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海南华侨中学 2009届 环境保护研究小组
http://blog.cersp.com/index/1003038.jspx?articleId=1159698
小组成员:云惟阳(21班)(组长) 苏梦婷(27班)石迈克(13班) 黄世龙(13班)陈美璇(13班) 周凤君(13班) 指导老师:林菁华 林名旺 二OO七年九月 序
电池是指把化学能或者光能转变为电能的装置。现代社会的人们,每天的日常生活中,越来越离不开化学电池了。电池对人们的生活有着很密切的关系,看电视时用的遥控器需要电池,照明的手电筒需要电池,就连我们现在最时尚的手机也需要使用电池。电池的不断发展带来了不少负面影响,随之而来的废旧电池的处理问题就是其中一点。在这之前,也许你对废旧电池毫不关心,或许你对废旧电池略知一二,但通过我们的报告,你会从中得到更深入的了解,对废电池的回收和利用有了更深的认识。让看过报告的人们增强环保意识,让热爱环境的人们为我们的家园贡献一份力量,这是我们小组成立的初衷,也是我们组研究的动力。
让我们一起呵护我们的家园吧!
目录 结题报告
(1) 电池的种类与成分
(2) 废电池的主要污染特性
(3) 废电池的回收利
(4) 废旧电池回收处理的相关条例
(5) 各国废电池管理实践
(6) 海南侨中环境保护研究小组对废电池回收的建议
附件一:废电池污染防治技术政策
附件二:开题报告表
附件三:实验一:探究废电池浸出液对种子的萌发的影响(绿豆)
附件四:实验二:探究废电池浸出液对种子的萌发的影响(黄豆)
附件五:实验三:探究蚯蚓在电池渗出液中的生活状况
附件六:问卷样张
附件七:问卷发放记录
附件八:问卷的统计结果及分析报告
附件九:小组成员各自的感言
附件十:小组成员互评、自评
附件十一:导师评语
附件十二:小组活动手记
结题报告
一、电池的种类与成分
随着便携电器的发展,电池已深入到人们生产、生活的各个领域。我国电池业1997年生产量突破130亿只大关,电池种类也在急剧增加。目前我国市场上每年大约销售70亿只电池;所使用的电池种类也越来越多,如锌银电池、镉-氧化银电池、锌-氧化汞电池、镍/金属氢化物电池、锂离子电池、燃料电池、钠硫电池、固体电解质电池、热激活电池、水激活电池等等。
(一)电池种类与特性
市场上的电池可分为一次电池和二次电池。
一次电池包括:锌-二氧化锰电池(即普通的锌锰电池)和碱性锌-二氧化锰电池。锌-二氧化锰电池分为糊式电池(S型)、纸板电池(包括铵型高容量纸板电池(C型)、锌型高功率纸板电池(P型))。碱性锌-二氧化锰电池包括碱锰电池、扣式碱性锌锰电池(俗称扣式电池)、可充碱性锌锰电池。
二次电池包括:小型二次电池和铅酸蓄电池。小型二次电池中有氢镍电池和锂离子电池。此外还有动力电池、燃料电池、太阳能电池、锌镍电池、金属空气电池等。
1.锌-二氧化锰电池
正极反应为:
2NH4+ + 2e- ---- 2NH3 + H2
H2 + 2MnO2 ---- 2MnO(OH)
2NH4+ + 2MnO2 + 2e- ---- 2MnO(OH)
负极反应为:
Zn ---- Zn2+ + 2e-
总反应:
Zn + 2NH4+ + 2MnO2 + 2e- ---- 2NH3 + 2MnO(OH)
锌-二氧化锰电池(简称锌锰电池)采用二氧化锰作正极,锌作负极,氧化铵和氯化锌的水溶液作电解质溶液,面淀粉或浆层纸作隔离层。锌锰电池的电解质溶液通常制成凝胶状或被吸收在其他载体上,呈不流动状态,所以又称为“干电池”。锌锰电池根据所用隔离层的不同分为糊式电池(通常在电池型号前加用“S”表示)和纸板电池。纸板电池根据使用电解质溶液的不同又分为铵型纸板电池(通常在电池型号前加用“C”表示)和锌型纸板电池(通常在电池型号前加用“P”表示)。按用电器具的要求锌锰电池常制成圆柱型和方(矩)型,方型电池是由几个锌锰单体电池串联叠合而成的,称为积层电池。锌锰电池放电性能和低温性能较差,容量较低,是电池中档次最低的产品,适用于小电流间歇放电的用电器具。
锌锰电池的主要原材料是锌、二氧化锰、氯化铵、氯化锌、乙炔黑、碳棒、铜帽等。
2.碱性锌-二氧化锰电池
正极反应为:
Zn(s)+2OH-(aq) ---- Zn(OH)2(s)+2e-
负极反应为:
2MnO2+H2O(l)+2e- ----Mn2O3(s)+OH-(aq)
总反应为:
Zn(s)+2MnO2+H2O(l) ----Zn(OH)2(s)+ Mn2O3(s)
碱性锌-二氧化锰电池是在锌锰电池基础上发展起来的,是锌锰电池的改进型。可分为碱锰电池(俗称碱性电池)、扣式碱性锌锰电池(俗称扣式电池)和可充电碱性锌锰电池。
碱锰电池是采用活性高的专用电解二氧化锰作正极活性物质,氢氧化钾水溶液作为电解质溶液,锌膏作负极,电池采用反极结构。外壳是镀镍钢壳,不参与电化学反应,因此不易发生漏液。大电流放电性能和连续放电性能优越,容量高,低温性能好,是目前碱性锌锰电池中档次最高的产品。通常在电池型号前加“L”表示。用于大电流放电和连续使用的用电器具,如放录机、BP机、照相机、电动玩具等。根据电池中汞含量的高低,分为含汞电池、低汞电池和无汞电池。
扣式电池采用电解二氧化锰与石墨混合压成片状正极,氢氧化钾水溶液作电解液,锌粉压成片状作负极,正负极间用隔膜隔开。它的电池容量较小,适用于小电流放电的微型电器,如电子手表、计算器等。
可充碱性锌锰电池结构与碱锰电池相同,可充电功能采用改善阴极结构,在正极中掺杂提高二氧化锰的可逆性,控制负极活性物质锌的用量,采用双层隔,防止电池充电时锌晶枝穿透等措施实现。其可充电性能较差,全充放电次数为30次左右,可用于使用碱锰电池的领域。
碱性锌-二氧化锰电池的主要原材料是锌粉、电解二氧化锰、石墨、氢氧化钾、钢壳、隔膜等。
3.镉镍电池
放电时的正极反应:
2NiO(OH)(s)+2H2O(l)+2e- ----2Ni(OH)2(s)+2OH-(aq)
放电时负极反应为:
Cd(s)+2OH-(aq) ----Cd(OH)2(s)+2e-
总反应为:
2NiO(OH)(s)+2NiO(OH)(s)+2H2O(l)----Cd(OH)2(s)+2Ni(OH)2(s)
镉镍电池属小型二次充电电池,它由两极板组成,金属镉作负极,氢氧化镍作正极,氢氧化钾或氢氧化钠的水溶液作电解质溶液,聚酰胺非织布等作隔离层,组装在塑料或镀镍钢壳内。正极活性物质的组成为:Ni(OH)2粉80%,Ba(OH)22%,石墨18%。Ni(OH)2中镍的含量不小于57.5%。负极活性物质由氧化镉、四氧化三铁、石墨粉及25号变压器油组成。氧化镉由金属镉制造,根据对电池的不同要求,负极中镉和铁的含量有不同的比例,分为1:1、1.5:1和4.6:1,由此电池中镉和铁的含量也不尽相同,分别为镉36-42%、44-53%、60-78%;铁32-41%、27-34%、12-17%。镉镍电池的特点是使用温度、湿度的范围广,循环寿命和贮存寿命长。金属镍和金属镉在电池中发生可逆反应,因此电池可以重新充电,能以较大的电流放电。可反复充、放电500次以上,且安全性高。但该电池存在“记忆”效应,如果在充电之前不放电完全的话,电池会将前次沒用完的电储存起來,使电不能充到饱和,并且含有对环境有害的元素鎘。大型的袋式和开口式镉镍电池主要用于需要高功率放电的工业、军事、航空等领域,圆柱形镉镍密封式电池主要用于电动工具、剃须器和摄像机,小型扣式镉镍电池主要用于小电流低倍率放电的计算器、无绳电话、玩具、助听器等。由于镉镍电池重量大、储备小、污染性强,加之具有记忆效应,正逐步退出电池的主流市场。
镉镍电池生产中所用主要原材料是羰基镍粉、氢氧化镍、硝酸镍、硫酸镍、镉、氢氧化钾、穿孔镀镍钢带、钢壳等。
4.金属氢化物-镍(MH-Ni)电池
放电时正极的反应为:
2NiO(OH)(s)+2H2O(l)+2e- ----2Ni(OH)2(s)+2OH-(aq)
放电时负极反应为:
H2(g)+2OH-(aq)----2H2O(l)+2e-
总反应为:
2NiO(OH)(s)+H2(g)----2Ni(OH)2(s)
MH-Ni电池是一种新型高性能、无污染的碱性可充电电池。以金属氢化物(金属间氢化物)作负极、氢化镍作正极,其单体的标称电压为1.2V。它的内部结构和制造方法与镉镍电池相同,它具有如下优点:①比能量高,约是镉镍电池的1.5-2倍,容量可以提高70-100%,工作时间长;②有良好的耐过充,过放的保护特性;③由于用贮氢合金代替镉作为负电极,消除了镉及其化合物的环境污染;④贮氢材料来源广泛;⑤制造工艺简单;⑥可与镉镍电池互换,是镉镍电池的换代产品。不过氢镍电池和镉镍电池一样,也有记忆功能,但不很明显。近年来随着用电器具对电池工作要求的提高,以及市场竞争的加剧,氢镍电池的性能也不断完善和提高。主要用于移动电话、笔记本电脑、便携式CD、VCD、电话机、摄录机等。
金属氢化物-镍(MH-Ni)蓄电池的主要原材料是镍粉、氢氧化镍、硝酸镍、硫酸镍、吸氢合金、钢壳、氢氧化钾、氢氧化钠等。
5.锂电池
以金属锂或锂的化合物作活性物质的电池通称为锂电池,锂电池分为一次锂电池和二次锂电池。锂电池有很多系列,一次锂电池通常以金属锂作负极,由于锂的化学活泼性很强,极易与水发生反应,所以,锂电池采用的电解质溶液都为非水电解质溶液,在有机溶剂中加入无机盐使之导电。锂电池常用的有机溶剂有碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、乙腈、二甲基甲酰胺等,常用的无机盐有LiClO4、LiBr、LiAsF6、LiBF4等。
锂电池有卷式圆柱形、电芯式圆柱形、扣式和矩形等多种结构。卷式圆柱形锂电池结构类似于圆柱形镉镍电池,锂片压在镍网上制成负极,正极一般采用粘接式电极,聚丙烯毡作隔膜,钢筒作外壳。电芯式锂电池适用于高容量使用的场合,结构类似于圆柱型锌锰电池。扣式锂电池主要用于照相机、计算器等小型电器中,结构与其他扣式电池相近。以金属锂作负极的锂电池安全性较差、功率低、成本高。
6.锂离子电池
正极反应为:
LiCoO2---- Li1-xCoO2 + xLi+ + xe-
负极反应为:
C + xLi+ +xe- ----CLix
总反应为:
LiCoO2 + C ----Li1-xCoO2 + Clix
锂离子电池是在锂电池基础上发展起来的新型高能蓄电池。可分为两大类:液态锂离子电池和聚合物锂离子电池(也称固态锂离子电池)。液态锂离子电池技术相对较成熟,已批量生产,目前主要由日本产品控制市场。聚合物锂离子电池是近年开发出的一种新型锂离子电池,我国已将它的产业化列为重点扶持和政策引导对象。
液态锂离子电池是将锂或锂合金负极改变成锂离子-碳负极,这种碳是指石油焦碳或石墨。锂钴、锂镍或锂锰等氧化物作正极,正负极之间插入聚丙烯隔膜,电解质溶液是将LiPF6溶解在碳酸乙酯和碳酸甲乙酯的有机混合剂中。锂离子电池可分为非再充电和可再充电电池两种。非再充电电池可以做成世界上最薄的板式电池;可充电电池一般做成筒式。锂离子电池有许多优点。一是负极材料碳不仅来源广泛,更重要的是可以得到高速的放电效果。二是由于锂离子嵌入碳中,可以削弱锂的活性,从而解决锂电池的不安全问题。三是综合性能好,工作电压可以达到3.6伏,是镉镍和氢镍电池的3倍;四是它的循环使用寿命可以达到1200次,是镉镍电池的1.5倍,并具有较宽的工作温度范围,能快速充电,无记忆效应;五是体积小,比氢镍电池小30%,质量轻,比氢镍电池轻50%。可以说锂离子电池是二十一世纪发展的理想电池。但由于正极材料锂钴氧化物的制造成本较高,所以锂离子电池的成本相对较高,单位能量价格是氢镍电池的1.8-2.0倍,若考虑其实际可用容量85%这一因素,则其能量价格为氢镍电池的2.1-2.4倍。此外它的电池内阻大,电池的比容量不够高。小型圆柱形、扣式和口香糖形锂离子电池可用于移动电话、小型摄录机、笔记本电脑。大型电池可用于电动车、航天和储能领域。主要原材料:LiCoO2、LiPF6、碳酸乙酯、碳酸甲乙酯、碳电极、外壳等。
由于液态锂离子电池也具有一些不利因素,如:适用的阴极材料的选择有限;液态有机电解质在放电过程中容易分解,产生气体,形成过大的蒸汽压;因过放电,导致正、负极不能保持适当的平衡,从而使过剩的锂离子在负极没有可嵌入的位置而生成锂枝晶。因此在液态锂离子电池的基础上又出现了新一代锂离子电池:聚合物锂离子电池。它是在1993年由美国Bellcore公司率先报道的。聚合物锂离子电池的基本性能与液态锂离子电池相同,采用锂的氧化物和石墨电极材料,单电池工作电压达3.6V。所不同的是电池内不需要或仅需少量液态电解质,而由固态聚合物电解质起导电作用。其特点是采用塑料制膜技术和层压技术制成较薄的塑料电极膜,具有超轻、超薄、柔性等特点,它的能量密度是镉镍电池的3倍,是氢镍电池的2倍,比液态锂离子电池高30%,它的自放电率为镉镍电池的1/3,氢镍电池的1/5,高达20% /月。由于聚合物电池材料柔软,电池不漏液,易于制成超薄型和任意形状的电池。
液态锂离子电池的主要原材料是锂的氧化物、石墨、固态聚合物电解质、金属集流体、铝塑膜等。
7.铅酸蓄电池
放电时正极反应为:
PbO2(s) + SO42-(aq) + 4H+(aq) + 2e- ----PbSO4(s) + 2H2O(l)
放电时负极反应为:
Pb(s) + SO42-(aq) ---- PbSO4(s) + 2e-
总反应为:
Pb(s) +PbO2(s) + 2SO42-(aq) +4H+(aq) ----2PbSO4(s) + 2H2O(l)
铅酸蓄电池已有100多年的历史,由于价格低廉,该电池仍是目前产量最大的蓄电池。构成铅酸蓄电池的主要部件是正负极板、电解液、隔板、电池槽,此外还有一些零件如端子、连接条、排气栓等。采用二氧化铅作正极活性物质,铅作负极活性物质,硫酸作电解液,微孔橡胶、烧结式聚氯乙烯、玻璃纤维、聚丙 烯等作隔板。铅酸蓄电池根据使用范围、外形结构、极板结构、电解液和充电维护等,可分为不同类型。按用途分为起动型、固定型、牵引用、铁路客车用、内燃机车用、船舶用、航空用、鱼雷用、坦克用、矿灯用、航标用等;按极板结构可分为涂膏式、管式和形成式;按荷电状态可分为干放电态、干荷电态、湿荷电态、带液充电态、免维护和少维护蓄电池;按电池盖和排气栓结构分为开口式、排气式、阀控密闭式、防酸隔爆式和防酸消氢式。铅酸蓄电池的主要优点是:①比较廉价,在世界范围内均可生产低倍率和高倍率放电的电池,价格是镉镍蓄电池的1/6~1/5;②高倍率放电性能和高低温性能好,可在-40℃~+60℃条件下工作;③电池电压在实用蓄电池中最高,可达2.2V;④无记忆效应;⑤电能效率高达60%。但其比能量较低,使用寿命较镉镍和铁镍蓄电池短,制成小尺寸比较难,而镉镍碱性扣式电池可制成较小的尺寸。此外由于铅酸蓄电池的主要原材料是铅、锑和硫酸,氢化锑及其它化合物的析出会引起环境公害。
铅酸蓄电池的主要原材料有铅和铅合金:蓄电池活性物质用铅均是电解精制粗铅而得的电解铅,仅含微量杂质,纯度可达99.99%。铅基合金主要制造板栅,蓄电池废极板含Pb70-80%,Sb2-3%,其他为氧、硫(氧化铅、硫酸铅)、水分等;锑:用以配制铅蓄电池板栅合金;硫酸:硫酸在蓄电池中是重要原材料之一。铅膏配方、化成电解液以及蓄电池在运行使用中的电解液都是硫酸配制。铅蓄电池用电解液中硫酸的含量为40-15%,或480g/L-180g/L;活性物质添加剂:有腐植酸、木素及其衍生物、栲胶、合成鞣剂、炭素材料(炭黑、乙炔黑、石墨和活性炭)、短纤维、硫酸钡(负极膨胀剂);隔板:微孔橡胶隔板和烧结式PVC隔板;电池槽:移动用的电池槽用PP、PE、PPE,固定用的电池槽用改性聚苯乙烯(AS);封口剂:沥青、环氧树脂。
8.锌银电池
锌银电池分为锌银扣式电池和锌银二次电池用AgO或Ag2O与石墨混合压成片状作正极,锌粉压成片状作负极,正负极间用隔膜隔开。氢氧化钾或氢氧化钠溶液作电解液。该电池适用于小电流连续放电的微型器具,输出电流为微安级,标称电压为1.55V。它的体积较小,与钮扣形状相近,电池的容量也较小,广泛应用于石英电子手表、照相机、计算器、助听器等小型电子器具。主要原材料:锌粉、氧化银、氧化锌、氢氧化钾或氢氧化钠、隔膜等。
锌银二次电池(俗称银锌蓄电池)的正极活性物质是银粉,活性银粉的制备方法主要有三种:氧化银热分解法、有机银盐热分解法及电沉积法。由于氧化银热分解法成本较低、工艺易于掌握、银粉活性较好,为国内生产厂家普遍采用。活性银粉中银含量≥97.0%,氯化银含量0.095%~1.75%,铁含量≤0.004%,铜含量≤0.005%。负极活性物质主要指混和锌粉,用于涂膏式负极板。负极物质有两种,一种添加氧化汞,一种不加氧化汞。第一种的化学成分是:全锌含量83.5%,金属锌含量22.5~25%,氧化汞含量0.9-1.3%,铁含量≤0.0008%。第二种的化学成分是:全锌含量84.5%,金属锌含量22.5-25%,铁含量≤0.0008%。银电极隔膜一般采用尼龙布,锌电极隔膜一般采用耐碱棉纸,主隔膜采用纤维素膜和接枝膜等,电解液采用氢氧化钾的水溶液,其化学成分是:氢氧化钾540g/L-570 g/L,氧化锌80 g/L-100 g/L,铬化钾1.5 g/L-2 g/L,氢氧化锂(带结晶水)5 g/L-6 g/L,碳酸钾≤20 g/L,铁含量≤0.0015 g/L。正极板的制造方法有模压法、辊压法、涂膏法。模压法工艺简单,易操作,国内厂家普遍采用。负极板有涂膏法、压成法、电沉积法。国内主要采用涂膏式负极板。该电池在体积小、重量轻、比能量高、高倍率放电性能好等方面较其他蓄电池有突出的优势,但它的成本高、循环寿命短(高倍率电池仅能循环7-38周,低倍率电池也只能循环100-200周),从而限制了使用领域。它主要应用于质量轻的轻便型电子仪器和其他设备、鱼雷发射无人驾驶飞机、潜艇和其他军用设备等。它的主要原材料:锌粉、氧化银、氧化、氢氧化钾、聚乙烯接枝丙烯酸膜、尼龙布、耐碱绵纸等。
9.氧化汞电池
正极反应为:
HgO(s)+2H2O(l)+2e------Hg(l)+2OH-(aq)
负极反应为:
Zn(s)+2OH-(aq) ------Zn(OH)2(s)+2e-
总反应为:
Zn(s)+HgO(s)+2H2O(l) ------Zn(OH)2(s)+Hg(l)
氧化汞电池以锌粉或锌箔同5-15%的汞混合作为阳极,氧化汞与石墨作为阴极,电解液是氢氧化钠或氢氧化钾溶液。有些品种用镉代替锌作阳极用于一些特定的用途,如天然气和油井的数据记录,发动机和其他热源的遥测,报警系统,以及诸如数据探测、浮标、气象站一类的遥控装置。
10.锌空气电池
锌空气电池是一种以空气(氧气)正极,膏状锌为负极的一次性电池。由于其正极活性物质是空气中的氧,理论上讲,正极的容量是无限的。又加之正极活性物质在电池之外,是有限的电池空间中可填充更多的负极活性物质,因此,在同型号电池中,锌空气电池的比能量最高。锌空气电池负极活性物质为锌,其贮存量大,来源广泛,价格相对低廉,且性能稳定,故锌空气电池的研究和开发一直深受关注。目前,锌空气电池有方形和钮扣形两种类型,形成批量化生产且得到较好应用,但实用的圆柱形特别是小圆形电池由于其特殊要求和工艺难度,在国内外一直没有突破性进展。
(二)电池主要成分
表1所示为各种电池的典型元素含量。
表1 :各种电池的典型元素含量(mg/kg) | 锌锰电池 | 碱锰电池 | 镉镍电池 | 氧化汞电池 | 锌银电池 | 锂离子电池池 | As | 3-236 | 2-239 | | | | | Cr | 69-677 | 25-1335 | | | | 1.3-12920 | Cu | 5-4539 | 5-6739 | | | 40720-47110 | | In | 3-101 | 9-100 | | | | | Fe | 34-307000 | 50-327300 | | | | 75-311700 | Pb | 14-802 | 16-58 | | | | 5-37 | Mn | 120000-414000 | 28800-460000 | | | 13830-226000 | 30-395000 | Hg | 3-4790 | 118-8201 | | 229300-908000 | 629-20800 | | Ni | 13-595 | 12.6-4323 | 116000-556000 | | 186-30460 | 17000-41050 | Cl | 9900-130000 | | | | | 12-5300 | K | | 25600-56700 | 13684-34824 | 11960-50350 | 19270-99350 | | Sn | 26-665 | 4-492 | | | | | Zn | 18000-387000 | 2090-172500 | | 8140-141000 | | | Cd | | | 11000-173147 | 1.4-30 | | | Na | | | | 154-2020 | 294-2250 | | Ag | | | | | 37590-3536000 | 1-63 | Li | | | | | | 12500-77500 | Bi | | | | | | 13-50 | V | | | | | | 1.9-170 | S | | | | | | 82-3470 | F | | | | | | 96-98000 | I | | | | | | 1-72 | pH | 4.8-7.27 | 11.9-14.0 | 12.6-13.5 | 10.7-13.3 | 10.8-12.7 | 4.62-10.17 |
(三)干电池的生产流程
普通碳锌电池的锌筒外壳为负极,碳棒为正极,筒内盛以氯化铵之类的电池液制成的糊状物。以锌电池为例,主要由去极混合剂、胶凝浆、碳元素、锌筒和封门胶五部分组成。锌作为负极以含60%一70%的二氧化猛;石墨和乙炊黑等混合物加压型与岩导体结合物为正极,两极间灌以20%一30%的氯化铵,7%一9%氯化锌化合物与淀粉组成的胶粘剂,然后以沥青密封加盖。二氧化猛被还原成MnOCoHI,在使用时,用导线分别连接电池的正负极会得到1.5V电。
干电池的生产流程主要为:装浆层纸——打蕊(装锰粉)——插碳棒——熔化——封口——打光——验电压——包装。据介绍,废电池对环境的危害主要为汞等重金属污染。电池主要含铁、锌、锰等,此外还含有微量的汞。汞的挥发温度低,是一种毒性较大的重金属。很多地方的土壤中也含有微量的汞,在汞矿开采、提炼、含汞产品加工过程中,如密闭措施不够完备,释放到空气中的汞(蒸气)对操作人员的健康影响很大。而在流程第一步的浆层纸中就含有大量汞。由于浆层纸在使用中并不反应,残留在了废电池中,造成污染。因此现在浆层纸中的汞含量已较以往大大降低。有报道笼统地说,电池含有汞、镉、铅、砷等物质,这是不准确的。事实上,群众日常使用的普通干电池生产过程中不需添加镉、铅、砷等物质。虽然如此,但是废旧电池的处理不当,还是会造成些许影响,我们在研究课题的过程中做了这方面的一些实验。
由于国家环保指标的提高及生产工艺的改进,现在大部分废旧干电池中的汞没有对环境构成威胁,可以随生活垃圾一同处理。
二、废电池的主要污染特性
(一)废电池的属性
固体废物中对环境危害较大的部分属于危险废物。危险废物在环境管理中往往采用特殊的管理系统。所以废电池的危险属性也成为废电池环境管理的焦点。
根据国际上通行的共识,废镉镍电池、废氧化汞电池以及废铅酸蓄电池属于危险废物。美国《电池法》和《资源再生法》(RCRA)规定,废镉镍电池和废小型密封铅酸电池属于危险废物。
危险废物的鉴别方法主要采用浸出实验。实验结果与浸出实验前的破碎程度有关。日本京都大学进行的实验是将废电池破碎到5mm以下进行的(实验结果见表2)。几乎所有废电池的浸出液汞的浓度都超过0.05mg/L (日本危险废物鉴别标准),其中废汞电池超过数千倍;废普通锌锰电池的镉浓度都超过0.3mg/L (日本危险废物鉴别标准)。但实验采用的是1985年前制造的电池,还没有实现无汞化(汞含量小于0.0001%,或1mg/kg),现在这种电池在日本市场上已经不存在了。
我国清华大学采用2002年生产的废碱性电池进行浸出实验。在浸出实验前将废电池外皮剥开,但不进行破碎。实验结果见表3。实验结果表明,浸出实验结果均低于危险废物鉴别标准。
表2 :日本京都大学进行的各种干电池浸出实验结果 | 浸出实验结果(mg/L) | 总汞含有量mg/kg(mg/个) | 制造时间 | 总汞 | 镉 | 锌 | 锰 | pH | 锌锰电池 | 放电完毕,1# | 0.058 | 0.51 | 130 | 4.7 | 7.4 | -- | 1984年6月以前 | 放电完毕,3# | 0.063 | 1.3 | 860 | 170 | 6.4 | -- | 放电完毕,3# | 0.058 | 0.62 | 2000 | 398 | -- | 34.1(0.648) | 未放电,3# | 0.0024 | 0.18 | 1900 | 1.7 | 6.0 | -- | 碱性电池 | 放电完毕,1# | 6.9 | -- | -- | -- | -- | -- | 放电完毕,3# | 13 | <0.01 | 5.4 | 2.5 | 12.8 | 4800(114) | 放电完毕,3# | 5.4 | -- | -- | -- | -- | -- | 扣式汞电池,放电完毕 | 51 | <0.01 | 93 | 1.7 | 12.8 | 226000(895) | 碱性电池 | 放电完毕,3# | 0.69 | -- | -- | -- | -- | -- | 1985年4月以后 | 放电完毕,3# | 3.2 | -- | -- | -- | -- | -- | 放电完毕,3# | 0.47 | -- | -- | -- | -- | -- | 日本危险废物鉴别标准 | 0.005 | 0.3 | 20 | -- | -- | -- | |
表3 :清华大学进行的废干电池浸出实验结果(mg/L)
| 铅 | 砷 | 汞 | 镉 | 废电池浸出液
| 0.01707 | 0.00323 | 0.0111 | 0.01089 | 中国危险废物鉴别标准
| 3 | 1.5 | 0.05 | 0.3 | 根据危险废物特性定义、各国的管理实践以及实验结果,可以认定废弃的镉镍电池、汞电池和铅酸蓄电池属于危险废物,而废弃的普通锌锰电池和碱性锌锰电池不应属于危险废物,特别是已达到无汞化的废电池。 (二)污染物释放进入环境的方式和特点
在收集、运输、贮存、处置和回收利用过程中,废电池中的化学物质可能由于电池包壳的机械破损或化学腐蚀作用逐渐进入环境中。影响植物的生长,危害人类的健康,对此我们探究了废电池液对种子萌发影响和蚯蚓生长影响的实验(见附件三、附件四、附件五),实验结果更加证明了这点。由前述介绍的电池结构可知,在构成电池的化学物质的外层都包有一层较为坚硬的包壳。在电池的使用过程中,包壳用来隔离发生作用的化学物质同外界环境。在电池废弃后,电池包壳在不发生自身侵蚀的条件下,同样起到隔离电池内部化学物质同外界环境的作用。随着电池产品的不断更新换代,包壳越来越坚固。目前,普遍使用的主要是锌锰干电池,此类废电池的产生量约占除铅蓄电池之外的小型家用废电池总量的90%以上。锌锰干电池的结构有了重大改进,电池的贮存期大大延长。其中,糊式电池的贮存期从6个月以下延长到18个月,第三代产品碱性锌锰干电池的贮存期可达5年以上。其他类别的电池,如镉镍电池采用不锈钢或镍铁合金做包壳,其贮存期可能达到3年以上,而其中目前广泛使用的手机电池采用不锈钢做包壳,贮存期可能达到十几到几十年。由此可见,电池中的污染物质释放进入环境需要一段时间。
目前废电池收集有混合收集和分类收集两种方式;与垃圾混合收集的废电池处理处置方式有堆放、填埋、焚烧;分类收集的废电池处理处置方式有贮存、填埋和回收利用。在不同收集方式和处理处置过程中,废电池中化学物质进入环境的可能释放方式如图17所示。
废电池中化学物质释放进入环境的过程有如下特点:
1.废电池中化学物质释放进入环境过程是在电池包壳破损后发生的,或者是电池包壳本身发生侵蚀作用。电池的包壳在未破损前,由于其自身是以金属态存在的,较为稳定,故可以认为包壳是废电池污染环境的一种天然屏障。
2.普通家用干电池中的污染物质大多呈固态,由电池内部迁移到环境中是一种缓慢的过程。电池中的污染物质,释放到环境中需要一段时间。
(三)废电池收集、处理和处置方式及其对环境危害的关系
废电池对生态环境和人体健康危害,主要是由于废电池中化学物质释放进入环境,随后在环境介质中迁移,最后富集到食品中所造成。因此,其危害的大小不但取决于废电池中污染物的种类及其含量,而且与废电池的收集、处理、处置方式密切相关。
1.污染和危害途径
我们的实验结果证明了废旧电池是有危害的,特别是进入环境中的化学物质,会污染地下水、土壤和大气环境,最终通过食物链进入人体,危害健康。其主要的污染途径示意如图18所示。
2.直接进入环境的废电池产生的污染问题
被直接丢弃进入环境的废电池,即使电池的包壳较好,在环境中也会因长期腐蚀作用,使得电池包壳破损,导致其内的重金属与酸碱等逐渐泄露进入环境中。电池包壳质量越好,废电池包壳破损越难,在废电池进入环境后污染物质开始释放的时间越长。特别是直接集中堆放于环境中的废电池,当有电池发生腐蚀后,则由于电化学腐蚀的微电池作用,可能加剧其他废电池包壳的腐蚀和污染物泄露速度,加快对土壤环境或地下水的污染。由于集中堆放,污染物的释放量相对较大,对环境的危害性也就较为严重。
人为将废弃的铅酸电池和大型镉镍电池中含有的废酸、废碱以及其他成分废电解液直接倒入环境,会引起即时的重金属和电解液污染。如废铅酸电池塑料槽内含有大量废硫酸和沉积在底部的铅泥,并有相当数量的铅粉悬浮在硫酸之中,随意抛弃铅酸废电池将对环境造成严重污染。据分析,受此种废酸污染的土壤,平均含铅量在1-50g/kg范围内,严重超过土壤中铅含量的本底值。废镉镍电池的污染与铅酸电池类似,其电解液中含有废碱,同时含有金属镉和镍,直接弃置于环境中,同样可能产生重金属和电解液对土壤的污染。
3.同生活垃圾共同处理处置的废电池的环境污染
目前,大多数的废电池进入城市生活垃圾,随生活垃圾进入到填埋、焚烧、堆肥的过程中。
在焚烧过程中,由于金属汞、镉、砷、锌高温时易挥发,焚烧后部分成为底灰;部分则受热气化挥发而被烟气带走,遇冷空气后凝结成为均匀小粒状物,粒径在1mm以下,难以捕集;部分金属物在炉中参与反应生成氯化物、硫化物或氧化物,比原金属元素更易气化挥发,这些物质再冷凝成为小粒状物,最终多转化成为底灰残留物。从而使得灰渣中的重金属含量增大,难于处理。因此,焚烧处理含镉、含汞、含铅废电池都可能造成严重的大气污染,同时产生上述金属富集程度很高的灰渣,难于处理,可能成为更大的重金属污染源。
日本东京都公害研究所进行的焚烧实验表明,废电池与生活垃圾混合焚烧会造成汞对大气的污染。在这一实验中,当向垃圾焚烧炉中投入1只汞电池或1只碱性锌锰电池后,在2-3分钟内焚烧烟气中汞的浓度提高10-50倍。
在垃圾堆肥过程中废电池的主要贡献在于大大增加了堆肥产品中重金属的总量。而且堆肥过程中废电池可能同堆肥产品中的其它成分发生作用,加速重金属的溶出,从而增大堆肥产品重金属含量,甚至超过标准。但这种污染很大程度上取决于废电池在进行堆肥处理的生活垃圾中所占的比例。当废电池的数量很低时,则不会对于堆肥产品构成污染。
填埋是现今生活垃圾处置最常用的方法。在此过程中所产生的环境污染程度取决于废电池在生活垃圾中所占的比例。就我国目前填埋场情况而言,填埋处置水准较低,许多垃圾处于简单堆放状态,废电池中的重金属会通过渗滤作用直接污染水体或土壤。在填埋场发生的各种反应、特别是产酸阶段,更易于有金属溶出。如果填埋完全安全符合标准,由于电池中化学物质到达受污染介质的过程非常缓慢,并且浓度较低,所以并不一定产生很大的污染。
日本福冈大学自80年代初开始进行垃圾填埋场中废电池汞的迁移规律进行了长达15年的研究。在这一实验中,分别采用不同填埋构造,在不同的填埋柱中填入不同种类、不同数量的废干电池。在填埋柱内,各装填4吨垃圾;垃圾分别由焚烧灰、草木、塑料、玻璃、金属、污泥、垃圾堆肥、砂土等组成。在每个柱子内,分别混合装填入废弃的1号、2号、3号锌锰电池、3号碱性锌锰电池、汞电池,垃圾中含有的废电池汞量分别有9.9克、11.8克、0.9克、0克,垃圾中汞的吨当量分别为2.7克、3.2克、0.4克、0.2克。整个实验进行了10年。在10年中,各个实验柱产生的垃圾渗滤液中汞的浓度在0.0001mg/L和0.00035mg/L之间变化,均小于日本0.0005mg/L的水环境质量标准。而且装填废电池的垃圾实验柱渗滤液汞含量与没有装填废电池的对照柱渗滤液汞含量相比,没有明显差异。在实验期间,填埋柱内不同填埋层中汞的气化浓度分别是0.1μg/m3和0.5μg/m3之间,是大气中汞浓度的10-100倍,是WHO推荐作业区环境标准(15μg/m3)的1/10-1/100。而且,在几个实验柱内气化汞浓度没有明显的差异。经过10年的实验,实验填埋柱解体时测定柱内汞的气化浓度分别是1.0μg/m3和50μg/m3之间,而且填装碱性锌锰电池的碱柱浓度最高,以下依次为填装各种电池的混合柱和填装锌锰电池的锰柱。这一顺序恰恰也是在实验初期填埋柱内含汞量的高低顺序。解体后各个填埋柱内的汞的残留量见表3。
表3: 实验柱内汞的残留量 实 验 柱 | 混合柱 | 碱柱 | 锰柱 | 空白柱 | 填 装 时 | 废物中含量(mg) | 788.5 | 788.5 | 788.5 | 788.5 | 废电池中含量(mg) | 9916.7 | 11809.6 | 883.2 | 0 | 总计(mg) | 10705.3 | 12598.1 | 1671.7 | 788.5 | 解 体 时 | 废物中汞的残留量(mg) | 1060.8 | 744.4 | 708.8 | 708.8 | 废物中汞的残留率(%) | 134.7 | 94.5 | 90.1 | 90.1 | 废电池中汞的残留率(%) | 9343.8 | 11055.4 | 820.6 | 0 | 废电池中汞的残留量(mg) | 94.2 | 93.6 | 92.9 | —— | 总的残留量(mg)* | 10406.9 | 11801.5 | 1531.3 | 710.7 | 总的残留率(%) | 97.2 | 93.7 | 91.6 | 90.1 | 10年间由渗滤液流出的汞量(mg) | 0.9 | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 由渗滤液流出的汞逸出率(%) | 0.008 | 0.006 | 0.05 | 0.1 | 10年间的总汞大气扩散量(mg) | 80.8 | 39.4 | 66.2 | 65.9 | 由大气扩散流出的汞逸出率(%) | 0.8 | 0.3 | 4.0 | 8.4 | 10年间废电池汞的扩散量(mg) | 11.3 | 5.5 | 0.9 | —— | 废电池中汞的大气扩散率(%) | 0.1 | 0.05 | 0.1 | —— |
注:包括填埋柱内覆土和填埋柱底部的残留量。
由实验数据可以看出,在10年内,填埋柱内废电池中汞的残留率在93-94%之间,即有6-7%的汞从废电池中逸出。但是可以看出,在混合柱和碱柱内废物中汞的残留量比空白柱中要高。可以认为这些高出的部分是废物吸附(或截留)的从废电池中逸出的汞。这部分汞分别占逸出的汞的61.3%和4.6%。
10年内实验柱内随渗滤液流出的汞的量占柱内汞的总量的0.008%至0.1%。而由废电池扩散到大气中的汞占废电池中汞的总量的0.05%-0.1%之间。
4.废电池收集管理过程中的环境污染
除以上提到的废电池直接进入环境的污染外,对于废电池实行管理过程中,也可能产生污染问题。
(1)废电池收集、储存、运输过程中产生的环境问题
由于有些废电池中还残存有能量,废电池单独收集后,在集中储存和运输过程中可能引起爆炸等事故。另外,由于长期的机械磨损或腐蚀作用,废电池可能渗漏,腐蚀容器、运输工具等。在储存过程中,由于大量重金属集中在一起,在发生淋溶作用时,可能会产生大量重金属溶解进入土壤等现象。
(2)处理处置过程中的环境污染问题
废电池对环境和人体健康的危害与收集、处理处置方式有密切关系。进行填埋,如果填埋过程符合安全标准,其中重金属应该不会对于环境造成大的危害。废电池中含有大量重金属,不可能进行堆肥处理。进行焚烧处理,则可能产生重金属如镉、汞的挥发,且很难捕及,会产生大气污染。同时,部分重金属富集于底灰中,产生难处理灰渣,造成大的污染源。
(3)废电池回收利用过程的环境污染问题
从环境保护和资源管理的各个角度来看,优选的废电池处理、处置方案是进行再生利用,但再生利用过程中也可能产生严重的环境污染问题。
如果再生利用技术落后,在处理过程中可能引起环境污染问题。如在再生铅的处理过程中,目前小型和土法冶炼厂,通常在冶炼之前未对铅膏进行脱硫、分选等预处理,或对废蓄电池破碎用人工分选,废硫酸液任意流入大地;冶炼采用反射炉,温度一般高达1200-1400℃,开炉鼓风时烟雾密布。废气除带出一部分机械粉尘外,还可能将在生产过程中由于温度过高挥发形成蒸气的铅带出。大量的二氧化硫排入大气中,铅大量挥发而进入环境,污染大气。
另外,再生利用处理后还可能产生难于处理的灰渣,通常这些灰渣中富集了大量重金属,如果处理不当,也成为更大的环境污染源。
三、废电池的回收利用
(一)我国废电池产生及污染特性
1.废一次干电池
1995年我国一次性电池的产量约为103亿只,1998年为121亿只,1999年为150亿只,2000年为163亿只,2001年为174亿只。其中碱性锌锰电池产量1995年达3亿多只(碱性化率2.9%),98年为11亿只(碱性化率9.1%),99年为17亿只(碱性化率11.3%),2000年22亿只(碱性化率13.5%),2001年为27亿只(碱性化率15.5%)。2000年我国生产的一次干电池分类统计见表4。 表4 :2000年一次性电池分品种产量统计表 (单位:亿只) | R20(1#) | R14(2#) | R6(5#) | R03(7#) | 总 计 | 产量 | 比例 | 产量 | 比例 | 产量 | 比例 | 产量 | 比例 | 糊 式 | 67 | 94% | 1.95 | 44.4% | 0.45 | 0.66% | 0 | 0 | 69.4 | 纸 板 | 4.1 | 5.8% | 2.3 | 52.5% | 56.4 | 83% | 8.4 | 44.5% | 71.2 | 一次碱锰 | 0.14 | 0.2% | 0.13 | 3% | 11.1 | 16.3% | 10.5 | 55.5% | 21.87 | 总 量 | 71.24 | 4.38 | 67.95 | 18.9 | 162.47 |
一次电池品种还有扣式电池(包括氧化银、扣式碱锰、锂电池),其产量仅占电池总量的0.39%,约为0.63亿只。
电池出口在我国轻工产品中一直作为一种主导产品,其产品出口量从90年代初的21.29亿只逐年发展,1998年为90.86亿只,1999年为115.3亿只,占当年电池总产量的67%,到2000年为140.5亿只,出口量比1999年增长21.85%,2001年出口数量增加了9%,约为153.12亿只。其中一次电池的出口占电池生产总量的82%。一次电池1999年的出口量为109.79亿只,2000年为132.7亿只,2001年为137.45亿只。 1998年全国共进口电池33.65亿只,1999年进口电池41.95亿只, 2000年进口电池49.72亿只,比上年增加18.52%。其中一次电池1999年的进口量为36.95亿只,2000年为43.25亿只。 一般来讲,一次干电池的消费量=生产量-出口量+进口量。所以估算出国内一次干电池的消费量为1999年73.55亿只,2000年为77.16亿只。考虑到小型工厂的产量、出口相对于生产的滞后性和销售库存等因素,可以认为2000年一次干电池的消费量约为80亿只。
由于统计的困难,无法准确计算不同种类一次干电池的消费量及其比例。我们采用全国66家电池生产企业2000年一次干电池生产的统计数据(见表5)估算各种一次干电池的消费量(见表6)。
表5:2000年全国66家企业的电池生产情况(单位:万只) 电池类型 | 产量 | 出口量 | 国内销售量 | 糊式R20 | 419144.40 | 218047.80 | 201096.60 | 纸板R20 | 18538.86 | 10687.42 | 7851.44 | LR20 | 999.22 | 703.73 | 295.49 | 糊式R14 | 12114.38 | 3639.05 | 8475.33 | 纸板R14 | 14327.51 | 6529.23 | 7798.28 | LR14 | 829.04 | 635.53 | 193.51 | 糊式R6 | 2731.37 | 6.00 | 2725.37 | 纸板R6 | 318314.10 | 146649.70 | 171664.40 | LR6 | 95498.48 | 47585.31 | 47913.17 | 纸板R03 | 39384.00 | 18231.20 | 21152.80 | LR03 | 76541.87 | 20379.60 | 56162.27 | 总计 | 998423.20 | 473094.60 | 525328.70 |
注:表中“国内销售量”为产量与出口量之差。
估算可以看出,2000年废一次干电池约为36万吨,其中含汞约54.71吨。根据 1997年12月31日中国轻工总会、国家经济贸易委员会、国内贸易部、对外贸易经济合作部、国家工商行政管理局、国家环境保护局、海关总署、国家技术监督局、国家进出口商品检验局等9部委局联合发出的《关于限制电池产品汞含量的通知》,自2001年1月1日起,禁止在国内生产各类汞含量大于电池重量0.025%的电池,但到2002年1月1日才禁止在国内市场经销汞含量大于电池重量0.025%的电池。可推算2001年废电池向环境中排出的汞的水平值仍保持在2000年的水平,2002年将会大幅度降低。如果市场销售电池满足国家要求,2002年废一次干电池含汞量约为14.9吨 。
表6:2000年废一次干电池产生量及含汞量估算 电池类型 | 国内消费量 | 含汞量 | 万只 | 万吨 | 吨 | 糊式R20 | 306200 | 26.6394 | 9.3238 | 纸板R20 | 12000 | 1.044 | 0.3654 | LR20 | 450 | 0.05985 | 12.0897 | 糊式R14 | 12900 | 0.5676 | 0.1022 | 纸板R14 | 11900 | 0.5236 | 0.0942 | LR14 | 300 | 0.0198 | 1.8612 | 糊式R6 | 4200 | 0.0714 | 0.0257 | 纸板R6 | 261400 | 4.4438 | 1.5998 | LR6 | 73000 | 1.679 | 23.5060 | 纸板R03 | 32200 | 0.2576 | 0.0618 | LR03 | 85500 | 0.9405 | 5.6430 | 总计 | 800050 | 36.24655 | 54.6728 |
2.废二次电池
(1)镉镍电池
1995年在2亿只的小型二次电池产量中,几乎全是镉镍电池,1998年镉镍电池的产量为4亿只,占小型二次电池总量的86%;1999年为4.5亿只,占小型二次电池总量的82%,2000年为4.28亿只,占当年小型二次电池总量的73%;2001年为4.05亿只,占小型二次电池总量的比例下降为65%。预计到2015年我国的镉镍电池将完全被取代。
目前缺乏关于镉镍电池的国内销售数据。根据全国66家电池生产企业2000年镉镍电池生产的统计数据,约有53%的镍镉电池出口。采用这一比例,1999年约有2.11亿只镉镍电池在国内销售,2000年为2.01亿只,2001年则有1.9亿只。镍镉电池主要以R6为主,其平均质量为27克,同时假设镍镉电池的寿命为2年以上,则2000年全国约有0.28万吨废镍镉电池,其中约含有镉364吨;2001年约有0.27万吨废镍镉电池,其中约含有镉351吨。
(2)氢镍电池
1999年我国氢镍电池生产量为0.8亿只,2000年约为1.16亿只,2001年约为1.52亿只,占当年小型二次电池总产量的比例分别为14.5%、19.8%和24.5%。
(3)锂离子电池
锂离子电池生产产量从1998年的0.05亿只逐渐增加到1999年的0.2亿只,2000年的0.42亿只,2001年的0.63亿只,分别占当年小型二次电池总产量的1%、3.6%、7%和10%。
3.废铅酸蓄电池
(1)汽车用
启动蓄电池是铅酸蓄电池的最主要用途,2000年我国启动蓄电池约占铅酸电池需求量的82.4%。1999年我国汽车(包括货车、客车、轿车)销售约182.5万辆,汽车市场保有量约为1341万辆;2000年汽车保有量约为1550万辆;2001年汽车保有量约为1600万辆,预计到2010年汽车保有量将为3100-3315万辆。如果按蓄电池的实际使用寿命平均2年计算,并按每辆汽车平均需配套60Ah蓄电池计算,1999年我国市场废弃的起动蓄电池为671万只,合计483万KWh;2000年达到775万只,合计558万KWh;2001年底将达到800万只,合计576万KWh。预计到2010年废弃汽车用蓄电池为1550-1658万只,合计1116-1194万KWh。表7为我国汽车用铅酸蓄电池产生量及预测。
表7: 1999-2010年废弃汽车用铅酸蓄电池产生量及预测 年份 | 1999 | 2000 | 2001 | 2005 | 2010 | 废弃电池产生量 | 万只 | 671 | 775 | 800 | 1150 | 1550-1658 | 万KWh | 483 | 558 | 576 | 828 | 1116-1194 |
(2)农用车用
2000年农用车配套用蓄电池和替换市场预计总和约为100万KWh。2001年使用蓄电池的农用车保有量约为400万辆。约产生废旧铅酸电池200万只,合计144万KWh。见表8
表8 :2000-2005年农用车社会保有量及废弃铅酸蓄电池产生量 年份 | 2000 | 2001 | 2005 | 农用车保有量(万辆) | 275 | 400 | 580 | 废弃电池 产生量 | (万只) | 139 | 200 | 290 | (万KWh) | 100 | 144 | 209 |
(3)摩托车用
根据中国摩托车网站对其市场的分析,我国2001年的摩托车市场保有量为6850万辆。如果按蓄电池的实际使用寿命平均2.5年计算,并按每辆汽车平均需配套60Ah蓄电池计算,我国2001年底约废弃摩托车用铅酸蓄电池2740万只,合计1973万KWh。见表9。
表9:2000-2005年摩托车保有量及废弃电池产生量(单位:万辆) 年份 | 2000 | 2001 | 2002 | 2003 | 2004 | 2005 | 需 求 量 | 965 | 1000 | 1080 | 1090 | 1170 | 1200 | 生 产 量 | 980 | 1003 | 1100 | 1210 | 1310 | 1420 | 保 有 量 | 6000 | 6850 | 7730 | 8460 | 9100 | 9550 | 废弃电池 产生量 | (万只) | 2400 | 2740 | 3092 | 3384 | 3640 | 3820 | (万KWh) | 1728 | 1973 | 2226 | 2436 | 2621 | 2750 |
根据以上对汽车、摩托车、农用车的分析可知,2001年我国启动用铅酸蓄电池的废弃量约为3740万只,合计2693万KWh。如果按2000年水平,我国使用的起动蓄电池占所有铅酸蓄电池的比例为82.4%计算,我国2001年底废铅酸蓄电池的产生量为4539万只,合计3268万KWh。见表10。
表10: 2000-2005我国废弃铅酸蓄电池产生量 单位:万只/万KWh 年 | 2000 | 2001 | 2005 | 总产生量
| 4022/2896 | 4539/3268 | 6383/4596 | 起动用总产生量
| 3314/2386 | 3740/2693 | 5260/3787 | 其中:汽车用
| 775/ 558 | 800/576 | 1150/ 828 | 农用车用
| 139/100 | 200/144 | 290/209 | 摩托车用
| 2400/1728 | 2740/1973 | 3820/2750 |
(二)废电池回收利用技术简介
1.锌锰干电池 (1)湿法冶金法
该法基于Zn,MnO2可溶于酸的原理,将电池中的Zn,MnO2与酸作用生成可溶性盐进入溶液,溶液经过净化后电解生产金属锌和电解MnO2或生产其它化工产品、化肥等。湿法冶金又分为焙烧——浸出法和直接浸出法。
焙烧——浸出法是将废电池焙烧,使其中的氯化铵、氯化亚汞等挥发成气相并分别在冷凝装置中回收,高价金属氧化物被还原成低价氧化物,焙烧产物用酸浸出,然后从浸出液中用电解法回收金属,焙烧过程中发生的主要反应为: MeO+C→Me+CO↑
A(s)→A(g)↑
浸出过程发生的主要反应: Me+2H+→Me2++H2↑
MeO+2H+→Me2++H2O
电解时,阴极主要反应: Me2++2e→Me
直接浸出法是将废干电池破碎、筛分、洗涤后,直接用酸浸出其中的锌、锰等金属成分,经过滤,滤液净化后,从中提取金属并生产化工产品。 反应式为: MnO2+4HCl→MnCl2+Cl2↑+2H2O
MnO2+2HCl→MnCl2+H2O
Mn2O3+6HCl→2MnCl2+Cl2↑+3H2O
MnCl2+NaOH→Mn(OH)2+2NaCl
Mn(OH)2+氧化剂→MnO2↓+2HCl
电池中的Zn以ZnO的形式回收,反应式如下: Zn2++2OH-→ZnO2-→Zn(OH)2(无定型胶体)→ZnO(结晶体)+H2O
(2)常压冶金法 该法是在高温下使废电池中的金属及其化合物氧化、还原、分解和挥发以及冷凝的过程。 方法一:在较低的温度下,加热废干电池,先使汞挥发,然后在较高的温度下回收锌和其它重金属。 方法二:先在高温下焙烧,使其中的易挥发金属及其氧化物挥发,残留物作为冶金中间产品或另行处理。 湿法冶金和常压治金处理废电池,在技术上较为成熟,但都具有流程长、污染源多、投资和消耗高、综合效益低的共同缺点。1996年,日本TDK公司对再生工艺作了大胆的改革,变回收单项金属为回收做磁性材料。这种做法简化了分离工序,使成本大大降低,从而大幅度提高了干电池再生利用的效益。近年来,人们又开始尝试研究开发一种新的冶金法——真空冶金法:基于废电池各组分在同一温度下具有不同的蒸气压,在真空中通过蒸发与冷凝,使其分别在不同温度下相互分离从而实现综合利用和回收。由于是在真空中进行,大气没有参与作业,故减小了污染。虽然目前对真空冶金法的研究尚少,且还缺乏相应的经济指标,但它明显克服了湿法冶金法和常压冶金法的一些缺点,因而必将成为一种很有前途的方法。 2.镍镉电池 Ni-Cd电池含有大量的Ni,Cd和Fe,其中Ni是钢铁、电器、有色合金、电镀等方面的重要原料。Cd是电池、颜料和合金等方面用的稀有金属,又是有毒重金属,故日本较早即开展了废镍隔电池再生利用的研究开发,其工艺也有干法和湿法两种。干法主要利用镉及其氧化物蒸气压高的特点,在高温下使镉蒸发而与镍分离。湿法则是将废电池破碎后,一并用硫酸浸出后再用H2S分离出镉。 3.铅蓄电池 铅蓄电池的体积较大而且铅的毒性较强,所以在各类电池中,最早进行回收利用,故其工艺也较为完善并在不断发展中。 在废铅蓄电池的回收技术中,泥渣的处理是关键,废铅蓄电池的泥渣物相主要是PbSO4,PbO2,PbO,Pb等。其中PbO2是主要成分,它在正极填料和混合填料中所占重量为41%~46%和24%~28%。因此,PbO2还原效果对整个回收技术具有重要的影响,其还原工艺有火法和湿法两种。火法是将PbO2与泥渣中的其它成分PbSO4,PbO等一同在冶金炉中还原冶炼成Pb。但由于产生SO2和高温Pb尘第二次污染物,且能耗高,利用率低,故将会逐步被淘汰。湿法是在溶液条件下加入还原剂使PbO4还原转化为低价态的铅化合物。已尝试过的还原剂有许多种。其中,以硫酸溶液中FeSO4还原PbO2法较为理想,并具有工业应用价值。 硫酸溶液中FeSO4还原PbO2,还原过程可用下式表示: PbO2(固)+2FeSO4(液)+2H2SO4(液)→PbSO4(固)+Fe2(SO4)3(液)+2H2O
此法还原过程稳定,速度快,还可使泥渣中的金属铅完全转化,并有利于PbO2的还原: Pb(固)+Fe2(SO4)3(液)→PbSO4(固)+2FeSO4(液)
Pb(固)+PbO(固)+2H2SO4(液)→2PbSO4(固)+2H2O 还原剂可利用钢铁酸洗废水配制,以废治废。 Ni-MH电池、新型的锂离子电池随着近年手持电话和电子设备的发展得到了大量的应用。在日本,Ni-MH电池的产量,1992年达1800万只,1993年达7000万只,到2000年已占市场份额的近50%。可以预计,在不久的将来,将会有大量的废Ni-MH电池产生。这些废Ni-MH电池的正、负极材料中含有许多有用金属,如镍、钴、稀土等。因此,回收Ni-MH电池是十分有益的,有关它们的再生利用技术亦在积极开发中。 科技尤其是信息技术的发展,使得世界对电池的需求只会增多而不会减少,随之造成的电池污染和天然能源的消耗也将大大增加。各种回收利用技术虽日臻完善但毕竟治标不治本。因此科学家们提出了发展有利于环境保护与可持续发展的新型绿色环保电池。新型绿色环保电池是指近年来已投入使用或正在研制开发的一类高性能、无污染的电池。目前已经大量使用的金属氢化物镍蓄电池、锂离子蓄电池、正在推广应用的无汞碱性锌锰原电池和可充电电池都属于这一范畴;正在研制开发的聚合物锂或锂离子蓄电池、燃料电池、电化学贮能超级电容器等也可列入这一范畴。 (三)我国主要城市废电池回收处理现状
1.北京
目前北京市每年产生废旧电池2亿多只,重量达4840吨。而全市每年废旧电池的回收数量只有区区200吨左右,占总量不足5%。目前北京市只有奥士凯连锁店、麦当劳餐厅、好邻居连锁店、西四电器公司以及北京市26所大专院校联合组织建立了废电池回收点。从1998年5月到1999年5月北京市共回收电池量为14吨,仅占0.4%。
2.广州
广东是电池生产和消费大省,每年会产生数亿只的废旧电池。如何处理这些散在千家万户的污染物?政府和百姓都挠头以待。
目前,省内有些城市虽然设立了废旧电池回收箱,但利用率却不高,大多数市民知之不详,仍然随便丢弃废电池。即便回收了可怜一点的废电池,却又不知如何处理,只好将它们堆放在仓库里。
而另有一些城市,比如广州,既没有回收废电池的措施,更没有专门处理废电池的填埋场。如此一来,废电池竟找不到“容身之所”。
(1)权威统计
目前广州每年消费电池约5亿节,其中八成、约4亿节电池使用后就被弃置。废电池的体积很小,但危害却很大。据广东省环保局的专家介绍,一颗“钮扣”电池中的污染物全部释放后可污染60万升水,一节一号电池弃置于土壤中,可使一立方米的土地失去农用价值。
(2)相关规定
电池之所以有害,很大程度上是因为电池含“汞”,为此,国家有关部门早已下令,至2006年,我国的电池生产也将最终实现“无汞”含量。
早在1997年12月31日,原中国轻工总会等九个部委就联合下发了《关于限制电池产品汞含量的规定》,要求从2001年1月1日起,进口电池将由国家出入境检验检疫部门实施强制性检验,并明确规定“2006年起禁止生产和销售非绿色环保电池”。而在过渡时期,政府部门和民间机构则在全国范围内开展废旧干电池的回收行动。
(3)广州仍无废电池填埋场
广州每年有4亿节电池被弃置!那么市民手中的废电池,究竟应该放哪呢?广州市环保部门回应,最简单的办法是请市民把废电池交给环卫工人处理。但据环卫部门透露,目前广州还没有专门的危险废物填埋场,因此废电池只能是与生活垃圾一起填埋。
据了解,广州每日只有1/3的固体废弃物进行了卫生填埋。换言之,还有大部分的废电池是没有得到妥善处理的。据不完全统计,广州市环卫部门共收集到数十吨的废旧电池,这些废旧电池大部分仍堆放在各街道环卫站内。
据悉,从06年9月1日起,广州城区的公共场所将陆续投放1万多个垃圾分类箱用于垃圾分类回收。这些垃圾箱分为“可回收、不可回收、有害垃圾”三种,其中,深红色的垃圾箱就是用于投放“可能对环境造成现实或潜在危害的垃圾”,当中主要包括废电池。
(4)建议对电池生产厂收税
广州目前尚未设立危险废物的分类处理中心,也没有专门处理危险废物的厂家,所以废旧电池的回收是个大难题。
为什么在人们环保意识普遍提高的今天,处理废旧电池却成了一道难题呢?据说,主要是由于废电池回收的利润比较低,而且客观上还没有过硬的技术来支撑,而国家尚未有鼓励企业投资的产业政策和相应的法律法规,所以鲜有企业投资回收废电池。
广东省环保局的环保专家认为,按照我国“谁污染,谁治理”的原则,对电池生产厂家适当征收环境治理税是必要的。将来,处理废旧电池的希望,还在于研究机构拿出较为成熟的技术和政府拿出资金进行处理废旧电池的硬件设施建设。
3.深圳
2002年6月初,深圳推出废旧电池回收箱,可三个月过后,回收箱不仅面目全非,“收入”也实在可怜。 已回收的500公斤废旧电池仍然存放在仓库里。
回收箱由蓝色干电池回收箱和绿色充电电池回收箱两部分组成。昨日,记者来到益田村中心广场,在一个不被人注意的角落里找到一个蓝色干电池的回收箱,箱子已经被人掀开,里面塞满了塑料袋和矿泉水瓶等生活垃圾;而另外一个绿色充电电池箱则夸张地从小洞里面伸出一截塑料袋,它的箱盖也有损坏。在天虹商场后面,记者发现的回收箱照样是破损的,里面充斥着垃圾。
然而,即便是已回收的500公斤的废旧电池,至今仍存放在深圳废物处理的仓库里,无招可治。
据介绍,2002年专门回收的废旧电池大部分为充电电池。深圳危险废物处理中心已经建立了专门的填埋场,这些废旧电池完全可以被安全填埋,可它们为什么还在仓库里堆积着呢?危险废物处理中心业务管理科的王浩东对记者说,危险废物处理中心是自主经营、自负盈亏的,只有赢利才能使废旧电池处理进行下去,而目前的技术只能进行物理分拆以及简单的化学提纯,可利用率低,利润微薄。如果将这些电池完全填埋,还要自己贴钱;利用技术提纯变废为宝可以做到,但成本将会大得吓人。由于能力有限,危险废物处理中心只能积压回收的废旧电池。
有专家认为,电池处理要产业化,但又缺乏资金,这需要政府介入。鉴于在短时期内不可能大幅降低处理技术成本,政府需要做一些实质性的工作。首先是监督电池的生产,从源头上治理,防止含毒量超标;另外,实行谁污染谁负责,谁污染大谁掏钱多,这一招可以让电池处理有充足的资金,比如现在需要处理的硫酸液,虽然要缴纳的处理费比购进成本还要高,但国家对此有规定,厂家不得不交钱处理;最后,政府必须监督电池的收集过程,使其规范化。
4.上海
上海从1998年5月开始启动废旧电池回收工作,目前有五种途径:一是在试点小区里,专门设置“有害垃圾”分类箱,在浦东和虹口的住宅小区,还有专门的废旧电池回收处;二是从1998年起,在各个大、中、小学和政府机关设立废旧电池回收处;三是遍布市区的2000多个“东方书报亭”,市民买新电池时,可以凭一节废电池享受两角人民币优惠;四是在华联、联华等大超市以及市百一店等大商场里,设有回收点;五是在街头的分类垃圾箱上,安装有回收废旧电池的特别分类筐。
上海回收的废旧电池如何处理?目前先把回收的废旧电池统一运到嘉定区安亭镇的有害垃圾分拣处,放入临时存放的密封箱。眼下,上海投资1亿元的工业废物处置场已进入调试阶段,在此“躺”了多年的近700万节废电池将被固化填埋。但由于回收率太低,难以产生规模效应,回收利用成本太高,废旧电池的资源化处理一时还难以实现。
5.浙江
电池电量用光了,怎么办?除了再买或充电外,还有第三种方式,就是去店里换一对。这种电池租赁站首次亮相杭州高校——2005年“五一”期间,浙江林学院的一家小店推出以“租”代“买”的电池消费新方式。这家租赁站位于林学院东湖校区学生公寓内。该店工作人员介绍,由于大学生对电池使用的。需求量大,环保意识也很强,所以选择在大学内设立“电池加油站”。目前镍氢电池的租赁价格除了每对15元的押金外,租赁费为40元/年、15元/季、5元/月、2元/周,电池里的电量耗尽,随时可换取电量充足的电池,在租赁内使用不限次数。
浙江林学院外语专业学生小张看到校园里冒出这么一家“电池加油站”后,就决定再也不买电池了。因为经常要听磁带,他每月至少要用掉10对电池,按每对2元,每月需支付20元。现在好了,不仅节省了费用,还能环保。
浙江林学院环保志愿者李同学说,这种新方式的环保之处在于用镍氢代替了传统的汞、镉等对环境污染较大的蓄电材料,而且镍氢充电电池可重复使用500次以上,这样不仅资源消耗量减小到最小,还解决了大量废旧电池的回收难题。
6.海口
据南海网2007年4月4日消息:大量随意丢弃的废电池给环境带来严重的污染危机,但由于种种原因,海南省废电池回收工作进展不理想,去年废电池数量估计有50吨,而实际回收率竟不达1%。目前,海南省国土环境资源厅首次在海口市有组织有规划的设立废电池回收箱250多个,计划在2010年全海口市设立废电池回收箱5000个,大力控制管理海南省废电池环境污染状况。大量废电池被随意丢弃。
有关资料显示,一节一号电池烂在地里,能使1立方米的土地失去利用价值;一粒纽扣电池可使600吨水受到污染,相当于一个人一生的饮水量。废电池对自然环境的污染十分巨大。
据省国土环境资源厅污染控制处的工作人员介绍,2006年,海南省废电池数量估计有50吨,但实际回收率达不到1%。目前已在海口市设置的250多个废电池回收箱,国土部门每半个月有专车前去各点回收废电池,保守估计海口市每月废电池产量为5吨,现在每个月100个箱只能回收500斤左右的电池,依然有大量的废电池“找不到回家的路”。
MP3、手机、电动车等需使用电池的产品的广泛使用,使得废电池的产量日益增多。如何使这些产品在给人们带来便利的同时,也能更好的完善废电池回收机制,既可资源回收利用,又可有效保护环境,成为了新背景下的国土、环卫部门的关注问题。海南省电池回收过程遇到的几大问题。
难题一:废电池回收意识差
据国土部门称,在海口大学校园、高楼内都设置了废电池回收箱,但市民对废电池回收的意识还比较低。在某大学校园内,记者随机采访了几名大学生,均称不知道校园内的废电池回收箱设在何处,平时听MP3所耗费的干电池或充电电池,基本都是随手丢弃了。而在海口一家商场内,市民也同样表示没有留意到废电池回收箱,大部分电池都当生活垃圾丢弃。采访中,市民皆能意识到废电池对环境会造成污染,但具体的将废电池回收集中处置则鲜有人真正实践。
难题二:回收体制有待完善
据了解,按相关文件规定,各电池生产商、经销商间需建立一套完整的废电池回收机制,即民间说法“从哪里来,到哪里去”“谁生产谁回收”,同时一些省份也按照“谁污染,谁治理”的原则,考虑对生产厂家征收环境治理税。
记者采访得知,一般干电池、手机电池销售商均未有这样的回收体制,只有一些电动车销售商或维修商回收电动车废电池,价格10元、20元不等。据商家称,回收回来的电池由原电池生产厂家收购。
省国土厅相关负责人对此表示,有文件规定完善“生产-销售-回收”渠道,但不是强制执行的,所以在海南,废电池的回收还由相关部门来主动实施。该负责人还称,目前废电池不仅没法实现“生产-销售-回收”渠道里的顺利、系统的轮回,由于废电池处理需要过硬的技术支撑以及考虑废电池回收处理的利润,目前在全国具备一定规模的废电池回收处理厂比较少,废电池要找到回家的路,找到收容之地不容易。据了解,同其他省份以前的做法一样,海南省对集中回收的废电池进行填埋处理,但事实证明,填埋处理对环境造成的污染更为严重,并且也造成了一定程度的资源浪费,目前,海南省收集到的电池都储备于海口郊区,达到一定数量后将运往已联系好的广东一家废电池处理厂。
难题三:回收管理工作进展缓慢
多年来,海南省废电池回收管理工作一直没有得到系统的组织和开展,对于海南废电池回收率低的局面,省国土环境资源厅工作人员表示,除了市民意识不高外,也确实有管理部门的责任。
在2002年,曾有企业以民间活动方式在海口设立了200多个废电池回收箱,此事也得到相关部门的支持,但或许是因为当时回收箱覆盖面较小,废电池回收体制不够完善,鲜有市民知道废电池回收箱的存在,废电池回收量极低,这200个回收箱的意义在经历了近一年的“吃不饱”局面之后渐渐淡化,回收工作不了了之。
直到2006年10月,省国土环境资源厅才首次在全市范围内有规划的设置废电池回收箱,到目前为止已在学校、写字楼、小区、酒店设置了250个左右,这是海口市首次有组织有规模的开展废电池回收工作,但回收率仍不高。
2002年6月,宝华海景大酒店向海口环卫局捐赠200个电池回收箱,环卫局也先后在海府路科学馆垃圾收集站、海口一中垃圾收集站、海甸二西路垃圾收集站等地设立了6个废旧电池回收点,但遗憾的是,回收率不高。
据海府路科学馆垃圾收集站的环卫工人介绍,有些单位偶尔会送些废电池来,但量很少,一个月不过20多斤。相反,电池回收箱里往往塞满其它垃圾。海口市美兰区环卫局业务股长郑宝祥说,目前大部分市民还没有自觉回收废旧电池的意识。据海口市环卫局有关人士估计,全市电池年消费量约10吨,可回收率不足十分之一。
有关人士分析认为,目前废旧电池回收难,主要原因有三:一是宣传不到位,市民对废旧电池危害认识不足;二是无激励机制,市民回收电池积极性不高;三是缺少完善有效的回收网络和体系。市民抱怨回收箱太少,布点也不尽合理。不少市民不知回收箱设在哪,收集废弃电池后,不知该往哪送。
“电池收集起来是好事,可回收后我们又不知如何处理。光存放起来也不是办法呀。”海口环卫局业务科科长何明通一脸无奈。
海口环卫局垃圾场副场长邢少军介绍,处理废弃电池需要较强的专业处理技术,而海口至今还没有一个废弃电池处理厂,也缺乏处理技术。目前约有2吨废弃电池还静静“躺”在春岭垃圾处理场贮存室的密封桶内。大部分废弃电池连同垃圾一起处理,多少会对环境造成污染。
我省其他市县的废弃电池也基本混杂于生活垃圾内,要么填埋,要么焚毁,基本没有回收。
我们环保小组进行了三个月的问卷调查,在调查的过程中,发现电池成为在人们生活中不可或缺的一部分,随着生产力的不断提高,电池不断的改善,但是由于回收箱的不普及和回收过程出现的等等问题,可想而之,废旧电池危害的版图将随之而扩大。从第9题的调查数据可以发现,目前大部分人对电池的危害只局限于一节普通的干电池可以污染1立方米的土地,其他的一概不清楚。而从问卷第7题的数据中看出大概有42.5%的人是把废旧电池扔到最近的垃圾箱,61%的人群不知道废旧电池回收后的处理方式。以上的数据可以表明人们的环保意识较弱,政府的宣传力度不够,人们落实不到行动上。从11和12题人们的建议可以看出,有的地方没有废旧电池回收箱,以致于很多人想为环境出一份力都无能为力。目前海口市国土资源局正在海口市安装废旧电池回收箱,现在第一批正在安装中,所以涉及的范围不是很广,虽然相关的部门对此正在努力,但对于政府的办事效率,许多人对此还有很多的不满。不过从问卷的第8题分析可以可以看出目前还是有很多的热心人士,还是很爱护、保护这个地球的,只是孤掌难鸣。希望这个报告可以有助政府、市民多关注废旧电池的回收,关注环保事业,并为此提出更好的建议和意见。
四、废旧电池回收处理的相关条例
(一)《废电池污染防治技术政策》
2003年10月9日,国家环境保护总局和国家发展与改革委员会、建设部、科技部、商务部联合发布了《废电池污染防治技术政策》(见附件1)。该技术政策作为指导性文件,自发布之日起实施。该技术政策适用于废电池的分类、收集、运输、综合利用、贮存和处理处置等全过程污染防治的技术选择,指导相应设施的规划、立项、选址、施工、运营和管理,引导相关环保产业的发展。
(二)《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》
2004年12月29日,中华人民共和国第十届全国人民代表大会常务委员会第十三次会议修订通过《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》,由胡锦涛主席签署实施,于2005年4月1日启用
五、各国废电池管理实践
各国对废电池污染控制主要采取下面手段:
1)在电池生产过程中控制有害元素的使用,或者用新型电池替代含有有害元素的电池,如电池的无汞化。这种方法被称为“再设计”(Redesign);
2)延长电池的使用时间,或使用可重复使用的充电电池。这种方法被称为“再使用”(Reuse);
3)回收废电池进行再生利用,这被称为“再循环”(Recycling);
4)无害化处置已经收集的废电池。
各国基本采用这些方式控制废电池的污染,但是所采取的程度有所不同。
(一)美国
美国1996年制定颁布了《含汞电池和充电电池管理法》。这部《电池法》的立法原则是“逐渐淘汰使用电池中的汞,高效低成本收集、回收或适当处置废镍镉电池、小型密封铅酸电池、以及其他需要控制的电池”,“培养公众对于这些电池收集、回收和适当处置的关注”,“有助于需要控制的电池的收集和回收或适当处置”以及“鼓励使用可充电电池的人们参与收集回收废镍镉电池、小型密封铅酸电池和其他需要控制的电池”。在这部法律中对废镉镍电池、废小型密封铅酸电池和其他废充电电池的标签、生产、收集、运输、贮存等作出了规定。《电池法》规定为了便于有效地再生利用和适当处置废镍镉电池、小型密封铅酸电池和其他需要控制的电池,电池生产商必须使用统一的规定标识,并鼓励志愿厂商投资废电池的再生利用和适当处置废电池。《电池法》规定不得销售没有标识或标识不符合要求的电池,以及无法拆卸或不便拆卸电池的用电器具。并规定了标识的内容和式样。《电池法》规定不得销售、使用含有汞的碱性电池、锌锰电池(有意向电池中投加汞),氧化汞电池,并鼓励新型电池的研究、生产。
《电池法》要求充电电池生产商和使用充电电池器具生产商组织进行废电池回收利用的公众教育和公众参与,提高废镍镉电池、小型密封铅酸电池和其他需要控制的电池的回收率或对废电池进行有效的处理处置。为此美国开展了全国范围的镉镍电池的回收计划和部分州的回收计划,而废小型铅酸电池的回收计划是由“便携是式充电电池协会”(PRBA)和“电池国际理事会”(BCI)进行的。在这一计划中,镉镍电池的批发、零售商和公众组织收集废镉镍电池,由PRBA承担收集费用并将废镉镍电池送到位于宾夕法尼亚州的国际金属再生公司(INMETCO),回收的钢材用于制造不锈钢,99.95%纯度的镉被重新用于生产镉镍电池。除此之外,有些州也建立了自己的废镉镍电池的回收利用计划。比如马萨诸塞州的废镉镍电池回收率在1997年前已经达到了三分之一。
(二)欧盟
在欧盟的国家中,从1980年开始有的国家在法律条文中涉及到含有危险物质(汞、镉和铅)的电池的管理。通过对电池中有害物质含量的限定和电池包装明确标识的方式来加强对电池的管理。为了使欧盟各国的法律条文统一,在欧盟内部加强对含有危险物质的电池的管理,在1991年欧盟出台了《废旧电池管理导则(Directive 91/157/CEE)》,并在1998年进行了修正(98/101/EC)。该导则要求各成员国对各种类型的含有危险物质的电池进行回收。含有危险物质的电池的定义是:其有害物质含量大于表11中规定的限值。并且对自1993年1月1日开始,禁止生产有害物质含量大于表12中规定的限值的电池。
表11 :含有危险物质的电池 | 91/157/CEE | 98/101/EC | 有害物质 | 限值 | 备注 | 限值 | 备注 | Hg | >25mg/个电池 | 不包括碱性锰电池 | >0.0005% | 所有电池 | >0.025% | 碱性锰电池 | Pb | >0.4% | 所有电池 | >0.4% | 所有电池 | Cd | 0.025% | 所有电池 | 0.025% | 所有电池 |
表12: 禁止生产的电池 | 91/157/CEE (1993.1.1执行) | 98/101/EC (2000.1.1执行) | 有害物质 | 限值 | 适用范围 | 限值 | 适用范围 | Hg | 0.05% | 特殊碱性锰电池 | 0.0005% | 所有电池 (除纽扣电池) | 0.025 | 其余碱性锰电池 | 无限值 | 纽扣电池 | 2% | 纽扣电池 | | | | | | |
为了补充91/157/EWG导则的技术条款,紧接着在1993年颁布了93/86EEC导则,明确规定了含有危险物质废旧电池上统一的标示系统,使含有危险物质废旧电池可以容易地被区分开来,便于消费者分类收集,防止其生活垃圾中。
在1998年为了加强对电池中汞含量的限制,又出台了98/101/EC导则,调低了禁止生产的电池的汞含量,要求自2000年1月1日起禁止生产含汞量大于0.0005%的普通电池和大于2%的纽扣电池。
与此同时,在欧盟正在起草一部新的导则,新导则可能涉及的内容如下:
1.将导则的管辖范围由特定的含有危险物质的电池扩展到所有电池;
2.继续对一些含危险物质的电池进行更为严格的限制,特别是含镉的电池由
于存在替代镉技术出现,将经过一个较长的过度期,逐步到2008年禁止含镉电池的生产。
3.对各国电池的最低收集回收率进行限定,其中汽车电池回收率要求达到
95%,所有电池的收集回收率最少达到55%。最后期限是2004年。
4.要求各国通过税收等手段保障电池收集回收的资金,并且通过减免税等手
段支持对环境无害的电池产品。
为进一步加强废电池的回收,欧盟还在计划制定一个计划提出废电池回收比例的目标年限。
(三)欧洲各国电池回收系统
在执行欧盟《废旧电池管理导则(Directive 91/157/CEE)》上,各国采取的方式手段均不一样。德国通过立法规定所有电池必须回收,不建立或加入回收系统的产品不得在德国销售。而法国则只对“导则”中规定的含有害物质的电池采取强制回收。而丹麦则是采取自愿的形式对含铅和镉的电池进行回收。收费的手段也各不相同,下面就收费手段对各国回收系统进行简要介绍。
1.以税收的形式向消费者征收处理费用的国家
在奥地利的《电池法》和“电池工业协会与各城市和电池销售商协议”的基础上,1989年奥地利率先建立了一个由电池工业协会组建的收集回收系统“UFB”。该系统目前收集回收量为销售量的54%,平均每人160克的电池。收集回收系统的费用来源于附加在电池上以“环境税”的形式向消费者收取的资金。
1995年比利时通过电池工业协会建立收集回收系统“Bebat”。该系统目前收集回收量为销售量的58%,平均每人200克的电池。收集回收系统的费用来源于附加在电池上以“环境税”的形式向消费者收取的资金。
1997年,荷兰电池工业协会建立电池收集回收系统“Sibat”。该系统目前收集回收量为销售量的33%,平均每人125克的电池。收集回收系统的费用来源于附加在电池上以“环境税”的形式向消费者收取的资金。
2.生产者及销售商(进口商)承担收集处理费用的国家
1998年,德国《废旧电池管理法》颁布,由此产生了由电池工业协会成立的收集回收系统“GRS”。该系统目前收集回收量为销售量的33%,平均每120克的电池。该系统的费用由生产厂商和进口商支付。
1999年,瑞典政府开始收集含铅、镉和汞的电池。所有生产和进口这类电池的厂商必须支付“环境税”,“环境税”将被用于电池的收集系统。
1999丹麦政府开始收集含铅、镉和汞的电池。生产和进口这类电池的厂商支付的“环境税”用于电池的收集系统。
目前,法国、葡萄牙、捷克、波兰和匈牙利等国家都颁布了各自的法律,正在逐步建立自己的电池收集回收系统。
(四) 德国
德国在1998年颁布了《废旧电池管理法》,并于2001年根据欧盟98/101/EC导则进行了修订。根据该法的要求,对德国电池进行了分类(见表13)。
表13:德国电池分类 种类 | 有害物质 | 限值 | 备注 | 含有危险物质的电池 | hg | >0.0005% | 所有电池 | >25mg/个 | 不包括碱性锰电池 | Cd | >0.025% | 所有电池 | Pb | >0.4% | 所有电池 | 其余电池 | 低于上述限值 | 所有电池 | 汽车电池 | 用于车辆点火、启动的电池 |
《废旧电池管理法》对进入德国市场的电池进行了严格的限定:1)电池的生产商或者销售商(进口商)只有在德国有已建立的收集回收系统方可进行销售(自己建立回收系统或者加入已经存在的回收系统)。2)禁止生产销售含汞量大于2%的纽扣电池和大于0.0005%的其余电池。3)在仪器、仪表等产品设备中内部一体化的电池不得有含有危险物质的电池(见表3)。含汞量小于2%的纽扣电池是例外。
由于《废旧电池管理法》的颁布,德国成立了多个废旧电池收集系统:1)GRS系统由德国的多家大公司共同出资,以基金会的形式成立。该系统是一个不以盈利为目的的回收系统,所有费用由参加该回收系统的电池生产商和销售商(进口商)承担。目前加入该系统的电池生产商和销售商(进口商)生产和销售的电池总量占德国市场电池总量的80%以上。2)Vfw-REBAT回收系统由德国Vfw股份有限公司成立,以盈利为目的的回收系统。目前加入该系统的电池生产商和销售商(进口商)生产和销售的电池总量为3000吨,回收量为1500吨,回收率50%。它的收费标准是500-600欧元/吨。3)Robert Bosch公司成立的回收系统是以盈利为目的的回收系统。由参加该系统的电池生产商和销售商(进口商)生产和销售的电池总量约为1500吨。4)另有四家电池生产商自己建立了收集回收系统。前三个回收系统在2000年总的成果见表14。
表14 2000年收集回收表 普通电池 | 进入市场电池总量(吨) | 回收量(吨) | 回收率(%) | 锌碳电池 | 9952 | 3404.6 | 34.2 | 碱性锰电池 | 16137.4 | 4870.6 | 30.2 | 锌电池 | 277.1 | 251 | 90.6 | 锂电池 | 441.1 | 225.1 | 51.0 | 充电电池 | 进入市场电池总量(吨) | 回收量(吨) | 回收率(%) | 锂充电电池 | 430.8 | 36 | 8.4 | 镍电池 | 1833.5 | 17.2 | 0.9 | 铅电池 | 519 | 403.3 | 77.7 | 镍镉电池 | 3214.5 | 1000.9 | 31.1 | 钮扣电池 | 252.9 | 87.0 | 34.4 | 总计 | 33058.4 | 10293.8 | 31.1 |
(五) 瑞士
瑞士废电池管理法规要求对所有种类废电池进行管理。法律规定了电池生产中有害物质的含量要求,以及标识、再生利用等方面的规定。同时要求生产商和销售商有义务收集所有废电池,并对其进行处置和利用。
最初瑞士的废电池由特种废物处置公司运往德过处理。但是1991年瑞士立法禁止废电池出口,要求在国内处理。目前瑞士建有两座大型废电池处理厂,可以处理全国范围内收集的混合废电池。但是由于在国内处置废电池大大提高了废电池的处置费用(提高近5倍),收集部门没有能力继续支付全部费用,于是开始实行“预付处置税”制度。这一税由制造商承担,最终转嫁到消费者身上。
(六)日本
由于1956年出现的水俣病以及人们对废电池中汞的忧虑,日本社会各界开始关注废电池中汞的威胁。一些研究表明,废电池的焚烧对大气造成了严重污染。日本政府也开始探讨废电池的管理问题。1985年日本厚生省发布的咨询文件要求电池实现无汞化,并在1990年达到这一目标。在这一文件中,提出了如下指导性意见:
1.由于日本垃圾处理设施均有严格标准,废电池可以同生活垃圾一同处理,在环境保护问题上没有特别的问题。同时进行汞含量的降低、氧化汞扣式电池的回收处理,以保证环境保护的需要;
2.为满足社会和环境保护的要求,有关各方在自己的职责范围内共同采取措施降低电池中的汞含量;
3.市町村可以根据自己的需要判断决定是否进行废电池的回收。
有关各方需要采取的步骤是:
1.干电池中汞含量的降低
(1)强化回收汞电池;
(2)降低碱性电池中的汞含量;
(3)强化碱性电池的标识。
2.实施废碱性电池的区域性回收、处理
(1)建立区域性废碱性电池的回收处理体制;
(2)建立相应的促进回收处理的组织;
(3)制造者积极协助。
3.加强排出汞的监测
日本干电池工业协会采取了一系列行动:
(1)加强汞电池的回收;
(2)推广在助听器内用锌—空气电池替代汞电池;
(3)到1987年将碱性电池中的汞含量降低到现有水平的1/6;
(4)到1987年实现标识化。
到1995年,日本实现锌锰电池和碱性电池的无汞化,收集处理废电池6000吨。由于干电池实现无汞化,干电池的收集量在降低。
日本《资源回收利用法》规定必须回收二次电池,但是没有法律要求回收一次干电池。目前日本各地要求充电电池和扣式电池送到电器店等回收设施内,而废一次干电池一般随生活垃圾处理。
2001年日本经济产业省和环境省联合召开废二次电池再生研讨会,提出了推进小型二次电池回收再生的政策文件。政策指出,重点回收二次电池;对于一次干电池,由于在世界上缺乏经济有效的再生技术,其再生要进行谨慎的探讨。
二次废电池的回收以干电池工业协会组织有关团体进行废电池的回收。要求到2005年,废镉镍电池的回收率由1999年的45%提高到78%,氢镍电池由20%到35%,锂电池由20%到40%,小型铅酸电池由55%到80%。
六、海南侨中环境保护研究小组对废电池回收的建议
经过了以上种种的调查研究活动,我们得出了下列结论。首先,电池产品对环境的危害主要是酸、碱等电解质溶液和重金属的污染。充电电池中含有镍,蓄电池中含铅,普通干电池含有汞,还含有铅和酸碱,对环境也很有害。废电池无论在大气中还是深埋在地下,其重金属成分都会随渗液溢出,造成地下水和土壤的污染,日积月累,会严重危害人类健康。然而与不少国家相比,我国废电池回收率却相当低。
而据我们所知,废电池之所以难回收,首先在《固定废弃物防治法》中,没有对电池回收制订详尽的细则,回收与不回收没有奖励、处罚,有关职能部门不能对生产企业、回收部门、个人作出有针对性的指导,加之有些单位受集中废旧电池对环境污染更大、分散弃置反而污染小的思想的影响,对回收电池指导不力;其次,目前废旧电池的回收网络大部分虽然是由企业与政府合作设立,但宣传力度不够,加上居民们对废旧电池危害认识不足,没有形成自觉收集、上交意识,所以废旧电池还是难入“大网”;再次,作为生产企业的电池生产厂家每年都在向全社会提供上亿只各类电池,但真正参与到回收这一环节中的生产企业却属凤毛麟角。
(一)给同学的倡议:
我们当代中学生,接受了很好的教育,具备了很好的素质,我们应该从自我做起,一方面要选择性地使用无汞电池、可充电电池,做好电池用后的回收工作,尽量使用节能产品,成为周围人的楷模;另一方面,要把自己所学知识积极向社会传播,大力宣传废旧电池对环境的严重危害,做好环保宣传员,让环保意识深入人心。
(二)给学校的建议:
我们学校有能力、有义务在校内举办一系列有关的活动,为在校学生上一堂最实践、最生动的环保课,有效在增强学生的环保意识、社会意识。
(三)给政府的建议:
1.调整产品结构,淘汰落后的工艺、产品,提高国标要求,淘汰含汞电池,同时强化执法力度,严肃打假工作,从源头上杜绝电池污染,禁止劣质电池流入市场。
2.尽快建设废旧电池回收再利用并无害化处理的工厂,使废旧电池有最终的去处。
3.做好科普宣传和对民众的教育工作,制定相应的规章制度,设立像垃圾桶一样密集的回收网点,使废旧电池的回收成为一种规范化的行为。
4.在政策上对积极参入回收和再利用的企业予以扶持和鼓励,为公益事业机构和企业搭好桥。
5.大量推广节能的产品及有效方法,大力推进节能环保的进程,减少非环保电池的使用。
参考资料: 1.郭延杰 日本废电池再生利用简介
2.陈为亮,戴永年 废旧干电池的综合回收和利用
3.马永刚 废电池环境研讨会综述
4.陈维平 废铅蓄电池回收技术中PbO2还原方法的分析与比较
5.陈景贵 跨入新世纪的中国新型绿色电池工业
6.电池与环保——中学生环境生态主题网站
http://computer10.cbern.gov.cn/computer/upload/c2006/200603340169/index.htm
7.国家环境保护总局 http://www.zhb.gov.cn
8.笪熠,袁晨燕,王广涵 北京市废电池回收状况的研究报告
鸣谢:(排名不分先后)
海南华侨中学
海南中学
海口市第一中学
海南师范大学附属中学
海口市龙华小学
海南省林业局
海口市国土资源局
PC魅力论坛http://www.pcmeili.com
附件一:
废电池污染防治技术政策 环发[2003]163号 ( 2003-10-09实施) 1. 总则
1.1 为引导废电池环境管理和处理处置、资源再生技术的发展,规范废电池处理处置和资源再生行为,防止环境污染,促进社会和经济的可持续发展,根据《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》等有关法律、法规、政策和标准,制定本技术政策。本技术政策随社会经济、技术水平的发展适时修订。
1.2 本技术政策所称废电池包括下述废物:
已经失去使用价值而被废弃的各种一次电池(包括扣式电池)、可充电电池等;
已经失去使用价值而被废弃的铅酸蓄电池以及其他蓄电池等;
已经失去使用价值而被废弃的各种用电器具的专用电池组及其中的单体电池;
上述各种电池在生产、运输、销售过程中产生的不合格产品、报废产品、过期产品等;
上述各种电池在生产过程中产生的混合下脚料等混合废料;
其他废弃的化学电源。
1.3 本技术政策适用于废电池的分类、收集、运输、综合利用、贮存和处理处置等全过程污染防治的技术选择,并指导相应设施的规划、立项、选址、设计、施工、运营和管理,引导相关产业的发展。
1.4 废电池污染控制应该遵循电池产品生命周期分析的基本原理,积极推行清洁生产,实行全过程管理和污染物质总量控制的原则。
1.5 废电池污染控制的重点是废含汞电池、废镉镍电池、废铅酸蓄电池。逐渐减少以至最终在一次电池生产中不使用汞,安全、高效、低成本收集、回收或安全处置废镉镍电池、废铅酸蓄电池以及其他对环境有害的废电池。
1.6 废氧化汞电池、废镉镍电池、废铅酸蓄电池属于危险废物,应该按照有关危险废物的管理法规、标准进行管理。
1.7 鼓励开展废电池污染途径、污染规律和对环境影响小的新型电池开发的科学研究,确定相应的污染防治对策。
1.8 通过宣传和普及废电池污染防治知识,提高公众环境意识,促进公众对废电池管理及其可能造成的环境危害有正确了解,实现对废电池科学、合理、有效的管理。
1.9 各级人民政府应制定鼓励性经济政策等措施,加快符合环境保护要求的废电池分类收集、贮存、资源再生及处理处置体系和设施建设,推动废电池污染防治工作。
1.10 本技术政策遵循《危险废物污染防治技术政策》的总体原则。
2.电池的生产与使用
2.1 制定有关电池分类标识的技术标准,以利于废电池的分类收集、资源利用和处理处置。电池分类标识应包括下述内容:
需要回收电池的回收标识;
需要回收电池的种类标识;
电池中有害成分的含量标识。
2.2 电池制造商和委托其他制造商生产使用自己所拥有商标电池的商家,应当在其生产的电池上按照国家标准标注标识。
使用专用内置电池的器具生产商应该在其生产的产品上按照国家标准标注电池分类标识。
2.3 电池进口商应该要求国外制造商(或经销商)在出口到我国的电池上按照中国国家标准标注标识,或由进口商在其进口的电池上粘贴按照中国国家标准标注的标识。
2.4 使用电池的器具在设计时应该采用易于拆卸电池(或电池组)的结构,并且在其使用说明书中明确电池的使用和安装拆卸方法,以及提示电池废弃后的处置方式。
2.5 根据国家有关规定禁止生产和销售氧化汞电池。根据国家有关规定禁止生产和销售汞含量大于电池质量0.025%的锌锰及碱性锌锰电池;2005年1月1日起停止生产含汞量大于0.0001%的碱性锌锰电池。逐步提高含汞量小于0.0001%的碱性锌锰电池在一次电池中的比例;逐步减少糊式电池的生产和销售量,最终实现淘汰糊式电池。
2.6 依托技术进步,通过制定有关电池中镉、铅的最高含量的标准,限制镉、铅等有害元素在有关电池中的使用。鼓励发展锂离子和金属氢化物镍电池(简称氢镍电池)等可充电电池的生产,替代镉镍可充电电池,减少镉镍电池的生产和使用,最终在民用市场淘汰镉镍电池。
2.7鼓励开发低耗、高能、低污染的电池产品和生产工艺、使用技术。鼓励电池生产使用再生材料。
2.8 加强宣传和教育,鼓励和支持消费者使用汞含量小于0.0001%的高能碱性锌锰电池;鼓励和支持消费者使用氢镍电池和锂离子电池等可充电电池以替代镉镍电池;鼓励和支持消费者拒绝购买、使用劣质和冒牌的电池产品以及没有正确标注有关标识的电池产品。
3.收集
3.1 废电池的收集重点是镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池、铅酸电池等废弃的可充电电池(以下简称为废充电电池)和氧化银等废弃的扣式一次电池(以下简称为废扣式电池)。
3.2 废一次电池的回收,应由回收责任单位审慎地开展。目前,在缺乏有效回收的技术经济条件下,不鼓励集中收集已达到国家低汞或无汞要求的废一次电池。
3.3 下列单位应当承担回收废充电电池和废扣式电池的责任:
充电电池和扣式电池的制造商;
充电电池和扣式电池的进口商;
使用充电电池或扣式电池产品的制造商;
委托其他电池制造商生产使用自己所拥有商标的充电电池和扣式电池的商家。
3.4 上述承担废充电电池和废扣式电池回收责任的单位,应当按照自己商品的销售渠道指导、组织建立废电池的回收系统,或者委托有关的回收系统有效回收。充电电池、扣式电池和使用这些电池的电器商品的销售商应当在其销售处设立废电池的分类回收设施予以回收,并按照有关标准设立明显的标识。
3.5 鼓励消费者将废充电电池和废扣式电池送到电池或电器销售商店相应的废电池回收设施中,方便销售商回收。
3.6 回收后的批量废电池应当分类送到具有相应资质的工厂(设施),进行资源再生或无害化处理处置。
3.7 废电池的收集包装应当使用专用的具有相应分类标识的收集装置。
4.运输
4.1 废电池要根据其种类,用符合国家标准的专门容器分类收集运输。
4.2 贮存、装运废电池的容器应根据废电池的特性而设计,不易破损、变形,其所用材料能有效地防止渗漏、扩散。装有废电池的容器必须贴有国家标准所要求的分类标识。
4.3 在废电池的包装运输前和运输过程中应保证废电池的结构完整,不得将废电池破碎、粉碎,以防止电池中有害成分的泄漏污染。
4.4 属于危险废物的废电池越境转移应遵从《控制危险废物越境转移及其处置的巴塞尔公约》的要求;批量废电池的国内转移应遵从《危险废物转移联单管理办法》及其他有关规定。
4.5 各级环境保护行政主管部门应按照国家和地方制定的危险废物转移管理办法对批量废电池的流向进行有效控制,禁止在转移过程中将废电池丢弃至环境中,禁止将3.1中规定需要重点收集的废电池混入生活垃圾中。
5.贮存
5.1 本政策所称废电池贮存是指批量废电池收集、运输、资源再生过程中和处理处置前的存放行为,包括在确定废电池处理处置方式前的临时堆放。
5. 2 批量废电池的贮存设施应参照《危险废物贮存污染控制标准》(GB18597-2001)的有关要求进行建设和管理。
5.3 禁止将废电池堆放在露天场地,避免废电池遭受雨淋水浸。
6.资源再生
6.1 废电池的资源再生工厂应当以废充电电池和废扣式电池的回收处理为主,审慎建设废一次电池的资源再生工厂。
6.2 废电池资源再生设施建设应当经过充分的技术经济论证,保证设施运行对环境不会造成二次污染以及经济有效地回收资源。
6.3 废充电电池、废扣式电池的资源再生工厂,应按照危险废物综合利用设施要求进行管理,取得危险废物经营许可证后方可运行。废一次电池和混合废电池的资源再生工厂,应参照危险废物综合利用设施要求进行管理,在取得危险废物经营许可证后运行。
6.4 废电池再生资源工厂场址选择应参照《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)中的选址要求进行。
6.5 任何废电池资源再生工厂在生产过程中,汞、镉、铅、锌、镍等有害成分的回收量与安全处理处置量之和,不应小于在所处理废电池中这一有害成分总量的95%。
6.6 在资源再生工艺之前的任何废电池拆解、破碎、分选工艺过程都应当在封闭式构筑物中进行,排出气体须进行净化处理,达标后排放。不得对废电池进行人工破碎和在露天环境下进行破碎作业,防止废电池中有害物质无组织排放或逸出,造成二次污染。
6.7 利用火法冶金工艺进行废电池资源再生,其冶炼过程应当在密闭负压条件下进行,以免有害气体和粉尘逸出,收集的气体应进行处理,达标后排放。
6.8 利用湿法冶金工艺进行废电池资源再生,其工艺过程应当在封闭式构筑物内进行,排出气体须进行除湿净化,达标后排放。
6.9 废电池的资源再生装置应设置尾气净化系统、报警系统和应急处理装置。
6.10 废电池资源再生工厂的废气排放应当参照执行《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)中大气污染物排放限值。
6.11 废电池资源再生工厂应该设置污水净化设施。工厂排放废水应当满足《污水综合排放标准》(GB8978-1996)和其他相应标准的要求。
6.12 废电池资源再生工厂产生的工业固体废物(包括冶炼残渣、废气净化灰渣、废水处理污泥、分选残余物等)应当按危险废物进行管理和处置。
6.13 废电池资源再生工厂的人员作业环境应当满足《工业企业设计卫生标准》(GBZ1—2002)和《工作场所有害因素职业接触限值》(GBZ2—2002)等有关国家标准的要求。
6.14 鼓励开展废电池资源再生的科学技术研究,开发经济、高效的废电池资源再生工艺,提高废电池的资源再生率。
7.处理处置
7.1 在对生活垃圾进行焚烧和堆肥处理的城市和地区,宜进行垃圾分类收集,避免各种废电池随其他生活垃圾进入垃圾焚烧装置和垃圾堆肥发酵装置。
7.2 禁止对收集的各种废电池进行焚烧处理。
7.3 对于已经收集的、目前还没有经济有效手段进行再生回收的一次或混合废电池,可以参照危险废物的安全处置、贮存要求对其进行安全填埋处置或贮存。在没有建设危险废物安全填埋场的地区,可按照危险废物安全填埋的要求建设专用填埋单元,或者按照《危险废物贮存污染控制标准》(GB18597-2001)的要求建设专用废电池贮存设施,将废电池装入塑料容器中在专用设施中填埋处置或贮存。使用的塑料容器应该具有耐腐蚀、耐压、密封的特性,必须完好无损,填埋处置的还应满足填埋作业所需要的强度要求。
7.4 为便于将来废电池再生利用,宜将已收集的废电池进行分区分类填埋处置或贮存。
7.5 在对废电池进行填埋处置前和处置过程中以及在贮存作业过程中,不应将废电池进行拆解、碾压及其他破碎操作,保证废电池的外壳完整,减少并防止有害物质的渗出。
8.废铅酸蓄电池污染防治
8.1 废铅酸蓄电池的收集、运输、拆解、再生冶炼等活动除满足前列各章要求外,还应当遵从本章的要求。
8.2 废铅酸蓄电池应当进行回收利用,禁止用其它办法进行处置。
8.3 废铅酸蓄电池应当按照危险废物进行管理。废铅酸蓄电池的收集、运输、拆解、再生铅企业应当取得危险废物经营许可证后方可进行经营或运行。
8.4 鼓励集中回收处理废铅酸蓄电池。
8.5 在废铅酸蓄电池的收集、运输过程中应当保持外壳的完整,并且采取必要措施防止酸液外泄。
废铅酸蓄电池收集、运输单位应当制定必要的事故应急措施,以保证在收集、运输过程中发生事故时能有效地减少以至防止对环境的污染。
8.6 废铅酸蓄电池回收拆解应当在专门设施内进行。在回收拆解过程中应该将塑料、铅极板、含铅物料、废酸液分别回收、处理。
8.7 废铅酸蓄电池中的废酸液应收集处理,不得将其排入下水道或排入环境中。不能带壳、酸液直接熔炼废铅酸蓄电池。
8.8 废铅酸蓄电池的回收冶炼企业应满足下列要求:
铅回收率大于95%;
再生铅的生产规模大于5000吨/年。本技术政策发布后,新建企业生产规模应大于1万吨/年;
再生铅工艺过程采用密闭熔炼设备,并在负压条件下生产,防止废气逸出;
具有完整废水、废气的净化设施,废水、废气排放达到国家有关标准;
再生铅冶炼过程中产生的粉尘和污泥得到妥善、安全处置。
逐步淘汰不能满足上述基本条件的土法冶炼工艺和小型再生铅企业。
8.9 废铅酸蓄电池铅冶炼再生过程中收集的粉尘和污泥应当按照危险废物管理要求进行处理处置。
附件二:
海南华侨中学环境保护研究小组 开题报告表 课题名称 | 对海口相关地区废电池回收及利用的研究
| 课题组 的构成 | 组长 | 云惟阳 高一(21)班
| 组员 | 高一(13)班:石迈克、黄世龙、周凤君、陈美璇
高一(27)班:苏梦婷
| 导师 | 林名旺、林菁华
| 课题选择的缘起 | 伴随着科技的飞速发展,数码产品不断的更新换代,电池的使用量上升,可由于社会上大多数人环保意识较低等原因,废电池的回收及再利用也变成一个严重的问题。
| 课题研究的目的 | 1、了解废旧电池对生中的危害和影响
2、培养社会实践能力
3、丰富各个方面的知识和技能
4、培养团队合作的精神
| 课题研究涉及的内容范围 | 1、人们对废电池的危害的认识和回收意识
2、废电池会产生什么危害,程序如何
3、废旧电池回收箱的使用情况
4、废旧电池回收的意义
5、电池的组成
6、其他一些地区与海口市处理废旧电池的对比
7、对海口市废电池回收有什么不足,提出改进方案
| 课题研究拟使用的方法 | 1、查阅相关的图书和报刊
2、搜索网上的相关资料,归类备查
3、进行问卷调查并统计调查数据
4、对相关的人员进行课题访问
5、讨论调查成果,得出结论
|
课题研究所需的场地、设施、器材条件 | 场所:化学及生物实验室、网络教育、校外公共场所
设施:数码相机、DV、录音笔、打印机
器材:酒精灯、金鱼、电池等
| 计划访问的专家 | 校内 | 熟悉相关知识的同学和老师
| 校外 | 相关的专家、海口市环保局工作人员
| 预期成果 | 书面结题报告
| 课 题 研 究 的 计 划 | 活 动 安 排 | 活动时间 | 活动内容 | 活动方式 | 2007.3.16-3.23 | 讨论研究课题的展开 | 全组讨论 | 2007.3.24 | 实验探究废电池的危害 | 实验探究 | 2007.3.25-4.6 | 废旧电池的产生
资料收集分类 废旧电池的回收,
海口、国家的条例
| 上网查阅
资料
| 2007.4.7-4.20 | 网络发放问卷 | 上网发放 | 2007.4.21-4.30 | 调查废旧电池箱分布情况
校内问卷调查
| 实践调查 | 2007.5.1-5.5 | 废旧电池箱的全面考查 | 实践调查 | 放假期间 | 行人访问、专家采访 | 出访调查 | 2007.8.20-8.30 | 对此研究性学习进行结题 | 全组讨论 | 小 组 分 工 | 姓名 | 主要负责事项 | 云惟阳 | 电脑创作,对外联系事宜活动准备、数据统计、记录 | 黄世龙 | 电脑创作,数据深入分析、写结论、数据录入 | 石迈克 | 电脑创作、数据分析、统计、对外联系事宜活动准备 | 周凤君 | 数据分析、统计、写结论、对外联系事宜活动准备 | 苏梦婷 | 数据分析、统计、外出活动记录 | 陈美璇 | 数据深入分析、写结论、外出活动记录 | | | | | | |
导师意见
| 该课题具有一定环保意义和可行性,小组成员分工合理,协作妥学,思路清晰,望小组成员同心协力,认真完成研究报告。
林菁华 3.20 该课题选题贴切生活,利于环保,目的明确,内容涉及面广,采用的方法多样且可行性强,组内分工利于工作的进行。望组员齐心协力,把课题圆满完成。
林名旺 3.20 |
附件三:
实验一:探究废电池浸出液对种子的萌发的影响 (绿豆) 实验时间:2007.05.28――――2007.06.04 (8天)
实验地点:海南华侨中学科学馆二楼
实 验 员:云惟阳、苏梦婷
实验目的:为了探究废电池浸出液对种子的萌发的影响
实验材料:两个250ml的烧杯、同一批次的绿豆二两、脱脂棉花、纱布、两个规格相同的喷水瓶、? |