白然资源 自然资源 工业生产 甲类「乙类 甲类乙类 业 工业」[工业 产品 产品 [产品 生活消费 生活消费 废 污染环境 r度料 b 自然资派 工应生产 甲[类1 工业 广品 生活消费 囤收处 二次资 图1.2工业发展三种模式的示意图 (a)不顾环境的工业生产 (b)在容许排放标准范内进行的工业生芦 c)无废生产
不如从根本上改遣工艺、消除废料,这就推动工业发展采取“无 废生产”的新模式。实现这个模式是按照生态原则来组织工业生 产,寻求社会和自然最佳的协调状态,并将这种最佳状态加以 保持。这是合理利用自然资源、有效保护生态环境的根本途径。 图12给出了这三种工业发展模式的示意图。 综上所述,创建无废生产是工业发展的必然趋势。如果我们 能及早自觉地把握这种趋势,就可以少走夸路、避免损失,充分 发挥工业的积极面,克服它的消极面。 二、工业废料及污染 众所周知,工业废料的存在是造成工业污染的根源。 “废料”这个名词,实际上是一个传统的习惯概念,人们把 这样一些东西看作废料: 无用的或尚未找到用途的工业副产品,如矿山的剥离废石、 选矿场的尾矿等 可以利用但经济上不值得利用的工业副产品,如黄铁矿烧 渣、磷石膏、发电厂粉煤灰等 在生产过程中限于技术水平(工艺、设备方面的不完善)而 流失于大气、水体中的部分物料。这部分物料技术上不易回收或 经济上不值得回收,如随废水排出的酿、碱、盐,以粉尘形式散 逸于大气中的矿粉、化肥粉末、水泥,挥发在大气中的石油制品 等等; 不能再用的工业产品,如放完电的干电池 用坏了的工业产品,如破碎的玻璃制品; 不值得再用的工业产品,如陈旧的汽车,虽然还能开动几 年,但油耗大、速度慢、载货少、故障多,不如报废了购置新 车s 不合质量要求的产品。 13
总之,凡不具备使用价,或无价值使用的物质即被我们视 为废料。 由于人们具有这样的习惯概念,因此认为处置废料最筒便的 方法就是“扔掉”,亦即扬弃于环境之中。 实际上,如果对废料进行科学的考察,会发现另外一番景 象。 首先,废料本身是一种物质,有一定的化学组成,包含 定的化学元素,“天生万物必有用”,因此,不存在有用和无 用的问题,只是会用和不会用的问题。俄国化学家门捷列夫曾 经指出:对化学来说,无废物可言,有的只是未经利用的原 料 其次,废料来自原料,是原料的一部分,即从原料总量中减 去产品总量的那部分物料,而如上所述,产品最终也将变成废 料,因此全部原料都将成为废料。所以从某些意义上来说,废料 即原料,只不过它们在生产一消费过程中所处地位不同而已,如 果按照自然界生态系统物质循环过程来看,它们只是前一轮和后 轮的区别。 另外,所渭不值得利用,这只是从单纯经济观点来看问题。 如果我们能从比较全面的生态-经济观点来看待废料的废弃 就会看到它可能造成的经济损失和生态后果。在这种认识的基 础上,可以采取相应的经济政策,推动废料的消除、厨收和利 用。 由此可见,采取“废料即原料”这种概念,对待废料的态 度,不是“拐掉”而是立足于“用”。 废料的科学定义应该是“由于各种原因而未加利用或未尽利 用的部分原料” 产生废料的原因是和传统工业生产的概念和模式相联系的, 即以产品为中心,单纯经济观点,利用廉价原料及一些无偿取用 的自然资源,无代价地向环境排放废料等。具体原因在于:
首先原料本身大多是综合性的,很少单一纯净的组成,而以 往从特定的产品要求出发,凡对该产品无用的部分即视为废料 行业间的壁垒更强化了这种局面 其次在加工过程中可能有副反应存在,生成一部分“无用 的”副产品 第三是反应进行不完全,如化学中的可逆反应,只能达到一 定的产率面难以得到完全的转化,这样在原料中会残剩一部分有 用物质作为废料排放出来 第四是工艺不完善,生产过程不稳定,得到不合格的产品y 第五是生产设备陈|落后或设计不合理,造成物料跑冒滴 流白白流失,如回转窑中约有10-12%的水泥作为粉尘进入大 最后是因操作失误、指挥不当、管理不善造成废料的排放。 从无废工艺学的观点来看,工业生产中的废料不是不可避免 的。废料的存在及其数量主要反映了工艺发展的水平,可以说是 工艺不完善程度的指示剂。随着科学技术的进步,很多废料变成 了宝贵的原料,即使从传统工业的发展来看也不乏这样的例子。 例如炼焦产出的煤集油,又黑又臭,当时曾是一种十分麻烦的废 料,但后来却成了有机合成的重要原料开拓出整个煤化工的工 业部门。80年前,汽油也曾经是从石油中炼制煤油和矿物油的胶 料,而铀在40多年前不过是采矿提镯的废料。 既然废料是原料的一部分,就应该作为工业副产品、工业半 成品或工业二次资源看待,也需要在生产中对于它们的数量、组 成等参数给予确定的描述,并制订相应的标准和规范。 综上所述,工业技术进步、技术改造的首要任务即在于减 少,利用以至完全消除工业生产中的废料,无废工艺学的理论原 则指出了实现这一任务的方向。 工业废料按其物态可分为气态废料、液态废料和固态废料 类 15
气态废料一般是电站及工业锅炉的烟道气、工业尾气、矿井 和生产车间的通风排气等。其中含有各种气体,如二氧化硫、氮 氧化物、硫化物、氯气、氯化氢、氟化氢、一氧化碳、二氧化碳 氨、有机溶剂的蒸汽,如碳氢化合物、二硫化碳等,酸雾和硫 酸、烟尘和粉尘,气溶胶,重金属如铅、汞等以及放射性物质。 气态废料由于活动性大,进入大气后可以扩散到很远的距离,甚 至造成全球范围的污染,因此危害性极大。另外,气体废料一般 流量很大,又无法存贮,所以它们的洽理技术十分复杂,代价也 很昂贵。 液体废料即各种工业废水,如矿坑废水、选矿废水、冷却废 水、废酸洗液、废电镀液、造纸废水、印染废水、发酵醪液、化工废 水、废气处理后生成的废水等等。其中可能含有酸、城、盐各种重 金属离子,各种有机化合物、石油化工产品、营养元素、各种悬浮 物、类、藻类等等。废水也具有活动性,渗入土壤污染地下水 流入水体污染河流和湖泊,最后汇入海洋,造成全球性的污染。 固体废料有矿山剥离的废石、选矿的尾矿、冶金炉渣、煤渣、 粉煤灰、黄铁矿娆渣、磷石膏、各种生产废渣、废水处理后生成 的固体沉淀物等等。固体废料虽不具有流动性,但也可以随风飘 扬进入大气,被雨水冲刷进入水体或渗入地下水内。固体废料还 不易运输,存放时占用大量土地。 从上面的介绍中可以看到,在工业部门中产生废料最多的 有 矿山工业。据统计其废料占总量的75%,主要排出废石和尾 矿。每开采1千吨原料即占地1000米2。此外,每开采1吨矿物 平均耗水10米。,其中绝大部分变成为废水。 动力工业。尤其是烧煤的发电厂,煤中含3·7%含汞50 500毫克/吨煤,还含有少量铅、镉等重金属和放射性元素,燃烧 时随烟道气排入大气。烟道气中除大量二氧化碳外还含有大量二 氧化硫和氮氧化物。全世界由发电厂进入大气的二氧化硫,1980