煤炭工業城市的循環經濟與工業垃圾治理
摘要:煤炭城市以重工業生產為主,城市污染嚴重,對生態環境的破壞更是觸目驚心,由于受到傳統產業結構和城市基礎設施建設滯后的影響,隨著生產力的不斷提高,煤炭開采及工業生產過程中的工業垃圾逐漸增加?這些工業垃圾的治理不僅是環境治理問題,更是一個與?各方面都有密切聯系的工程,它直接影響到煤炭城市的建設和?通過循環發展模式,對工業垃圾實現減量—利用—再利用的運作過程,最大程度提高工業垃圾利用價值和減少污染,達到生產效益和效益的增長?
我國是一個煤炭資源豐富,石油和天然氣資源缺乏的國家?從2000年開始,煤炭產量連續增長,2006年全國煤炭產量達24億噸,比2005年增長13.74%?煤炭工業城市作為我國和發展所需能源的提供主體,它的可持續發展對全國的工業建設和增長起到至關重要的作用?
但煤炭在開采過程中會產生大量的工業垃圾,包括固體廢棄物(煤矸石和灰渣)?工業廢水?有害氣體(礦井瓦斯)等[1]?據統計,全國有大型煤矸石山1500多座,已積存30多億噸,占地5萬畝以上,而且每年新增煤矸石1億噸以上;礦井污水排放18億噸(污水中有高量鉛?鎘等有害元素)?除了數量上巨大以外,開采過程中還會造成環境污染和破壞,比如煤炭在洗選加工中排放的洗矸會污染水源;煤炭在加工利用燃燒中排放出的有害氣體?微塵和廢渣,會破壞大氣臭氧層,造成酸雨蔓延;露天堆置會釋放大量有害氣體,會污染空氣和水源;填埋占用了大量的土地資源?然而這些工業垃圾有利用價值,充分有效地綜合利用,完全可以變廢為寶?
為實現“十五”環保目標,國家提出發展循環,堅持可持續發展戰略,走發展?進步和環境保護共贏的道路?循環是把傳統的依賴資源凈消耗線性增加的發展,轉變為依靠生態型資源循環來發展的?從資源流程和增長對資源?環境影響的角度考察,它是一種循環模式,可以更有效地利用資源和保護環境,以盡可能小的資源消耗和環境成本,獲得盡可能大的和效益,從而使與自然生態的物質循環過程相互和諧,促進資源永續利用[2]?
利用循環模式,綜合治理煤炭工業垃圾,一直受到與政府的關注,但實施的過程是艱巨而又復雜的?現階段應用循環模式對煤炭工業垃圾治理存在以下問題:(1)對于循環利用垃圾進行產品加工的力量薄弱;(2)現有體制不利于工業垃圾治理;(3)對減少垃圾的數量和再加工利用投入的資金缺乏;(4)相關法規不完善,政府執行力度不夠?為了實現循環綜合治理煤炭工業垃圾,需要我們從更高的戰略角度來建立一個綜合治理和控制工業垃圾的體系,提高工業垃圾利用價值和減少環境污染?
一、最大程度減少煤炭工業垃圾的產生量
(一)觀念的轉變?無論是者還是生產者必須意識到工業垃圾的危害,政府—企業—個人開展循環和清潔生產的和宣傳,使大家意識到環境保護的重要性?
(二)對煤炭工業垃圾污染物排放總量進行宏觀控制?實施煤炭工業垃圾污染物排放總量控制(簡稱污染物排放總量控制),根據環境單元的具體情況,采用容量總量控制或者目標總量控制[3]?范圍是限定的時間和空間環境,其對象是環境單元及其在環境單元中排放污染物的一切煤炭工業單位(簡稱排污單位)?污染物總量控制實質上是一項環境,由六個子構成:環境功能區劃;排污總量申報核定及評價;總量預測;總量控制指標的確定及分配;污染物總量控制指標的削減;監督考核?
(三)實施煤炭清潔開采煤炭?清潔開采主要指在煤炭生產過程中減少廢物的排放和做到廢物的循環利用,在提供優質煤炭的同時把環境污染和生態破壞降低到最小程度,其原則是從源頭削減污染?
1.礦井水的資源化及污染控制?減少礦井水涌出:當煤系頂板上一定距離外存在較大含水層時,盡可能采取采后頂板移近量較小的特殊開采,使煤層頂板冒落的高度不致導通上覆的含水層;當煤層底板有強含水層時,應將井下巷道布置在這些含水層上方的安全距離處;當礦區地面有水體時,應在地下相應的范圍留設保安煤柱或采用特殊的采煤法;對于實現水力化采煤的礦井應采用閉路循環供水?
礦井水清污分流排放:礦井下排水60%為巖溶水,經采煤工作面會受到煤塵及巖塵的污染,使井下排水中的懸浮物含量增高,因此井下實行清污分流措施,可以將采空區潔凈的巖溶水單獨收集后直接利用;有些礦區存有奧陶紀灰巖?太原組灰巖?茅口灰巖等豐富的巖溶?裂隙水,水質較好,一般不含有毒有害離子,只需在礦坑內的源頭處妥善截流,通過專業管道將其排至地面,經簡單的消毒后即可作為生活飲用水或工業用水?
減少礦井水的污染:定期對井下水倉進行清理;完善井下排水,水溝規范并嚴加蓋板;以水介質代替乳化液或盡量采用油路的閉路循環?
2.控制或減少煤矸石排出量?煤炭開采過程中排放的煤矸石主要來源于巖石巷道掘進?煤層頂底板巖石?煤層夾矸?其產生量主要與礦井的開拓?采區巷道布置和生產工藝等有關?
使用合適的采煤方法和生產工藝,是提高煤炭質量?減少排矸的清潔開采?提高各種措施將巷道掘進煤矸石和工作面煤層夾矸用于井下充填?煤矸石在井下就地破碎加工成為充填材料,然后用設備充填到采空區?廢棄巷道?這既能消除煤矸石的危害還能大大減輕地表塌陷和變形的影響?
3.減少控制煤井廢氣和粉塵排放?礦井廢氣抽放與利用:煤炭開采中,廢氣主要是來自煤層及圍巖中釋放出的煤層氣以及煤巖層爆破過程,采用柴油機設備排放出的有害氣體等?其中煤層氣中含有可利用的可燃成分CH4?CO等,在煤層開采前或開采中通過人工控制?鉆孔抽放?濃縮,可變害為利,綜合利用?
嚴格控制井下煤炭的自燃:大力推廣無煤柱采煤法;優化回采工藝,盡量減少采空區遺煤;及時對采空區密閉并實施黃泥灌漿;對煤柱壁及采空區噴灑阻燃劑或采用注氮防滅火[1] ?
二、充分對煤炭垃圾進行利用，建立完善的生態工業體系
目前的工業生產體系中煤炭資源基本上是一種單項流動,即人們從界中索取大量煤炭資源,在滿足人們生產生活需求后,又將大量的垃圾排放到環境中?雖然在化工生產中存在部分物質循環利用,但比例相對很小?其原因主要有:煤炭規模小?工藝落后?單位產量的產品能耗高?資源和能源利用率低;能源?動力和化工生產基本上是兩條平行的線路,沒有交叉點,缺乏物流和能源的交換?
充分重視現有煤炭工業體系的種種缺點,調整產業結構,完善生態工業體系:
生態工業園是一個包括自然?工業和地域的綜合體,是依據循環理念和工業生態學理論而建立的一種新型工業組織形態,是生態工業的聚類場所[5]?它通過成員之間副產品和廢物的交換?能量和廢水的逐級利用?基礎設施的共享來實現園區的效益?環境效益和效益的協調?
建立煤炭工業生態園應遵循生態效益?結構優化?先進?高效利用,總體協調發展等原則?生態園總體目標:園區以循環和工業生態學理論為指導,依托煤?電?石灰石?農產品等優勢資源,在現有產業基礎上以國內市場為導向,擴大生產規模開發高附加值的深加工產品,延伸產業鏈,推動科技攻關,提高含量,加強園區企業的關聯,進行資源優化配置,提高資源利用率,降低產業發展中的物耗?能耗和污染?
三、建立和完善工業垃圾排放標準的規范體系和體制
(一)如今國家對煤炭工業垃圾治理的經驗選擇?垃圾處理的責任分配及置放標準等現行法律沒有明確的標準,因此急需建立起具體的法律法規,并明確地方政府?煤炭企業的責任?
(二)規范煤炭工業垃圾的體制,做到政企?政事分開?在市場條件下,規范煤炭工業垃圾的,做到相應的行政部門監督和,開辦專業處理工業垃圾的企業,進行有效的利用開發,打破政府控制?壟斷經營的局面?從長遠角度看對工業垃圾的運營必須實行產業化和市場化,垃圾的利用?加工?生產由企業負責運營,政府只需通過工業垃圾的收費和貸款等優惠政策保障投資企業的正常運營?
真正做到通過循環徹底治理煤炭工業垃圾是一項任重道遠?復雜艱巨的工作?這要求政府和企業要充分配合,各自發揮其職能,才能起到實質性的效果?
通過關系?合作關系等相互的循環配合,引導有利于循環的生產和市場行為;通過運用循環理論對煤炭工業城市生產垃圾的綜合治理,運用循環的和煤炭生態工業的,是有效處理煤炭工業垃圾的必由之路?
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[1]朱志紅.生態城市建設中循環理論與的探討[J].齊齊哈爾大學學報,2006,(1):70-72.
[2]孟赤兵,茍在坪.循環要覽[M].北京:航天工業出版社,2005.
[3]樊杰.我國煤礦城市產業結構轉換問題研究[J].地報,1997.
[4]王靈梅.煤炭能源工業生態學[M].北京:化學工業出版社,2006.
[5]金涌,李有潤,馮久田.生態工業:原理與應用[M].北京:清華大學出版社,2003.
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