当前位置: 首页 > 资讯 > 正文

工业废弃物 工业废弃物篇1

作者:admin 发布时间:2023-09-25 15:43:36 分类:资讯 浏览:111


  工业废弃物篇1

  1.1工业废弃物概念阐述

  工业废弃物,顾名思义便是自动化生产过程中产生的废弃物,这些废弃物不能被企业内部利用,而不得不排放到环境中,工业废弃物有可能是在某个工业环节中产生的或者是某个企业产生的废弃物,但是有些废气物不是没有利用价值的,他有可能可以应用到其他工业生产中,例如,在日本将餐馆废弃的地沟油转变成政府垃圾车的燃料,这种做法就是对废弃物的一种再利用,虽然它不是工业废弃物的再利用,但是它却说明了工业废弃物并不是没有价值的。对工业废气物的阐述还有一个较好的定义,那就是它是一个安放错位置的资源。

  1.2工业废弃物特点阐述

  工业废弃物和其他原料相比具有以下特点,第一点,它是作为廉价的一种工业原料,并且他还具有普遍性较高、以及来源较为广泛的特点。第二点,因为工业废弃物会出现在工业生产的各个环节中,因此它具有和生产过程共生存的特点,并且它的来源有明显的中介性。第三点,废弃物蕴含着巨大的潜力,它可以通过一定的工艺程序实现变废为宝。并且资源的分类还有很多种类,按照被人类利用时间的长短,可以划分为无限和有限资源。

  2工业废弃物管理模式分析

  2.1工业废弃物管理模式为了缓解资源短缺现状

  自然资源存在可再生资源和不可再生资源,通过我国工业结构组成来看,我国工业利用的资源主要是不可再生资源,这样的情况致使我们不得不思考如何节约不可再生资源,将工业废物变废为宝。我国工业废弃物的利用率只达到了世界水平的三分之一,这种现状的存在致使我国可持续化经济发展无法顺利实现。但是工业管理模式便可以缓解我国资源短缺的现状。

  2.2工业废弃物模式为应对世界经济的挑战

  我国经济在全球化经济的影响下更加注重对资源的利用,在世界经济的影响下,其他国家“绿色发展模式”成为提高企业竞争力的重要方式。因此我国要想得到全面发展就必须要转变经济发展观念,建立起工业废弃物资源化管理模式,只有这样才能够促进经济全面发展。

  2.3为了存进我国经济良性循环发展

  要想实现我国经济良性循环发展,工业废弃物工业化发展是必然的要求,传统经济是一种不健全的发展模式,该项模式只包含了对资源经济开发、制造以及废弃物排放过程,却忽略了对废弃物进行全方位利用的过程,这种发展模式并定会致使我国环境和资源面临着巨大的挑战。工业废弃物管理模式在实现经济可持续化发展方面有着重要的贡献,因为它以工业废弃物再循环为基础,以此来实现经济循环、规模化发展。

  3如何实现资源化利用分析

  3.1工业固体废弃物的资源化利用

  工业废弃物的有效利用一直是我国乃至全世界国家高度关心的问题,并且很多国家一直致力于寻找新的方法和工艺去改变我国经济发展状况。而在工业发展中固体废弃物的利用是一项较为棘手的工作,如何实现资源化利用首先要突破工业废弃物的利用。实现工业固体废弃物的资源化利用,主要有三种方式,第一种,改变原有的发展模式,拉长我国经济产业链,将可持续化发展模式应用到工业发展中,将“节约资源”放在工业发展的首位。第二种,就是国家要全面实施减免税政策。这种政策的全面实施可以促进我国废弃物资源化政策的全面实施。第三种,要全面推行我国经济清洁化发展,加强对工业污染的预防,“清洁化生产”模式的利用实质上是为了实现我国经济节约、降低能源消耗的的目的。这种发展模式具有实现经济效益和防止环境污染的双重作用。第四种,实现再生资源回收利用,这种利用方式主要包括对家用电器和电子垃圾的再利用,将废弃物的产生率降到最低。工业固体废弃物利用是一项实现我国经济良性发展的重要方式。

  3.2实现“资源化”

  实现“资源化”就是在工业生产过程中对工业废气物进行再生产的过程,也就是说在利用的过程中要全面实现废弃物再利用的目的。“资源化”也就是将生产和消费过程中产生的废弃物经过冶炼等一些工业方式,来实现资源再生利用。例如,对铝材厂废弃物的利用上,将硫酸浸出液作为原料,通过对溶剂进行萃取的方式来实现对铝厂废弃物的再利用,实践证明这种方式较为灵活且易操作经济实用,该项技术的应用全面实现了对铝材厂废弃物的全面回收。实现“资源化”还需要将立法工作提前,健全工业废弃物管理法律体系。立法体系的建立需要在实现我国生态工业发展的基础上被建立。

  4结语

  实现工业废弃物管理模式和资源化利用模式,其实是通过对全社会经济实现工业废弃物再循环,要工业废弃物成为二次资源。工业废弃物管理模式和资源化利用其实是实现我国经济良性化发展的重要方式。要想全面的推广工业废弃物管理模式,其要面对产业链结构长、覆盖面积大、实现周期长的问题,因此无论是那个单位要想推广该项技术都是不可能,这时需要国家和政府的大力支持,要为工业废弃物再利用模式的全面推广塑造一个健康有序的发展环境,可以通过立法、提供技术支持、以及政策支持等方式实现对环境的塑造,只有这样才能够实现我国经济良性循环发展。

  工业废弃物篇2

  关键词:工业废弃物;管理;利用

  中图分类号:C93文献标识码: A

  随着工业的迅速发展,工业固体废弃物的产量也不断增加,废弃物对环境对人体对经济都有十分严重的危害,所以要完善废弃物的管理,加强废弃物的综合利用,保护环境,促进经济可持续循环发展。

  一、工业固体废弃物的分类

  一般工业固体废物和危险废物是工业固体废物的两个大类,一般工业固体废物包括冶炼废渣、炉渣、尾矿、煤矸石、粉煤灰、工业粉尘、工业水处理污泥等。

  危险废物则包括易燃、易爆,具有腐蚀性、放射性、传染性的有毒废弃物,以及半固态、液态危险废弃物等。

  二、工业固体废弃物的危害

  (一)侵占土地,污染土壤

  由于目前工业固体废弃物还没能得到充分的综合利用,所以它们只能堆放处置,这自然就要占用大量土地,而大量冶炼废渣、采矿废渣、化工废渣都含有有毒物质,它们会对农田和土壤造成严重危害,破坏地貌和植被,并且加上自然界的风化作用和雨水的渗透作用,这些有毒废弃物会到处流失、向地下渗透,使土壤变质。

  (二)污染水源

  露天堆积的工业固体废弃物会因为降水等因素流入江河湖海污染地表水,也会渗透进地下,造成地下水的严重污染,破坏水质。甚至有的企业直接向水域排放废弃物,导致更严重的污染。水源遭到污染会严重影响人们的生活,危害人们的身体健康。近年来某些国家向海洋投弃的原子能核能等放射性物质产生的废弃物污染性更大,并且极难清理复原。

  (三)污染大气

  微粒状质量轻的废弃物极容易随风飘扬,到处扩散。比如说粉煤灰一旦落在农作物上,就会影响农作物的产量,其他废弃物中的粉尘等颗粒物也会随风飘散,或者在运输和处理的过程中扩散,还有的废弃物会产生有毒气体,对空气造成严重污染,人一旦吸入会对健康产生很大影响。

  除了对土壤、水质、大气的污染外,工业废弃物的排放和处置也需要许多额外的资金,并且还有大量的未充分利用的能源、资源随工业固体废弃物的排放而流失,不仅造成资源的浪费,还给企业和国家带来巨大的经济损失。

  三、我国工已开发的工业固体废弃物利用途径

  工业固体废弃物的综合利用不但可以消除污染,还能带来一定的经济效益,目前世界上很多发达国家在工业固体废弃物的管理方面已经收到了不错的效果,我国对工业固体废弃物的治理一般是采用处理、处置和综合利用相结合的办法。现在已经采用的方法有:

  (一)制作建筑材料

  我国处理工业固体废弃物的主要途径就是用其来生产建筑材料,这个过程中一般不会再次产生污染,所以是非常有效的利用途径。可生产的建筑材料包括水泥、建筑制品、碎石、铸石和微晶玻璃、矿渣棉和轻骨料等。

  (二)提取各种金属

  即从工业固体废弃物中提取有价值的各种金属,比如说伴生黄金、伴生白银、铂族金属等。

  (三)回收能源

  一些固体废弃物由于具有潜在能源,还可以进行重复利用,再度开发。

  四、工业固体废弃物的管理和利用

  (一)制度与发展规划

  我国关于工业固体废弃物的管理制定了《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,另外还颁布了如《有色金属工业固体废物污染控制标准》、《腐蚀性毒性试验方法标准》等一些具体的法律法规。各省市都应该根据这些法律法规结合当地的情况制定相关实施办法、地方性法规和专项法规,做到有法可依,而每一个工业生产企业都应该严格贯彻落实这些法律法规,做到有法必依、执法必严、违法必究。

  此外,由于我国目前对工业固体废弃物的属性分级还不完善,因此应该对危险废弃物的各类属性进行综合考量,实行分级管理。比如说,可以将危险固体废弃物分类,再将其按照产量大小分级,按级别类型的不同制定不同的管理办法。

  (二)管理机制

  建立与我国国情想适应的固体废弃物管理机制,环保部门应完善各项管理制度,监督企业严格执行工业固体废弃物的申报登记制度,建立固体废弃物污染源档案和危险废弃物管理档案,并加强对工业固体废弃物的收集、运输、处置、利用的监督。还可以制定固体废弃物排放收费标准,和固体废弃物综合利用奖励机制,禁止无防治措施的废弃物排放,制定各类固体废弃物的排放总量限度,并分配到相关企业,加大宣传力度,通过各种宣传手段提高企业的环保意识。

  (三)技术与方法

  1、清洁生产

  大力推广清洁生产,可以从源头上减少废弃物的产生,首先可以更新生产设备,提高资源、能源利用率,降低能源消耗,能有效减少废物产生量;其次,控制废弃物产生量过大的企业的生产规模,适当征收排污费,对废弃物产量高并且环境污染严重的企业实行停产、关闭等措施,推广废弃物处理、运输、贮存、利用等先进技术,引导企业开展清洁生产,推行IS014001认证标准,帮助企业节约资源、减少废物量,发展循环经济。

  2、废物交换

  废物交换即由固体废弃物的生产者将其与需求者进行交换,使固体废弃物得到资源化利用。根据交换对象和交换中心的作用不同可以把废物交换分成信息交换和实物交换。第一,信息交换是废弃物的生产者和需求者通过固体废弃物中心互传信息,废弃物生产者向中心提供废弃物信息,需求者向中心咨询废弃物信息,中心再将相符合的信息回复给两方,促成最终交换。第二,实物交换是指废弃物交换中心在生产者和需求者之间传递废弃物,废弃物生产者向中心提供废弃物,由中心对废弃物进行处理再根据需求将废弃物提供给需求者。

  为保证废物交换有序进行,国家可制定相关法规来进行监督,环保部门也可以定期统计并公布废弃物种类、数量等资料,以供废弃物交换使用。还可以由相关部门或政府机关组织研讨会,邀请废弃物交换组织进行回收处理技术和废物交换的信息交流。更进一步促进废弃物交换的发展,提高废弃物资源化利用率。

  结语

  我国对工业固体废弃物的管理起步较晚,还不够完善,因此可以借鉴发达国家的相关经验,结合我国的具体情况,进行固体废弃物的处置和综合利用,建设节能环保型工业。

  参考文献

  [1]朱岩.工业固体废弃物的概况与综合利用[J].资源节约与环保,2014,(6)

  [2]荣爱琴.工业固体废弃物的综合利用及其带来的企业效益[J].现代商业,2011,(29)

  工业废弃物篇3

  [关键词]工业废弃物;资源化;低碳设计;可循环;低碳产业

  中图分类号:TB472 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2014)31-0255-03

  当前中国经济正处于高速发展的时期,工业发展非常迅速,大量工业化产品生产并投入市场,但是同时也付出了资源和环境的代价,随之产生了一大批工业废弃物。过去对待工业废弃物大多采用粗犷、简单的处理方法,工业废弃物大多只能被“回炉”或者“降级处理”,工业废弃物的价值被极大地削弱,而随之也造成了对周围环境的二次污染,浪费了精力和财力,而经济效益和社会效益非常低。

  当前国际社会探寻的工业废弃物的升级利用,是建立在低碳设计的基础上,是工业废弃物的循环利用的升级版,其在经过工业设计者一番巧妙构思、合理加工和重新组合后,可以使得工业废弃物真正进入到“创造”这个全新的发展周期,使得工业废弃物能够焕发出全新的生命力。

  一、概括低碳经济的概念和内涵,揭示低碳设计的核心价值

  低碳的英文名称为Low carbon,主要是指较低(更低)的温室气体(主要是指二氧化碳)排放。随着社会的发展和人类的不断进步,世界气候面临着越来越严重的问题,环境资源不断被破坏,温室气体不断被排放,全球性的气候问题频频影响着我们的正常生产和生活,低碳的概念也应运而生,它倡导的绿色、环保、节能的生活正在不断被人们认识和接纳。

  低碳经济是指在当前大力倡导的经济可持续发展的背景下,发展的低能耗、低污染和低排放为基础的绿色环保经济,其核心理念是建立在市场机制基础上,运用技术创新、制度改革、产业转型、可再生能源技术和温室气体减排技术的开发、运用,以达到减少煤炭、石油等能源的损耗,减少温室气体的排放,达到能源效率和清洁能源结构的协调统一。

  低碳设计的核心价值就是体现低碳经济这个概念,其通过追寻更加低碳的再生资源利用方式,经过设计师的设计、生产、使用和回收,尽量减少能量的损耗,从而降低碳,特别是二氧化碳的排放量,从而减少对空气环境的污染。在我们国家,经济发展越来越面临着原材料和环境的压力,低碳设计的理念更应该被大力提倡。

  二、揭示工业废弃物的低碳设计的几个核心理念

  工业废弃物是指工业化生产过程中或者相关配套服务中产生的相对于某一个工业环节或者某一方面所产生的没有利用价值的固体废弃物。随着工业化生产的飞速发展和人民生活水平的不断提高,所产生的工业废弃物也呈现急剧上升的趋势,环境污染问题日趋严重,各个地区和城市处理工业废弃物的压力也越来越大。

  当前社会对工业废弃物的处理不能只是简单的回收和焚毁,它应该紧跟当前的低碳经济的潮流,走升级利用的道路,这就需要我们的企业管理者、设计师和普通民众充分挖掘工业废弃物的材料价值、市场价值和审美价值,遵循“减少”、“再使用”、“循环利用”的三大原则,探寻创新发展之路,建立起循环利用工业废弃物的低碳设计平台。

  (一)以选择低碳材料为发展方向的工业废弃物的升级利用

  当前工业废弃物的升级利用很大一方面都是选取低碳环保的材料为开发方向,选用低碳材料作为设计原料可以在满足基本的设计要求和客户需要的前提下,降低了不可再生原材料的使用量,制作过程可以减少温室气体的排放,可以拥有减少能耗,降低污染,使用寿命长的诸多优点。比如在不久前闭幕的“2013国际高校合作:基于低碳设计的工业废弃物升级利用”大会上,国际混编队12队选送的《凝》(如图一)就是利用牙膏、光纤、PVC管、塑料瓶盖等为原材料制作而成的一款新颖的吊灯,材质低碳环保,造型优雅,制作工艺简单,视觉冲击力强。

  作品材料:

  1/3个PVC管;大约200个牙膏头;两个电影胶盘;两个饮水机嘴;大约90米的光纤;LED和电线

  作品概念特点:

  作品“凝”灵感来自于湘江上点燃的绚丽烟火,同时纤细流畅的形态又如蒲公英般优雅。细密光纤将光线流转带出,形成斑驳点点,如漫天繁星如凝固的花火。吊灯被设计悬挂在一些开放空间,例如居家中的主客厅,公共空间的餐厅、酒吧等,现代摩登的形态可以立刻成为环境中的视觉中心。夜幕降临,优雅宁谧的光线之余,还能勾起人们对美好时刻的情感激荡

  (二)以方便回收利用为发展方向的工业废弃物的升级利用

  这种工业废弃物的升级利用理念是充分考虑设计原料的材质可行性,造型结构的可靠性和使用的耐久性。在选取材料的时候,充分考虑了产品使用寿命结束后的可回收性和回收利用后的循环使用性,适应了低碳经济要求的经济效益和社会效益兼顾的目的。比如在“2013国际高校合作:基于低碳设计的工业废弃物升级利用”大会上,国际混编5队选送的《Tyre-d鞋》(如图2)就是选取轮胎的内胎和外胎、铆钉等材料就是可回收的工业废弃物,在经过艺术加工后,又重新散发出勃勃生命力,而在产品丢弃后,也可以很好的回收利用,形成了循环使用、低碳环保的理念。

  作品材料:

  每个鞋子使用的外胎;每个鞋子使用的内胎

  作品概念特点:

  “TYRE-D”鞋的概念来源于我们希望通过鞋子的设计来鼓励低碳步行。在设计制作中,高强度而又耐磨的轮胎外胎用来做鞋底是再合适不过了,而柔软性和可塑性颇佳的内胎更可设计出丰富、耐用、时尚、现代造型的鞋身。 这四款鞋都很容易穿着。当穿上它时,鞋子能在不离开脚的前提下能够提供足够的抓地力。鞋底附着了一层内胎来增加鞋子的舒适度和抓力。用内胎做的鞋面可以拉伸,因为成本很低,所以我们可以将这种产品放到低收入超市,同时我们也可以卖给更加广泛的顾客。

  (三)以赋予商品本身意义为发展的工业废弃物的升级利用

  低碳设计的理念重在体现低碳的概念,但是设计也是不能忽视的问题,如何在兼顾低碳的同时,深入挖掘商品本身的内在价值是每一个设计者深深思考的问题,这就要求我们的设计者在设计商品的时候,一定要对工业废弃物的材质、性能和设计结合点有一个充分的了解,深入挖掘其物质结构和形象符号。比如,在“2013国际高校合作:基于低碳设计的工业废弃物升级利用”大会上,四川美术学院选送的《幻影》(如图三)就是一款很好的兼顾了工业废弃物和时尚元素的一个艺术品,其采用的材质普通可见,而在经过艺术加工后,兼具艺术性和实用性,给人以非常强烈的视觉体验。

  作品材料:

  反光板,胶卷盘,高温板,淀粉袋,打包带(皆为废弃工业余料)

  作品概念特点:

  Upcycling的重点在“Up”,即使废料经过加工制作后附加值无限提升。当看到不同的物体透过反光片产生的神奇效果后,我们团队决定用反光片作为主要材料,制作一系列充满时尚感的包包和首饰,材料经过改造后富有现代感和活力。一方面对废旧材料充分的利用,另一方面也让廉价的工业废料经过加工后焕发新的价值。在造型上采用三角形为基本单元形态,因为三角形能使折射后的光线产生绚丽的效果。

  (四)以科技的进步与创新为发展的工业废弃物的升级利用

  科学技术是第一生产力,而创新才能谋求发展,工业废弃物的升级利用说到底是要迎合现实生活中的人的生产和生活的需要,这就需要我们的设计者充分的考虑科技和创新这两大因素,将产品的科学性、实用性和新颖性放在突出位置,这样可以给顾客提供非常好的使用体验,也真正最大化的挖掘了工业废弃物的内在价值,提高其产品附加值。比如,在“2013国际高校合作:基于低碳设计的工业废弃物升级利用”大会上,清华代表队选送的《阳台鱼菜共生系统》(图四)就是利用我们平时随处可见的工业废弃物搭建了一个完整的生态系统,构成了人、动植物和自然环境三者统一的生态环境,既提升了产品的附加值,也提升了实用性。

  作品材料:

  Pvc管,高温板,牙膏嘴,反光板,石板,打包带(皆为工业废弃余料)

  作品概念特点:

  利用工业废料创造了一种鱼菜共生的生态系统。将水产养殖和蔬菜生产两种不同的耕作方式,通过巧妙的设计,构成绿色可持续的生态循环系统。鱼缸中的水,可以通过水泵上抽到pvc管中栽培蔬菜。蔬菜产生的废物和微生物,可以位鱼提供养料。我们认为upcycling所倡导的是一种减少浪费或不浪费的可持续,绿色的生活态度和生活方式。

  (五)以简约的视觉形象为设计理念的工业废弃物的升级利用

  艺术设计的最高境界就是用最少的材料表达最深的主题,其最大的特点就是简单和实用,成为现代工业设计中非常突出的一个特点。在工业废弃物的升级利用中,更加需要充分考虑简约的设计风格,这样一方面可以减少过度实用的工业废弃物造成的环境污染,另一方面也方便产品的运输和存储。最重要的是,这种简约的视觉形象为设计理念迎合了当代人对产品的审美需求,可以增加用户的购买愿望,满足“节能、降耗、减污、增效”的设计要求。比如,在“2013国际高校合作:基于低碳设计的工业废弃物升级利用”大会上,广州美术学院选送的《山恋处/水云间系列》(图五)就很好的传达了简约风格的设计理念,其采用废石料作为创作原材料,利用各个废石料本身的材质、规格和使用用途,搭配出不同风格和不同用途的生活用品,其后天加工的很少,搭配简单,组合多样,简单的集中不同的材质组合就可以满足用户各种不同的需求。

  作品材料:

  石材,高温板,废旧木材,废旧竹板,废旧铁皮

  作品概念特点:

  本次我们的设计作品:“山峦处”与“水云间”两个系列,均秉承着:“自然”、“简约”、“优雅”三个特点。

  自然――本次设计产品原料90%以上取自自然的工业废料,如石材、木材、竹材等。我们秉着因材制宜的原则,尽量遵循材质原始的机理与质地,打造天然质朴的视觉效果。

  简约――产品力求用简约的形式美感打造具有东方韵味的文化氛围。同时,产品遵循极简的加工方式,降低了废料再加工的成本,有助于产品在企业中的生产与推广。

  优雅――本系列产品包含产品类型有:书挡、酒架、熏香台,在注重产品优雅外观的同时,关注产品的功能性和实用性。我们希望通过个性化的设计,重新赋予工业废料优雅的形态与功能,给人们带来高雅生活品质的和优雅的生活体验。

  三、探讨工业废弃物的低碳化设计所遇到的几个问题

  当今社会,人民的生活水平是逐渐提高,而人民的购买能力和审美能力也在一步步的提高,这就要求我们的工业废弃物的低碳化设计既要兼顾实用性,又要兼顾审美性,满足顾客的购买欲望。随着工业废弃物的低碳化设计在社会生活中被逐渐广泛应用,其也面临着一些设计上的问题。

  首先:企业生产对工业废弃物的低碳化设计认识不够。我们国家利用工业废弃物制作成产品还处于起步阶段,很多企业的生产往往倾向于原材料加工生产,对工业废弃物只是进行降级使用,当前工业废弃物的处理方式大多是卫生填埋、焚烧处理和回炉加工,很少有投入科研经费进行升级利用开发的,造成了大量可以加工使用的工业废弃物被抛弃在自然环境中或者只是简单的粗加工,其产品价值大大的被削弱,回收利用的很少。

  其次:社会对工业废弃物的低碳化设计支持力度不够。国家机构和社会各职能部门目前还没有完整的工业废弃物回收、利用、开发和使用的体系,国家目前只是颁布了《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》,对加工利用工业废弃物没有具体的标准和规定,造成了很多工业废弃物还停留在工厂的仓库中,不能被有需要的阶层或者人群所利用,国家应该制定并颁布相关的法律法规,做好工业废弃物的相关环节管理和使用的指导工作。

  再次:工业废弃物升级利用的市场开发和利用不足。相对于欧美主流国家的成熟市场体系而言,我们国家的工业废弃物的升级利用还刚刚起步,很多工业废弃物的设计师还是从过去传统的家装、工业设计师过渡而来或者兼职在做,相对于家装、工业设计上要求的夺人眼球、精美实用,工业废弃物的设计更多的是强调如何寻找到材料和实用价值的结合点,如何更好挖掘材料的潜在价值,创意是最重要的,而外观可以放在一个次要位置。

  最后:顾客对工业废弃物的低碳化设计缺乏认同感。当前的社会主流价值观是浮躁的,大家往往追求表面的、奢华的和原创的,对工业废弃物的设计产品有心理排斥性,不能很好的接受和利用,让整个社会的受众人群能够接受这种设计作品,还需要一个很长的过程。

  四、结束语

  低碳经济的到来可以说为工业废弃物的升级利用带来了全新的发展机遇,工业废弃物的升级利用应该充分利用这一大好时机大力发展低碳设计,更需要通过科技发展、改革创新来赋予产品更多的附加值,真正能推动社会、企业和顾客三方面充分认识到其重要性,促进其协调发展。此外,我们的政府、企业和设计师应该密切联系起来,认真关注创意产业和低碳产业的发展,注意加强合作和交流,提升大家对于工业废弃物的利用意识。

  参考文献

  [1] 戴雪红.红蜜.基于低碳经济时代下包装低碳设计的实现途径[J].江苏大学,2013,(2).

  [2] 程宇航.我国产业升级的绿色低碳路径选择[J].江西社会科学,2010,(9).

  [3] 任力.低碳经济与中国经济可持续发展[J].社会科学家,2009,(3).

  [4] 吴年龙.浅谈城市生活及工业固体废弃物处理技术[J].环境技术,2005,(10).

  [5] 杨建民.固体废弃物再生利用的有效运作方式[J].再生资源研究.2001,(6).

  工业废弃物篇4

  关键词:啤酒;啤酒废酵母;啤酒糟;制药

  中图分类号:TS262.5文献标识码:A文章编号:1672-979X(2007)11-0054-05

  Application of Beer Waste in Pharmaceutical Industry

  GUO Xue-xia1, ZHANG Hui-yuan1, LAI Chuang-ye2, SUN Xue-hua3

  (1. Planning and Designing Academy of the Ministry of Agriculture, Beijing 100026, China; 2. Cangzhou Technical Supervision & Examination Station of Product Quality, Cangzhou 061001, China; 3. College of Huihua, Hebei Normal University, Shijiazhuang 050091, China)

  Abstract:The beer waste yeast and beer distiller’s grains are the main beer wastes which can be used as material in the productions of SOD, FDP, RNA, GSH, glucosan, mannan, lupulin and phosphoesteraees complex, etc. The application prospect of beer wastes is wide.

  Key words:beer; beer waste yeast; beer distiller’s grains; drugs manufacture

  啤酒是以大麦芽为主要原料,经糖化和酵母发酵而成的低酒精饮料。啤酒酿制过程中产生一定量的废弃物(副产物,弃置物),如啤酒糟、废酵母、硅藻土污泥、少量废蛋白质沉淀物及废CO2气体等。我国是啤酒生产大国,2000年啤酒产量已达2 000万吨左右,2005年达到3 061万吨,产销量位居世界第一。随着啤酒产量的增加,啤酒酿造废弃物也迅速增加,如不加以利用,将造成巨大的资源浪费和环境污染。欧美发达国家受“环境保护法”的严格制约,高度重视啤酒废弃物的开发利用。我国的啤酒行业也很重视此问题,近年研究了许多回收及综合利用啤酒废弃物的途径,不仅减少了对环境的污染,而且开发了潜在的高附加值产品,提高了企业的经济效益。

  1啤酒酿造废弃物概述

  啤酒生产过程中的废弃物有制麦过程中的麦根,糖花过程中的糖化糟、酒花糟、沉淀蛋白质,发酵过程中的剩余酵母,以及从各工序排出的废水和废水处理沉淀的活性污泥等[1]。

  啤酒废酵母含有约50 %的蛋白质,6 %~8 %的核糖核酸,2 %的B族维生素,1 %的谷胱苷肽及辅酶A,还有人体必需的8种氨基酸等多种营养成分。

  啤酒糟的主要成分是麦芽壳,蛋白质含量约为25 %,粗纤维含量在17 %以上。啤酒糟是啤酒生产中最主要的废弃物,占废弃物总量的80%以上。

  废酒花糟含芦草酮5 %,异萍草酮5 %,蛇麻灵酮1 %,蛇味酮20 %,总树脂34 %。一个中型厂每年啤酒生产中产生的酒花糟约有几百吨。

  麦根的主要成分为:含氮物质24.4%,无氮浸出物42.2%,粗纤维14.2%。麦根内还含有多种酶类,主要是磷酸酯酶。麦根数量约占大麦原料投入量的3%。

  啤酒废水含有酒糟、酵母、废啤酒液、麦汁等成分,相当复杂。各工艺排放的废水特性不同,糖化麦糟水固形物含量高,是高浓度的有机废水。

  活性污泥粗蛋白含量约46 %,高于3级鱼粉。污水处理产生污泥的体积约占污水总体积的0.3 %~0.5 %。

  2啤酒废酵母在制药工业中的应用

  啤酒酵母含有多种氨基酸、核酸、维生素、酶类和其他生物活性物质,在生物制药行业中具有广阔的开发前景。目前主要生产和开发药用干酵母、核酸及其衍生物、1,6-二磷酸果糖、谷胱苷肽、辅酶A、B族维生素、葡聚糖、甘露聚糖等产品[2]。

  2.1制备药用干酵母

  目前药用干酵母已成功用于医药领域,其药理作用是助消化,提供蛋白质、维生素等营养物质。生产工艺为:酵母泥洗涤、过筛脱苦、脱色过滤喷雾干燥酵母干粉调制药用干酵母。

  2.1.1制备富含硒的药用干酵母啤酒酵母生长繁殖快,发酵周期短,对微量元素吸收率高,是将无机硒转化为有机硒的理想载体。硒是人和动物体内谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的辅助因子,有清除氧自由基,防止细胞膜氧化受损的作用,广泛存在于机体的肝、肾、心、肺等脏器。缺硒可能导致癌症、心肌梗死等多种疾病,通过膳食摄取足够的硒可起到预防的作用。GSH-Px利用谷胱甘肽使有毒性的过氧化物还原为无毒的羟基化合物,分解过氧化物,清除活性自由基部位,保护细胞膜结构和功能,修复分子损伤。酵母具有较高的富集硒的能力并能将毒性高的无机硒转化为安全的有机硒。含硒酵母作为一种安全有效的食品硒源,受到国内外研究者的重视。学者们研究了含硒酵母中硒的有机结合形态、生物学作用机制等。含硒酵母在一些国家已成为商业化产品,目前国外报道的富含硒的干酵母中硒含量达1 400μg/g。国内报道[3]一般是将普通的酿酒酵母或稍作筛选的酵母添加至含适量亚硒酸钠的发酵培养基中,发酵培养获得富含硒酵母,每1 g干酵母的硒含量在300~1 200μg之间。随着生物医学技术的发展,微量元素硒作为人体必需的营养元素已引起大家的高度重视。

  2.1.2制备富含铬的药用干酵母铬(III)是葡萄糖耐量因子(glucose tolerance factor,GTF)的中心活性成分,能协助胰岛素维持正常糖耐量并影响糖类、脂类、蛋白质和核酸的代谢[3]。啤酒酵母具有富集多种微量元素的能力,是目前最可能作为微量元素载体的最大菌种。利用啤酒酵母的这一特点制备富含铬的酵母,使其作为功能性补铬食品和治疗糖尿病及其他心血管疾病的药品,已成为学者们研究的热点。

  2.2制取超氧化物歧化酶(SOD)

  SOD是重要的氧自由基清除剂,是一种广泛存在于动植物及微生物中的金属酶[3]。现代医学证明,SOD可有效清除人体超氧负离子自由基,减少氧化损伤。作为功能性食品基料的SOD,在食品、医药、化妆品等行业越来越成为市场的抢手货,需求量大,经济效益显著。目前SOD主要从牲畜血液中提取,受原料来源限制,且质量不稳定。从啤酒废酵母泥中提取开发SOD,资源丰富,具有很好的发展前景。

  明景熙[4]用不同工艺提取SOD。结果表明,提取离心法提取SOD回收率达到73 %,纯化倍数达96倍;分步提取法则具有收率高,产品质量稳定,经济效益显著等优点,但工序繁琐;微滤超滤法无相变,低温,活性损失小,操作简单,是今后发展的方向,使用此法提取的SOD总酶活性达到3 000 U/mg?pro。

  廖湘萍[5]研究了利用异丙醇破壁、丙酮2次纯化提取SOD的生产工艺,最佳提取条件为:异丙醇浓度90 %,时间120 min,pH 7.0,粗酶液收率73 %,所得SOD的酶比活性为3 048.7 U/mg?pro。与胞内提取SOD的老工艺相比,具有工艺简单、设备少、操作简便、成本低等特点。

  2.3生产1,6-二磷酸果糖(FDP)

  以啤酒酵母为原料,用酶法制取FDP是啤酒酵母深加工开发利用的新途径。FDP是细胞内糖代谢过程的中间产物,是一种在分子水平上改善细胞代谢的生化药物,可聚增细胞内高能磷酸物质浓度,促进钾离子回流,回复细胞极化状态,有利于细胞在损伤、缺氧、休克等状态下对葡萄糖的代谢与利用,修复细胞的损伤等。FDP还有减少血小板粘附、聚集,保护红细胞韧性的能力,并有直接的抗氧化作用,抑制氧自由基产生。因此,近年FDP在医药领域受到重视。临床上FDP广泛用于急性心肌梗死、心肌缺氧、休克、缺血及缺氧等危重患者的急救和治疗,以及用于体外循环手术和血液净化。FDP还可用于辅助治疗酒精中毒、肝炎和糖尿病等。

  用啤酒废酵母生产FDP工艺流程为:酵母泥生理盐水洗涤细胞破壁生物反应合成FDP压滤纯化分离FDP稀液真空浓缩FDP浓液脱色、结晶、烘干FDP结晶体

  齐香君等[6]研究了用啤酒酵母生产FDP的工艺条件。结果表明,pH对转化过程的影响最大,最佳工艺条件为:蔗糖含量6 %,磷酸盐4 %,pH 6.5,转化温度300 ℃,转化时间6 h。李祥等[6]研究发现,发酵液中MgCl2的浓度、pH值是生产FDP的最主要影响因素。最佳发酵条件为发酵温度37 ℃,葡萄糖浓度0.4 mo1/L,pH 6.5,有机溶剂的添加量约6 %。发酵液中FDP的量最高可达70.5 mg/mL。

  朱玉强[7]探讨了由啤酒废酵母发酵提取FDP的工艺。正交试验结果表明,发酵液中MgCl2的浓度、酸度是FDP生产的最主要影响因素。最佳发酵参数为:发酵温度37 ℃,葡萄糖浓度0.5 mol/L,磷酸盐浓度0.4 mol/L,pH 6.5,有机溶剂加量约6%。FDP在发酵液中的得率最高可达69.8 mg/mL。

  2.4制取核酸、核苷酸类药物

  啤酒工业废弃物中含有核糖核酸(RNA),其含量占废酵母干物质的6 %~8 %。RNA是重要的生物遗传物质,主要分布在细胞质中,是指导蛋白质合成的模板物质。核酸大分子的不完全水解产物中有核苷和核苷酸。其中鸟苷酸(GMP)和肌苷酸(IMP)是强力助鲜剂,胞苷酸(CMP)和尿苷酸(UMP)可作为癌症、肝炎及冠心病等治疗药物的原料。医学上RNA可作为生产治疗癌症、脑震荡、肝炎、带状疱疹、冠心病、病毒性疾病药物的原料;农业上核酸及水解物可促进植物生长、结果,是不可多得的生长素,现已在水稻、小麦、柑橘及多种蔬菜生产中应用,取得了良好效果。综合利用废弃酵母泥提取核酸,不仅可增加经济效益,而且能解决饲料酵母含高核酸的问题,提高饲料酵母质量。

  从啤酒废酵母中提取RNA的方法有酚法、酶法、自溶法、氨法、稀碱法、浓盐法等[3],广泛用于工业化生产的是稀碱法和浓盐法。一般工艺流程为:啤酒废酵母盐处理(碱处理)菌体分离清液提取RNA过滤干燥成品。

  运用酶制剂处理酵母细胞[8],使提取的5'-核苷酸量达到较高水平。研究表明,外切蛋白酶用量对固形物和蛋白质回收率有极大影响。内切蛋白酶和外切蛋白酶用量为0.6 %时,固形物回收率达到48.3 % ~53.1 %。先用蛋白酶再用核酸酶处理可使核苷酸量达到最大,5'-磷酸二酯酶和磷酸腺苷脱氨酶最佳浓度为0.03 %。在最佳酶组合、酶用量及处理顺序相同情况下,固形物回收率高达5.31 %,5'-核苷酸达到3.67 %。

  李珊等[9]采用正交设计试验法研究了盐法提取啤酒废酵母RNA工艺过程中的酵母浓度、NaCl浓度、抽提温度及抽提时间等因素。结果表明,酵母浓度8 %,盐浓度6 %,抽提温度95 ℃,抽提时间6 h是提取啤酒废酵母RNA的适宜条件,在此条件下RNA得率为3.23 %。研究发现,用浓盐法提取RNA,如果控制盐浓度、加热温度、絮凝剂用量等条件,RNA得率可达到80 %,纯度达90 %以上[10]。

  用自溶方法可释放酵母细胞内的核糖核酸,在60 ℃,pH 7.0的条件下自溶6 h,磷酸嘌呤核苷酸(LMP)达到6.2 mg/g,磷酸鸟苷酸(GMP)达到35.5 mg/g;腺核苷酸最佳产生条件为60 ℃,pH 6.5,自溶6 h[11]。

  2.5提取谷胱甘肽(GSH)

  GSH是机体的重要活性物质,在肝细胞内参加氧化还原反应,具有清除自由基,解毒,激活SH酶,提高含Fe2+的酶活性,维持红细胞膜的完整性,DNA生物合成,细胞正常生长及细胞免疫等生理功能。GSH广泛存在于生物体内,是主要的抗氧化剂,参与细胞内的多种反应。2分子还原型GSH氧化后可形成1分子氧化型GSH(GSSG)。GSH是多种酶反应的辅酶,对生物体内蛋白质分子上的巯基有保护作用,可维持某些酶的活性。此外,有防止脂质氧化、解毒、防止白内障发展和保护皮肤等作用。临床上用于肝疾病,有机物及重金属解毒,癌症治疗所致的药物性损伤保护等。近年由于膳食结构不合理,生活节奏加快,老龄人口增加,以及环境因素影响等,人体内GSH降低,导致早衰和诱发疾病。因此,从外界获取功能肽十分迫切,GSH在食品、医药等领域的应用日益受到重视。生产GSH主要有生物提取法、发酵法、化学合成法及酶法等。

  邱雁临[12]研究了从啤酒废酵母中提取GSH的工艺流程及参数,结果表明,壳聚糖对啤酒废酵母抽提物中GSH有一的定吸附能力,吸附率为85.68 %,最佳提取条件为:上柱GSH抽提液最适pH为7.0,最适洗脱剂为pH 4.4的磷酸盐缓冲液。

  在发酵液中添加L-蛋氨酸可作为产生GSH的引物。当啤酒废酵母的浓度达到30 g/L时,葡萄糖和L-蛋氨酸的浓度分别为30 g/L和1.0 g/L,GSH量达到13.18 mg/g[13]。

  2.6制取碱不溶性葡聚糖

  啤酒酵母细胞壁所含的葡聚糖分为碱不溶性、碱溶性、酸溶性3种。其中碱不溶性葡聚糖能增强免疫力,有抗癌、抗病毒、降血脂等功能。生产工艺为:酵母泥洗涤、脱色加蛋白酶处理、离心加碱处理、离心碱处理、离心酸处理、离心沉淀物用乙醇脱水干燥成品。

  Suphantharika[14]研究最佳抽提β-葡聚糖的工艺条件是在90 ℃下,用1.0 mol/L的NaOH配成1∶5(w/v)碱液抽提1 h。李花霞等[15]以啤酒废酵母为原料,结合自溶、酶解和碱溶等方法优化碱不溶性葡聚糖的制备条件,结果表明:采用1.0 mol/L NaOH碱溶处理啤酒废酵母7.5 h效果较好,成品不含甘露聚糖,碱不溶性葡聚糖得率为9.59 %。

  用超声波法提取酵母葡聚糖,得到的产品主要为(1-3)-β-D-葡聚糖,产品得率达30 %,与酸碱法、酶-酸碱法相比具有工艺简便、成本低廉、无酸碱废水排放、污染环境较少等优点[16]。热碱、热酸方法提取酵母中葡聚糖会降低其生物活性,且产率不高,采用酶法提取(1-3)-β-D-葡聚糖使纯度高达92 %,产量达到87 %,而且产品的生物活性不受影响[17]。

  2.7甘露聚糖

  酵母甘露聚糖(MOS)[3]是酵母细胞壁外包被着的一层胶状糖蛋白。多糖活性与相对分子质量、溶解度、黏度等物理化学性质有关。修饰多糖分子结构可大大提高其活性,如甲基化、乙酰解、硫栓酸化等。据报道,酵母主要含葡聚糖、甘露聚糖、半乳甘露聚糖和戊糖基甘露聚糖等多糖成分,不同的酵母含有不同类型和不同结构的多糖。甘露聚糖是较主要的一种酵母多糖,存在于细胞壁外层,具有免疫活性和抑制肿瘤生长等作用。

  3酒花糟在制药工业的应用

  利用废酒花糟[1]可提取酒花浸膏,进一步制取酒花素片和酒花油剂。酒花素是一种疗效高、副作用小、疗程短的广谱抗菌类药物。酒花素中的斧草酮、蛇麻酮具有脂溶性能,容易穿透结核杆菌的薄膜产生复合作用,破坏菌体的生长而使之死亡,故酒花素治疗结核病效果好。

  酒花浸膏的传统生产已工业化,目前最新工艺是用超临界CO2提取技术。新疆大学研制出GM32-50X3超临界CO2提取装置,已被北京双合盛五星啤酒集团引进投入生产。

  4麦根在生物制药工业中的应用

  麦根[1]含丰富的磷酸酯酶,生产复合磷酸酯酶技术难度不大,已形成规模生产。从麦根中提取含有多种酶活性的酶粉剂制成复合磷酸酯酶片,可催化多种磷酸酯酶水解,调节人体新陈代谢,增进食欲,改善或治愈某些疾病。特别是它有提高受损肝细胞再生能力的功能,临床治疗用于迁延性肝炎、慢性肝炎、中期肝硬化、心血管系统疾病、胶原性硬皮病、小儿顽固性牛皮癣、再生障碍性贫血、白细胞减少症及辅助治疗矽肺有较好的疗效。

  其生产工艺:麦根粉碎(加水)低温浸泡离心酶液澄清上清液(加入95 %酒精)沉淀压滤湿酶块制粒低温干燥干颗粒配料压片成品。

  5结语

  啤酒废弃物在制药工业的开发利用前景十分广阔。利用啤酒工业中的废弃物,如啤酒糟、废酵母、酒花糟、麦芽根开发各种生物活性物质,如膳食纤维、低聚糖、生物药品、酶制剂、活性肽等已成为目前国内外研究啤酒糟资源化的主要方向,既可生产出高科技产品,又可防止三废污染,明显提高了经济效益和社会效益。现对啤酒糟为原料进行微生物发酵的工艺流程、菌种筛选和组合、工艺参数、产物营养价值评定和产物的负影响的研究较多,其过程如何实现规范化、程序化有待深入研究。

  啤酒废弃物的回收利用对促进我国啤酒工业的健康发展、减少环境污染、增加社会效益和经济效益有很大的意义。随着市场需求增加和新型生物技术的应用,啤酒废弃物的应用将会有更好的市场前景。

  参考文献

  [1]邹连生. 啤酒副产品及废弃物的开发利用[J]. 四川食品与发酵,1999,(3):21-24.

  [2]凌秀梅,邱树毅,胡鹏刚. 啤酒废酵母的综合利用[J]. 酿酒科技,2006,140(2):87-91.

  [3]杜丹,赵春燕. 啤酒酵母泥综合利用的研究动态[J]. 啤酒科技,2006,(8):51-52.

  [4]明景熙. 从啤酒废酵母中提取SOD的几种工艺方法[J]. 中国酿造,2003,(4):7-9.

  [5]廖湘萍,徐功瑾,付三乔. 利用啤酒酵母生产SOD的提取条件研究[J]. 酿酒科技,2007,(5):78-80.

  [6]齐香君,刘树兴,丁秀英. 啤酒废酵母生产果糖磷酸钠[J]. 酿酒,2002,29(4):60-61.

  [7]朱玉强. 由啤酒废酵母发酵提取1,6-二磷酸果糖的研究[J]. 酿酒科技,2006,(3):18-20.

  [8]HeeJ C, Hyun J, Man J I. Utilization of brewer’s yeast cells for the production of food-grade yeast extract Partl: effects of different enzymatic treatments on solid and protein recovery and flavor characteristics[J]. Bioresource Technol, 2001, (76): 253- 258.

  [9]李珊,吴振强. 盐法提取啤酒废酵母RNA的研究[J]. 酿酒科技,2005,(7):76-78.

  [10] 马文峰. 浓盐法提取啤酒废酵母中RNA的生产技术[J]. 酿酒,1999,(1):63.

  [11] Lee J S, Jeong S C. Production of ribo nucleotides by autolysis of pichia anomala mutant and some physiological activities[J]. Can J Microbiol, 2004, 50(7): 489-492.

  [12] 邱雁临,殷伟,潘飞. 吸附层析法从啤酒废酵母中提取谷胱苷肽[J]. 生物技术,2005,15(1):49-52.

  [13] Liu H, Liu J P, Cen P L. Co-production of S-adenosyl-1-methionine and glutathione from spent brewer’s yeast cells[J]. Process Biochem, 2004, (39): 1993-1997.

  [14] Suphantharika M, Khunrae P, Thanardkit P, et al. Preparation of spent brewer’s yeastβ-glucans with a potential application as an immunostimulant for black tiger shrimp,penaeus monodon [J]. Bioresource Technol, 2003, (88): 55-60.

  [15] 李花霞,杨文鸽,徐大伦. 废酵母中碱不溶性葡聚糖的制备及其理化性质[J]. 广州食品工业科技,2004,20(4):53-55.

  [16] 张开诚. 啤酒酵母中1,3-β-D葡聚糖提取与理化性能分析[J]. 饲料工业,2004,25(10):7-10.

  [17] Freimund S, Sauter M, Kappeli O, et al. A new non-degrading isolation process for 1,3-β-D-glucan of high purity from baker’s yeast saccharomyces cerevisiae[J]. Carbohydr Polymers, 2003, 54(2):159-171.

  工业废弃物篇5

  关键词:工业集中;废弃物排放;理论;试验建模;未来发展

  1 引言

  国民第二产业工业在建立之初是分散、单个分布在一个区域内的,并不和产业链条中的商流或者下游产品有所地域的亲缘性,这一过程中产品的运输成本比较高。工业的集聚是随着工业科技的提升,科技的不断发展进步而产生的,就是将生产过程有关的集中工业集中在同一个地区,降低运输成本,共用水、劳动力等资源,统一有序管理,利于相近工业的发展. 但是在经济发展不久之后,人们也发现了这种模式存在的致命问题,工业污染物的排放更加集中,对当地的生态破坏程度远远超过了一个地区只有一个工厂的时代,工业集聚成了污染集聚的代名词。污染不仅仅会对城市的生态环境产生影响,还会影响人文环境。恶劣的城市环境不容易吸收更多的投资,获得长足发展。

  如何减少污染物的排放,改善城市生态和人文环境成为当前我国研究的重点课题,许多科研工作者都付出了巨大的努力,致力于我国的工业可持续发展,本文将从数学建立模型角度对这个问题进行探讨,力图有所突破。

  2 科学论证

  在进行科学实验之前,我们先来建立合理可行的研究模型,为研究提供必要的准备工作。主要从:一,工业产出层面来构建工业集聚和污染物排放之间的关系,二,工业生产投入多少来构建环境污染对经济的反作用。

  首先,工业集聚在产值增加的同时,也意味着污染的增多,生产过程中不可避免的会出现污染,排放废气、废水、垃圾等污染物,对工厂所在地区的生态环境产生直接破坏,污染物排放过量,还会引发一系列严重后果,历史上早期资本主义国家都爆发过污染事件,造成人员伤亡,带来不可挽回的经济损失,从而进一步影响地区的未来发展前途。我们将在实验中选取合适的模型来模拟这个过程进行研究。

  在实际的经济发展过程中,不仅经济的发展会对环境产生影响,造成生态环境和人文环境的污染,污染的环境.对经济发展也有反作用。恶劣环境会阻碍地区今后发展,使得企业难以吸收到外界的投资,招到廉价劳动力,和先进的专家团队,从长远看,后果严重。对于这个严重的问题,我们也选择了正确合理的科学模型进行探索。

  3 实践

  在上节进行了理论分析和前期准备的基础上,本节我们将正式开始科学的实践研究,主要从建立模型和权威文献参考、变量研究三方面入手。

  学术界普遍采用数学建立模型的方式来分析工业集聚和污染物排放之间的辩证相关关系。将工业集聚后区域内所以的污染物排放都加起来,得出等于区域用的污染排放量。同时考虑到污染对人的影响,还要构建劳动生产的方程式加之人文环境的研究。

  为了实验的真实有效,我们参考了著名的统计研究专著,对重要的数据信息和变量进行进一步的对照比较,力图选取的信息数据正确可用,便于分析。主要著作有本世纪2003年出版的《中国城市统计年鉴》和2012年的《中国区域经济统计年鉴》等。并选取了我国范围内有代表性的200多个城市和乡镇研究分析。

  变量研究是实践研究的最后一步,却是最不可忽视的一个步骤。为了全面的进行研究,我们设置了许多变量,常用的有工业内部因素变量、污染物排放控制变量两个。工业内部因素变量是通过改变工业生产的内部因素如劳动生产率、生产技术,改变之前粗放的经济发展模式,提高劳动生产率和核心科学技术,减少污染物排放,缩小对环境的不良影响。污染物排放控制变量和前者有所不同,这是通过外部因素来改善污染的办法。一个地区的经济越发达,交通越便利,开放程度越高,产业布局越合理,医疗教育水平越高,工业生产产生的污染物就越少,当地的生态环境越好。

  4 结果剖析

  通过之前建立的两个科学模型我们可以得到工业集聚和污染物排放之间的数学关系,产出的密度比较大,污染物排放多。工业集聚与污染物排放基本成正相关的关系,工业集聚程度越高,区域内排放的污染物越多,地区污染情况越严重。相反,如果工业集聚程度越低,排放的污染物越少,污染程度越低。

  劳动者劳动生产率的高低与污染物排放成反比,粗放经济下,劳动者经济生产率不高,生产工艺低下,使用的原料大部分都被浪费,造成严重的污染。同时这两者的作用也是相互的,环境污染会影响人的身体健康,如果工人身体不健康,便不利于劳动生产率的提高。所以在今后的发展一定要致力于提高工业的劳动生产率,减少粗放经济对环境的破坏。

  5 结语

  本文是对工业的集中分布与废弃物排放量的关系研究,从工业集聚出现的环境污染问题说起,提出要积极解决这种情况。从理论角度入手,建立生产密度模型和工业经济集中与环境污染的作用和反作用两个模型,进行了理论模型验证。

  在设定了实证模型和正确选取变量的基础上,同步参考了国内外权威的文献资料,采用变量研究法,对工业发展的内部外部因素进行分析,得出了要减少污染、提高劳动生产率、增大产出密度的结论。

  在今后的政策制定时,要充分考虑到工业经济与环境污染之间的相互作用关系,制定合理的地区经济发展政策,减少污染物排放,完善污染治理防治和预警机制,对少量污染物进行彻底的处理,将对环境破坏降低到最低。努力提高劳动生产率,发展高新技术工业,提高产品附加值,降低污染。同时做好有关的医疗教育卫生交通工作。

  参考文献

  [1]闫逢柱产业集聚发展与环境污染关系的考察科学学研究,李伟娜制造业集聚、大气污染与节能减排经济管理

  作者简介:

  工业废弃物篇6

  关键词:工业;固体废弃物;管理

  中图分类号: C93 文献标识码: A

  一.工业固体废物

  1.1工业固废分类及特点

  工业固体废物按毒性划分可以分为有毒和无毒两种。欧盟则将其分为七类:食品、木质、废纸、化工废渣、无机矿物、金属和其他。

  由于工业固体废弃物来源于工业生产,因此其污染具有以下一些共同特征:第一,工业固体废弃物污染不易转移和转化,性质相对稳定,不易挥发,长期污染,且容易引起二次污染。第二,工业固体废弃物污染具有间接性,一般不会对环境构成直接威胁,而是通过物理化学等多种途径对环境造成污染和破坏。第三,由于其污染的间接性,故其具有隐蔽性和潜伏性,使人较难发觉。

  1.2污染特点

  每个行业产生的工业固体废弃物的组成比较单一。当工业固体废弃物混合堆置时,其种类繁多,对环境污染较大。工业固体废弃物的毒性远高于城市生活垃圾,污染物浓度高更集中,危害程度更大。

  1.3工业固废危害

  工业固体废弃物对大气、水体和土壤均造成污染。对大气的污染主要是固体废弃物中的颗粒物随风进入大气中,增加大气中PM10和PM2.5的浓度,直接对人体构成威胁,并降低大气的能见度。对水体的污染主要表现在:工业固体废弃物的随意丢弃与倾倒,在物理化学和微生物的综合作用下会产生大量的有机污染物,这些有机污染物将重金属等有毒物质溶解进入水体,对水土造成严重污染。固体废弃物对土壤的污染主要表现在有毒有害物质杀死土壤微生物,破坏土壤结构。

  二.工业固废的处理处置原则

  国际上之前对固废的治理只注重末端治理,提出了“三化”原则,即资源化、减量化和无害化,简称“3R原则”。近年来由原来的“3R原则”逐步转向“3C原则”,即清洁生产clean、循环利用cy-cle、妥善控制control,这些原则已经成为国际公认的原则。

  三.工业固体废弃物管理的现状分析

  工业固体废弃物管理体现着一个国家工业化发展的程度以及法律是否健全,我国在固废物管理与污染治理方面起步较晚,环境治理以及废物综合利用水平还处于摸索阶段,各项管理体制也还有待完善。目前,在工业固体废弃物的管理利用方面还远不能满足工业化发展的需要,无论是在固废物的处理还是高效利用上,与发达国家相比,水平都还很低。国家在工业固体废弃物管理中主要存在如下问题:

  3.1工业固体废弃物治理缺乏合理、有效的策略

  我国对工业固体废弃物的治理一般采取处理、处置、综合利用相结合的治理策略,对于一般工业固体废弃物进行利用,而不能利用的则采取其他处置方法,如填埋、焚烧、投海等,对于一些简单的、有价值的工业废弃物如粉煤灰、煤渣、尾矿等已开展进行了循环利用。然而,限于我国在工业固废物处理手段上的落后,对于部分有害的工业废弃物仍然采取以消极堆放为主的管理处置方式,并且至今仍然没有合理、有效的转化解决策略。

  3.2固体废物管理分散,技术欠缺,资源可利用程度低下

  在固体废物的管理方面,国家还未形成一个统一的、全面的、有机高效的管理体制,全国各省份、各地区在环境治理、工业废弃物管理方面存在脱节,部门与部门之间沟通协作不畅,对于工业企业的监管存在一定的盲区,环保部门、工商部门、质量监管部门等交叉管理,效率不高,监管十分乏力。同时,各地区在工业排放标准方面存在不统一的现象,导致地区工业固废物管理分散。另外,在固废物的综合利用层面上,技术比较欠缺,一般固废物大多用于筑路、回填、生产建材等低技术含量的再利用方面,而对部分有害固废物缺乏配套的处理处置技术,如微生物技术、化学转化技术、高层次循环利用技术等,资源可利用程度仍然较低。

  3.3城市工业固体废弃物污染源管理与处置能力十分薄弱

  由于我国的工业固废物利用率不高,其堆存量十分巨大,不仅占用大量的土地,而且还对工业的发展极为不利。低回收利用率造成了资源的高消耗,使得企业生产经营成本不断上升,资源浪费大,经济效益低下。另外,由于城镇化进程的加快,城镇工业与人们的生活互相融合,工业固废物以及生活垃圾排放设施难以满足城镇发展的要求,各种废弃物的回收仍然只是出于起步阶段。

  四.加强工业固体废弃物管理的对策

  4.1我国工业固体废弃物环境管理的契机

  我国在工业固体废弃物管理方面虽然起步较晚,但随着《固废法》的颁布与实施,以及后续相关规章制度的逐步完善、相关国际公约的签订,对国内工业固废物的管理将会越来越有利,管理力度也将逐步加强。同时,我国在社会建设、经济建设以及精神文明建设方面不断加强科学理念的普及,全面落实科学发展观,坚持建设资源节约型、环境友好型、生态可持续型社会的发展方向,将节能减排纳入了循环经济建设大纲之中,极大地推进了我国工业固体废弃物管理工作进程。

  4.2针对工业固体废弃物管理的措施

  我国在工业固体废弃物管理方面主要存在管理不善以及技术落后的问题,对此,国家与地方各级环保部门、工业管理部门必须精诚合作,共同落实《固废法》的相关规定,提高环境治理成效以及资源综合利用效率。固体废物污染环境防治法》(修订)。

  (1)加快制度建设,不断完善管理体制以及相关法律法规,统一固废物排放与治理标准。目前,我国对工业固体废弃物管理体系的建设主要形成了部(环境保护部固废管理中心)、省/自治区/直辖市(固废管理中心)、市固废中心、县固废中心等自上到下的管理体系,加之与环保部门共同形成工业固废管理体系。不过,由于工业固废排放物种类繁多,且新型排放物也不断出现,因此,各级环保部门与固废管理中心要加强与地区高校、科研院所等开展合作,从工业管理到土壤、水体、机动车以及能耗大的加工工厂等入手,建立全面的监控治理网络。并且,国家要加强引导和扶持,利用政策导向与税费导向,鼓励企业建立规范的固废排放管理制度,从而将工业固废污染程度降至最低。

  (2)加强技术优先扶持政策,利用技术提高工业废弃物的转化率,减少管理难度。有效的技术能够提高企业对资源的利用效率,减少废弃物的排放,从而实现降低管理压力的目的。各地区在执行废弃物管理措施时,要将最新技术优先纳入固废处置管理之中,依靠技术的进步,为工业固废的综合利用提供有力的技术支撑,突破原有仅仅依靠堆放、填埋、焚烧、直接投放入海洋等被动措施。同时,要选择部分具有广泛前景的技术进行市场推广,并加大社会宣传治理力度,动员全社会、各行业的全体公民,自觉成为固废管理的一员。

  (3)借鉴国外固体废弃物处理先进技术,结合我国实情来实施综合治理,推进科技创新,发展循环经济,注重治理的有效性和可持续性,实现固体废弃物处理处置产业化、资源化。

  结束语:

  工业生产自然产生固体废弃物,工业固废是错置的资源,选择适当的处理方式对其管理有重要的意义。工业固废的产量和种类与经济及行业有关,经济发达的地区固废产量大、增长速度大、组成复杂,且不同行业的固废也有区别。固体废物对环境危害大,加重了污染防治的难度。

  参考文献:

  [1]姜鑫,边增光.关于我国固体废物处理利用发展现状分析[J].商业视角,2010(607).

  工业废弃物篇7

  【关键词】 工业固体废弃物,库兹涅茨曲线,粉煤灰,冶炼废渣

  一引言

  青岛市地处山东半岛的南部,是山东省的经济龙头城市,青岛市的地理优势构成了青岛的特色经济核心,改革开放30年来经济发生了巨大的变化,GDP由1986年的91.81亿元增长到2009年的4890.33亿元。和许多城市一样,在经济快速增长的同时,城市的环境问题受到越来越多的关注。以前很多研究均以城市工业三废的简单加和作为环境污染指数,研究经济发展与环境污染之间的关系,但由于各污染物之间排放数量的巨大差异,造成这种研究方法只能反映其中的高权重因素,并不能真实的反映各污染物之间的真实情况。青岛市近几年工业固体废弃物产生量呈上升趋势,2008年产生量达738.5万吨,比十五末增加29.95%。因此,选用科学的研究计量模型对其变化规律进行研究,揭示其成因并提出相应的对策具有重要意义。

  近年来,关于经济增长对环境质量的影响问题一直引起生态经济学家、经济学家的广泛关注。它们之间的关系最初被描述为收入增长与环境质量变化的环境库兹涅茨曲线(Environmental Kuznets Curves,简称EKC)假说。EKC假说是指在经济发展早期环境质量逐渐恶化,经济发展到一定水平后,环境质量会逐渐改善,即环境压力和经济增长之间呈倒 U型关系。这种关系与库兹涅茨提出的收入差别与经济增长之间的关系相似,所以称之为环境库兹涅茨曲线,近年来成为经济学与环境学的研究热点[1]。据文献资料显示,环境库兹涅茨曲线在发达国家和新兴工业化国家(地区)得到了很好的验证[2],我国部分地区,如湖南[3]、武汉[4]和郑州[5]等地的环境污染状况与经济发展水平之间总体上符合倒“U”型曲线关系。但也有些学者认为,环境库兹涅茨曲线(EKC)的形状不一定就是倒“U”型,在一定阶段, EKC可能是倒“U”型,也可能是正“U”型、“N”型或同步关系[6]。

  鉴于此,本研究以青岛市环境质量报告书以及青岛市统计年鉴为依据,选取1996~2008年工业固体废弃物环境数据和经济数据,探究青岛市工业固体废弃物污染与经济发展之间的库兹涅茨曲线特征,分析其变化规律以及成因,以期为制定环境政策提供依据。

  二 计量模型

  1. 评价指标的选取

  本文以青岛市1996~2008工业固体废弃物产生总量、粉煤灰产生量、冶炼废渣产生量和固体废弃物排放量为研究参数,对工业固体废弃物污染进行计量分析。经济增长以人均GDP为指标。青岛市工业固体废弃物产生、利用与排放情况及经济指数见表1。

  表1青岛市1996~2008年工业固体废弃物污染指数及经济指数

  a 数据来源于青岛市环境质量报告书;b 数据来源于青岛市统计年鉴

  2. EKC研究计量模型

  通常倒U型的EKC模型的基本函数有三种:二次函数型,三次函数型,以及将二次函数、三次函数与对数形式相结合的模型。本论文回归分析模型采用三次函数形式:

  式中:yt为环境指标;Xt为人均GDP;εt为回归参差;t为时间; β0、β1、β2、β3是待定参数。

  三 青岛市工业固体废弃物EKC实证研究

  以人均GDP为横坐标,分别以粉煤灰产生量、冶炼废渣产生量、工业固体废弃物产生总量和固体废弃物排放量为纵坐标,绘制青岛市工业固体废弃物环境质量曲线见图1。

  图1 a)人均GDP与粉煤灰、冶炼废渣产生量拟合曲线图

  b) 人均GDP与工业固体废弃物产生量和排放量拟合曲线图

  表2 工业固体废弃物污染指数EKC计量关系

  工业固体废弃物主要来源是工业企业生产过程产生的电厂粉煤灰、煤矸石和生产加工过程产生的边角料和其他非危险废物类的废渣和境外进口作为原料的固体废物。

  由表1可知,2008年青岛市工业固体废物的产生量为738.5万吨。产生量最大的为粉煤灰和冶炼废渣,二种废物的产生量分别为245.9万吨和169.9万吨,分别占总量的33.3%和23.0%。“十五”期间,青岛市工业固体废弃物产生量为2337.94万吨。产生量较大的有粉煤灰和冶炼废渣。二种废物的产生量分别为634.37万吨和489.49万吨,分别占总量的27.13%和20.94%。与“九五”相比,工业固体废物产生量增长36.61%。值得注意的是,“九五”期间和“十五”的前两年,炉渣产生量始终高于冶炼废渣的产生量,从2003年起,由于产业结构的调整,冶炼废渣开始取代炉渣成为青岛市固体废弃物产生的次要因素。粉煤灰和冶炼废渣主要来源于电力热力、黑色金属冶炼及化工行业产生的固体垃圾。

  青岛市经济发展和固体废弃物中的粉煤灰产生量、冶炼废渣产生量、工业固体废弃物产生总量和固体废弃物排放量分别采用二次和三次函数进行拟合,其三次函数拟合度较优。其中粉煤灰EKC曲线呈持续上升趋势(图1a),表现为倒U型曲线的右半部分,其拟合曲线相关系数为0.92522(表2);冶炼废渣EKC曲线呈先上升后下降趋势(图1a),表现为正U型曲线的左半部分,其拟合曲线相关系数为0.98704;工业固体废弃物产生总量三次函数拟合曲线相关系数为0.98129,呈持续上升趋势(图1b),表现为倒U型曲线的左半部分;而固体废弃物排放量的EKC曲线总体呈下降趋势(图1b),具体表现为下降-上升-下降,呈近似倒N型曲线,其三次函数拟合曲线相关系数为0.88394。

  值得注意的是,从图1b可以看出,青岛市的工业固体废弃物产生量自“九五”以来几乎呈直线上升趋势,但除2003年有小幅反弹之外,工业固体废弃物排放量总体上呈明显下降趋势。究其原因,青岛市各级政府对工业固体废弃物的综合利用功不可没。“十五”期间,青岛市工业固体废弃物排放量以45.58%的平均速度下降。2008年,全市工业固体废物综合利用量为755.9万吨,综合处置往年贮存量30.3万吨,综合利用率高达98.3%。

  四 青岛市经济增长与环境协调发展对策建议

  尽管人们对环境库兹涅茨曲线在不同国家、不同地区的适用性有不同认识和看法,但是环境库兹涅茨曲线对环境污染物排放量趋势的预测作用仍然是不容忽视的。通过对青岛市工业固体废弃物环境库兹涅茨曲线的分析,对认识青岛经济发展所处的历史阶段,提出青岛经济发展的战略规划具有重要的启发和借鉴意义。

  1. 开展清洁生产,从源头削减固体废物的产生量

  加大产业结构调整力度,实行原材料替代,改进生产工艺,降低企业固体废物产生量;淘汰固体废物产生量最大的落后生产工艺。把推行清洁生产与加强企业管理、技术进步有机结合起来。提高废物在不同企业、社会层次之间的循环利用,减少废物产生量。

  2. 提高固体废弃物资源化水平

  提高一般工业固体废物、危险废物以及废旧家电及电子产品等固体废物的资源化综合利用水平,形成产业化,通过技术引进、自主研发等措施提高资源化产品附加值。

  3. 加强固体废物流通过程的控制与管理

  建设固体废物登记交换中心,负责青岛市固体废物的产生、物流、交换、处理处置信息管理,实现固体废物产生者、综合利用者与处置者的信息资源共享;保证一般工业固体废物与危险废物的物流与交换处于监督管理范围内,减少固体废物不合理流通对环境的危害。

  4. 合理布局和建设无害化集中处置设施

  合理布局与建设一般工业固体废物填埋场,根据运输距离与产生源分布设置布局一般工业固体废物填埋场,实现一般工业固体废物的无害化处置。

  按照国家对危险废物处置中心“三位一体”建设模式的要求,以青岛危险废物处置中心为核心,对现在固体废物焚烧设施进行资源整合,形成系统化固体废物焚烧设施体系,防止重复建设和投资浪费,杜绝不合理焚烧对环境的影响。

  五 结论

  1. 随人均GDP的增高,青岛市的工业固体废弃物产生量几乎呈直线上升趋势,但固体废弃物排放呈总体下降趋势。

  2. 青岛市经济发展和工业粉煤灰EKC曲线呈倒U型关系,冶炼废渣EKC曲线呈正U型关系,工业固体废弃物产生量EKC曲线呈倒U型关系,固体废弃物排放量EKC曲线呈近似倒N型曲线。

  3. 青岛市各级政府对工业固体废弃物的综合利用是青岛市固体废弃物排放量逐渐降低的重要原因。

  industrial solid wastes exhibit a U-shape while that of metallurgical residues an inverted U-shape. The EKC curves of discharge of industrial solid wastes exhibits an inverted N-shape. The Kuznets curve characteristics can be attributed to the pushing of industrial waste management by the government.

  [Key words] industrial solid wastes,Kuznets curve,fly ash,metallurgical residues

  工业废弃物篇8

  【关健词】电解铝工业;废弃物;处理技术;研究

  中图分类号:F41文献标识码A文章编号1006-0278(2013)06-182-01

  一、前言

  随着电解铝产业的迅猛发展,电解过程中产生的固体废弃物(如废阴极炭块、炭渣、大修渣等)的产量也呈现出逐年增加的趋势。通常情况下,每生产l万吨电解铝将产生100吨废炭素材料、80吨废耐火材料以及一定数量的保温材料。目前,我国电解铝行业每年产生的固体废弃物约为25万吨,并有200多万吨的累积堆存。目前,电解铝厂大多没有对其进行有效的处理,只是采用露天堆放或直接利用土壤进行填埋,不仅使大量的土地被这些废弃物占用,而且其中含有的可溶性氟化物、氰化物还会污染土壤和地下水、地表水,对生态环境、人类健康和动植物生长产生严重危害。因此,如何使电解铝固体废弃物达到无害化处理要求,是摆在科研工作者面前亟待解决的问题。

  二、电解铝工业废弃物的组成及危害

  现代大型铝电解预焙槽的电解温度在950-970之间,每生产1吨铝约消耗50kg电解质,电解质一般采用冰晶石、氟化铝、氟化镁等。电解铝工业废弃物含有大量的氟化物和氰化物等,这些有毒的物质都是可溶性的,因此会随雨水进入到江河以及湖泊,进而污染水体,对动植物生长及人体产生巨大的危害,如不对其进行无害化处理,其危害将是持久性的。

  三、国内外处理技术现状

  (一)废阴极炭块处理技术研究

  Gamson等对废阴极炭块的处理进行了回收研究,处理温度在600-1200℃之间,含有氟元素的材料转化率非常高,最终产品为玻璃态熔渣。M.M.Willams对水化法处理废阴极炭块进行了研究,分别得到粗的炭粒和细颗粒的电解质,回收的炭粒可再用于做电解槽的阴极,电解质也可以重新被用到电解生产中。

  杨会宾等对废阴极炭块在水泥生产中的应用进行了研究,实验结果表明:在干法水泥窑中对废阴极炭块进行燃烧操作,不仅把大量的废阴极消耗掉,而且可以节省燃煤的消耗,具有很好的经济价值。但要注意废阴极炭块的安全问题、添加量问题以及多水泥生产的影响。卢惠民、邱竹贤对浮选法综合利用铝电解槽废阴极炭块的工艺进行了详细的研究,浮选炭粉可以重新被用作制造铝电解阴极的配料,电解质经一定的高温焙烧后还可以再用作电解质。曹继明、李军英提出了采用泡沫浮选法处理废阴极炭块,可实现对废阴极炭块的综合利用。

  (二)炭渣处理技术研究

  Pulvirenti等采用化学清洗的方法处理炭渣,研究结果表明:在接近中性的pH值时,用与次氯酸钠溶液处理,氰化物可以被去除。氟化物可以通过与强酸(如硫酸)溶液处理除去。在温度为80℃时,这种处理更为有效。陈喜平等研究了回收铝电解炭渣中电解质的焙烧工艺。在细粒料-回转窑焙烧条件下获得了较高的反应率,回收电解质纯度大于99%,可直接作为铝电解原料。薛伍芹和侯新提出采用浮选法处理炭渣,针对提高电解质的回收率和品质,降低劳动强度等方面提出了必要的改进措施。贾冬妮、韩立国采用浮选技术处理炭渣,使炭渣得到有效的综合利用,减少对环境的污染。

  (三)大修渣处理技术研究

  美国凯撒铝公司采用高温水解法对大修渣进行综合处理,用水吸收氟化物后,得到25%的水溶液,可用来制造工业用的氟化铝。通过此方法解决了大修渣对于环境的污染问题。平果铝氧化铝厂采用石灰渣与电解大修渣混合堆存处理,这样可以达到固氟的目的,实现了对电解渣的无害化处理。

  (四)最新研究进展

  中国铝业郑州研究院开发了“铝电解废槽衬无害化技术研发及产业化应用”技术,该技术以石灰石为反应剂、粉煤灰为添加剂处理废槽衬。经处理的废槽衬可溶氟化物转化率达98%以上,氰化物去除率达99.5%以上,处理后的无害化渣平均可溶氟含量39.7m/L,氰根离子含量0.053mg/L,低于国家固体废弃物排放标准,可用作路基材料、水泥原料或耐火材料原料,回收的氟化盐可返回电解槽使用。

  四、结语

  目前,有必要尽快突破电解铝工业废弃物无害化技术难题。虽然科技工作者进行了大量的实验研究,但是要开发产业化技术还要克服许多技术问题。进行研究一定要符合国家节能减排的能源政策,解决好对环境的二次污染问题,要解决产业化过程中的耐氟设备、耐氟工艺问题。

  参考文献:

  [1]邱竹贤.预焙槽炼铝[M].北京:冶金工业出版社,2008.

  [2]黄尚展.电解槽废槽衬现状处理及技术分析[J].轻金属.2009(4): 29-30.

  [3]Gamson W.B.et al.Aluminum electrolytic cell cathode waste recovery[Z]. US4355017,1982.

  [4]申士富,王金玲,牛庆仁,等.电解铝固体废弃物的环境危害及处理技术研究现状[J].中国环境科学学会学术年会论文集, 2010: 3557-3562.

  [5]杨会宾,田金承,曹继利.废阴极炭块在水泥生产中的应用研究[J].轻金属.2008(2):59-64.

  [6]卢惠民,邱竹贤.浮选法综合利用铝电解槽废阴极炭块的工艺研究[J].金属矿山,1997(6):32-34.

  [7]曹继明,李军英.浅议铝电解槽废旧阴极炭块的回收与综合应用[J].炭素技术.2004,23(5):41-44.


标签:废弃物工业固体利用


相关推荐

最新推荐

关灯