煤炭工业城市的循环经济与工业垃圾治理
摘要:煤炭工业城市以重工业生产为主,城市污染严重,对自然生态环境的破坏更是触目惊心,由于受到传统产业结构和城市基础设施建设滞后的影响,随着生产力的不断提高,煤炭开采及工业生产过程中的工业垃圾逐渐增加?这些工业垃圾的治理不仅是环境治理问题,更是一个与经济?社会各方面都有密切联系的系统工程,它直接影响到煤炭城市的建设和经济发展?通过循环经济发展模式,对工业垃圾实现减量—利用—再利用的运作过程,最大程度提高工业垃圾利用价值和减少污染,达到生产效益和经济效益的增长?
我国是一个煤炭资源丰富,石油和天然气资源缺乏的国家?从2000年开始,中国煤炭产量连续增长,2006年全国煤炭产量达24亿吨,比2005年增长13.74%?煤炭工业城市作为我国经济和社会发展所需能源的提供主体,它的可持续发展对全国的工业建设和经济增长起到至关重要的作用?
但煤炭在开采过程中会产生大量的工业垃圾,包括固体废弃物(煤矸石和灰渣)?工业废水?有害气体(矿井瓦斯)等[1]?据统计,全国有大型煤矸石山1500多座,已积存30多亿吨,占地5万亩以上,而且每年新增煤矸石1亿吨以上;矿井污水排放18亿吨(污水中有高量铅?镉等有害元素)?除了数量上巨大以外,开采过程中还会造成环境污染和破坏,比如煤炭在洗选加工中排放的洗矸会污染水源;煤炭在加工利用燃烧中排放出的有害气体?微尘和废渣,会破坏大气臭氧层,造成酸雨蔓延;露天堆置会释放大量有害气体,会污染空气和水源;填埋占用了大量的土地资源?然而这些工业垃圾有利用价值,充分有效地综合利用,完全可以变废为宝?
为实现“十五”环保目标,国家提出发展循环经济,坚持可持续发展战略,走经济发展?社会进步和环境保护共赢的道路?循环经济是把传统的依赖资源净消耗线性增加的发展,转变为依靠生态型资源循环来发展的经济?从资源流程和经济增长对资源?环境影响的角度考察,它是一种循环经济模式,可以更有效地利用资源和保护环境,以尽可能小的资源消耗和环境成本,获得尽可能大的经济和社会效益,从而使经济系统与自然生态系统的物质循环过程相互和谐,促进资源永续利用[2]?
利用循环经济模式,综合治理煤炭工业垃圾,一直受到企业与政府的关注,但实施的过程是艰巨而又复杂的?现阶段应用循环经济模式对煤炭工业垃圾治理存在以下问题:(1)对于循环利用垃圾进行产品加工的技术力量薄弱;(2)现有管理体制不利于工业垃圾治理;(3)对减少垃圾的数量和再加工利用投入的资金缺乏;(4)相关法规不完善,政府执行力度不够?为了实现循环经济综合治理煤炭工业垃圾,需要我们从更高的战略角度来建立一个综合治理和控制工业垃圾的体系,提高工业垃圾利用价值和减少环境污染?
一、最大程度减少煤炭工业垃圾的产生量
(一)思想观念的转变?无论是管理者还是生产者必须意识到工业垃圾的危害,政府—企业—个人开展循环经济和清洁生产的学习和宣传,使大家意识到环境保护的重要性?
(二)对煤炭工业垃圾污染物排放总量进行宏观控制?实施煤炭工业垃圾污染物排放总量控制(简称污染物排放总量控制),根据环境单元的具体情况,采用容量总量控制或者目标总量控制[3]?范围是限定的时间和空间环境,其对象是环境单元及其在环境单元中排放污染物的一切煤炭工业单位(简称排污单位)?污染物总量控制实质上是一项环境管理系统,由六个子系统构成:环境功能区划;排污总量申报核定及评价;总量预测;总量控制指标的确定及分配;污染物总量控制指标的削减;监督考核?
(三)实施煤炭清洁开采煤炭?清洁开采主要指在煤炭生产过程中减少废物的排放和做到废物的循环利用,在提供优质煤炭的同时把环境污染和生态破坏降低到最小程度,其原则是从源头削减污染?
1.矿井水的资源化及污染控制?减少矿井水涌出:当煤系顶板上一定距离外存在较大含水层时,尽可能采取采后顶板移近量较小的特殊开采技术,使煤层顶板冒落的高度不致导通上覆的含水层;当煤层底板有强含水层时,应将井下巷道布置在这些含水层上方的安全距离处;当矿区地面有水体时,应在地下相应的范围留设保安煤柱或采用特殊的采煤法;对于实现水力化采煤的矿井应采用闭路循环供水系统?
矿井水清污分流排放:矿井下排水60%为岩溶水,经采煤工作面会受到煤尘及岩尘的污染,使井下排水中的悬浮物含量增高,因此井下实行清污分流措施,可以将采空区洁净的岩溶水单独收集后直接利用;有些矿区存有奥陶纪灰岩?太原组灰岩?茅口灰岩等丰富的岩溶?裂隙水,水质较好,一般不含有毒有害离子,只需在矿坑内的源头处妥善截流,通过专业管道将其排至地面,经简单的消毒后即可作为生活饮用水或工业用水?
减少矿井水的污染:定期对井下水仓进行清理;完善井下排水系统,水沟规范并严加盖板;以水介质代替乳化液或尽量采用油路系统的闭路循环?
2.控制或减少煤矸石排出量?煤炭开采过程中排放的煤矸石主要来源于岩石巷道掘进?煤层顶底板岩石?煤层夹矸?其产生量主要与矿井的开拓系统?采区巷道布置和生产工艺等有关?
使用合适的采煤方法和生产工艺,是提高煤炭质量?减少排矸的清洁开采技术?提高各种技术措施将巷道掘进煤矸石和工作面煤层夹矸用于井下充填?煤矸石在井下就地破碎加工成为充填材料,然后用设备充填到采空区?废弃巷道?这既能消除煤矸石的危害还能大大减轻地表塌陷和变形的影响?
3.减少控制煤井废气和粉尘排放?矿井废气抽放与利用:煤炭开采中,废气主要是来自煤层及围岩中释放出的煤层气以及煤岩层爆破过程,采用柴油机设备排放出的有害气体等?其中煤层气中含有可利用的可燃成分CH4?CO等,在煤层开采前或开采中通过人工控制?钻孔抽放?浓缩,可变害为利,综合利用?
严格控制井下煤炭的自燃:大力推广无煤柱采煤法;优化回采工艺,尽量减少采空区遗煤;及时对采空区密闭并实施黄泥灌浆;对煤柱壁及采空区喷洒阻燃剂或采用注氮防灭火[1] 技术?
二、充分对煤炭工业垃圾进行利用，建立完善的生态工业体系
目前的工业生产体系中煤炭资源基本上是一种单项流动,即人们从自然界中索取大量煤炭资源,在满足人们生产生活需求后,又将大量的垃圾排放到环境中?虽然在化工生产中存在部分物质循环利用,但比例相对很小?其原因主要有:煤炭企业规模小?技术工艺落后?单位产量的产品能耗高?资源和能源利用率低;能源?动力和化工生产基本上是两条平行的线路,没有交叉点,缺乏物流和能源的交换?
充分重视现有煤炭工业体系的种种缺点,调整产业结构,完善生态工业体系:
生态工业园是一个包括自然?工业和社会地域的综合体,是依据循环经济理念和工业生态学理论而设计建立的一种新型工业组织形态,是生态工业的聚类场所[5]?它通过成员之间副产品和废物的交换?能量和废水的逐级利用?基础设施的共享来实现园区的经济效益?环境效益和社会效益的协调发展?
建立煤炭工业生态园应遵循生态效益?结构优化?技术先进?高效利用,总体协调发展等原则?生态园总体目标:园区以循环经济和工业生态学理论为指导,依托煤?电?石灰石?农产品等优势资源,在现有产业基础上以国内市场为导向,扩大生产规模开发高附加值的深加工产品,延伸产业链,推动科技攻关,提高技术含量,加强园区企业的关联,进行资源优化配置,提高资源利用率,降低产业发展中的物耗?能耗和污染?
(一)如今国家对煤炭工业垃圾治理的技术经验选择?垃圾处理的责任分配及置放标准等现行法律没有明确的标准,因此急需建立起具体的法律法规,并明确地方政府?煤炭企业的社会责任?
(二)规范煤炭工业垃圾的管理体制,做到政企?政事分开?在市场经济条件下,规范煤炭工业垃圾的管理,做到相应的行政部门监督和管理,开办专业处理工业垃圾的企业,进行科学有效的利用开发,打破政府控制?垄断经营的局面?从长远角度看对工业垃圾的运营必须实行产业化和市场化,垃圾的利用?加工?生产由企业负责运营,政府只需通过工业垃圾的收费和贷款等优惠政策保障投资企业的正常运营?
真正做到通过循环经济彻底治理煤炭工业垃圾是一项任重道远?复杂艰巨的工作?这要求政府和企业要充分配合,各自发挥其职能,才能起到实质性的效果?
通过管理关系?合作关系等相互的循环配合,引导有利于循环经济的生产和市场行为;通过运用循环经济理论对煤炭工业城市生产垃圾的综合治理,运用循环经济的思想和煤炭生态工业的实践,是有效处理煤炭工业垃圾的必由之路?
[1]朱志红.生态城市建设中循环经济理论与实践的探讨[J].齐齐哈尔大学学报,2006,(1):70-72.
[2]孟赤兵,苟在坪.循环经济要览[M].北京:航天工业出版社,2005.
[3]樊杰.我国煤矿城市产业结构转换问题研究[J].地理学报,1997.
[4]王灵梅.煤炭能源工业生态学[M].北京:化学工业出版社,2006.
[5]金涌,李有润,冯久田.生态工业:原理与应用[M].北京:清华大学出版社,2003.
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