辛巧娟:鋼桶循環再利用的現狀與未來(2)
——鋼桶回收再利用存在的問題
文/辛巧娟
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舊鋼桶的再利用,也是近幾年環保經濟發展產物。隨著國家環保政策及危廢處置力度的加大,迫使上游生產和使用企業對其包材的管理和處置有了新的認識。許多化工企業將裝過自己家產品的鋼桶回收再用或進行點對點的服務。按照“用于其原始用途的物質不作為固體廢物管理”原則,回收自用的廢鋼桶未按危廢進行監管。依照2017年8月31日發布的《固體廢物鑒別標準 通則》(GB34330)6.1描述:“a)任何不需要修復和加工即可用于其原始用途的物質,或者在產生點經過修復和加工后滿足國家、地方制定或行業通行的產品質量標準并且用于其原始用途的物質;b)不經過貯存或堆積過程,而在現場直接返回到原生產過程或返回其產生過程的物質。”不作為固體廢物管理。即化工原料使用企業應與化工原料供應商簽訂該類包裝物、容器用于原始用途的合同,并提供交接憑證等相關證明材料備查,原料供應商回收并重新用于包裝或盛裝該危險廢物的包裝物、容器不按照危險廢物進行管理。2019年,《國家危險廢物名錄(修訂稿)》二次征求意見稿的危險廢物豁免管理清單,新增了廢鐵質油桶(不包括900-041-49類)滿足“封口處于打開狀態,靜置無滴漏,經打包壓塊后用于金屬冶煉”條件,其利用過程不按危險廢物管理。
前面談過,發達國家再生鋼桶的利用率歐洲80.5%左右、日本60%,我國廢鋼桶再生利用率僅為15%。那么怎么樣才能縮小差距,我們從三個方面來探討:
1、工藝技術
鋼桶按開口形狀分為:開口鋼桶和閉口鋼桶,而使用過的開口和閉口舊鋼桶處置方式也是不同的,下面我們分別看一下其工藝流程。
干法處理:通過熱處理(配合機械清洗方式)清除桶內殘留物,占總處理量的 20%。其工藝流程:焚燒(加溫打磨)清除殘余物→拋丸→整形→試漏→表面噴漆。
接收(對舊鋼桶進行分選)→分解(開口桶分選同時,拆去桶箍和桶蓋)→殘液回收(將桶內殘液剝離后,使鋼桶倒置,并回收殘液)→焚燒(溫度約700℃下,焚燒桶內殘余物質)→噴丸處理(噴射鋼丸,清除附著在鋼桶內、外表面焚燒渣及銹蝕等)→清除鋼丸(以真空方式吸除留在桶底的彈丸)→桶體整形(矯正桶體的凸凹)→桶邊整形(矯正卷邊部變形)→滲漏檢驗(將桶浸入水中,并使桶內成負壓狀態,利用真空檢查滲漏狀況)→刷洗(必要時,利用刷磨桶內部)→高壓清洗(旋轉噴嘴,利用約25MPa的水進行噴射清洗)→表面處理(利用磷化、鋯化等進行覆膜處理和防銹處理)→脫水烘干(利用熱風烘干桶內水份)→內部檢查(只有鋼桶內部檢查合格品才能進入下道工序)→內表面涂裝(高壓無氣噴涂)→低溫烘干→內表面涂裝(高壓無氣噴涂)→高溫烘干→外表涂裝(高壓無氣噴涂)→烤漆烘干→冷卻裝置(從下面噴射氣體,使其冷卻)→安裝桶蓋和桶箍(利用桶箍安裝機進行安裝)→標記(采用指定標記)→計量器(稱重)→產品出廠。
低溫熱解處置方式
◆閉口鋼桶處理工藝
即濕法處理:采用水洗或溶劑藥劑清洗,占處理量 80%。其主要工序為:水(蒸汽)或溶劑刷洗殘余物→打磨→曬干→整形→表面噴漆。
流程:接收(對舊鋼桶進行分選)→預洗(以不容易清洗的油污為對象,通過蒸汽及清洗劑低壓清洗桶內部)→殘液抽出裝置(抽出經蒸汽加熱后桶內的殘液)→卷邊整形(矯正鋼桶上下卷邊變形)→桶體整形(固定鋼桶頂、底,向桶內注入壓力不大于400KPa的壓縮空氣,并通過壓輪矯正桶體凸凹)→清洗劑清洗以及高壓清洗(向桶內噴射清洗劑,并用高壓水進行清洗)→殘水抽出(利用抽水管將桶內殘留水份抽出)→脫水烘干(殘水抽出的上方加熱板發出遠紅外線,起烘干作用)→空氣置換(吸出桶內水蒸氣,置換桶內空氣)→內部檢查(對鋼桶內部清潔度進行,可使用小型CCD攝像機)→【研磨清洗(桶內放入砂子及清洗劑進行旋轉清洗)→酸清洗(旋轉平臺上酸洗、水洗、中和。清除桶內銹蝕)】→噴丸處理(使用鋼球研磨鋼桶外噴漆部分)→氣密性檢驗(通過加壓方式檢查滲漏情況)→桶蓋密封(自動密封大小桶蓋)→立式噴漆(高壓無氣噴涂)→烤漆烘干→卸周轉蓋→內部檢查(對鋼桶內部進行檢查,可使用小型CCD攝像機)→空氣置換(注入干燥空氣,置換桶內空氣)→封桶口蓋→標識→產品出廠。
主要優勢是適用范圍廣,可根據鋼桶盛裝不同的原料采取相應的化學清洗劑和水洗等方式清潔包裝桶。其優點是適用性較廣。缺點是產生廢水和廢液,后續需要進行處理。
1) 選別:篩選目的是將不能再生的桶(銹跡變形以及無法清洗的空桶)剔除。
2) 殘液抽取:將桶內的殘留的液體抽出,取出后的殘液按照危廢處理規定分類暫時貯存,應作為危險廢物送危險廢物處置中心處理。
3) 預清洗:在進入正式清洗之前使用少量熱水配濃度為 5%的清洗劑對桶內部進行預先清洗。
4) 鏈洗:本工序只針對內容物粘稠度比較大的如樹脂桶等,可使用多棱鋼鏈和少量含清洗劑自來水,通過旋轉研磨對桶內部清洗。
5) 外部清洗:用自來水沖洗桶身去除桶身殘留物體。
6) 桶邊整形:上下卷邊部使用卷壓輪進行矯正。
7) 桶體整形:將桶內加空氣壓力使其膨脹,利用夾輪旋轉加壓,起到修復桶身凹凸的作用。
8) 內部清洗:采用機械噴嘴通過大桶口將蒸汽或水噴入桶身進行多次清洗,依次使用蒸汽、含清洗劑水、純水進行清洗,并噴防銹劑。清洗用水經隔油處理后循環使用不排放,每隔一段時間進行清油換水,除定期補充清洗劑外,清洗劑清洗階段無其他原料消耗。
9) 桶內部烘干:在熱風烘干爐內將附著在桶內壁的水分蒸發。
10) 空氣置換:經烘干后桶內的空氣還含有大量水蒸氣,需將桶內的水蒸氣吸出,將干燥空氣注入桶內,以防結露后生銹。
11) 內部檢查:查桶內有無銹跡、殘留物、水滴等。
12) 拋丸處理:將檢查合格的鋼桶擰上桶蓋,用Φ 0.6~1.0 mm 的鋼球拋丸處理把鋼桶的涂漆剝離。
13) 氣密檢查:采用空氣壓力差、水沒、超音波等方法檢測鋼桶有無漏孔。
14) 噴漆:將拋丸剝離后的鋼桶涂上客戶指定顏色。使用氨基醇酸樹脂漆,混合 20%稀釋溶劑。
15) 烤漆烘干:噴漆后經全封閉傳動裝置將噴涂后的桶送入烤漆爐,在 150 ℃以上烘干,形成涂膜。
16) 空氣置換:噴涂后的鋼桶經烘烤后,抽出桶內的熱空氣。
◆IBC(中型容器)自動清洗線
流程:接收、拆解→接收后檢查→回收殘液→預洗(用水清洗容器內部)→藥劑清洗→內部檢查和局部清洗(清洗注入口和閥門)→噴淋沖洗(用清水沖洗容器內部)→吹干(除去水份)→內部檢查并裝設部件(閥門等)→氣密檢查(容器內負壓,檢查氣密狀況)→內部干燥(熱風烘干)→最終檢查并安裝部件→產品出廠
了解了翻新桶的制做工藝后,是否發現,翻新后的鋼桶與新鋼桶沒有區別,處理后的鋼桶驗收標準可執行新鋼桶標準。今年生態環境部固體化學品管理技術中心在中國再生資源回收利用協會危險廢物專委會的督導下,編制了《廢鋼桶再生》團體標準,并于2020年8月18日發布實施。我們的主任單位無錫四方友信股份有限公司參與了標準的編制工作。
但國內許多人給我打電話,說翻新后的鋼桶內部的質量無法保證,特別是鋼桶的上下桶蓋的縫隙中仍有殘留物,在用戶使用中,經常會影響到產品質量或翻新鋼桶非常容易滲漏等。其實這主要是翻新桶商家在制做過程中缺少了一道清除鋼丸工序(以真空方式吸除留在桶底的彈丸);另外非常容易滲漏,是第一道工序分選沒做仔細。不是所有的鋼桶都能進行翻新再使用的,鋼桶也有其強度和壽命要求的。 厚度小于翻新桶最小厚度要求的桶不得進行翻新再利用。
用于重復包裝危險貨物的非散裝包裝容器必須滿足一系列要求,其中之一就是最小厚度。翻新桶最小厚度的標準要求不適應于盛裝非危險貨物的包裝桶。在法則[49 CFR 173.28(4)]——《裝運和包裝的一般要求》中設置標注了翻新桶的最小厚度準則。
表中列出了從20升到450升七個包裝尺寸。55加侖桶適用的尺寸是220升。該表規定,55加侖的翻新鋼桶桶壁厚度至少均為0.92毫米。對于不同厚度的桶身和桶頂、底,有一個標注寫道:于1997年1月1日之后生產制造或翻新再利用的桶或罐,必須遵循桶身最小厚度為0.82毫米和底、頂厚度為1.11毫米的規定。
這里所說的厚度最小值是指鋼桶實際的最薄點的最小厚度,而不是鋼桶標注的公稱厚度值。
桶標記的標稱厚度是表明理論厚度中間值(平均值),其實際桶壁厚度是變化的。理論標志的使用,是因為沒有一個鋼鐵廠軋制出來的鋼板是完美的,總會因鋼輥的精度誤差和軋制過程中的其他因素的影響,會產生鋼板厚度不均勻的變化,尤其是薄板的邊緣。
允許偏差(即,“公差”)即鋼板的厚度已經在國際標準和美國的危險品規定中被認可。對一個標記為0.8的鋼桶,不同鋼板制造出來可能會有所不同,因為滿足標記為:0.8的鋼板,其實際厚度是在0.73到0.87毫米(公差為:±0.07)之間。顯然,這樣鋼桶的用戶會有一些疑問。然后就規定,桶身標記“0.8”的鋼桶必須滿足最小點厚度為0.82毫米。(鋼板厚度為1.1或1.2毫米時,可能會有所不同,其實際厚度公差為± 0.09毫米)。
翻新桶要提升,在所有的情況下,都必須滿足實際最小厚度要求極限點,如桶標記為1毫米(均為1毫米)或1.2/0.9/1.2(頂/身/底部)。當然,比翻新桶的標記要求更厚的桶身和桶頂可以接受。
桶的標記為1.1/0.8/1.1不能假定滿足極限點的最小厚度要求再利用。他們的實際厚度可能超出這個極限點的最小實際厚度。或桶標記簡單的只寫“0.8”(均為0.8毫米),顯然不會滿足最小0.92毫米厚度的要求。)
這樣,新的問題又產生了,目前我們在坐的供應商為了降低自己的采購成本,要求鋼桶生產企業降低鋼桶重量,也就是說多用薄壁鋼桶,但薄壁鋼桶由于不能回收再使用,所以采購成本總體來說是提高了。 下面是日本和中國多年來生產鋼桶的厚度圖表
日本200升鋼桶的重量和厚度
2014年~2019年鋼桶桶身材料厚度
材料厚度
年度 |
1.4mm |
1.2mm |
1.0mm |
0.9mm |
0.8mm |
0.7mm |
總計 |
2014 |
數量(萬只) |
345 |
2760 |
4140 |
2415 |
1495 |
345 |
11500 |
比率(%) |
3.0 |
24.0 |
36.0 |
21.0 |
13.0 |
3.0 |
100 |
2015 |
數量(萬只) |
247.4 |
3216.2 |
4329.5 |
2474 |
1484.4 |
618.5 |
12370 |
比率(%) |
2 |
26 |
35 |
20 |
12 |
5 |
2 |
2016 |
數量(萬只) |
195.15 |
3122.4 |
4553.5 |
3187.45 |
1431.1 |
520.4 |
13010 |
比率(%) |
1.5 |
24 |
35 |
24.5 |
11 |
4 |
100 |
2017 |
數量(萬只) |
162 |
3240 |
4860 |
3510 |
1350 |
378 |
13500 |
比率(%) |
1.2 |
24 |
36 |
26 |
10 |
2.8 |
100 |
2018 |
數量(萬只) |
156.96 |
3008.4 |
4774.2 |
3466.2 |
1347.24 |
327 |
13080 |
比率(%) |
1.2 |
23 |
36.5 |
26.5 |
10.3 |
2.5 |
100 |
2019 |
數量(萬只) |
158.18 |
3022.1 |
4681.04 |
3433.62 |
1298.86 |
266.2 |
12860 |
比率(%) |
1.23 |
23.5 |
36.4 |
26.7 |
10.1 |
2.07 |
100 |
從上圖表中可以看出,桶身為1.0厚度的鋼桶占的比例最大,達36.5%;而桶身0.9厚的鋼桶也占到26%。從表面上看,這幾年我們督導的鋼桶變薄成績顯著,也正好滿足了供應商采購降低成本的要求,但實際上,這樣做不利于環境保護和資源節約。所以我在此呼吁大家盡可能使用可重復再利用的鋼桶,也就是說使用厚鋼板的鋼桶。
任何事物發展都不是一帆風順的,不但需要時間,還要改變人的觀念和傳統思維。而目前危廢的處置已是企業的頭等大事,所以我們一方面督導大家從源頭做起,另一方面為大家尋求了應急辦法,為此開發了鋼桶內襯袋,但塑料的回收難度更大,只是目前由于它重量輕,一次性產生的危危少罷了,只有金屬可永久循環使用。
2、環境污染及綜合治理
上面我們從技術工藝方面探討了鋼桶的循環再利用,大家已經非常清楚了,要認真的處理舊鋼桶,其工藝技術方面的的難易和復雜程度大于新鋼桶的生產制造。其設備設施的投入也高于新鋼桶的投入。因為舊鋼桶生產運營后會產生大量的廢水、廢氣和廢渣,而這三廢的排放和處置是環保系統最為關注的頭等大事。所以目前在中國,要拿到舊桶翻新項目的經營許可證難度比較大。雖然有難度,也不是說就做不了,這是一個綠色朝陽和造福人類的系統工程,隨著國家環境保護政策的進一步加強及人們認識的不斷提高,鋼桶的循環再使用已經得到了大的發展,《中國再生資源回收利用協會組織——國家生態環境部固體廢物與化學品管理技術中心及危險廢物專委會》編制了《廢鋼桶再生》團體標準。今后做舊桶翻新再生有標可循,有法可依。目前國內許多有危廢經營許可資質的企業如太倉的立日容器,張家港南光包裝容器再生利用有限公司、山東祥普實業等,都已經建成了自動化生產水流線。而且三廢的處理均符合國家環保要求。
◆廢水的處置
舊鋼桶循環處理要達產達標,其環保設施是重頭戲,因為它的工作現場和生產環境比較復雜,回收來的舊鋼桶盛裝過多種危險化學品,所以第一步產品分選工作十分重要,分選好的鋼桶按不同化學類型分別用不同的清洗劑清洗和處理,這樣就會產生大量廢水,所以,舊桶翻新企業需建立水處理系統,處理后的水循環再用,處理產生的廢渣和污泥焙干做固廢處理,此水處理系統投資需300多萬元。所以小規模的處理企業是不會投入的,這就出現了亂排放的安全環境隱患。
◆廢氣的處置
焚燒、噴丸、噴漆烘干等工序會產生大量的廢氣,所以廢氣環保爐是不可缺少的,要處理徹底,需大排量的環保處理爐。如果環保爐不達標,那就不可能正常生產。
催化燃燒爐(CO)
蓄熱式熱力氧化法(RTO)
◆廢渣的處置
由于舊鋼桶內留存有殘液,抽出的殘液按照危廢處理規定分類暫時貯存,最終按危險廢物送危險廢物處置中心處理。
危險廢物儲存間
危化品庫
只要這幾項主要指標做到位了,此項目審批就容易多了,該項目環保是重頭戲,所以《危廢經營許可證由當地的環保部門審批。因為建立舊桶翻新再用是為了保護資源,降低污染的綠色生態工程,是企業的社會責任和造福子孫后代的大事。
談到了環境保護,我就再說說噴涂,不論是新鋼桶還是舊鋼桶,目前在北美、日本及歐洲聯盟國家都在統一和減少顏色,他們將鋼桶的顏色規定為十四種標準色,并且推薦使用單色鋼桶。另外對含六價鉻和鉛的顏色進行修訂。
3、政策導向
隨著環境保護政策的進一步貫徹落實,國內涌現了一批關于資源回收再利用的民間組織,如中國循環經濟協會、中國再生資源回收利用協會、中國環境科學學會等等,中國循環經濟協會下成立了《危險廢物資源化利用與處置專業委員會-簡稱危廢專委會》;中國再生資源回收利用協會下成立了《危險廢物專業委會——簡稱中再危廢》;中國環境科學學會下設固體廢物分會。各省、市、區、縣也成立了許多環境管理部門。
中國循環經濟協會于2019年8月31日成立了《危險廢物資源化利用與處置專業委員會》分支機構。
該委員會的工作主要是幫助企業解決日常遇到的技術、生產、管理問題,還要提升行業從業水準,推動行業自律,促進行業健康發展。此外,危廢專委會充分發揮專家團隊的智慧,通過國家重點專項等課題的研究,協助提出解決問題切實可行的政策、管理及技術建議,做好政府的參謀。
面對危廢行業處置全產業鏈的風險,制定危廢處理企業的風險防控指南,引導全行業的健康發展,提高企業自身監管能力、利用處置能力和風險防控能力建設水平。
危廢專委會將加強行業規范和自律,引導危廢處置企業不斷提高技術創新和風險防控能力,實現高質量發展;
危廢專委會發揮平臺作用,帶領行業的力量,做好企業與管理部門的溝通工作,優先開展危險廢物資源化利用與處置企業環境風險評估指南的編寫工作。
危險廢物資源化利用與處置專業委員會的成立,標致著危廢經營企業有了娘家,有人管了這方面的事情(記得我2010年去日本參觀新日鐵的舊桶翻新工廠時,他們問我為什么中國此行業不發經營許可證),最近一段時間打電話向我咨詢舊桶翻新項目的人也在不斷增加,而且都是要投入上億元的規模產業。目前廣東、湖南、福建、江蘇、天津、山東等都審批下了年產80萬只的翻新桶生產項目。山東祥普實業有限公司目前是國內唯 一一家新舊鋼桶都生產的企業(當然我指的是有經營許可證的)。他們的經營許可證是年產60萬只翻新桶及2650噸塑料顆粒的《危險廢物經營許可證》,這這也是今后鋼桶包裝及其循環再利用的發展模式。因為新舊鋼桶同時建立,可避免環保設備及噴涂烘干設備的重復投入,這投入風險會降低。
在日本,所有的新鋼桶廠都有舊桶翻新生產線。
歐洲