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安徽省废树脂粉产生与处置利用研究

2022-03-21黎少杰董道明

中国资源综合利用 2022年2期
关键词:阻燃剂电路板危险废物

黎少杰,王 烨,董道明,程 敏,刘 严

(安徽省固体废物管理中心,合肥 230061)

随着电子信息产业经济的迅速发展,电器电子产品的使用量急剧增加,印刷电路板(PCB)是所有电子设备和电器设备的重要部件,被称为“电子系统产品之母”。随着电子产品和家用电器更新换代频率的加快,大量的废电路板(WPCB)产生,废电路板是由高分子聚合物(树脂)、玻璃纤维、铜箔以及印制元件构成的电路板丧失使用价值后的产物。废电路板被列入《国家危险废物名录》(2021年版),属于其他废物(HW49 类),废物代码为900-045-49,为具有毒性的危险废物。目前,对废电路板进行破碎分选,从中回收有价金属、非金属材料等,得到人们的广泛关注。非金属材料含量占废电路板的76%~94%,主要物质有树脂、玻璃纤维以及溴代阻燃剂(多溴联苯醚)等,其中溴代阻燃剂是持久性有毒物质,这种非金属材料一般被称为废树脂粉。废树脂粉同样被列入《国家危险废物名录》(2021年版),属于有机树脂类废物(HW13 类),废物代码为900-451-13,为具有毒性的危险废物。废树脂粉的处置及资源化已构成潜在环境风险,本文针对安徽省废树脂粉产生和处置利用现状,提出废树脂粉处置及资源化利用对策,以提高污染防治水平。

1 安徽省废树脂粉产生现状

2020年,安徽省共产生废树脂粉6 184.85 t,来源主要涉及两个行业,分别是电路板生产行业和废电路板处置利用行业。其中,电路板生产行业产生2 201.87 t,占35.60%;废电路板处置利用行业产生3 599.04 t,占58.19%。

1.1 电路板生产行业

在电路板生产行业中,废树脂粉主要产生于两个过程:一是铣床的裁剪过程,二是在覆铜板上钻出所需要的过孔,用以提供电气连接,固定元器件的钻孔过程。废物代码为900-451-13。2020年,安徽省电路板生产企业共有51 家,产生废树脂粉2 201.87 t,主要来源于宣城市广德市和铜陵市PCB 产业园,占安徽省废树脂粉产生量的98.02%,如图1所示。

图1 2020年安徽省废树脂粉主要产区

1.2 废电路板处置利用行业

2020年,安徽省持废电路板利用许可证的危险废物经营单位共有9 家,年核准规模量为15.75 万t,全部采用破碎+风选生产工艺。2020年,实际利用废电路板6 555.46 t,产生废树脂粉3 599.04 t,废树脂粉产出率为54.90%。

2 废树脂粉处置利用工艺

目前,安徽省已规模化应用的废树脂粉处理工艺主要有填埋法、焚烧热解法、填充法。

2.1 填埋法

《国家危险废物名录》(2021年版)对填埋处置豁免条件进行了修订,要求其满足《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB 16889—2008)或《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》(GB 18599—2020)。相比2016年豁免条件,增加了可以进入一般工业固体废物处置场填埋的内容。

2.2 焚烧热解法

通过高温焚化废树脂粉使有机物分解,可有效焚毁有机树脂和溴代阻燃剂,达到减量化及无害化效果,危险废物焚烧回转窑、水泥窑等可进行处置。鲁敏等将废树脂粉按50%比例配伍医疗废物,然后将其送入焚烧炉进行掺烧处理,得出废树脂粉中多溴联苯醚总焚毁率大于99.99%,余热锅炉的烟气温度在560 ℃以上,可有效控制二噁英的排放。

2.3 填充法

填充法主要是指用废树脂粉替代木粉等材料,采用填充再利用的方法,生产改性的酚醛模塑料、木塑复合材料、再生板材和改性沥青等。此外,可将环氧树脂粉末作为主要原料,添加水泥、白泥、粉煤灰、石米渣、激发剂等辅料,通过配料、搅拌、成型等简单工序,制成标准成品砖、多孔砖和砌块。

3 安徽省废树脂粉处置利用存在的问题

2020年,安徽省废树脂粉的主要去向是填埋和自行储存(含往年储存量),两者占94.14%,如图2所示。目前,安徽省的主要处置方式还是填埋,占比达到55.12%。储存是第二种处置方式,说明处置去向存在困境,也有储存超期和涨库风险。水泥窑协同处置和综合利用占比很小,两者占比之和不到10%,为5.86%,这与处置的市场价格和利用单位数量密切相关。一是处置费用和工业危险废物处置价格相同,达到1 000 元/t,比填埋费用高,产废量大的单位难以承受;二是安徽省仅有1 家废树脂粉利用单位,供需市场极不平衡,呈现卖方付费的价格倒挂现象。该废树脂粉利用单位的生产工艺是用废树脂粉替代木粉,生产脂塑板材。安徽省废树脂粉在处置利用过程中存在4 个突出问题。

图2 2020年安徽省不同方式利用处置量

3.1 资源化利用率低

2020年,安徽省仅有1 家废树脂粉综合利用单位,资源化利用率仅为2.8%,而填埋率和储存率分别达到55.12%和39.02%。目前,安徽省废树脂粉的主要处置去向是生活垃圾填埋场分区填埋,随着生活垃圾填埋场资源日趋紧张,从资源化角度看,废树脂粉填埋不是一个很好的选择。因焚烧处置价格高昂和利用类市场价格倒挂,产废单位难以承受处置利用费用,只得临时将废树脂粉堆放在厂区内危险废物储存库中,存在某些企业因为无法找到废树脂粉的出路而随意转移、倾倒、填埋的风险,造成水、大气和土壤的二次污染。

3.2 焚烧处置存在环境风险

焚烧热解法或水泥窑协同处置法可以有效去除废树脂粉中的有机污染物,但溴代阻燃剂在燃烧过程中易产生二噁英等持久性有机污染物,如果炉温不够、降温区间未控制好或尾气处理不当,会造成二次污染,存在一定的污染环境风险。

3.3 再生产品缺乏行业标准规范

使用废树脂粉替代木粉生产的脂塑木板暂时没有国家标准或行业标准,虽然其在抗冲击能力、硬度、抗老化等指标上拥有优异的物理性能,部分指标达到或超过《木塑地板》(GB/T 24508—2020)的要求,但废树脂粉还含有微量铜、铅、锡等金属以及溴代阻燃剂等持久性有毒物质,通常未在再生产品质量指标中体现,未充分考虑其对生态环境和人体健康可能造成的风险。

3.4 行业规范不健全

国家暂未出台废电路板和废树脂粉类的综合利用污染防治技术规范和经营许可证评审指南等行业规范性指导文件。

4 对策建议

4.1 建立健全制度体系,加强行业监管

结合安徽省实际,制定废电路板和废树脂粉的综合利用污染防治技术规范等地方性标准,出台废树脂粉危险废物经营许可证审查指南等地方性环境管理规定,将废树脂粉产生、处置利用单位纳入“十四五”危险废物规范化管理评估中,开展废树脂粉综合利用和豁免填埋单位的绩效评估,进一步加强行业监管。

4.2 强化政策导向,提高资源化利用率

鼓励和倡导废树脂粉的综合利用,以资源循环利用为主,给予废树脂粉经营单位资金、土地、税收等优惠政策,合理布局废树脂粉的综合利用经营单位,优化危险废物利用能力配置,扭转供需市场不平衡、价格倒挂的不利局面,提升资源化率,尽量减少焚烧、填埋的处置量,符合《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中关于固体废物污染环境防治的资源化、减量化原则。

4.3 鼓励技术研发,制定产品质量标准

加大废树脂粉综合利用的科技研发投入,推进产学研深度融合,积极推进科研成果推广及转化落地,拓展再生树脂类产品类型,如脂塑复合材料、再生树脂类窨井盖等,但不建议利用废树脂粉生产砖类建材。鼓励引入先进、成熟的废树脂粉综合利用设施运营技术及管理方法。制定资源再生产品的国家标准或行业标准,将可能对生态环境和人体健康造成危害的阻燃剂等指标纳入标准中。

5 结论

安徽省废树脂粉主要来源于电路板生产行业和废电路板处置利用行业。要建立健全制度体系,加强行业监管,强化政策导向,提高资源化利用率,并鼓励技术研发,制定产品质量标准,推进废树脂粉的处置利用。

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