电子废弃物的处理与利用-张方彪

2011-2012学年第2学期实验报告实验课程名称电子废弃物的处理与利用专业班级电信1001学生姓号31002106学生姓名张方彪实验指导教师刘加海电子废弃物的处理与利用随着我国经济的发展,电子信息技术在过去几十年里发生了突飞猛进的进步,给人类社会的生产、生活方式带来了深刻的变革。特别是近20年来,以电脑、手机等高科技信息技术产品为代表的电子产品生产,不断追求技术变革,形成了一个以时间控制为核心的全球化生产网络。快速的技术变革和价格下降使得这类电子产品的使用寿命大大低于产品材料实际能够使用的年限,从而进一步加速了电子废物的产生速度[1]。然而由于没有对废旧家电及电子产品进行有效的回收处理,不仅浪费大量的资源,并且对环境造成严重影响,因此如何回收管理大量产生的电子和电器废物成为我国所面临的一个环境管理问题。1、电子废弃物的来源、流向及其特点1.1电子废弃物来源我国电子废弃物国内来源主要有三个方面,即居民日常生活中所产生的电子废物、企事业单位和政府部门产生的电子废物、电子电器产品生产商生产过程中所产生的废品。此外非法从国外进口的电子电器废物也是一个主要来源。我国居民日常生活中所产生的电子废弃物的量无疑是巨大的,根据发改委提供的资料显示,2003年我国电视机、洗衣机、电冰箱、空调的产量为1.82亿台,预计社会保有量9亿台,报废量2800万台。此外,目前我国大约有2000万台电脑、2.5亿部手机进入家庭,而电脑、手机的更新速度远远快于其他家用电器,据估计每年约有500万台电脑、上千万部手机即将被淘汰。并且这部分电子废物回收途径复杂,来源分散,回收最为困难。企事业单位和政府部门产生的电子废物多为办公用品(例如电脑、打印机、扫描仪等)和某些电器(主要是空调),相比与居民日常生活中产生的电子废物,来源比较集中,品种相对简单,回收途径比较容易管理。而电子电器产品生产商在生产过程中所产生的电子废物以不合格产品为主,品种单一,来源更为集中,一些日本企业在苏州已经建立针对处理这部分废物的处理厂。此外,国外非法进口的电子电器废物也是一个主要来源。2002年2月25日,巴塞尔行动网络和硅谷毒物联盟联合发表了针对以美国为首的发达国家向亚洲发展中地区出口电子垃圾的调查报告,揭露了信息技术革命光环背面不为大众所知的电子废弃物跨境转移的黑幕,我国一些沿海乡村作为这一调查关注的重点,受到世人的瞩目。虽然我国已经禁止进口电子废物,但是由于电子电器废物本身所具有的资源和环境特征,并且电子废弃物的拆解、分选是典型的劳动密集型行业,在劳动力费用相对较高的发达国家基本无利可图,因此还有很多企业通过非法渠道从美国及其它发达国家地区进口大量的电子电器废物。但是这种越境转移一方面造成生产者继续逃避从根本上解决电子废弃物处理问题的责任,更严重的是,由于被转移国家由于经济、技术所限,往往不具备合理处理有毒有害废弃物的能力,结果造成有毒有害物质在更大范围内扩散,严重加剧了发展中国家的环境负担。1.2电子废弃物流向电子废弃物的流向主要有三个方面:通过小废物处理厂再生利用;直接捐赠或通过二手市场到农村和贫穷地区重复使用;丢弃至垃圾处理处置厂。相对于废物处理工厂与垃圾处理处置厂来说,农村和贫困地区是废家电和电子产品的主要流向地。由于我国城乡之间家庭生活水平差距比较大,很多城市中已经报废或者过时的家电和电子产品经过简单维修或改装后,对农村和贫困地区家庭来说仍然存在一定使用价值,这造成大量二手电子电器流向经济相对落后的农村。1.3电子废弃物的特点电子废弃物一个明显的特点就是种类多，几乎涉及我们生产和生活的各个角落。根据国家环保局的规定，电子电器设备主要包括：大、小型家用电器、信息技术和远程通讯设备、用户设备、电子电器工具、电子玩具、休闲和运动设备、各种医用设备装置、监视和控制工具等十大类，而且各大类又由于生产厂家、生产年代等的不同又有不同。数量大也是电子废弃物的一个显著特点。欧盟国家2002年的电子废弃物就有650万吨，美国2000年仅居民用户产生的电子废弃物就达200万吨，中国是产生电子废弃物最多的国家，2003年仅淘汰的家电和电脑就达3000万台件以上。电子废弃物的另一特点是具有资源性和污染性。世界上没有真正的垃圾。电子废弃物只要合理的回收也是一种十分有效的资源。电子废弃物中不仅含有多种贵金属（金、银、钯等）、稀有金属（铌、钽等）和大量基本金属如铜、铁等，还含有多种有用材料。据了解，一台电视机中玻璃材料约占53%，有价物比例为69%；电冰箱和洗衣机构成材料相似，金属材料等有价物比例，电冰箱约为54%，洗衣机约为58%；计算机大约40%的重量有塑料构成，40%有金属构成，玻璃、陶瓷和其他材料占20%。有关资料表明每吨随意收集的电子板卡中含有大约172kg塑料、130kg铜、0.45kg黄金、41kg铁、30kg铅、20kg锡、18kg镍、10kg锑。这些都是潜在的资源，若能采用合适的方法回收可以达到资源循环利用、节约原始资源、废弃物减量和降低环境污染的多重目的。电子废弃物的成分复杂，半数以上的材料对人体有害，有些甚至是剧毒。自2005年3月起，绿色和平组织在广东省贵屿镇及其周边地区共收集了44份环境样本，公布的检测结果表明电子废弃物拆解过程中排出大量有毒重金属和有机化合物，导致空气、水体、土壤的重金属含量严重超标。另外据有关资料显示，每一台电视机或电脑显示器中的阴极射线管平均含有4~8磅铅。可见电子废弃物若不合理的回收不仅会对环境造成影响而且还可能危及人体健康。2、国内外电子废弃物的处理状况2.1我国现有电子废弃物处置技术已经进入回收领域的电子废弃物主要有两种途径处理:第一种途径是所谓的“再利用或反复利用(Reuse)”。将仍可使用的一些电子元器件从有关电子产品中拆解下来,作为二手元器件出售,用于维修、拼装伪劣电子产品或用于玩具等低档商品的生产。从资源回收利用的“3R”操作原则(Reduce——减量原则、Reuse——再利用或反复利用、Recycle——资源循环)看“,再利用或反复利用”也是一种途径,但由于相关法律和政策尚未健全,存在着诸如二手元器件组装的电子产品的安全性问题、产品质量问题以及扰乱正常的商业秩序、造成恶性循环等问题。第二种途径是“资源循环(Recycle)”。通过拆解、分类等方式回收其中的部分有价值材料。这种途径是中国有色金属工业发展的必然选择,是解决电子废弃物造成的资源浪费和环境污染问题的关键,也是本项目拟解决的问题。但目前国内的大部分再生利用企业存在急功近利现象和技术、装备落后现象,很少考虑或难以考虑处置过程中造成的二次污染问题。目前,我国电子废弃物的资源循环技术分为两类一是以物理方法为主的物理技术。将废旧电缆、导线和部分元器件等通过机械粉碎,分离出部分有机物粉尘,然后进入水浸分离,得到较粗颗粒的金属粉。然后将金属粉熔炼并块、电解分离各种金属。二是以化学方法为主的化学技术。将线路板、触点等电子废弃物与盐酸、硝酸、硫酸或它们的混合物、氰化物溶液等进行反应,使各种有价值金属进入溶液,通过还原或电解方式回收金属。不溶物则作为固体废弃物,采用掩埋、焚烧等方式进行处理。2.2国外电子废弃物的处理现状国外电子废弃物主要产生于美国、日本和欧盟等发达国家和地区。随着电子信息产业的迅速发展,这些发达国家的电子产品种类和数量在不断增加,产品使用年限缩短,由此产生的电子废弃物的种类越来越多,数量也越来越大。美国、日本和欧盟等发达国家和地区,在电子产品的报废和处置等方面均建立了较为系统的法律体系,包括立法征收电子垃圾处理费和立法再生利用两类。立法征收电子垃圾处理费:主要有美国和欧盟。欧盟同时也扩大了生产者责任制的范围,将电子垃圾处理费的征收范围扩大到了在欧盟销售的任何电器。立法再生利用:主要有日本和部分欧洲国家。2000年颁布的日本《家用电器再生利用法》[19],明确规定制造商和进口商必须负责自己生产和进口产品的回收和处理。瑞典法律规定电子废弃物的处理费用由制造商和政府共同承担。法国则强调全社会共同尽责,规定每人每年至少回收4kg电子垃圾。政府大力支持:发达国家政府对电子废弃物的处置均采取大力支持态度。美国环保局就电子废弃物的回收利用提出了多项建议并发起了电子产品回收和资源化行动,国防部、能源部、邮政总局等部门建立并资助了一些研究项目和示范项目,为电子废弃物再生利用产业的发展提供法律和资金支持。目前,电子废弃物资源化产业在美国已经初具规模。行业协会组织积极协调:国际电子废弃物回收商协会((IAER)、电子工业联盟(EIA)、全国回收商联盟(NRC)等行业组织为电子废弃物产业的发展做出了积极贡献。他们通过举办“电子产品资源化高级会议”、“电子产品与环境国际研讨会”“、世界资源再生利用大会”等各种活动,为企业解决处置技术、废弃物去向及其他发展问题。3、电子废弃物处理技术3.1处理技术概述目前对WEEE的处理方法主要可以分为热处理法、化学处理法和机械物理分离法等。1.热处理法1）焚化法、裂解法可利用焚烧热值或裂解产物,但易造成大气污染,因此要求排放前进行尾气治裂解法理,以达到安全排放标准。2．化学处理法1）洗法：尾液中含有大量有毒有害物质,随意排放会造成土壤、水域污染,因此要求对尾液处理后无污染排放。2）溶蚀法：效率低3．机械物理分离法1）破碎：方法多(普通破碎、低温破碎、湿式破碎、半湿式选择性破碎),但消耗能量。2）分选：方法多(机械分选(筛分、重力)、磁力分选、电力分选、摩擦与弹跳分选、光电分选等)。3.2回收处理的困扰因素制约WEEE回收处理的因素很多,其中包括制造技术、产品结构以及处理技术研究本身。(1)制造源头污染物多,由于在结构生产设计中没有考虑废弃问题,选用有毒、有害物质多,造成废弃后回收处理工作的被动;(2)结构本身复杂,拆解技术要求高。由于待拆产品的来源不一,结构不一,通用元件、结构少,因此对拆解系统要求高,而目前大部分的拆解工作只能由人工利用一些辅助的工具设备完成,加之拆解设备、手段有限,拆解效率低,安全性差,工作条件恶劣;(3)回收处理技术复杂,很多处理方法能耗大,物质消耗大,同时可能对环境造成二次污染;(4)研究局限在简单、小件结构,难以形成生产能力及规模。WEEE回收处理还受一些非技术因素影响,如市场经济和观念意识等。特别是回收成本和回收处理技术不成熟,使处理行业盈利困难。事实上,由于处理成本高,目前发达国家的旧电脑回收率也只有10%左右。4、电子废弃物回收的资源化对策4.1电子废弃物的资源化电子废弃物资源化是以电子废弃物为对象，在规范的市场运作下通过先进技术，工艺和手段，最大限度地开发利用其中蕴含的材料，能源及经济附加值等，将其转化为有用资源的过程，从而达到低耗能、低物耗、低环境影响，延长生命周期，达到资源循环等目的，最终实现可持续发展。4.2我国电子废弃物资源化对策1．完善电子废弃物处理的法律法规体系在依法治国、依法治市的背景下，电子废弃物管理也应纳入法制化轨道。采取法律手段强制电子废弃物的循环利用，有助于电子废弃物处理过程的全过程管理和监督，也是促进电子废弃物循环产业市场化的可靠保证。因此，加紧完善我国电子废弃物相关的法律刻不容缓。我国借鉴欧盟、日本等发达国家的经验制定有关的法律法规。2003年国家环保总局发布了《关于加强废弃电子电气设备环境管理的公告》，要求加强电子废弃物的环境管理。信息产业部联合六个部委起草的《电子信息产品污染防治管理办法》，主要用来调整进入我国市场的电子信息产品。国家发展和改革委员会起草的《废旧家用电器及电子产品回收利用管理条例》也已报送国务院进行立法审查即将出台。2.充分发挥政府机构的作用目前，我国无论是在电子废弃物收集方面还是电子废弃物相关技术与产业方面都相当落后。若单靠市场的力量很难完全实现电子废弃物的资源化利用。因此，作为社会管理者的政府应当发挥至关重要作用。政府发挥作用表现在以下几方面：1）将电子废弃物处理纳入干部考核指标在经济不发达地区，地方政府迫于经济压力不会下大力气治理污染，因此要采取中央与地方合作的方式将环境保护