新能源飞灰([资源循环科学与工程概论])

资源循环科学与工程概论

1、 清洁生产

清洁生产是指将综合预防的环境策略持续的应用于生产过程和产品中，以便减少对人类和环境的风险。

清洁生产是指既可满足人们的需要又可合理使用自然资源和能源并保护环境的而是用生产方法和措施。

就生产过程而言，清洁生产包括解约原材料和能源，淘汰有毒原材料并在全部排放物和废弃物离开生产过程以前减少它的数量和毒性。

对产品而言，清洁生产策略旨在减少产品在整个生产周期过程中对人类和环境的影响。

清洁生产包含的三方面内容：1.能源清洁。（a常规能源的清洁；b可再生能源的利用；c新能源的开发；d新能源的开发和各种节能技术）2.生产过程清洁。包括尽量少用或不用有毒有害原料，产出无毒无害的中间产品，减少或消除生产过程中的各种危险因素。3.产品清洁。产品在使用过程中节约原料和能源，尽量使用可再生能源或二次能源，减少昂贵和稀缺资源的使用，产品的包装、使用功能和使用寿命设计合理，产品已于回收且可再生为原料，易处理、降解且无污染。

清洁生产的理论支撑体系:1.守恒和平衡理论。生态系统中的物质要素总是保持守恒，既不能无缘无故增减，又不能无缘无故缺位，只是从一种形态转化为另一种形态。2.创新理论。就企业生产而言，把一种从来没有过的关于生产要素和生产条件的“新组合”引入生产体系。

2、 堆肥

生活垃圾堆肥技术与秸秆的堆肥技术技术原理相同，都是在微生物的作用下，降解和转化有机物质的生物化学过程，在此过程中实现垃圾减量。

根据堆肥条件不同，可分为好氧堆肥和厌氧堆肥。由于好氧堆肥比厌氧堆肥时间短、肥效好、异味少，一般生活垃圾堆肥均指的是好氧堆肥。

生活垃圾由于成分复杂，而堆肥过程中只有可降解有机物才能发挥作用，因此在堆肥前垃圾中的金属、塑料、碎玻璃、陶瓷等必须经过分选去除，分选后的垃圾可单独堆肥，也可和城市污水处理厂的污泥或者农业废弃物混合后堆肥。

堆肥后的成品肥料应达到如下标准：1.有机质含量大于。2.成品肥料不得对环境有害，病菌、害虫卵、杂草种子等已经杀灭。3.肥料外观呈褐色或茶褐色，无臭味，质地松散。

农业废弃物堆肥由于比较分散，通常就地处理的较多，机械化程度低，露天堆肥所占比例较大，通风采用翻堆的方法，通常不进行控温。

生活垃圾堆肥的规模更大，尽管也有露天堆肥，但更普遍的情况下是利用大体积的发酵仓进行规模化的生产，温度和通风都可以采用仪器控制。

生活垃圾好氧堆肥流程：1.预处理。主要是分选、破碎和加入调理剂，将不可堆肥物质去除后将垃圾破碎至12-60mm的粒径，之后调整含水量和C/N比，

加入结构调理剂和能源调理剂。2.主发酵。是堆肥过程的升温阶段和高温阶段，通常采用强制通风方式，持续4-12d。3.后发酵。对非过程的降温阶段和后熟保肥阶段，自然通风即可，一般持续20-30d。4.后处理。进一步分选去除预处理阶段未彻底去除的金属、塑料、碎玻璃等杂质，如有需要可进一步破碎堆肥产品。

5.脱臭。在发酵过程堆体内可能有部分时间或者部分区域发生厌氧反应，产生有臭味的气体，因此应进行除臭处理，常用的除臭装置是堆肥过滤器。

堆肥的操作方式主要有静态好氧堆肥（一次性进料，堆肥结束前不再进料）、间歇式好氧动态堆肥（间歇式进料和出料）以及连续式好氧动态堆肥（连续进料出料）。

3、 堆肥焚烧

垃圾焚烧是指在氧气存在的条件下，炉温800-1000℃的焚烧炉膛内，通过焚烧，使得垃圾中有机成分被充分氧化，并释放出热量的过程。垃圾焚烧释放的热量可以经锅炉转化为蒸气，再由汽轮机、发电机转化为电能，在此过程中实现垃圾的减量化和生物质能的循环利用。

垃圾燃烧后产生的尾气中有二恶英、硫化物、氮氧化物和烟尘等多种污染物，需要净化并达到一定标准后才能排入大气中，因此烟气处理装置也是垃圾焚烧发电系统的重要组成部分。

影响生活垃圾焚烧过程的因素：生活垃圾的性质（指粒度、热值和含水率）、停留时间、湍流度、温度和空气过量系数。

焚烧炉的主要形式：炉排型焚烧炉（世界范围内应用最广，适用于大规模的垃圾集中处理）、流化床焚烧炉（中国应用范围比较广的，是垃圾燃烧更充分、对有害物质破坏更彻底的一种焚烧方式）、回转窑焚烧炉（适用于难燃烧物质，或者水分变化范围较大的垃圾，但处理量小，灰分处理较困难）。

焚烧生成的烟气的去除：1.颗粒物的去除。可以选用中立沉降室、旋风除尘器、喷淋塔、文氏洗涤器、静电除尘器及布袋除尘器等，除尘装置不仅可以去除灰分，还可以去除挥发性重金属及氯化物、硫酸盐或氧化物，以及吸附在灰分中二恶英等有机污染物。2.酸性气态污染物的去除。可以使用碱液为吸附剂进行湿式洗涤，也可以采用干式洗涤剂进行吸收，还可以使用气态污染物与碱液反应生成固态物质而被去除。3.氮氧化物的去除。可以选用非催化还原法、选择性催化还原方法、氧化吸收法或者吸收还原法等。4.二恶英的去除。可以首先用活性炭或活性焦固定床层对二恶英进行吸附浓缩，然后再将其彻底氧化为CO2、HCl、HF等物质，吸附在灰分中的二恶英可在除尘装置中去除，也可通过提高燃烧温度和使垃圾充分燃烧等手段减少二恶英的释放。

4、 再制造拆解

再制造产业是以产品全寿命周期理论为指导，以废旧产品回收再利用为目标，以绿色环保、优质节材、高效节能为准则，以先进生产技术为手段，进行废旧产品的修复、改造等一系列技术措施的总称。

再制造技术是对废旧产品的高技术修复，使零部件尺寸、形位、表面品质等性能恢复到全新零部件的品质，甚至超过全新零部件，通过装配后形成全新产品，

不仅减小了产品或设备对环境的污染，也降低了生产投入的费用。

再制造工艺流程包括：拆解、清洗、检测、加工、零件测试、装配、整机磨合试验、喷漆包装等步骤。

再制造拆装工艺是对废旧产品的拆解和再知道产品装配工艺过程中所用到的全部工艺技术与方法的统称，再制造拆装包括拆解和装配两个步骤。

再制造拆解是系统的从装配体上拆除其组成零部件，要求不对目标零部件造成损害，拆解分为破坏性拆卸和非破坏性拆卸两种。

按拆解程度可分为完全拆解、部分拆解和目标拆解。

再制造拆解工艺方法可分为：击卸法（利用锤子或其他重物在敲击或装机零件时产生的冲击能量把零件拆解分离）、拉卸法（利用专用顶拔器把零件拆解下来的一种精力拆解方法）、压卸法（利用手压机、电压机进行的一种静力拆卸方法）、温差法（利用材料热胀冷缩的性能加热包容件，实现拆解）及破坏法（在拆解焊接时，为保存核心价值件而必须破坏低价值件时，进行破坏性拆解）。

再制造装配是按再制造产品规定的技术要求和精度，将再制造拆解和加工后性能合格的零件、可直接利用的零件以及其他报废后更换的新零件安装成组件、部件或再制造产品，并达到再制造产品所规定的精度和使用性能的整个工艺过程。具体装配工艺有：互换法、选配法、修配法、调整法。

5、 再制造清洗

对零部件表面清洗时再制造过程中的重要工序，不仅是检测零件表面尺寸精度、几何形状、粗糙度、表面性能、磨蚀磨损及黏着情况等的前提，而且是零件进行再制造的基础。

清洗工序的基本要求包括：1.彻底清除工件表面的油污、涂料。2.彻底清除工件内部的机油垢和水垢3.在清洗过程中保证工件不因高温而产生变形或金相组织的改变4.保证工件不因化学物质而被腐蚀5.保证清洗工序的残渣、废液不对环境产生污染。

再制造清洗时借助于清洗设备将清洗液作用于废旧零部件表面，采用机械、物理、化学或电化学方法，去除废旧零部件表面附着的油脂、锈蚀、泥垢、水垢、积炭等污物，并使废旧件表面达到所要求的清洁度的过程。废旧产品拆解后的零件根据形状、材料、类别、损坏情况等分类后采用相应的方法进行清洗。

1.清除油污。主要用化学方法和电化学方法，有机溶剂、碱性溶剂和化学清洗剂是常用的清洗液，清洗方式有人工方式和机械方式。2.清除水垢。一般采用化学去除法，包括磷酸盐清除法、碱溶液清除法和酸清洗法。3.清除锈蚀。主要方法有机械法、化学酸洗法和电化学酸蚀法。4.清除积炭。常使用机械法、化学法和电解法等。

再制造清洗技术：1.热能清洗技术。热能对各种清洗方法都有较好的促进作用。2.压力清洗技术。喷射清洗技术通过喷嘴把加压的清洗液喷射出来冲击清洗物表面的清洗方式较喷射清洗。3.摩擦与研磨清洗技术。是用气体喷砂和液体喷砂方法对零件或产品表面进行清洗的方法。4.超声波清洗技术。在超声环境下，清洗毛坯表面油脂的过程称为超声清洗。5.电解清洗技术。电解清洗是利用电解作用将金属表面污垢去除的清洗方法。6.化学清洗技术。化学清洗是采用一种或几种化学药剂清除设备内侧或外侧表面污垢的方法。

6、 铅蓄电池

干电池分为一次电池和二次电池。一次电池主要有锌碳电池、碱锰电池以及氧化汞和氧化银等纽扣电池。二次电池主要包括镍镉电池、镍氢电池和锂电池。

蓄电池可通过电能转换逆反应机制实现再储能操作，从而可以重复使用，但受制于热力学第二定律，每一个冲-放电循环中俊辉使一定量的的有效组分耗散，放电特性随着循环的积累而劣化，当劣化后的放电特性不能满足使用要求时，蓄电池失去使用价值同样变为废电池。

铅蓄电池回收处理方法：铅蓄电池的体积较大，而且铅的毒性较强，所以在各类电池中，最早进行回收利用，工艺较完善。废铅蓄电池的泥渣物相主要是PbSO4、PbO2、PbO、Pb等，其中PbO2是主要成分，它在正极填料和混合填料中所占质量为41%-46%和24%-28%。因此PbO2还原效果对整个回收技术具有重要影响，其还原工艺有火法和湿法。火法是将PbO2与泥渣中的其他组分PbSO4、PbO等一同在冶金炉中还原冶炼成Pb。但由于产生SO2和高温Pb尘等二次污染物，且能耗高，利用率低，故将逐渐被淘汰。湿法是在溶液条件下加入还原剂使PbO2还原转化为低价态的铅化合物。还原剂中以硫酸溶液中加FeSO4还原PbO2法较为理想。

还原过程为：

7、 锂电池

锂金属是贵重金属资源，锂电池具有较高的回收利用价值。无论是一次性锂电池还是锂离子蓄电池，由于品种、类型一直处于发展变化中，即电池化学组成及构造不断变化，造成废锂电池的回收利用比其他的已成熟、稳定的废电池更困难。锂离子蓄电池使用寿命长，投入市场时间短。

一次性锂电池实验室回收流程：将破碎后的锂电池筛分后，就得到负极锂电极。由于金属锂溶于水时，与水发生快速反应，放出大量的热，生成氢气和可溶于水的氢氧化锂。英雌不能直接在水或酸中溶解废锂电池。实验表明，采用异丁醇水溶液可以使这一反应安全进行，反应的同事，通入二氧化碳气体，生成高统一纯度的碳酸锂沉淀。将沉淀静置分离后，加入盐酸，使沉淀溶解，再通过电解可得到高纯度的金属锂。正极中的金属锰可通过酸溶解、电解得到。此方法还有待生产性实验验证。

8、 粉煤灰

粉煤灰是煤燃烧排放出的一种黏土类火山灰质材料。它就是指锅炉燃烧时，烟气中带出的粉状残留物，简称灰或飞灰。它还包括锅炉底部排出的炉底渣，简称炉渣。

粉煤灰的组成：以SiO2和Al2O3的含量占大多数，其余为少量Fe2O3、CaO、MgO、Na2O和K2O及SO3等。

根据粉煤灰中CaO含量的多少，可将粉煤灰分成高钙灰和低钙灰两类。一般CaO含量在20%以上的称为高钙灰，其质量优于低钙灰。我国燃煤电厂大多

燃用烟煤，粉煤灰中CaO含量偏低，属低钙灰，但Al2O3含量一般较高，烧失量也较高。

粉煤灰的矿物组成主要包括无定形相和结晶相两大类。无定形相主要为玻璃体，约占粉煤灰总量的50%-80%，大多是SiO2和Al2O3形成的固熔体，且大多数形成空心微珠。此外，未燃尽的细小炭粒也属于无定形相。粉煤灰的结晶相主要有石英砂粒、莫来石、长石、云母、磁铁矿、黄铁矿等。粉煤灰中单独存在的结晶相极为少见，往往被玻璃相包裹。

粉煤灰颗粒通常按其形状分为珠状颗粒和渣状颗粒两大类。其中珠状颗粒包括漂珠、空心沉珠、密实沉珠和富铁玻璃微珠。渣状颗粒包括海绵状玻璃渣粒、炭粒、钝角颗粒、碎屑和黏聚颗粒。

粉煤灰的物理性质：是灰色或灰白色的粉状物。

粉煤灰的活性包括物理活性和化学活性。物理活性是粉煤灰颗粒效应、微集料效应等的总和。化学活性指粉煤灰在和石灰、水混合后所显示出来的凝结硬化性能。粉煤灰的活性不仅决定于它的化学组成，还与它的物相组成和结构特征有着密切的关系。玻璃体中含有的活性SiO2和活性Al2O3含量愈多，活性愈高。粉煤灰的活性是潜在的，需要激发才能发挥出来。常用的激发方法有机械磨细法、水热合成法和碱性激发法。

粉煤灰中含有铁、铝、空心微珠以及未燃尽炭等有用组分，并且含有多种稀有金属元素，因此从粉煤灰中提取这些有用组分具有重要经济价值。

（1） 提取铁。煤中含有黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿等矿物，当煤燃烧时，其中的

氧化铁经高温焚烧后，部分被还原为Fe3O4和粒铁，因此可直接使用磁选

机分离提取这种磁性氧化铁。磁选分离分为湿式磁选和干式磁选两种工艺，目前电厂多采用湿式磁选工艺。

（2） 提取Al2O3。提取Al有石灰石烧结法、热酸淋洗法、氯化法、直接熔接法

等多种工艺。其中石灰石烧结法提取氧化铝的工艺流程主要包括烧结、熟

料自粉化、溶出、炭分和煅烧等5个工序。

（3） 提取玻璃微珠。粉煤灰中微珠按理化特征分为漂珠、沉珠和磁珠。提取微

珠的方法大致可分为干法机械分选和湿法机械分选两大类。

干式机械分选流程为：

湿式机械分选微珠国内多用浮选、磁选、重选等多种选法的组合流程。

漂珠的密度小于水，因此可利用漂珠与其他颗粒间密度的差异，以水为介

质用浮选将漂珠与其他颗粒分离。（浮选）

粉煤灰中的磁珠是锅炉高温燃烧过程中，煤中含铁矿物在碳及CO的还原

作用下，部分形成铁粒，一部分被还原成Fe3O4而产生的。因此可根据磁

珠在与其他颗粒的磁性差别进行分选。（磁选）

当粉煤灰中选出漂珠、磁珠和炭粒后，只剩下沉珠和少量单体石英等，他

们在密度、形状、粒度及表面性质上均存在较大差异，因此可采用重选、浮选或分级法加富集分离，得到不同级别的沉珠产品。

（4） 提取炭。电厂锅炉在燃用无烟煤和劣质烟煤时，由于煤粉不能完全燃烧，

造成粉煤灰中含炭量增高，为了减低粉煤灰中的含碳量和充分利用煤炭资

源，常对粉煤灰进行提炭处理。提炭一般用浮选法和电选法。

浮法提炭适用于湿法排放的粉煤灰，此方法是利用粉煤灰和煤粒表面亲水

燃用烟煤，粉煤灰中CaO含量偏低，属低钙灰，但Al2O3含量一般较高，烧失量也较高。

粉煤灰的矿物组成主要包括无定形相和结晶相两大类。无定形相主要为玻璃体，约占粉煤灰总量的50%-80%，大多是SiO2和Al2O3形成的固熔体，且大多数形成空心微珠。此外，未燃尽的细小炭粒也属于无定形相。粉煤灰的结晶相主要有石英砂粒、莫来石、长石、云母、磁铁矿、黄铁矿等。粉煤灰中单独存在的结晶相极为少见，往往被玻璃相包裹。

粉煤灰颗粒通常按其形状分为珠状颗粒和渣状颗粒两大类。其中珠状颗粒包括漂珠、空心沉珠、密实沉珠和富铁玻璃微珠。渣状颗粒包括海绵状玻璃渣粒、炭粒、钝角颗粒、碎屑和黏聚颗粒。

粉煤灰的物理性质：是灰色或灰白色的粉状物。

粉煤灰的活性包括物理活性和化学活性。物理活性是粉煤灰颗粒效应、微集料效应等的总和。化学活性指粉煤灰在和石灰、水混合后所显示出来的凝结硬化性能。粉煤灰的活性不仅决定于它的化学组成，还与它的物相组成和结构特征有着密切的关系。玻璃体中含有的活性SiO2和活性Al2O3含量愈多，活性愈高。粉煤灰的活性是潜在的，需要激发才能发挥出来。常用的激发方法有机械磨细法、水热合成法和碱性激发法。

粉煤灰中含有铁、铝、空心微珠以及未燃尽炭等有用组分，并且含有多种稀有金属元素，因此从粉煤灰中提取这些有用组分具有重要经济价值。

（1） 提取铁。煤中含有黄铁矿、赤铁矿、褐铁矿等矿物，当煤燃烧时，其中的

氧化铁经高温焚烧后，部分被还原为Fe3O4和粒铁，因此可直接使用磁选

机分离提取这种磁性氧化铁。磁选分离分为湿式磁选和干式磁选两种工艺，目前电厂多采用湿式磁选工艺。

（2） 提取Al2O3。提取Al有石灰石烧结法、热酸淋洗法、氯化法、直接熔接法

等多种工艺。其中石灰石烧结法提取氧化铝的工艺流程主要包括烧结、熟

料自粉化、溶出、炭分和煅烧等5个工序。

（3） 提取玻璃微珠。粉煤灰中微珠按理化特征分为漂珠、沉珠和磁珠。提取微

珠的方法大致可分为干法机械分选和湿法机械分选两大类。

干式机械分选流程为：

湿式机械分选微珠国内多用浮选、磁选、重选等多种选法的组合流程。

漂珠的密度小于水，因此可利用漂珠与其他颗粒间密度的差异，以水为介

质用浮选将漂珠与其他颗粒分离。（浮选）

粉煤灰中的磁珠是锅炉高温燃烧过程中，煤中含铁矿物在碳及CO的还原

作用下，部分形成铁粒，一部分被还原成Fe3O4而产生的。因此可根据磁

珠在与其他颗粒的磁性差别进行分选。（磁选）

当粉煤灰中选出漂珠、磁珠和炭粒后，只剩下沉珠和少量单体石英等，他

们在密度、形状、粒度及表面性质上均存在较大差异，因此可采用重选、浮选或分级法加富集分离，得到不同级别的沉珠产品。

（4） 提取炭。电厂锅炉在燃用无烟煤和劣质烟煤时，由于煤粉不能完全燃烧，

造成粉煤灰中含炭量增高，为了减低粉煤灰中的含碳量和充分利用煤炭资

源，常对粉煤灰进行提炭处理。提炭一般用浮选法和电选法。

浮法提炭适用于湿法排放的粉煤灰，此方法是利用粉煤灰和煤粒表面亲水

性能的差异而将其分离的一种方式。

粉煤灰生产建筑材料。主要是制水泥、制砖，配置普通混凝土、轻质混凝土和加气混凝土、骨料等，质量较差的灰渣可用来铺路，做基础以及做填充料等。

粉煤灰生产化工产品。由于粉煤灰中SiO2和Al2O3含量较高，可用于生产化工产品，如絮凝剂、分子筛、白炭黑、水玻璃、无水氯化铝、硫酸铝等。

粉煤灰的农业利用。粉煤灰的农业利用有两种途径：一是用于农业的改土与增产作用；二是生产粉煤灰多元素复合肥适用于农田。

9、 磷石膏

由磷矿石与硫酸反应制造磷酸所得到的硫酸钙称为磷石膏。

在化工生产磷酸的方法中，最主要的方法是利用硫酸分解磷矿，主要产物是磷酸和硫酸钙，这种方法称为硫酸法，也称为萃取法或湿法。我国多用湿法二水物法来制造磷酸，反应方程式为：

磷石膏的组成及性质：呈粉末状，自由水含量为20%-30%,颜色呈灰白、灰、灰黄、浅黄、浅绿等锅中颜色，颗粒直径为5-150um。磷石膏中含有一定量的杂质，根据溶解性分为可溶杂质和不溶杂质。可溶杂质是洗涤时未清除出去的酸或盐，主要有可溶K+/Na+等，不溶杂质主要有未反应完的磷矿石，以磷酸盐络合物形式存在的饿不溶氟化物、金属等。

磷石膏中的多种杂质组分对其性质影响较大，具体表现为磷石膏凝结时间延长，硬化体强度降低。

磷石膏中的磷主要有可溶磷、共晶磷和难溶磷三种形态。

磷石膏中氟以可溶氟和CaF2、Na2SiF6等难溶氟形态灿在，对磷石膏性能影响最大的是可溶氟，难溶氟对磷石膏性能基本不产生影响。

可溶磷、可溶氟、共晶磷和有机物是磷石膏中主要的有害杂质。

磷石膏的应用：

（1） 磷石膏在工业上的应用

用磷石膏制硫酸联产水泥

用磷石膏制硫酸铵和碳酸钙

用磷石膏生产硫酸钾有一步法和二步法

生产硫脲和碳酸钙

取贵重金属和稀土金属

（2） 磷石膏在建筑上的应用

作石膏建筑材料

作水泥掺合料

（3） 磷石膏在公路工程中的应用

磷石膏具有较强的抗剪强度和良好的水稳定性，因此在进行软土地基处理时，可以将其作为换填材料，性能较好。

（4） 磷石膏在农业上的应用

磷石膏呈酸性，且含有作物生长所需的磷、钙、硫、硅锌、镁等养分，不仅可以作为硫、钙为主的肥料，还可代替天然石膏改良盐碱地。

10、 尾矿

尾矿是矿山企业在一定技术经济条件下排出的“废物”，但同时又是潜在的工业固体废物，当技术、经济条件允许时，可再次进行有效开发。

尾矿的综合利用主要包括两方面：一是尾矿作为工业固体废物再选，回收有用矿物；二是尾矿的直接利用，即将金属矿山尾矿视为复合矿物原料，进行整体利用。

（1） 尾矿中有价组分的提取

含铁尾矿利用。

弱磁性铁矿物其伴生金属的回收，除少数可用重选法外，多数要靠强

磁选-浮选及重选-磁选-浮选组成的联合流程。

含有色金属尾矿利用。

A铜尾矿的利用。一是铜尾矿中回收铜和铁；二是从铜尾矿中回收铜、

铁和贵金属。

B铅锌尾矿的再选。一是从铅锌尾矿中回收银；二是从铅锌尾矿中回

收非金属矿物。

C钼尾矿的回收利用。一是从钼尾矿中回收铁；二是在钼尾矿中回收

钨及其他非金属矿。

D锡尾矿的回收利用。

E钨尾矿的回收利用。一是从钨尾矿中回收钨、铋、钼；二是从钨尾

矿中回收铜和钼。

F金尾矿的回收利用。

（2） 尾矿生产建筑材料

尾矿制砖：尾矿烧结砖瓦、水化合成尾矿建材、蒸压尾矿砖

尾矿生产水泥

尾矿生产陶瓷材料

尾矿生产微晶玻璃

（3） 尾矿用作井下充填材料

全尾砂胶结充填技术

传统的尾砂胶结充填的主要骨料是分级脱泥尾砂，尾砂利用率一般只

有50%。

高水固结尾砂充填技术

其实质是在金属矿山尾砂胶结充填工艺中，不使用水泥而使用“高水

速凝固化材料”做胶凝材料，使用矿山选厂全尾砂做充填骨料，按一

定配比加水混合后，形成高水固结充填料浆。

11、 发展循环经济

循环经济是指按照清洁生产要求及3R原则，对物质资源极其废弃物实行综合利用的经济过程。

这一定义要把握的四个基本要求：

循环经济必须要符合生态经济的要求

循环经济必须要遵循3R原则

循环经济要求对物质资源及其废弃物必须实行综合利用，而不是部分利用或单方面利用

循环经济要重在经济而不是重在循环

发展循环经济的现实意义：

实施循环经济是当前世界经济社会发展的大趋势

实施循环经济是中国经济进一步发展的迫切需要

实施循环经济是改变我国现有高增长方式不可持续性的必然

我国已具备了建立循环经济的可能

循环经济的基本规律：

生态经济规律

两种资源并存和统一规律

经济效益约束规律

权责对称规律

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促进哈尔滨市环保产业发展的对策研究

二、哈尔滨市环保产业发展存在的主要问题

（一）单位产值能耗总体依然偏高

哈尔滨市政府持续加大资金补贴和政策优惠制度，引导企业节能减排，降低资源能耗，取得了一定效果。2017年哈尔滨市万元国民生产总值能耗同比降低0.154吨标准煤。取得成绩的同时，我们也要客观分析存在的问题。与同期全国万元国民生产总值平均能耗和主要省份万元国民生产总值能耗相比，哈尔滨市主要工业产品单位生产能耗仍然高于全国平均水平或主要省份能耗。主要原因有以下几点：一是哈尔滨市产业结构布局仍有进一步提升的空间。2017年三个产业和生活用能分别占终端能源消费总量的4%、53%、27%和16%。从数据可以看出，高耗能的第二产业53%的能源消费只创造了31.64%的地区生产总值。二是工艺技术和生产装备仍有进一步改造升级的空间。作为东北三省传统工业基地，哈尔滨市重点耗能行业落后的设备工艺所占比重仍然较高。三是管理水平低，与节能密切相关的能源统计、计量、考核制度不完善，信息化水平低，人为损失浪费严重。四是部分地区出于地方保护和单纯追求经济增长速度，对淘汰落后、压缩能耗过高的过剩产能不积极。

（二）城市环境治理压力较大

城市环境发展也是促进环保产业发展的重要因素。从目前哈尔滨市政府层面和环保监管部门自身来看，主要问题是管理水平有待进一步提高。一是发现问题能力差。环境质量监测、污染源监控、日常监督检查等还只是局部的、被动的，既有布局的不合理，也有设备的不完善，更有技能的不适应，导致一些环境问题很难第一时间被发现并跟踪状态、掌握情况、分析来源。二是参与决策能力差。虽然哈尔滨市环保部门这几年积极努力参与综合决策，但由于城市环境总体规划不完善，造成环境保护规划不统一、不健全。造成城市规划发展与区域环境功能、环境要素结合不充分，缺乏系统性的审批、管理理念，特别是已经建成的工业园区大部分没有环保基础设施，使环境管理工作从源头上就形成了欠账。三是行政执法能力差。往往只靠环保部门单打独斗，缺乏与有关部门沟通协调，同时日常监控监管缺位、手段不足、水平不高、应急能力低，依法执法与正确规避责任的意识和方法欠缺，致使出现很多无效监管。四是评估效果能力差。既有跟踪检查不到位问题，也有第三方监测、监理、评估机制不健全和专业服务力量不足问题，如果不尽快转变观念，将直接影响环境管理预期效果。

（三）环保治理价格尚未形成市场机制

哈尔滨市政府通过经济手段加强环境保护，促进污染防治取得了较好的成效，一个重要的措施就是将环境成本内部化。例如，通过征收污水处理费和实行脱硫脱硝除尘环保电价就推动了污水处理和脱硫除尘环保领域的发展。然而，推动环保产业发展的同时，也应看到，上述做法造成环境成本内部化，致使环保价格没有实现市场化。在征收污水处理服务费时未考虑污水后续处理需要的附加支出，收取垃圾焚烧处理费也没有考虑后续飞灰污染治理和渗漏污染液体防治费用。这就造成合同价格低于企业或者行业成本价格的怪相。例如：哈尔滨市某污水处理企业中标的污水处理服务费价格为0.8元每立方米，而调研报告认为污水处理全过程及后续治理费用合计应在1.5元-5.3元每立方米。某垃圾焚烧项目合同价款为28元每吨，而行业内部公认的维持正常利润的报价应为38-45元每吨。上述现象的原因在于环保价格尚未形成有效的市场定价机制，尚处于政府定价或以社会公益非营利组织为目标的定价模式，长期低价进行环保项目处理会造成污染治理质量不过关、企业发展靠政府补贴维持等现象，限制了环保产业的健康持续发展。同时，按照相关环保要求进行生产经营的环保企业在市场竞争终端将具备价格劣势，反而影响了企业的发展积极性。

（四）中小型环保企业融资渠道狭窄

随着环保产业的快速发展，全国各地节能环保建设项目逐年增多，环保投资金额呈现增长趋势。据不完全统计，2017年申请建设的环保项目超过5000个，总投资超过3万亿元。哈尔滨市环保建设项目和投资额呈现增长态势。如此大的资金投入量，仅仅依靠企业自有资金难以维持项目的基本建设需求。且多数环保项目都存在前期投资资金大、基础项目建设周期长、项目投资收益期长、资本回收期长等特点，这就给环保企业的资金周转增加了更多困难。哈尔滨市政府有针对性的制定了绿色金融政策和环保资金补贴力度，但由于操作性及实施细则有待进一步完善，尚无法从根本上解决环保企业融资难的困境。同时，由于政府资金补贴金额和政策优惠力度有限，造成享受相关资金资源的多为国有企业和大型环保企业上市公司，数量更多的中小型环保企业只能通过银行贷款融资渠道获取环保项目建设资金。由于商业银行从贷款风险等方面考虑，加大对中小环保企业的融资贷款审核力度，还要以收取服务费、特许行业手续费、上浮利率等方式加重中小企业融资成本，加之中小环保企业自身管理不规范、担保抵押能力差、个别企业存在骗贷行为等因素影响，造成其难以快速获得环保资金贷款。

（五）个别环保领域产能过剩

随着环保产业的兴起和政策支持力度的加大，社会资本集中进入环保行业，为推动环保产业发展增添了动力。虽然哈尔滨市政府和相关部门加大产业规划和政策引导力度，取得了较好成效。但仍存在大量资本进入个别环保领域形成产能过剩、投资过热的情况。例如：公众对风能、太阳能光伏、多晶硅等新能源产业预期较高，大量资金介入，造成投资大于实际需求，最终引起结构性产能过剩，一批环保企业受到较大经济损失甚至破产重组。同时，哈尔滨市近年来兴建了一些环保产业园区，个别产业园区规模较大，但入驻环保企业较少，且入驻企业从事的环保产业关联性不强，产品种类繁多。一些环保企业存在盲目跟风，推出大量PPP项目，造成一些PPP项目尚未进入建设阶段就临时变更用途，甚至存在项目未建即夭折的极端情况发生。上述这些问题，都是由于企业战略研判不足，投资过剩造成的。因此，环保产业链尚需进一步细化、完善。相关节能环保企业应加强战略管理，完善、拓展企业主导产业的上下游产业链条，做好产品原料供应和产品销售推广，基于专业化战略发展的领先视角，进一步推进相关环保产业的分工细化。只有基于细化、拓展环保产业链，符合产业长期战略的环保投资才是环保企业和行业最需要的。

三、促进哈尔滨市环保产业发展的对策

（一）加快环保装备转型升级，推动环保产业节能增效

哈尔滨市要围绕高效锅炉推广、加强高效电动机应用、探索蓄热式燃烧、加快新能源汽车研发应用和深化半导体照明产业化等途径，加快推进哈尔滨市环保产业技术研发与推广应用全面提高。一是加大高效锅炉的使用推广。根据哈尔滨市取暖期长、燃料量大的特点，鼓励企业研发、制造自动化程度高、余热能源深度循环应用、燃料品种环保的高效锅炉，加大对主辅机匹配优化、小型锅炉高效燃烧等新技术。二是探索蓄热式燃烧技术研发。以高新换热冷却技术研发基地为寄托，以蓄热新型材料应用、预混深度结合和蓄热式燃烧器小型化等新技术研发为基础，加快哈尔滨市在高新技术、重要装备规模化等方面的应用范围。三是加快新能源汽车的市场占有份额。增加新能源汽车销售的最重要因素是解决动力电池使用寿命、电力系统安全性和电池重量减轻三个核心问题，这就需要相关机构和企业加大新能源电池的技术研发攻关，加强驱动电机及核心材料、电控等关键零部件研发和产业化，加快完善配套产业和充电设施。四是在加强高效电动机应用和深化半导体照明产业化等方面下功夫。大力培育高新技术电机控制和半导体照明的研发基地和大型制造企业，提高相关技术设计、关键材料部件，以及自动化控制系统的研究与应用水平，在哈尔滨高新产业示范区建设一批产业链完善的产业集聚区。

（二）创新环保发展模式，助力环保服务产业发展

哈尔滨市要通过发展节能服务产业、扩大环保服务产业和培育再制造服务产业等多种途径，进一步加快哈尔滨市环保服务产业的快速发展。一是通过政策支持与资金扶持大力发展节能服务产业。哈尔滨市应继续通过政府行为促进环保服务业发展，进一步加大财政资金奖励与补贴力度，进一步完善环保节能税收减免优惠政策，进一步开展能源监督审计和环保评估诊断，进一步健全能源统筹配置管理服务平台，切实推动重点企业、能耗量大的企业进行节能改造，鼓励新能源和环保企业发展壮大。二是继续深化环保服务产业，开展污染综合整治提升工程。加大城镇污水处理、生活垃圾处理、烟气脱硫脱硝、工业污染治理等重点领域的综合治理力度，鼓励新技术、低能耗、少污染特征的环保服务、治理特许经营企业，加快发展生态环境修复、环境风险与损害评价、排污权交易、绿色认证、环境污染责任保险等新兴环保服务业。三是培育再制造服务产业，推动能源物资循环利用。切实建立低值易耗品再回收、废旧物资重复使用、高值易损耗零部件再制造和高能耗资源再利用的资源循环应用系统，鼓励高新技术企业通过深度修复、激光纳米等方式提供再制造服务，推动构建哈尔滨市低值易耗、废旧物资回收利用交易平台。

（三）加强环保产品营销，扩大市场需求消费

通过推动环保产业消费、提高再利用产品的居民消费、深化政府对环保产品的采购力度等多种途径，进一步扩大环保市场需求消费。一是推动环保产业消费提高。进一步健全环保产品惠民政策，完善节能产品标识与产品推广，引导居民消费向节能环保产品倾斜；进一步深化阶梯电价水价、煤改气节能补贴、高峰期季节性能源调节等行政手段，系统合理的引导哈尔滨市居民改变消费模式；进一步提高高效节能产品市场占有率和高效能源使用效能，加大公共交通中新能源公共汽车的使用，加强居民购买新能源汽车的政策补贴。二是推动环保产品及再利用产品的居民消费提高。加大空气净化、垃圾处理等防治污染、节能资源设备的推广利用。例如：鼓励汽车加装尾气净化器，居室加装空气净化器，厨房加装抽油烟机净化器和生活垃圾处理器，推动相关产品的消费市场；完善天然气使用与管理，促进新能源燃料在供暖、汽车、工业等领域的应用；切实加强资源综合利用产品推广，做好建筑垃圾、农田秸秆、煤石粉灰等资源的使用效率。三是深化政府对环保产品的采购力度。鼓励政府用车购买低排量、低能耗的燃油汽车或者购买新能源电动汽车；建议政府相关职能部门和事业单位降低资源利用能耗，降低电力、水力等能源的消耗标准，加大对环保硒鼓、可再生用纸等绿色环保产品的使用效率。

（四）深化环保技术研发，提升环保产业市场竞争能力

通过加强环保企业科技创新能力、推进环保核心技术研发引进、促进环保产业科研成果应用等多种途径，进一步提升哈尔滨市环保产业市场竞争能力。一是加强环保企业科技创新能力。哈尔滨市环保企业要进一步强化创新主体地位，持续加大研发投入；支持环保企业主持各类节能环保研究项目，做好环保技术研发或实验中心的产业布局和资源配置；深化区域环保平台建设，进一步促进政府组织、骨干企业牵头、高校科研机构参与的产学研有机结合的环保产业创新应用系统。二是加速推进环保核心技术的研发或引进。充分利用专项科技资金，通过技术攻关、核心技术引进等多种方式，加快对重大关键环保技术的研发应用。例如：能源分梯级利用、二氧化碳热泵、低能耗余热利用、供热锅炉高效化、污染物综合治理等方面。三是促进环保产业科研成果应用效果。在哈尔滨高新产业开发区，建立具有示范效应的节能环保产业示范基地。突出环保产业规模化和产学研结合的特点，推进环保高新设备生产、高效环保产品推广和关键环保技术应用，切实促进环保技术向绿色环保经济成果的转化。

（五）健全环保激励约束政策机制，营造环保市场环境

通过修订环保法律法规制度、完善污染防控预防监控与考核体系、健全价格收费和土地税收优惠政策、推进环保市场化机制等多种途径，营造良好的环保产业环境。一是修订完善环保法律法规制度体系。提高产品效能和限额标准，修订环境质量和污染物排放标准，制定投资评估和审核配套实施细则，加大环境污染的惩罚与责任追究力度。二是修订完善节能减排、污染防控预防、监控与考核体系。加强环保治污的预警系统，健全将节能减排作为重要绩效考核指标的综合评价体系，加大对高耗能产业重点企业目标责任完成情况的追踪、督查和整改力度。三是修订完善价格收费和土地税收优惠政策。完善剩余能源再利用、可再生能源重复利用的价格优惠政策，通过错峰用电用水价差调整引导资源合理配置使用，改进垃圾处理、供热计量、城镇污水治理等方面的收费与补贴政策，实现资源综合利用。四是推进环保市场化机制。深化电力供给侧管理，鼓励污染综合治理的市场化运作，探索排污使用权、污染付费、破产补偿等市场化调节机制，推进生态补偿市场运作机制。

农业、花卉种植大棚冬季供暖方式概述

农业种植、花卉大棚冬季要求温度比较高，需采取供暖措施。常见的供暖方式有锅炉、电热风机以及这两年兴起的热泵采暖，本文就这几种常见的供暖方式的投资费用、运行费用及相对优缺点进行介绍，供大家选择使用时参考。

1，锅炉

锅炉按照使用的燃料类别分为燃油锅炉，燃气锅炉，燃煤锅炉，生物质燃料锅炉及电锅炉。由于锅炉设备造价较低，运行费用适中，在大棚供暖设备中占据了很大的份额。

燃煤锅炉

优点：造价低，运行成本较低

缺点：运行效率低，由于大棚供暖一般采用中小型锅炉，根据燃煤的优劣效率在50-70％之间；设备占地大，需要特殊的设备场地；燃煤锅炉还需要专人看管，人工费用较高，使用过程中存在失火、爆炸等安全隐患。燃煤锅炉最大的缺点是环境污染严重，燃煤锅炉烟气中所含粉尘（包括飞灰和炭黑）、硫和氮的氧化物都是污染大气的物质，有氮氧化物、二氧化硫、烟尘、Hg和CO等，未经净化时其排放指标可达到环境保护规定指标的几倍到数十倍，这些污染物造成了严重的空气空气质量恶化及环境污染，臭名昭著的雾霾以及酸雨、室温效应都与之有关。国家现在加大了环保力度，出台了一系列全国性及地方性的政策文件，全国各地都在大力推进煤锅炉取消替代工作，不久的将来，中小型分布式取暖的燃煤锅炉将退出供暖的舞台

燃气锅炉

优点：造价适中

缺点：运行效率不高，中小型燃气锅炉效率在80-90％之间；设备占地大，需要特殊的气站设备场地；使用过程中存在火灾、爆炸等安全隐患；燃气锅炉也存在环境污染问题，不是环保热源。燃气锅炉运行费用一般为煤的2-3倍，运行费用高。

生物质燃料锅炉

优点：造价适中，运行成较低

缺点：设备占地大，需要特殊的设备场地；需专人看管，人工费用较高，使用过程中也存在火灾、爆炸等安全隐患；生物质燃料锅炉也存在环境污染问题，不是环保热源。同时燃料来源较少，因此使用场合不多。

电锅炉

优点：造价低，使用方便

缺点：运行效率不高，电锅炉效率在80-90％之间；耗电量大，运行成本高。

2，电热风

电加热热风机是以空气为热载体，采用电加热装置，为各种干燥设备及暖通行业提供高温洁净的热风。

优点：造价低，安装使用方便，控温精度高

缺点：运行效率不高，电热风机的热效率在80-90％之间；耗电量大，运行成本高。

3，热泵

热泵技术是近年来在全世界倍受关注的新能源技术。人们所熟悉的“泵”是一种可以提高位能的机械设备，比如水泵主要是将水从低位抽到高位。而“热泵”是一种能从自然界的空气、水或土壤中获取低位热能，经过电能做功，提供可被人们所用的高位热能的装置。热泵按照使用的源不同可分为水源热泵，空气源热泵及多源热泵。

水源热泵

水源热泵是利用地球水所储藏的太阳能资源作为冷、热源，进行转换的空调技术。

优点：高效节能、运行费用低

缺点：

①造价高，由于水源热泵所获取的能源全部来地下水，因此钻井需求大，前期需进行专业的地质勘查，水质检验，费用昂贵；

②使用不稳定，水源热泵冬季从地下取热，夏季向地下储热，由于冬夏冷热负荷不平衡，导致地下水温度失去平衡；由于北方冬季供热量远大于夏季制冷量，在北方的水源热泵热失衡问题尤其明显，很多水源热泵工程由于没有考虑到这个问题，刚刚开始一两年效果还好，几年后地下水温度越来越低，导致热泵效果越来越差，甚至不能使用；

③维护复杂，我国水质较硬，从地下抽取的水经过换热器容易结垢，水源热泵每年至少要进行1-2次水源换热器清洗维护，抽水及回灌井维护，工程量较大，维护复杂困难；

④污染破坏地下水，水源热泵需要抽取地下水，大型工程抽水量可达到500T/H，水经过主机后存在一定为污染。最严重的问题是现在的水源热泵工程质量参差不一，很多工程回灌不到位（未回灌到同一抽水层）甚至直接不回灌排入污水管或者地表，导致城市地下水位及地面沉降，存在地质风险，容易被水利环保部门查处。因此现在多地政府已经开始严控水源热泵工程，严控地下水开采；

空气源热泵

空气能(源)热泵是由电动机驱动的，利用蒸汽压缩制冷循环工作原理，以环境空气为冷（热）源制取冷（热）风或者冷（热）水的设备，主要零部件包括用热侧换热设备、热源侧换热设备及压缩机等。空气能(源)热泵利用空气中的热量作为低温热源，经过传统空调器中的冷凝器或蒸发器进行热交换，然后通过循环系统，提取或释放热能，利用机组循环系统将能量转移到建筑物内，满足用户对生活热水、地暖或空调等需求 。

优点：安装使用方便，较为节能，安全耐用

缺点：

①效果不稳定，由于空气能量密度及换热效率较低，导致空气源热泵在极端天气下指令制热效果差，能效低，耗电量巨大；

②需进行除霜，空气源热泵冬季制热时，环境温度低于10℃就容易结霜，结霜后要执行除霜动作，影响供热效果，加大耗电量；

③地域限制，空气源热泵只适合在南方使用，北方虽然开发了各种类型的低温机，但是使用效果仍然不理想，且耗电量大；

多源热泵

多源热泵是依靠先进的控制系统，耦合利用太阳能、地热能、空气能等多种低位能源进行供暖制冷及提供生活热水的装置

优点：

①安装使用方便，机组均是模块化设计，现场只需要按照指示接好水路就能使用

②节能环保，机组采用美国低噪音、高能效比的谷轮涡旋压缩机，换热器采用高效亲水内螺纹铜管高效换热器，加之多能源的复合利用，机组运行效率较常规空气源热泵机组提升20％-30％，夏季综合能效比可达7.0，大大节省运行费用；符合国家节能减排、绿色环保、低碳经济的政策。

③安全耐用，机组所有配件均采用国内外知名品牌，可靠性高，安全耐用

④稳定舒适，由于多源复用，因此冬季不需要除霜，保证了制热效果，夏季高温制冷时也能保证高效运行

⑤应用范围广，多源热泵耦合利用多种能源体，因此产品适应于我国北方低温环境及南方高温环境制热制冷

缺点：

①系统集成度高，对工程要求较高；