的技术措施有关。这是一条标本兼治的途径，灿烂的技术之花定能结出丰硕的经济和社会效益之果。综合利用是实现废物资源化、减量化的最重要的手段之一，对某些废液特别是固体废弃物可收到立竿见影的效果。其优点是在废物进入环境之前加以回收，从而大大减轻后续处理的负荷，因此应是废物处置的首选技术措施。

二、典型事例

含铊碘化钠闪烁体单晶是一种重要的高科技和用于原子能研究的材料，其废液含有剧毒的铊和高浓度的碘化钠，过去均排入下水道，既污染了环境，也浪费了铊和碘这两种宝贵资源。当将此废液在pH3的弱酸性介质中，通氯气使一价铊氧化成三价铊并加入铝盐使它与氢氧化铝共沉淀后，铊成氢氧化铊分离出来。再在强碱性介质中使氢氧化铝溶解，铊得以成氢氧化物回收：

Tl^＋＋Cl₂═══Tl^3＋＋2Cl^－

Tl^3＋＋3OH^－═══Tl（OH）₃↓

Al（OH）₃＋OH^－═══AlO₂^－＋2H₂O

而在相近酸性介质中，碘化钠可被氯气氧化生成单质碘而回收：

2l^－＋Cl₂═══I₂＋2Cl^－

氯气可用废液次氯酸钠酸化而得：

NaCl＋NaOCl＋2H^＋═══2Na^＋＋Cl₂↑＋H₂O

这样一举解决了铊、碘的回收和次氯酸钠废液的利用问题。

二氧化碳是无色、无毒气体，对人无害且为体内循环所必需，一般不列为环境污染物。但由于大气中该气体浓度不断上升，为重要温室气体，引起地球气候变暖，因而受到举世关注。据估计现在每年排入大气中的二氧化碳总量达100亿～200亿吨，几乎全部来自矿物燃料的燃烧。近百年来，大气中二氧化碳浓度在不断上升，消除它的负面影响的最好办法是利用二氧化碳。已知光合作用的一个重大成果是能将二氧化碳充分转变为葡萄糖，而森林在这方面能发挥重要作用。世界各国，特别是发达国家十分重视和爱护森林，例如德国不惜重金进口木材，而尽量不砍伐自家的林木。我国的森林曾经历过几次大的破坏，现在政府已十分重视绿化，这些年有三北（东北、华北、西北）防护林带二期工程、沿海防护林带一期工程、长江中上游带一期工程、太行山造林项目、平原造林项目和速生丰产用材基地一期工程在顺利进行。20世纪末森林面积比1985年增加3000亿平方米，它们一年可吸收3亿吨二氧化碳。这真是一项规模大、范围广、时间长的系统工程。

石油废渣数量大、种类多、成分杂。主要有：碱渣，如催化裂化汽油碱洗工序排渣及废液，组成约为5%氢氧化钠、3%硫化钠、4%～6%碳酸钠；酸渣，酸处理工序的排放物；“三泥”，即污水处理场隔油池的油泥、浮选池的浮渣和生化池的剩余活性污泥，它们约占废渣总量的40%；还有其他数量较小但意义不小的排放物如废白土、废催化剂及添加剂渣等。这些废渣含油率高，且含多种有用物质，实际上是工业二次原料，有很高的综合利用价值。

碱渣量大，约占炼油厂废渣总量的45%，大多用于造纸工业。直接用于蒸煮麦秸制浆，不影响纸的洁白度和强度，减轻了溶碱的繁重劳动，节省了购碱费用。酸渣经蒸解可制得浓度达70%的硫酸，可与碱渣按合适比例中和生产硫酸钠，纯度达80%～90%；用氨水中和得硫酸铵肥；用喷射法注入生产硫酸的沸腾炉中，可再加工成新硫酸；脱酸、脱水后的渣与减压渣油调和，可生产建筑沥青，采用这种工艺，不用通风氧化，生产周期短，尾气排量小，产品质量好，并能大量节电。“三泥”主要用于搀和烧砖，亦可在脱水后直接用做燃料；污泥中有机质、氮、磷含量较高，是优质长效农肥，广泛施于经济作物。废白土经处理可回收10%的润滑油，脱油后的白土渣可与制砖泥搀和做砖坯，由于还有余油，可节省部分燃料，同时不必加润滑剂，出坯通畅。废催化剂、脱砷剂、分子筛是重整装置、脱蜡或精制工段更换产物，可回收其中的贵重金属如铂、铼等。

由于综合利用有巨大的社会效益又有明显经济效益，因此很受重视。

1985年以来，我国工业废物综合利用率平均每年增加1%～2%。1992年工业废物综合利用量2.5亿吨，利用率比1985年提高近20%。但从技术水平看，大都停留在筑路、生产一般建材等较低层次，缺少高附加值、深加工的产品和技术，而且量大、面广的废物如煤矸石、粉煤灰、秸秆、木屑、垃圾等的综合利用问题未得到解决。因此急需开发利用这些大面积的实用技术，还要对废塑料、有机废物、电镀废水、显影废液、废油等进行高效益处理，利用高新信息技术在全国或地区范围内建立广泛的废物交换系统等。废物的综合利用可以归纳成一个公式：废物＋技术＝新资源和利润，这里关键是技术。只有绚丽的科学技术研究之花，才会结出丰硕的综合利用之果。