轮胎固体废弃物的管理及安全控制

轮胎固体废弃物的管理及安全控制

摘要:按照轮胎生产企业固体废弃物的来源、可否回收及有无危害进行分类,并对固废产生的原因、处理及安全控制措施等全过程管理进行阐述,目的是增加可回收和无危害固废的利用价值,降低不可回收和有危害固废的处置费用,确保处理过程安全,节约社会资源。

关键词:废弃物;全过程;管理;安全控制

轮胎生产企业固体废弃物(以下简称“固废”)的划分随着时间的推移和环保要求的调整而出现较大变化。按照固废的来源,可以将轮胎生产企业的固废分为生产固废(即生产过程产生的固废)、垃圾固废和环保固废三大类;按照可否回收利用,分为可回收固废和不可回收固废两大类;按照对环境有无危害,则可以分为无危害固废和有危害固废(以下简称“危废”)两大类。一般情况下,生产固废大多数为可回收和无危害固废,并可以看作是一个新的生产过程的原料,即通常所讲的“放错地点的原料”;垃圾固废有可回收和不可回收固废,并有一部分是危废;环保固废大部分为不可回收固废和危废。正常情况下,可回收和无危害固废的处理从循环利用方面能获得一定的收益,没有安全隐患;而不可回收固废和危废的处置需要花费一定的处置费用,并存在一定的安全隐患和二次污染的可能。本文从轮胎生产角度分析三类固废的种类及产生的原因、处理的过程及安全控制措施,供同行参考。

1生产固废产生的原因、处理过程及安全控制措施

1.1生产固废的种类及产生的原因

轮胎生产企业的生产固废主要有报废的胶料、报废的半成品、生产过程中的下脚料、报废的轮胎、老化或损坏的水胎和胶囊及密封件、更换或淘汰的设备及备品配件等六大类,各自产生的原因如下:(1)报废的胶料报废胶料的产生主要有两个环节,首先是在炼胶工序,可能会因为有一种或几种原材料不合格、配方或工艺出现异常,导致胶料不符合工艺要求且不能掺用或不能返回处理的胶料(后面所述报废胶料也是经过掺用或返回处理尝试后再判定为报废);也可能是因为设备故障或操作失误导致胶料报废。其次是在准备工序,在半成品挤出、帘布压延及胎面缠绕过程中产生,其原因可能是胶料指标不符合要求,在挤出、压延或缠绕过程中出现焦烧、自硫或其他情况而报废,也可能是因为设备故障、操作失误及其他原因造成胶料报废。另外,如果出现胶料混料而不能分清和使用,也有可能造成胶料报废。(2)报废的半成品造成半成品报废的原因较多:一是帘布压延达不到质量要求,降级使用仍然不符合标准而报废的纤维/尼龙帘布或钢丝帘布;二是挤出的胎面、胎侧、胎冠、三角胶条、内衬层、气密胶等型胶不合格或合格型胶超期存放,在返回处理时因为焦烧、气泡或表面粗糙等原因而报废;三是钢丝圈在挤出、缠绕过程中不符合质量要求,经修复处理仍然达不到标准要求而报废;四是胎坯在成型后、硫化装锅前发现重量、尺寸、所用材料不符合质量要求,经处理后仍然达不到标准要求而报废;五是在胎坯装锅后、正硫化结束前,因为意外情况出现硫化中断造成的胎坯报废。(3)生产过程中的下脚料下脚料是轮胎生产过程中必不可少的衍生物,在每一道工序都会产生。从落地炭黑、风筒中清理的粉料到密炼机耐磨环挤出的余胶和密封油及粉料混合物,挤出机和压片机不同部位的积胶或余胶,还有隔离剂池中洒落的胶豆等,都是炼胶工序的下脚料;尼龙帘线、钢丝帘线压延时的接头以及压延机挡胶板底部长期积存的余胶等,都是压延工序的下脚料;开炼机挡胶板底部长期积存的余胶、挤出机旁压辊挤出的半焦烧的胶豆、挤出机机头及口型板边上抠出的余胶等,都是型胶挤出工序的下脚料;钢丝在挤出时不覆胶或覆胶不均匀的钢丝排或覆胶钢丝、钢丝排或覆胶钢丝缠绕成钢丝圈后的不合格品、超期存放的钢丝圈(露白或喷霜)、报废胎坯扒出的钢丝圈等,都是钢丝圈缠绕工序的下脚料;帘布在裁断时的边角料、尺寸不符合要求的裁出料、露白或喷霜的尼龙帘布和钢丝帘布、胎坯成型时多余的气密胶和内衬层及胎侧胶边(余胶)、胎面挤出缠绕时旁压辊余胶、报废胎坯扒出的胎体和胎面胶等都是成型工序的下脚料;胎坯在装入模具后挤出的合模缝及活络块胶边、从排气孔挤出的胎毛等都是硫化工序的下脚料。(4)报废的轮胎报废的轮胎有两种,一种在生产过程中特别是硫化工序出现异常,或经过修复仍然不符合质量标准的轮胎;另一种是合格轮胎,在做解剖、压穿或耐久试验后遭到破坏的轮胎。(5)老化或损坏的水胎、胶囊、密封件水胎和胶囊经过一段时间的使用后,内腔及外表都会遭到氧化或老化,有的还可能受到外力损伤,为保证轮胎的质量和设备及人身安全,都会适时更换而成为生产固废。所有的密封件包括硫化机蒸汽室锅口和硫化罐罐口密封圈及其用于局部堵漏的胶片,在经过一段时间使用后都会老化或变形,对于失效的密封件必须及时更换而报废。(6)淘汰或更换的设备及零部件随着使用时间的推移或生产工艺的改进,原有的生产设备(包括X光机等带放射源的检测设备、生产设备)会因磨损老化、效率下降、安全性能滞后、工艺性能不匹配等原因被淘汰;设备零部件(也包括X光机的辐射源等专用零部件)也会因磨损、锈蚀、外力损坏或型号不匹配等原因而不能正常使用,这些被淘汰或更换的设备及零部件也属于生产固废。

1.2生产固废的安全处理过程

无论是生产固废、垃圾固废还是环保固废的处理,通常都是采用物理、化学、生物、物化及生化方法把固废转化为适于运输、贮存、利用或处置的过程,固废处理的目标是无害化、减量化和资源化,处理过程要确保人身安全和环境清洁。固废的处理,需要根据种类、用途进行正确分类、妥善处置,这样才能使固废的价值最大化。按照工信部《轮胎行业准入条件》(2014年10月1日)规定,现有企业工业固体废物综合利用率应高于95%,新建企业工业固体废物综合利用率应高于97%,这一点轮胎生产企业必须想法做到。根据生产固废的种类及其实际存在的利用价值,只要采取适宜的处理方法,就可以使生产固废的处置效益最大化。(1)报废胶料的处置根据胶料的报废原因及胶料的实际状况进行分类,对于因混料而报废的胶料,胶料性能并没有丧失,可以出售给橡胶制品加工单位使用;对于不能掺用或不能返回处理的胶料,可以出售给垫带生产企业进行掺用或出售给实心轮胎生产企业作为基部胶使用;对于焦烧、自硫严重而不能降级使用的胶料,可以作为废胶进行处理出售,这样废胶料的处置价值可以最大化。(2)报废半成品的处置对于报废的纤维/尼龙帘布或钢丝帘布,连同作为下脚料的帘布进行检查,如果有局部能利用的,可以单独裁出作为小规格轮胎的胎体及轮胎其他部位的材料使用;对于虽然报废但利用价值较高的尼龙帘布,可以出售给运输带生产企业使用;利用价值不高的,可以出售给纤维胶生产企业作为原材料使用;对于钢丝帘布,先进行胶、丝分离,胶料返回掺用,钢丝出售;对于不能分离的,再作为废料出售。对于报废的型胶,可以按照上述报废胶料进行处置。对于报废及超期存放的钢丝圈,连同作为下脚料的钢丝,如果钢丝排没有变形,可以作为小规格钢丝圈进行改制;不能改制的,可以连同报废胎坯中的钢丝圈一起作为废料进行处置。对于报废的胎坯,可以把胎面、胎侧、气密层等可以分离的胶料进行剥离、分类掺用,胎体材料因为在成型过程中被压实,不易分离,可以作为废帘布进行处置。对于因硫化中断造成的报废胎坯,如果胶料完好,可以分离使用;如果出现不同程度的硫化,可以分离作为废胶处理或整体处理。这样对半成品进行分类处置,价值就可以最大化。(3)对下脚料的处置要根据不同的下脚料,采取不同的处理方式,才能使下脚料增值。对于落地炭黑,能降级使用最好,不能降级使用可以作为品质最低的炭黑出售;耐磨环挤出的余胶、密封油及粉料混合物、其他设备的积胶、余胶、胶豆等,可以先进行杂物清理,连同风筒中清理的粉料一起加工成胶油胶,再按照一定比例在斜交胎或工程胎下层料中掺用;如果杂物过多或没有可以掺用的渠道,则可以作为废料处理。对于成型过程中产生的气密胶、内衬层胶、胎侧胶边及报废胎坯扒出的胎体和胎面胶等,先分类检查,能处理后掺用的,尽量掺用;不能掺用的,按照上述废胶处理方式进行处置。对于硫化工序的胶边、修剪的胎毛,可以作为废料出售给再生胶企业加工成胶粉,进行循环再利用。(4)报废轮胎的处置对于报废的轮胎先进行简单分类,胎体完好的,可以售给轮胎翻新单位进行翻新;其他报废及做过试验的轮胎,可以出售给再生胶加工或废胎裂解企业进行循环利用。(5)报废的水胎、胶囊、密封件的处置对于规格较小的水胎,可以作为模具存放、机加工车间的垫块;大规格的水胎可以分解作为垫块使用,其他损坏或多余的水胎可以分类出售给再生胶加工企业。对于胶囊,大规格的可以分解作为垫块使用,其他的可以分类出售。报废的密封件可以再利用的范围较小,一般直接作为废胶出售。(6)报废设备及零部件的处置凡是相对完好的设备和零部件,如果符合设备及零部件再制造的条件,则尽量进行再制造,以延长设备和零部件的全寿命周期;如果不具备再制造和大修价值,对于不受管控的设备(特种设备除外),可以整机出售;不能整机出售的,则可以把设备(包括零部件)拆解,可用的零部件及材料回收利用,其他的按照材质分类出售,这样可以把设备及零部件的剩余价值提升。在此特别注意X光机等带有放射源的检测设备或生产设备的报废,如果能整机出售或转让,则需要按照放射源的管理规定严格办理相关手续;如果不能整机出售或转让,而是按照上述拆解办法处理,则必须把放射源(包括作为备件的报废放射源)单独交由环保部门指定的专业机构进行封存保管,以免对人身造成辐射,对环境造成污染。生产固废通过上述处理,基本可以实现价值最大化。

1.3生产固废的安全控制措施

虽然经过妥善处理可以实现生产固废的价值最大化,但是毕竟远远低于其原值。因此,还必须从源头抓起,使生产固废的全过程管理都得以安全、有效控制。(1)胶料的全过程控制首先是生产工艺优化,确保没有技术瑕疵;其次是确保原材料满足工艺要求,不选性能最好也不选价格最低的,只选最适宜的原材料;第三是加强操作人员的责任心及技能水平,减少和杜绝人为失误;第四是加强质量和生产全过程管控,不合格材料和半成品不进入下工序,每一道工序都得到有效监管;第五是加强设备管理,提前预防,减少因设备故障带来的损失;第六是制定纠正预防措施,做好事前预防、事中控制、事后处理的预案。(2)半成品的全过程控制根据半成品报废的原因采用针对性措施。帘布压延时,要严格按照工艺要求进行操作;在接头时尽量缩小接头的长度,这样可以减少帘布半成品和下脚料的产生。在型胶挤出前,确保设备正常;胶料指标符合工艺要求,挤出时精心操作;发现异常及时处理,避免不合格型胶积攒过多。在钢丝圈挤出、缠绕时,一定要使钢丝除锈和加热符合要求,胶条挤出均匀,缠绕按照设定程序操作。胎坯成型工序受人为因素较多,务必精心操作;半成品要上正、压实,同时做好首件必检、中间抽检、使用前再检,发现异常,追溯处理。硫化过程不但要操作到位,更要保证所有动力和介质正常。(3)下脚料的全过程控制下脚料虽然必不可少,但是只要严格控制,就可以逐步减少。对于已经出现的下脚料,尽量就地消化处理,并针对出现的共性问题进行重点管控,确保每一道工序的下脚料控制在标准的下限。(4)轮胎的全过程控制一方面是对轮胎生产的全过程严格按照工艺进行管控,确保少出现或不出现偏差;另一方面就是提高试验胎的可靠性,减少试验轮胎的数量和次数。同时,在做试验时,尽量用一条轮胎尽量完成多项试验,可以降低试验用轮胎数量。(5)水胎、胶囊、密封件的全过程控制对于水胎,一定要定期检查,及时处理表面瑕疵,以保证轮胎胎里质量;如果水胎整体表面老化,可以将水胎表面外层均匀磨平,整体用氯化丁基胶或溴化丁基胶包皮覆盖压实,重新硫化,可以将水胎寿命延长一倍甚至更多。对于胶囊,尽量采用氮气定型和氮气硫化,可以减缓内腔氧化和老化;正确操作,减少外力损伤,不但可以保证水胎和胶囊正常,还可以保证轮胎的质量;胶囊应该定期倒换安装位置,使胶囊的上部与下部氧化均匀,可以延长使用寿命。对于密封件,首先是正确选择结构、材质和尺寸,这是最重要的;其次要正确安装,避免损伤。对于硫化机锅口和硫化罐罐口密封圈也要正确安装,如果出现局部泄漏,要及时用水胎胶片或气密胶胶片把泄漏处垫平,可以延长密封圈的寿命。(6)设备及零部件的全过程控制这个过程需要与设备全寿命周期管理相结合,就是要从设备选型、安装、调试、转资、使用、维护、小修、中修、大修、改造、报废、再制造、再使用、再报废等全过程严格控制,才能延长设备和零部件的全寿命周期,推迟设备和零部件成为生产固废的时间。如果是含有放射源的设备或备件,在购买时尽量注明放射源报废后由生产厂家回收封存处理,这样可以消除企业在处理报废设备或备件时的安全隐患和环境污染隐患。

2垃圾固废产生的原因、处理过程及安全控制措施

2.1垃圾固废的种类及产生的原因

轮胎生产企业垃圾固废的种类相对较少,主要是一部分工业垃圾,少量的生活垃圾和厨余垃圾,各自产生的原因如下:(1)工业垃圾轮胎生产企业的工业垃圾组成相对比较简单,如机加工设备产生的切削、研磨碎屑及破损的零部件等金属物;建筑施工产生的砖、瓦、混凝土碎块等建筑物;生产原材料及物品的包装箱、包装盒、包装袋/带等包装物,以及除此之外的其他废弃物。在工业垃圾中,以包装废弃物的数量最多,因为大部分原材料和物品在出厂前都进行包装,在使用前则需要将包装拆除。这些包装材料,无论是金属、木质、纸质或其他材质,在拆除后就失去原有作用而成为工业垃圾。(2)生活垃圾顾名思义,生活垃圾就是日常生活中所形成或积攒的废弃物,主要包括废弃的纸制品、废塑料、破布及各种纺织品、破皮革制品、废木材及木制品、碎玻璃、废金属制品、清理环境的杂物和尘土、枯萎的花草等。(3)厨余垃圾厨余垃圾是指日常生活及单位食堂供餐等活动中丢弃的菜叶、剩菜、剩饭、果皮、蛋壳、骨头等杂物。厨余垃圾含有极高的水分和有机物,很容易腐坏产生恶臭。

2.2垃圾固废的安全处理过程

根据垃圾固废的种类、性质和数量,进行妥善处理。可回收利用的,全部回收利用;不可回收的,集中存放处置;对环境有危害的,进行专业处置。可回收利用的,会产生一定的经济效益,尽量使效益最大化;不可回收和有危害的固废处理,会产生一部分处置费用,要采取措施进行控制。由于垃圾固废是平时积攒的下来的,存放不是很规范,带有尖角、倒刺或存放不牢固的垃圾固废容易造成人身伤害,所以在处理过程中务必注意人身安全,否则得不偿失。(1)工业垃圾工业垃圾可回收利用价值最高,对环境基本无危害,数量也最多,必须变废为宝,这样不但增加经济效益,还可以节约资源,减少对环境的污染。特别是包装物更要充分利用,有些包装物的材质选择较好,对于尺寸合适的可以作为其他物品的存放、运输工具,像许多天然胶的存放底盘,可以作为胶料存放桌使用;对于不能再利用的,可以按照材质分类,挑出本企业可以使用的材料,包括型材、板材、木材、纸质包装、塑料、困扎材料以及防震、防水、防潮材料等,剩余的部分分类处理。据统计,每回收1t废纸(包括纸质包装),可以造成品纸0.85t,比等量生产减少污染74%;每回收1t塑料包装材料或塑料瓶等,可以制造0.7t二级材料;每回收1t废钢铁及铁屑等,可炼钢0.9t,比矿石冶炼成本低47%,减少空气污染75%,减少水污染97%。(2)生活垃圾首先是按照分类进行有针对性处理,才能体现其价值。据统计,1t废塑料可回炼0.6t柴油;1t易拉罐熔化后能结成0.9t以上的铝块,可少采20t铝矿。生产垃圾中有30%~40%是可以回收利用的,应珍惜这部分资源,变废为宝。对于不可回收的生活垃圾,由于有些物质不易降解,容易使土地受到侵蚀,因此必须集中存放,及时处理。目前最常见的垃圾处理是焚烧处理,焚烧后可以发电、产生蒸汽等。(3)厨余垃圾厨余垃圾经过妥善处理及加工,可以转化为新的资源。像易腐植物类厨余垃圾,经过严格处理可以成为肥料和饲料;将高含水率的厨房垃圾分离,可以提高其他垃圾的焚烧热值,降低垃圾焚烧二次污染的控制难度;不易分离的厨余垃圾,可以产生沼气用作燃料或发电;油脂部分,可以制备生物燃料等。

2.3垃圾固废的安全控制措施

垃圾固废的控制必须与时俱进,将垃圾固废从源头开始管理,产生过程严格控制,最后对既有垃圾固废妥善处置。首先是转变观念,将“节约光荣、浪费可耻”的传统发扬光大,从源头上减少垃圾固废产生的数量。其次是在日常活动中,严格按照“量体裁衣、物尽其用”的原则选择和使用生产和生活物品,特别是外包装,应该在原材料及物品采购前明确包装要求,能简装的不精装,能裸装的不包装,从源头上控制包装物的数量;然后对包装物尽量分类使用,做到物尽其用;最后对于废弃的包装物进行分类处理,使包装资源尽量发挥最大作用。第三是将垃圾分类落实到实处、细处、每一个节点处,为后续处理打好基础。第四是提高垃圾固废回收利用比例,减少原材料的需求。第五是将有害垃圾分离出来,减少垃圾固废中的重金属、有机污染物等的含量,有利于垃圾固废的无害化处理,减少垃圾固废处理对水、土壤、大气的污染风险。第六是将不同类别的垃圾固废进行分流、使最终进入卫生填埋的量大大减少,延长填埋场的使用寿命,降低垃圾固废处理费用。第七是将带有尖角、倒刺等容易伤人的垃圾固废单独存放或采取防护措施,以免伤人。

3环保固废产生的原因、处理过程及安全控制措施

环保固废虽然是近几年才开始明确其涵义、范围及处理标准的,但是对于环保固废的管理和控制却是强制性的,必须引起轮胎生产企业的高度重视。

3.1环保固废的种类及产生的原因

环保固废基本都是不可回收或对环境有危害的废弃物,所以称之为危废,并对危废管理制定专门的规定和标准。危废种类除以前常见的废电池、荧光灯管、灯泡、水银温度计、油漆桶、部分家电及含有重金属的有毒物质外,现在又加上废气治理设施更换或产生的备件或物品,像UV光催化氧化更换下来的灯管、活性炭吸附更换的活性炭、污水处理站积存的油污及淤泥、其他可能存在二次污染的物质等。

3.2环保固废的安全处理过程

根据环保固废的种类及危害程度,可以按照环保要求进行专业处置,在减小对环境影响的同时,减少危废的处理费用。首先,轮胎生产企业必须按照危废管理规定,明确本企业危废的种类和可能产生的数量。其次,要设立符合危废储存要求的专用仓库,地面必须按照要求进行处理,避免管理不当造成二次污染。第三,要把产生的危废及时入库保存,不能散落在现场,并做好入库台账。第四,按照规定周期,将危废移交专门的机构进行无害化处理,同时做好出库台账。第五,危废处理需要一定的费用,必须寻找具有资质和处理能力的专业机构进行无害化处置,以免出现不达标处置,企业承担连带责任。第六,严格控制危废的处置费用,并将此费用合理分摊,使环保成本控制在可承受范围。第七,对可能存在安全隐患、污染隐患的环保固废一定要采取防护措施,确保处理过程的人身安全,并避免造成二次污染。

3.3环保固废的安全控制措施

对于环保固废的管理必须采取全过程、全方位的综合管理和控制,避免出现安全隐患,同时更要避免达不到环保要求或出现二次污染,而使环保成本飙升。首先是提高对环境保护的认识,将环保与安全、消防放在同等重要的位置,并适时、足量进行投入。其次是严格管控废电池、油漆桶等日常环保固废的管理,不能出现失控造成环境污染。第三是对环保设备进行全寿命周期管理,特别是在选型阶段,除考虑功能达标及性价比之外,还必须考虑产生环保固废的种类和数量,避免造成二次污染或增加额外费用。第四是正确操作、规范运行环保设备,使环保设施运行成本控制在预算指标之内。第五是加强对环保设备维护和保养的培训,避免非专业的维保造成环保设备运行故障、人身伤害或环境污染。第六是严格控制企业的环保成本,包括环保机构的设置、人员培训、体系认证、设施投入、运行维保、固废处置等环节,投入既要到位,更不能失控。第七是加强安全管理和环境保护,消除安全隐患,避免出现二次污染。

4结语

通过对固体废弃物的产生、处置、管控等全过程分析,目的就是减少固废的产生量,使现有固废得到妥善处置,固废全过程得到有效控制;在经济效益方面,增加可回收和无危害固废的利用价值,减少不可回收和有危害固废的处置费用;在社会效益方面,减少对环境的二次污染,节约社会资源;在安全和环保方面,确保人员不受伤害、环境不被污染,增加人与环境的和谐。

作者:王身华 王其营 单位:鲁信创业投资集团股份有限公司 中策橡胶(天津)有限公司