TCG彩票 天成彩票TCG彩票 天成彩票废弃物是指在产品生产、流通、消费过程中产生的,必须经过特别处理才能不对环境产生有害影响的废气、废水、废渣及其他排放物。盐化工业有着特殊的行业特征,多为易燃、易爆、有害、有毒物质;生产过程中产生的“三废”成份繁多,数量大。例如,氯碱行业中工业废水年排放量 7 200~8 000万吨;废气排放 600~700 亿立方米;废渣 160~200 万吨。制碱工业中排放的大量盐泥,以年产10万吨烧碱计,排放盐泥达7千余吨。全国大多数氯碱企业的盐泥弃置堆放,不仅造成环境污染、资源浪费,还占用大量的场所。我国目前已经形成了以制盐业为基础,氯碱工业和纯碱工业为主体,精细化工为发展方向的盐化工业格局。盐化工业的规模还在不断壮大,排放的废弃物也在增多。随着经济的发展,环境保护日益重要。各种环境法规对盐化工业环境保护的要求越来越高,废弃物对企业的影响也越来越大。企业一方面需要提高材料利用率, 降低废弃物的排放量。另一方面,企业需要发展循环经济,综合利用各种废弃物,降低环境成本的同时提高企业效益,实现企业保护环境与提高经济效益的双重目标。TCG彩票网 天成
当前,传统的核算方法未将盐化工业废弃物的成本单独核算。废弃物不管是否回收利用,其耗用的资源全部计入了产生废弃物的产品成本。废弃物发生各种环境污染治理或环境影响费用时,记入“管理费用”账户。例,某氯碱厂2×08年5月一次性投入氯化钾、氯化钡等原材料1 000 000元生产钾液碱15 000吨,氢氧化钾85 000吨,产生碱渣10 000吨,碱渣耗用各种材料共计100 000元。企业将碱渣处置后安全排放。处置过程中发生各种药剂、运输费及人工费共25 420元。企业传统的核算法为:单位产品所耗材料成本=1 000 000(15 000+85 000)=10元。如表1:
企业将废弃物处置费用记入“管理费用”,借:管理费用25 420,贷:银行存款25 420。这种处理方法存在弊端。第一,不利于废弃物成本的管理。废弃物未单独核算,不能集中反映出废弃物占用的资源,不能更好地对废弃物进行成本控制。第二,废弃物耗用的资源成本全部计入产生废弃物的产品成本,可能导致计入产品的成本比实际耗用的成本多。例如,当废弃物回收利用于生产其他产品时,这种核算方法就会导致产生废弃物的产品的成本增加,回收利用所生产的产品成本减少。废弃物处置时发生的费用计入当期损益,将减少产品成本,影响产品成本效益分析。可见,传统的核算方法不利于反映企业各产品及各业务成本的真实情况。第三,企业从自身利益出发,可能不对废弃物的环境影响进行治理,从而导致环境成本外部化,造成社会成本的增加。
核算废弃物的成本,首先需要分析废弃物的成本构成。企业的生产过程可以看成是能量转化过程,它包括一个有效能量的转化过程和一个无效能量的转化过程。有效能量的转化过程是指将能量通过劳动转化为合格产品,以满足人们的需要。无效能量转化过程指企业在生产过程中,由于资源得不到充分利用而造成的能量丧失。这些丧失的能量以废水、废气、废渣等方式输出,TCG彩票网 天成成为废弃物。盐化工业废弃物的成本构成如图1:
根据图1,废弃物的成本由处置成本和回收利用成本构成。其中,废弃物的处置成本包括无效能量成本、环境污染治理成本和环境影响成本。环境污染治理成本指为达标排放发生的物料及人工费,企业缴纳的各种排污收费等。环境影响成本指企业对环境造成不利影响而支付的各种罚款或赔偿款,例如,企业因超标排放支付的各种罚金,对农作物造成损失的赔偿等。废弃物的处置使废弃物退出了生产领域,其处置成本应由产生废弃物的产品承担,所以最后分配计入合格产品成本。企业回收利用的废弃物发生回收利用成本,包括回收利用废弃物耗用的无效能量和回收投入使用前发生的费用,如,运输费,去除有毒物质的费用等。回收利用成本与回收利用收入相配比,产生回收利用净损益。
为了更好地控制盐化工业废弃物成本,为其管理提供依据,需要将与废弃物有关的成本从其他成本中分离出来,设置专门的账户进行核算。废弃物的核算分为成本归集和分配两个环节。处置废弃物与回收利用废弃物成本的归集和分配有区别。
盐化工企业产生的废弃物有的回收利用价值小,不符合回收利用的成本效益原则;有的虽然回收利用价值大,但是现有回收利用技术还达不到回收利用的水平而无法回收利用。对这些废弃物需要进行处置。核算处置废弃物的成本时,首先,应将废弃物耗用的无效能量成本独立出来,借:废弃物,贷:原材料。其次,将企业对废弃物进行治理发生的环境污染治理成本和环境影响成本归集入废弃物成本,借:废弃物,贷:库存现金等。最后,将废弃物成本按产品成本动因分配进入产生废弃物的产品成本,借:生产成本——废弃物,贷:废弃物。
通过废弃物成本的归集和分配,可以全面地反映废弃物的总成本以及各产品承担的废弃物成本,从而更好地对废弃物进行管理。
回收利用废弃物归集的成本包括耗用的无效能量成本以及回收利用废弃物投入使用前发生的各种费用。回收利用废弃物的耗用的无效能量的核算与处置废弃物耗用无效能量成本相同,独立记入废弃物成本,借:废弃物,TCG彩票网 天成贷:原材料。回收利用废弃物投入使用前发生的各种费用记入废弃物成本,借:废弃物,贷:银行存款等。与处置废弃物的核算不同的是,回收利用时耗用的废弃物的成本应分配计入相应的回收利用所生产的产品成本,由废弃物回收利用所生产的产品收入补偿。假设上例中,企业将废渣回收作为添加剂生产饲料20 000吨。在投入生产使用前去除有毒有害物质发生各种费用34 120元。借:废弃物34 120贷:银行存款 34 120。废弃物成本应计入饲料的成本,则饲料应分配的废弃物总成本=100 000+34 120=134 120(元),单位成本=134 12020 000≈6.7(元)。如表4:
盐化工业中排放的大量废弃物是可以回收利用的,且回收利用的经济效益高。例如,在盐泥中通入CO2气体,使其与盐泥中的氢氧化镁发生反应,然后进行高温燃烧,可制得轻质氧化镁。轻质氧化镁可用于油漆工业、橡胶工业、造纸业的填充剂;还可用于制镁砖、坩埚等优质耐火材料。再如,纯碱生产过程中产生的大量副产物碱渣,可用于建筑工程,也可用于化肥、土壤改良剂,畜禽饲料添加剂等。制盐过程中排放的大量苦卤,富含各种有机物,回收利用的用途广泛。盐化工业加强废弃物管理的关键在于发展循环经济,综合利用各种废弃物。废弃物正确核算,为管理提供可靠的数据,有助于降低企业环境成本的同时提高企业的经济效益和环境效益。
[1] 朱小平. 试探环境会计中废弃物的核算[J].财会月刊,1998(7).
啤酒是以大麦芽为主要原料,经糖化和酵母发酵而成的低酒精饮料。啤酒酿制过程中产生一定量的废弃物(副产物,弃置物),如啤酒糟、废酵母、硅藻土污泥、少量废蛋白质沉淀物及废CO2气体等。我国是啤酒生产大国,2000年啤酒产量已达2 000万吨左右,2005年达到3 061万吨,产销量位居世界第一。随着啤酒产量的增加,啤酒酿造废弃物也迅速增加,如不加以利用,将造成巨大的资源浪费和环境污染。欧美发达国家受“环境保护法”的严格制约,高度重视啤酒废弃物的开发利用。我国的啤酒行业也很重视此问题,近年研究了许多回收及综合利用啤酒废弃物的途径,不仅减少了对环境的污染,而且开发了潜在的高附加值产品,提高了企业的经济效益。
啤酒生产过程中的废弃物有制麦过程中的麦根,糖花过程中的糖化糟、酒花糟、沉淀蛋白质,发酵过程中的剩余酵母,以及从各工序排出的废水和废水处理沉淀的活性污泥等[1]。
啤酒废酵母含有约50 %的蛋白质,6 %~8 %的核糖核酸,2 %的B族维生素,1 %的谷胱苷肽及辅酶A,还有人体必需的8种氨基酸等多种营养成分。
啤酒糟的主要成分是麦芽壳,蛋白质含量约为25 %,粗纤维含量在17 %以上。啤酒糟是啤酒生产中最主要的废弃物,占废弃物总量的80%以上。
废酒花糟含芦草酮5 %,异萍草酮5 %,蛇麻灵酮1 %,蛇味酮20 %,总树脂34 %。一个中型厂每年啤酒生产中产生的酒花糟约有几百吨。
麦根的主要成分为:含氮物质24.4%,无氮浸出物42.2%,粗纤维14.2%。麦根内还含有多种酶类,主要是磷酸酯酶。麦根数量约占大麦原料投入量的3%。
啤酒废水含有酒糟、酵母、废啤酒液、麦汁等成分,相当复杂。各工艺排放的废水特性不同,糖化麦糟水固形物含量高,是高浓度的有机废水。
活性污泥粗蛋白含量约46 %,高于3级鱼粉。污水处理产生污泥的体积约占污水总体积的0.3 %~0.5 %。
啤酒酵母含有多种氨基酸、核酸、维生素、酶类和其他生物活性物质,在生物制药行业中具有广阔的开发前景。目前主要生产和开发药用干酵母、核酸及其衍生物、1,6-二磷酸果糖、谷胱苷肽、辅酶A、B族维生素、葡聚糖、甘露聚糖等产品[2]。
目前药用干酵母已成功用于医药领域,其药理作用是助消化,提供蛋白质、维生素等营养物质。生产工艺为:酵母泥洗涤、过筛脱苦、脱色过滤喷雾干燥酵母干粉调制药用干酵母。
2.1.1制备富含硒的药用干酵母啤酒酵母生长繁殖快,发酵周期短,对微量元素吸收率高,是将无机硒转化为有机硒的理想载体。硒是人和动物体内谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的辅助因子,有清除氧自由基,防止细胞膜氧化受损的作用,广泛存在于机体的肝、肾、心、肺等脏器。缺硒可能导致癌症、心肌梗死等多种疾病,通过膳食摄取足够的硒可起到预防的作用。GSH-Px利用谷胱甘肽使有毒性的过氧化物还原为无毒的羟基化合物,分解过氧化物,清除活性自由基部位,保护细胞膜结构和功能,修复分子损伤。酵母具有较高的富集硒的能力并能将毒性高的无机硒转化为安全的有机硒。含硒酵母作为一种安全有效的食品硒源,受到国内外研究者的重视。学者们研究了含硒酵母中硒的有机结合形态、生物学作用机制等。含硒酵母在一些国家已成为商业化产品,目前国外报道的富含硒的干酵母中硒含量达1 400μg/g。国内报道[3]一般是将普通的酿酒酵母或稍作筛选的酵母添加至含适量亚硒酸钠的发酵培养基中,发酵培养获得富含硒酵母,每1 g干酵母的硒含量在300~1 200μg之间。随着生物医学技术的发展,微量元素硒作为人体必需的营养元素已引起大家的高度重视。
2.1.2制备富含铬的药用干酵母铬(III)是葡萄糖耐量因子(glucose tolerance factor,GTF)的中心活性成分,能协助胰岛素维持正常糖耐量并影响糖类、脂类、蛋白质和核酸的代谢[3]。啤酒酵母具有富集多种微量元素的能力,是目前最可能作为微量元素载体的最大菌种。利用啤酒酵母的这一特点制备富含铬的酵母,使其作为功能性补铬食品和治疗糖尿病及其他心血管疾病的药品,已成为学者们研究的热点。
SOD是重要的氧自由基清除剂,是一种广泛存在于动植物及微生物中的金属酶[3]。现代医学证明,SOD可有效清除人体超氧负离子自由基,减少氧化损伤。作为功能性食品基料的SOD,在食品、医药、化妆品等行业越来越成为市场的抢手货,需求量大,经济效益显著。目前SOD主要从牲畜血液中提取,受原料来源限制,且质量不稳定。从啤酒废酵母泥中提取开发SOD,资源丰富,具有很好的发展前景。
明景熙[4]用不同工艺提取SOD。结果表明,提取离心法提取SOD回收率达到73 %,纯化倍数达96倍;分步提取法则具有收率高,产品质量稳定,经济效益显著等优点,但工序繁琐;微滤超滤法无相变,低温,活性损失小,操作简单,是今后发展的方向,使用此法提取的SOD总酶活性达到3 000 U/mg・pro。
廖湘萍[5]研究了利用异丙醇破壁、丙酮2次纯化提取SOD的生产工艺,最佳提取条件为:异丙醇浓度90 %,时间120 min,pH 7.0,粗酶液收率73 %,所得SOD的酶比活性为3 048.7 U/mg・pro。与胞内提取SOD的老工艺相比,具有工艺简单、设备少、操作简便、成本低等特点。
以啤酒酵母为原料,用酶法制取FDP是啤酒酵母深加工开发利用的新途径。FDP是细胞内糖代谢过程的中间产物,是一种在分子水平上改善细胞代谢的生化药物,可聚增细胞内高能磷酸物质浓度,促进钾离子回流,回复细胞极化状态,有利于细胞在损伤、缺氧、休克等状态下对葡萄糖的代谢与利用,修复细胞的损伤等。FDP还有减少血小板粘附、聚集,保护红细胞韧性的能力,并有直接的抗氧化作用,抑制氧自由基产生。因此,近年FDP在医药领域受到重视。临床上FDP广泛用于急性心肌梗死、心肌缺氧、休克、缺血及缺氧等危重患者的急救和治疗,以及用于体外循环手术和血液净化。FDP还可用于辅助治疗酒精中毒、肝炎和糖尿病等。
用啤酒废酵母生产FDP工艺流程为:酵母泥生理盐水洗涤细胞破壁生物反应合成FDP压滤纯化分离FDP稀液真空浓缩FDP浓液脱色、结晶、烘干FDP结晶体
齐香君等[6]研究了用啤酒酵母生产FDP的工艺条件。结果表明,pH对转化过程的影响最大,最佳工艺条件为:蔗糖含量6 %,磷酸盐4 %,pH 6.5,转化温度300 ℃,转化时间6 h。李祥等[6]研究发现,发酵液中MgCl2的浓度、pH值是生产FDP的最主要影响因素。最佳发酵条件为发酵温度37 ℃,葡萄糖浓度0.4 mo1/L,pH 6.5,有机溶剂的添加量约6 %。发酵液中FDP的量最高可达70.5 mg/mL。
朱玉强[7]探讨了由啤酒废酵母发酵提取FDP的工艺。正交试验结果表明,发酵液中MgCl2的浓度、酸度是FDP生产的最主要影响因素。最佳发酵参数为:发酵温度37 ℃,葡萄糖浓度0.5 mol/L,磷酸盐浓度0.4 mol/L,pH 6.5,有机溶剂加量约6%。FDP在发酵液中的得率最高可达69.8 mg/mL。
啤酒工业废弃物中含有核糖核酸(RNA),其含量占废酵母干物质的6 %~8 %。RNA是重要的生物遗传物质,主要分布在细胞质中,是指导蛋白质合成的模板物质。核酸大分子的不完全水解产物中有核苷和核苷酸。其中鸟苷酸(GMP)和肌苷酸(IMP)是强力助鲜剂,胞苷酸(CMP)和尿苷酸(UMP)可作为癌症、肝炎及冠心病等治疗药物的原料。医学上RNA可作为生产治疗癌症、脑震荡、肝炎、带状疱疹、冠心病、病毒性疾病药物的原料;农业上核酸及水解物可促进植物生长、结果,是不可多得的生长素,现已在水稻、小麦、柑橘及多种蔬菜生产中应用,取得了良好效果。综合利用废弃酵母泥提取核酸,不仅可增加经济效益,而且能解决饲料酵母含高核酸的问题,提高饲料酵母质量。
从啤酒废酵母中提取RNA的方法有酚法、酶法、自溶法、氨法、稀碱法、浓盐法等[3],广泛用于工业化生产的是稀碱法和浓盐法。一般工艺流程为:啤酒废酵母盐处理(碱处理)菌体分离清液提取RNA过滤干燥成品。
运用酶制剂处理酵母细胞[8],使提取的5-核苷酸量达到较高水平。研究表明,外切蛋白酶用量对固形物和蛋白质回收率有极大影响。内切蛋白酶和外切蛋白酶用量为0.6 %时,固形物回收率达到48.3 % ~53.1 %。先用蛋白酶再用核酸酶处理可使核苷酸量达到最大,5-磷酸二酯酶和磷酸腺苷脱氨酶最佳浓度为0.03 %。在最佳酶组合、酶用量及处理顺序相同情况下,固形物回收率高达5.31 %,5-核苷酸达到3.67 %。
李珊等[9]采用正交设计试验法研究了盐法提取啤酒废酵母RNA工艺过程中的酵母浓度、NaCl浓度、抽提温度及抽提时间等因素。结果表明,酵母浓度8 %,盐浓度6 %,抽提温度95 ℃,抽提时间6 h是提取啤酒废酵母RNA的适宜条件,在此条件下RNA得率为3.23 %。研究发现,用浓盐法提取RNA,如果控制盐浓度、加热温度、絮凝剂用量等条件,RNA得率可达到80 %,纯度达90 %以上[10]。
用自溶方法可释放酵母细胞内的核糖核酸,在60 ℃,pH 7.0的条件下自溶6 h,磷酸嘌呤核苷酸(LMP)达到6.2 mg/g,磷酸鸟苷酸(GMP)达到35.5 mg/g;腺核苷酸最佳产生条件为60 ℃,pH 6.5,自溶6 h[11]。
GSH是机体的重要活性物质,在肝细胞内参加氧化还原反应,具有清除自由基,解毒,激活SH酶,提高含Fe2+的酶活性,维持红细胞膜的完整性,DNA生物合成,细胞正常生长及细胞免疫等生理功能。GSH广泛存在于生物体内,是主要的抗氧化剂,参与细胞内的多种反应。2分子还原型GSH氧化后可形成1分子氧化型GSH(GSSG)。GSH是多种酶反应的辅酶,对生物体内蛋白质分子上的巯基有保护作用,可维持某些酶的活性。此外,有防止脂质氧化、解毒、防止白内障发展和保护皮肤等作用。临床上用于肝疾病,有机物及重金属解毒,癌症治疗所致的药物性损伤保护等。近年由于膳食结构不合理,生活节奏加快,老龄人口增加,以及环境因素影响等,人体内GSH降低,导致早衰和诱发疾病。因此,从外界获取功能肽十分迫切,GSH在食品、医药等领域的应用日益受到重视。生产GSH主要有生物提取法、发酵法、化学合成法及酶法等。
邱雁临[12]研究了从啤酒废酵母中提取GSH的工艺流程及参数,结果表明,壳聚糖对啤酒废酵母抽提物中GSH有一的定吸附能力,吸附率为85.68 %,最佳提取条件为:上柱GSH抽提液最适pH为7.0,最适洗脱剂为pH 4.4的磷酸盐缓冲液。
在发酵液中添加L-蛋氨酸可作为产生GSH的引物。当啤酒废酵母的浓度达到30 g/L时,葡萄糖和L-蛋氨酸的浓度分别为30 g/L和1.0 g/L,GSH量达到13.18 mg/g[13]。
啤酒酵母细胞壁所含的葡聚糖分为碱不溶性、碱溶性、酸溶性3种。其中碱不溶性葡聚糖能增强免疫力,有抗癌、抗病毒、降血脂等功能。生产工艺为:酵母泥洗涤、脱色加蛋白酶处理、离心加碱处理、离心碱处理、离心酸处理、离心沉淀物用乙醇脱水干燥成品。
Suphantharika[14]研究最佳抽提β-葡聚糖的工艺条件是在90 ℃下,用1.0 mol/L的NaOH配成1∶5(w/v)碱液抽提1 h。李花霞等[15]以啤酒废酵母为原料,结合自溶、酶解和碱溶等方法优化碱不溶性葡聚糖的制备条件,结果表明:采用1.0 mol/L NaOH碱溶处理啤酒废酵母7.5 h效果较好,成品不含甘露聚糖,碱不溶性葡聚糖得率为9.59 %。
用超声波法提取酵母葡聚糖,得到的产品主要为(1-3)-β-D-葡聚糖,产品得率达30 %,与酸碱法、酶-酸碱法相比具有工艺简便、成本低廉、无酸碱废水排放、污染环境较少等优点[16]。热碱、热酸方法提取酵母中葡聚糖会降低其生物活性,且产率不高,采用酶法提取(1-3)-β-D-葡聚糖使纯度高达92 %,产量达到87 %,而且产品的生物活性不受影响[17]。
酵母甘露聚糖(MOS)[3]是酵母细胞壁外包被着的一层胶状糖蛋白。多糖活性与相对分子质量、溶解度、黏度等物理化学性质有关。修饰多糖分子结构可大大提高其活性,如甲基化、乙酰解、硫栓酸化等。据报道,酵母主要含葡聚糖、甘露聚糖、半乳甘露聚糖和戊糖基甘露聚糖等多糖成分,不同的酵母含有不同类型和不同结构的多糖。甘露聚糖是较主要的一种酵母多糖,存在于细胞壁外层,具有免疫活性和抑制肿瘤生长等作用。
利用废酒花糟[1]可提取酒花浸膏,进一步制取酒花素片和酒花油剂。酒花素是一种疗效高、副作用小、疗程短的广谱抗菌类药物。酒花素中的斧草酮、蛇麻酮具有脂溶性能,容易穿透结核杆菌的薄膜产生复合作用,破坏菌体的生长而使之死亡,故酒花素治疗结核病效果好。
酒花浸膏的传统生产已工业化,目前最新工艺是用超临界CO2提取技术。新疆大学研制出GM32-50X3超临界CO2提取装置,已被北京双合盛五星啤酒集团引进投入生产。
麦根[1]含丰富的磷酸酯酶,生产复合磷酸酯酶技术难度不大,已形成规模生产。从麦根中提取含有多种酶活性的酶粉剂制成复合磷酸酯酶片,可催化多种磷酸酯酶水解,调节人体新陈代谢,增进食欲,改善或治愈某些疾病。特别是它有提高受损肝细胞再生能力的功能,临床治疗用于迁延性肝炎、慢性肝炎、中期肝硬化、心血管系统疾病、胶原性硬皮病、小儿顽固性牛皮癣、再生障碍性贫血、白细胞减少症及辅助治疗矽肺有较好的疗效。
其生产工艺:麦根粉碎(加水)低温浸泡离心酶液澄清上清液(加入95 %酒精)沉淀压滤湿酶块制粒低温干燥干颗粒配料压片成品。
啤酒废弃物在制药工业的开发利用前景十分广阔。利用啤酒工业中的废弃物,如啤酒糟、废酵母、酒花糟、麦芽根开发各种生物活性物质,如膳食纤维、低聚糖、生物药品、酶制剂、活性肽等已成为目前国内外研究啤酒糟资源化的主要方向,既可生产出高科技产品,又可防止三废污染,明显提高了经济效益和社会效益。现对啤酒糟为原料进行微生物发酵的工艺流程、菌种筛选和组合、工艺参数、产物营养价值评定和产物的负影响的研究较多,其过程如何实现规范化、程序化有待深入研究。
啤酒废弃物的回收利用对促进我国啤酒工业的健康发展、减少环境污染、增加社会效益和经济效益有很大的意义。随着市场需求增加和新型生物技术的应用,啤酒废弃物的应用将会有更好的市场前景。
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随着电解铝产业的迅猛发展,电解过程中产生的固体废弃物(如废阴极炭块、炭渣、大修渣等)的产量也呈现出逐年增加的趋势。通常情况下,每生产l万吨电解铝将产生100吨废炭素材料、80吨废耐火材料以及一定数量的保温材料。目前,我国电解铝行业每年产生的固体废弃物约为25万吨,并有200多万吨的累积堆存。目前,电解铝厂大多没有对其进行有效的处理,只是采用露天堆放或直接利用土壤进行填埋,不仅使大量的土地被这些废弃物占用,而且其中含有的可溶性氟化物、氰化物还会污染土壤和地下水、地表水,对生态环境、人类健康和动植物生长产生严重危害。因此,如何使电解铝固体废弃物达到无害化处理要求,是摆在科研工作者面前亟待解决的问题。
现代大型铝电解预焙槽的电解温度在950-970之间,每生产1吨铝约消耗50kg电解质,电解质一般采用冰晶石、氟化铝、氟化镁等。电解铝工业废弃物含有大量的氟化物和氰化物等,这些有毒的物质都是可溶性的,因此会随雨水进入到江河以及湖泊,进而污染水体,对动植物生长及人体产生巨大的危害,如不对其进行无害化处理,其危害将是持久性的。
Gamson等对废阴极炭块的处理进行了回收研究,处理温度在600-1200℃之间,含有氟元素的材料转化率非常高,最终产品为玻璃态熔渣。M.M.Willams对水化法处理废阴极炭块进行了研究,分别得到粗的炭粒和细颗粒的电解质,回收的炭粒可再用于做电解槽的阴极,电解质也可以重新被用到电解生产中。
杨会宾等对废阴极炭块在水泥生产中的应用进行了研究,实验结果表明:在干法水泥窑中对废阴极炭块进行燃烧操作,不仅把大量的废阴极消耗掉,而且可以节省燃煤的消耗,具有很好的经济价值。但要注意废阴极炭块的安全问题、添加量问题以及多水泥生产的影响。卢惠民、邱竹贤对浮选法综合利用铝电解槽废阴极炭块的工艺进行了详细的研究,浮选炭粉可以重新被用作制造铝电解阴极的配料,电解质经一定的高温焙烧后还可以再用作电解质。曹继明、李军英提出了采用泡沫浮选法处理废阴极炭块,可实现对废阴极炭块的综合利用。
Pulvirenti等采用化学清洗的方法处理炭渣,研究结果表明:在接近中性的pH值时,用与次氯酸钠溶液处理,氰化物可以被去除。氟化物可以通过与强酸(如硫酸)溶液处理除去。在温度为80℃时,这种处理更为有效。陈喜平等研究了回收铝电解炭渣中电解质的焙烧工艺。在细粒料-回转窑焙烧条件下获得了较高的反应率,回收电解质纯度大于99%,可直接作为铝电解原料。薛伍芹和侯新提出采用浮选法处理炭渣,针对提高电解质的回收率和品质,降低劳动强度等方面提出了必要的改进措施。贾冬妮、韩立国采用浮选技术处理炭渣,使炭渣得到有效的综合利用,减少对环境的污染。
美国凯撒铝公司采用高温水解法对大修渣进行综合处理,用水吸收氟化物后,得到25%的水溶液,可用来制造工业用的氟化铝。通过此方法解决了大修渣对于环境的污染问题。平果铝氧化铝厂采用石灰渣与电解大修渣混合堆存处理,这样可以达到固氟的目的,实现了对电解渣的无害化处理。
中国铝业郑州研究院开发了“铝电解废槽衬无害化技术研发及产业化应用”技术,该技术以石灰石为反应剂、粉煤灰为添加剂处理废槽衬。经处理的废槽衬可溶氟化物转化率达98%以上,氰化物去除率达99.5%以上,处理后的无害化渣平均可溶氟含量39.7m/L,氰根离子含量0.053mg/L,低于国家固体废弃物排放标准,可用作路基材料、水泥原料或耐火材料原料,回收的氟化盐可返回电解槽使用。
目前,有必要尽快突破电解铝工业废弃物无害化技术难题。虽然科技工作者进行了大量的实验研究,但是要开发产业化技术还要克服许多技术问题。进行研究一定要符合国家节能减排的能源政策,解决好对环境的二次污染问题,要解决产业化过程中的耐氟设备、耐氟工艺问题。
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随着我国社会经济的快速发展,全国都面临着越来越多的大气污染、水污染、土壤污染等类型多样的环境问题,而环境工程专业作为一个培养解决实际环境问题专门性人才的学科,其具有一定的工程性、实践性和综合性[1]。传统的人才培养模式已经不能满足社会发展的需求,新的培养模式更注重对实际应用能力的培养,而环境工程专业培养模式的转变就是以实践教学改革为突破口,以工程教育理念为指导方针,采用现代教育技术手段,培养具有高素质的应用型人才[2]。实践教学作为学生掌握学科理论知识和技能的重要环节,是实现理论知识向能力转化的重要途径。《固体废弃物处理与处置》是我校环境工程专业实践性很强的核心课程之一,该课程实践教学的目的就是要求学生将学到的理论知识应用到实践活动中去,提高学生分析和解决固体废弃物处理与处置问题的能力,为进行固体弃物处理与处置工程的设计、科研奠定一定的基础[3-5]。
固体废弃物处理与处置的实践教学内容包括了课程实验、课程设计、实习等多个环节。经过这几年的课程讲授,分别从实践教学的方法、内容和考核方式这三个方面采取一系列的改革措施,并取得了较好的教学效果。
实践教学的主要目的是培养学生的工程实践能力和创新能力,但是当前的大学教育对于实践教学的重视程度还远远不够,《固体废弃物处理与处置》作为一门工程实践类课程,其实践教学环节的成败将直接影响到这门课程的教学效果。在这几年的教学过程中,发现实践课程主要存在以下问题:实验室条件有限,学生参与度不高;实践缺少创新,学生多是按照老师的要求进行实验/实践操作或设计,缺乏独立思考和创新的能力;固废实习场所较少,学生缺乏感性认识,对于一些概念性的知识点理解起来比较吃力,实践教学就失去了其原本的教学作用;考核体系不科学,学生积极性差[6,7]。所以针对以上问题,我们从实践教学方法、内容和考核方式上进行了相应的调整,并取得了较好的效果。
实践教学对于学生巩固所学的理论知识、提高动手能力、培养综合运用知识的能力及科技创新能力具有促进作用。实践教学方法的改革是培养创新型高素质人才的关键[8]。课程实验中我们引入网络和仿真实验,利用视频和仿真实验教学软件,给学生以直观印象,既节约了教学时间,又丰富了教学内容;为了解决实验室设备等条件的限制,学生实验采取分组模式,要求每一名学生在实验过程中都要动手,真正达到实验的目的,避免以前实验过程中只看不做的现象,提高学生动手做实验的积极性,同时也培养了学生的团队协作能力;也将学生的创新实验与教师的科研项目结合起来,因为教师的科研项目往往都具有一定的工程实用性和科学技术含量,这既有利于培养学生形成正确的科研思路,又为学生提供了可以从事科研工作的学习机会。课程设计中为了避免学生相互抄袭,我们设定不同的设计题目与数据,要求学生解释计算过程,同时要求学生进行手绘图纸,这样既掌握了设计过程,又对工程制图进行了能力巩固。和固废相关的实习在认识实习、生产实习和毕业实习中都有所体现,我们在实习前都会给学生下发实习计划和实习作业,要求学生在实习之前对实习场所的作业流程进行一定的了解,并鼓励学生在现场多提问,同时我们会聘请实习场所有丰富实践经验的工程师进行讲解,同时进行实际操作的参观,这样既能让学生有直观的印象,又能补充任课教师课堂讲解的不足之处。尽管实习的时间有限,但是实习的内容丰富,学生的学习效率和学习积极性得到了大大的提高,也促进了学生对理论知识的掌握和理解,同时也为学生寻找到合适的职业岗位创造了条件,有利于学生职业素质的培养。
实践教学内容改革主要体现在课程实验和课程设计上,结合《固体废弃物处理与处置》的课程特点,我校实验课程分为必做实验和选做实验,其中必做实验中我们又分为演示性实验和综合性实验,演示性实验通过仿真软件让学生了解关键性参数的设定、实验流程,以及实验影响因素,综合性实验则要求学生结合课堂理论知识,自行设计合理可行的实验方案,达到培养学生独立思考和解决问题能力的目的[9]。选做实验则主要根据我校实验室现有的设备和环境工程专业的一些热点研究方向来确定,充分利用实验室的设备和条件,激发学生的实验兴趣和动手能力。无论是哪一种类型的实验,我们都要求学生进行充分的前期准备,包括查阅文献资料、设计实验方案,在准备充分之后才能进入实验室,独立完成实验操作。在实验过程中,鼓励学生与教师进行讨论、交流,形成以学生为中心的教学氛围,以培养学生的创新和实际运用能力。此外以现场教学的形式,让学生到工作现场去感受、体验,比如涉及到焚烧实验时,学生在教师的带领下参观了徐州保利协鑫垃圾焚烧发电厂,演示填埋场运行过程时,实地参观徐州雁群垃圾填埋场,让学生更加熟悉填埋流程,这样可以使学生将理论和实际联系起来,更好地掌握理论知识。
课程设计的目的主要是使学生通过学习理论知识,可以进行工程项目的设计工作。对其内容的改革主要是体现在每一学年的学生都选取不同的设计题目,同时尽可能地利用周边资源,解决实际问题。比如在我校的不同校区进行垃圾收运路线的设计;针对徐州新城区进行垃圾焚烧发电厂的设计等和我们相关的工程设计。
实践成绩不仅仅只是检查实践报告和实践结果,而是应该综合考核学生运用所学理论知识在规定时间内完成实践内容的全过程[10]。课程实验是固体废弃物处理与处置课程中的一部分,其考核成绩只占总成绩的20%,我们主要通过实验内容预习情况、实验方案设计和实验结果与分析三个方面来进行考核,要求实验的设计和答案应该具有多样性,教师可以根据实验方案的好坏、实验结果的分析深度以及实验是否有创新性来评定成绩,并将实验成绩具体分为:实验预习情况(10%)+实验方案设计(30%)+实验报告(30%)+实验操作(30%)。课程设计是独立的实践课程,成绩的考核不仅仅是看图纸和计算说明书,设计期间出勤率、计算说明书质量、图纸绘制过程都将进行成绩量化评定,成绩细化为:考勤(10%)+提问(10%)+设计说明书(40%)+图纸(40%)。实习成绩则以实习期间的出勤情况、实习表现、实习日志与实习报告的撰写质量来进行量化评定,具体比例是:实习期间的出勤(10%)+实习表现(30%)+实习日志(30%)+实习报告(30%)。
通过采用多种形式的考核方式,间接地提高学生的学习兴趣,加强学生对平时实践环节的重视,把精力投入到各个环节的学习中去,有利于学生综合素质能力的培养。
结合《固体废弃物处理与处置》的课程特点和在实践教学中遇到的问题,因地制宜地开展该课程实践教学方法、内容、考核方式的改革与探索,并通过改善实验教学条件、发展校外实习基地、加强实践教师队伍建设等方面的措施来提高实践教学效果,而在今后的实验学时调整、实验内容筛选等方面仍需不断努力,随着教学改革的不断深入,《固体废弃物处理与处置》实践教学将会不断地得到充实和完善。
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第一条为加强本市生活废弃物的管理,保障人民群众身体健康,提高市容环境质量,促进经济和社会协调发展,根据国家和本市有关法律、法规规定,结合本市实际情况,制定本规定。
第二条本规定适用于本市辖区内生活废弃物的产生、清扫、收集、运输、处置及相关管理活动。
第三条市市容环境管理委员会负责全市生活废弃物收集、运输和处置的统一监督管理工作。
市生活废弃物行业管理部门和区、县市容环境卫生行政管理部门(以下统称市容环境行政管理部门)按照职责分工负责日常管理工作。
建设、规划、国土房管、环保、工商、公安、交通、经济、卫生、质量监督、园林等有关管理部门按照各自职责,协同实施本规定。
第四条本规定所称生活废弃物包括居民生活垃圾、单位生活垃圾、道路清扫垃圾、公共场所垃圾、商业摊点垃圾、集贸市场垃圾、餐饮垃圾、建筑垃圾等废弃物。
第五条本市对生活废弃物的治理,实行无害化、资源化、减量化和谁产生谁负责的原则,逐步实行分类收集,推行生活废弃物的综合处置,促进生活废弃物的循环再利用。
第六条市市容环境管理委员会会同市规划、建设、环保等有关部门,依据城市总体规划与国民经济和社会发展计划,编制本市生活废弃物治理规划。
第七条市和区、县市容环境行政管理部门负责所辖区域生活废弃物处理基础设施建设的管理工作,统筹安排生活废弃物收集、处置设施的布局、用地和规模。
新建扩建项目和旧区改造项目的开发建设单位以及机场、码头、车站、公园、商店等公共设施、场所的经营管理单位,应当按照本市生活废弃物治理规划和相关规定,配套建设生活废弃物收集设施。
第八条本市采取有利于生活废弃物综合利用的经济、技术政策和措施,提高生活废弃物治理的科学技术水平,鼓励对生活废弃物实行充分回收和循环利用。
第九条本市鼓励国内外单位和个人对生活废弃物的收集、运输和处理进行经营,鼓励国内外单位和个人采用高科技手段对生活废弃物进行处置和再利用。
市和区、县人民政府应给予资金、技术、税费、补贴等方面的支持政策,并逐步实现主体多元化、运营主体企业化、经营运作市场化、政府监管法制化。
第十条产生生活废弃物的单位和个人,应当缴纳生活废弃物处理费。生活废弃物处理费的标准和收费办法由市市容环境管理委员会会同市物价局、市财政局制定后向社会公布。
第十一条各级教育和宣传部门应当加强生活废弃物治理常识的普及宣传,增强公众维护市容环境的责任和意识。
第十二条市和区、县人民政府应当对在生活废弃物的收集、运输、处置工作中做出显著成绩的单位和个人给予表彰奖励。
第十三条产生生活废弃物的单位和个人应当按照市容环境行政管理部门规定的时间、地点和方式投放生活废弃物,不得随意倾倒、抛撒和堆放生活废弃物。
第十四条产生生活废弃物的单位应当向所在地的区、县市容环境行政管理部门如实申报废弃物的种类、数量和存放地点等事项。
第十五条任何单位和个人不得将工业废弃物、医疗废弃物、危险废弃物混入生活废弃物中或投放到生活废弃物容器、转运站、处理厂(场)内。
第十六条收集、运输生活废弃物的,应当按照市容环境行政管理部门的统一调配要求,在规定的时间和地点将生活废弃物收运至生活废弃物转运站、处理厂(场)。
废弃物运输车辆应做到车容整洁、标志清晰、车体完整,并具备与所运输废弃物性质相适应的条件和设施。
第十八条生活废弃物转运站、处理厂(场)因故不能接纳生活废弃物,运输单位应当按照市容环境行政管理部门的转移调配要求,将生活废弃物运送到指定的其他转运站、处理厂(场)进行处理。
第十九条生活废弃物转运站、处理厂(场)进行转运或处理生活废弃物,应当符合环境卫生标准和环境保护要求,并接受市容环境行政管理部门的监督检查。
第二十条生活废弃物转运站、处理厂(场)应当安装除臭、降尘装置,对生活废弃物及时进行无害化处理,并保持其正常运行。
第二十一条从事生活废弃物经营性清扫、收集、运输的企业,应当向所在地的区、县市容环境行政管理部门申请取得生活废弃物经营性清扫、收集、运输服务许可证;从事生活废弃物经营性处置的企业,应当向市市容环境管理委员会申请取得生活废弃物经营性处置服务许可证。
市或区、县市容环境行政管理部门应当通过招投标等公平竞争方式,在法定期限内作出生活废弃物经营性清扫、收集、运输、处置服务许可的决定,向中标人颁发生活废弃物经营性清扫、收集、运输、处置服务许可证。
未取得生活废弃物经营性清扫、收集、运输、处置服务许可证的企业,不得从事生活废弃物经营性清扫、收集、运输、处置活动。
第二十二条从事生活废弃物经营性清扫、收集、运输服务的企业,应当具备以下条件:
(一)具备企业法人资格,从事生活废弃物清扫、收集的企业注册资本不少于人民币100万元,从事生活废弃物运输的企业注册资本不少于人民币300万元;
(二)机械清扫能力达到总清扫能力的20%以上,机械清扫车辆(包括洒水车和清扫保洁车辆)应当具有自动洒水、防尘、防遗撒、安全警示功能,并安装车辆行驶及清扫过程记录仪;
(三)生活废弃物收集应当采用全密闭运输工具,收集工具应当具有分类收集功能;
(四)生活废弃物运输应当采用全密闭自动卸载车辆,车辆应当具有防臭味扩散、防遗撒、防渗沥液滴漏功能,并安装行驶及装卸记录仪;
(一)具备企业法人资格,规模小于100吨/日的卫生填埋场和堆肥厂的注册资本不少于人民币500万元,规模大于100吨/日的卫生填埋场和堆肥厂的注册资本不少于人民币5000万元,焚烧厂的注册资本不少于人民币1亿元,餐饮废弃物处置厂注册资本不少于人民币1000万元;
(二)卫生填埋场、堆肥厂、餐饮废弃物处置厂和焚烧厂应取得环境影响报告书,并取得规划许可文件;
(四)有至少5名具有初级以上专业技术职称的人员,其中包括环境工程、机械、环境监测等专业的技术人员,技术负责人具有5年以上生活废弃物处理工作经历,并具有中级以上专业技术职称;
(五)具有完善的工艺运行、设备管理、环境监测与保护、财务管理、生产安全、计量统计等方面的管理制度并得到有效执行;
(六)生活废弃物处理设施配备沼气检测仪器,配备环境监测设施如渗沥液监测井、尾气取样孔,安装在线监测系统等监测设备;
(七)具有完善的生活废弃物渗沥液、沼气的利用和处理技术方案,卫生填埋场对不同生活废弃物进行分区填埋方案,生活废弃物处理的渗沥液、沼气、焚烧烟气、残渣等处理残余物达标处理排放方案;
第二十四条从事生活废弃物经营性清扫、收集、运输的企业,未经市容环境行政管理部门批准,不得擅自停业、歇业。确需停业、歇业的,应当提前6个月向所在地的区、县市容环境行政管理部门报告,经同意后方可停业或者歇业。
第二十五条任何单位或个人不得擅自闲置、拆除或关闭生活废弃物处置设施、场所。确需闲置、拆除或关闭的,必须经市市容环境管理委员会和市环境保护局核准,并采取措施,防止污染环境。
(六)因实施城市规划需要闲置、拆除或关闭的,还应当提供规划、建设主管部门的批准文件。
第二十六条市市容环境管理委员会应当会同有关部门制定生活废弃物清扫、收集、运输和处置应急预案,建立生活废弃物应急处理系统,确保紧急或者特殊情况下生活废弃物的正常清扫、收集、运输和处置。
从事生活废弃物经营性清扫、收集、运输和处置的企业,应当制定突发事件生活废弃物污染防范的应急方案,并报所在地的区、县市容环境行政管理部门备案。
第二十七条生活废弃物的处置实行特许经营制度,由市市容环境管理委员会按照本市市政公用设施特许经营管理的有关规定组织实施。
第二十八条建设工程废弃物是指城镇范围内的施工单位在各类工程施工过程中产生的渣土、弃料及其他工程废弃物。
第二十九条市和区、县市容环境行政管理部门应当对用于消纳、处置建设工程废弃物的场所进行统一规划、建设和管理。
第三十条产生建设工程废弃物的单位,应当申请办理建设工程废弃物处置核准手续。市容环境行政管理部门应当自接到申请之日起7日内作出决定。对于作出批准决定的,颁发建设工程废弃物处置核准证明。
第三十一条运输建设工程废弃物的,应当随车携带建设工程废弃物处置核准证明,按照市容环境行政管理部门批准的时间、路线、数量,将建设工程废弃物运送到指定的消纳场所,不得丢弃、撒漏,不得超出核准范围承运建设工程废弃物。
第三十二条产生建设工程废弃物的单位应当及时清运建设工程废弃物,在工程竣工验收前,应将所产生的建设工程废弃物全部清除,防止污染环境。
第三十三条单位或个人修缮、装修房屋产生的零星建设工程废弃物,应当实行袋装密闭收集,及时运送到市容环境行政管理部门指定的地点,或者委托环境卫生服务单位有偿代为运输。环境卫生服务单位应当自接受委托之日起3日内清运完毕。
第三十四条运输建设工程废弃物应当使用密闭车辆;建设、施工单位不得将建设工程废弃物交给未经核准从事运送建设工程废弃物的单位和个人运输。
第三十五条运输建设工程废弃物的车辆驶出施工场地和消纳场地前,应当冲洗车体,确保净车出场。
第三十六条任何单位和个人不得将建设工程废弃物混入其他生活废弃物中,不得将危险废弃物混入建设工程废弃物,不得擅自设置接纳建设工程废弃物的场地。
第三十七条餐饮废弃物是指食品生产加工、饮食服务、单位供餐等活动过程中产生的食物残渣、残液和废弃食用油脂等废弃物。
第三十八条餐饮废弃物应当实行单独收集,不得将餐饮废弃物混入其他生活废弃物。
餐饮废弃物产生单位应当设置符合规定的容器,用于存放餐饮废弃物;产生废弃食用油脂的,还应当安装油水分离器或者隔油池等污染防治设施。
第三十九条餐饮废弃物产生单位自行收运其产生的餐饮废弃物的,应当符合市容环境行政管理部门规定的收运条件,并向市容环境行政管理部门备案。
第四十条餐饮废弃物产生单位自行处置其产生的餐饮废弃物的,应当具备市容环境行政管理部门规定的处置条件,并应经市市容环境管理委员会同意。
第四十一条餐饮废弃物产生单位不具备市容环境行政管理部门规定的收运、处置条件的,应当委托取得生活废弃物经营性收集、运输、处置服务许可证的餐饮废弃物专业单位进行收运、处置,并按规定向受委托的专业单位支付收运、处置费用。
市市容环境管理委员会应当通过招投标等方式确定餐饮废弃物的专业收运、处置单位。
第四十二条餐饮废弃物专业处置单位应当对餐饮废弃物进行无害化处理,建立处理台账,每月向市容环境行政管理部门报告上月处置的餐饮废弃物来源、数量等情况,并接受市容环境行政管理部门的监督管理。
(四)将餐饮废弃物交由未取得生活废弃物经营性收集、运输、处置服务许可证的单位进行收集、运输、处置;
第四十四条违反本规定,有下列行为之一的,责令限期改正;逾期不改正的,处200元以上2000元以下罚款;情节严重的,处2000元以上1万元以下罚款:
(一)未按照规定的时间、地点和方式投放生活废弃物,随意倾倒、抛撒和堆放生活废弃物的;
(二)生活废弃物的产生单位未申报或未如实申报其废弃物的种类、数量和存放地点等事项的;
(三)将工业废弃物、医疗废弃物、危险废弃物混入生活废弃物中或投放到生活废弃物容器、转运站、处理厂(场)内的;
(五)从事生活废弃物经营性清扫、收集、运输和处置的企业,未制定突发事件生活废弃物防范应急方案或未将其进行备案的;
(九)产生废弃食用油脂的单位,未按照规定安装油水分离器或隔油池等污染防治设施的;
(十)餐饮废弃物产生单位不具备市容环境行政管理部门规定的收运条件擅自自行收运或未定期备案的;
(十一)餐饮废弃物产生单位不具备市容环境行政管理部门规定的处置条件擅自自行处置的。
第四十五条违反本规定,有下列行为之一的,责令限期改正,并处1000元以上1万元以下罚款;情节严重的,处1万元以上3万元以下罚款;造成损失的,依法承担赔偿责任:
(一)未按照市容环境行政管理部门的统一调配要求将生活废弃物运送到指定的转运站、处理厂(场)的;
(二)生活废弃物转运站、处理厂(场)未安装除臭、降尘装置或未保证除臭、降尘装置正常运行的;
(三)生活废弃物转运站、处理厂(场)转运、处置生活废弃物未达到环境卫生标准的;
(四)从事生活废弃物经营性清扫、收集、运输的企业,未经批准擅自停业、歇业的;
(五)未按照市容环境行政管理部门批准的时间、路线、数量将建设工程废弃物运送到指定的处置场所的;
(七)涂改、倒卖、出租、出借或者以其他形式非法转让生活废弃物经营性清扫、收集、运输、处置服务许可证和建设工程废弃物排放处置行政许可文件的。
第四十六条违反本规定第二十一条第三款规定,未经批准擅自从事生活废弃物经营性清扫、收集、运输或者处置活动的,责令停止违法行为,并处以3万元罚款。
第四十七条违反本规定第二十五条规定,擅自闲置、拆除或关闭生活废弃物处置设施、场所的,责令限期改正,并可处以5万元以上10万元以下罚款。造成损失的,依法承担赔偿责任。
第四十八条违反本规定第四十三条规定的,责令限期改正,处3000元以上3万元以下罚款;其中,违反第(一)、(三)项的,由其所在地的区、县人民政府依法予以取缔。
第四十九条单位和个人未按规定缴纳生活废弃物处理费的,责令限期改正;逾期不改正的,对单位可处以应交生活废弃物处理费3倍以下且不超过3万元的罚款,对个人可处以应交生活废弃物处理费3倍以下且不超过1000元的罚款。拖欠生活废弃物处理费的,可以按照每日3‰加收滞纳金;拒不缴纳的,依法申请人民法院执行。
市容环境行政管理部门应当加强对生活废弃物收集、运输和处置活动的监督检查,对违法收集、运输、处置生活废弃物的,可以会同环保、工商、公安、交通、卫生、质监等相关管理部门联合进行查处。