淺議水泥窯生產(chǎn)是處置生活垃圾的有效途徑

　　1、生活垃圾概念、成分和產(chǎn)量等
　　1.1 生活垃圾
　　生活垃圾是指在日常生活中或者為生活提供服務(wù)的活動(dòng)中產(chǎn)生的固體廢物以及法律、行政法規(guī)規(guī)定的被視為生活垃圾的固體廢物。我國(guó)幅員遼闊，不同地區(qū)之間的水文氣象、經(jīng)濟(jì)條件、居民生活習(xí)慣等多種因素不盡相同，致使各地生活垃圾成分、單位人均產(chǎn)量等方面都有較大的差異，為確保生活垃圾不對(duì)環(huán)境產(chǎn)生污泥，必須對(duì)生活垃圾進(jìn)行有效的處置。
　　1.2 生活垃圾成分分析
　　我國(guó)區(qū)域?qū)拸V，地理空間跨度較大，同時(shí)由于居民生活水平、生活習(xí)慣、區(qū)域產(chǎn)物等諸多因素，導(dǎo)致生活垃圾成分差異非常大。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)和欠發(fā)達(dá)地區(qū)差異較大，東部與西部差別大，北部與南部差別大，降雨量不同地區(qū)垃圾成分差別大?？傮w來(lái)說(shuō)，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的生活垃圾有可燃物多、可回收物多、有機(jī)質(zhì)多、無(wú)機(jī)物少等特點(diǎn)，經(jīng)濟(jì)欠發(fā)達(dá)地區(qū)的生活垃圾有可燃物較少、可回收物較少、無(wú)機(jī)物較多等特點(diǎn)。降雨量較多的地區(qū)的生活垃圾含水率大于降雨量較少的地區(qū)的生活垃圾含水率。生活垃圾的成分、含水率對(duì)生活垃圾的合理選擇最終處理工藝的選擇起著決定性的作用，因此生活垃圾的成分及原生垃圾含水率是垃圾處理工藝的關(guān)鍵。遵義市的生活垃圾成分如表1：

　　1.3 生活垃圾產(chǎn)量
　　生活垃圾人均產(chǎn)量為0.8-1kg/天，根據(jù)統(tǒng)計(jì)從上世紀(jì)80年代到2010年，生活垃圾總產(chǎn)量按5%左右的比例逐步上升，截止到現(xiàn)在全國(guó)每年產(chǎn)生垃圾近2億噸。但隨著現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)發(fā)展，居民生活水平，清潔能源逐步推廣，環(huán)保意識(shí)強(qiáng)化等諸多有利因素，生活垃圾的產(chǎn)量遞增比例已有逐步下降的趨勢(shì)，比如今年北京地區(qū)的生活垃圾的產(chǎn)量就遞減到“零”增長(zhǎng)率。生活垃圾產(chǎn)量出現(xiàn)了遞增率降低甚至“零”的現(xiàn)象，所以在確定生活垃圾處理工藝的處理量時(shí)，需要慎重考慮這種現(xiàn)象。
　　2、 生活垃圾處理工藝簡(jiǎn)介
　　生活垃圾傳統(tǒng)的處理工藝有衛(wèi)生填埋、堆肥等，前10-20年推出的生活垃圾焚燒（含焚燒發(fā)電）、綜合處理等工藝。目前，生活垃圾處理工藝研發(fā)了窯爐協(xié)同處理工藝，其中又特別推薦水泥窯協(xié)同生活垃圾處置工藝。下面對(duì)各種處理工藝進(jìn)行介紹，又重點(diǎn)對(duì)生活垃圾水泥窯協(xié)同處理工藝進(jìn)行介紹。
　　2.1生活垃圾衛(wèi)生填埋處理工藝
　　生活垃圾填埋處理工藝是生活垃圾處理最早的處理工藝，從上世紀(jì)初或更早的時(shí)間就開(kāi)始應(yīng)用了。衛(wèi)生填埋處理工藝有處理量大、處理成本低、可全天候運(yùn)行等優(yōu)點(diǎn)，但也存在對(duì)建設(shè)場(chǎng)地、周邊環(huán)境影響較大、有二次污染的潛在可能性等不利因素。隨著現(xiàn)在城市區(qū)域擴(kuò)張、建設(shè)場(chǎng)址選擇困難、環(huán)保要求提高和垃圾總量劇增等因素，選擇單一的衛(wèi)生填埋處理工藝也不太可取。
　　2.2 生活垃圾堆肥處理工藝
　　堆肥處理工藝是利用生物發(fā)酵原理對(duì)生活垃圾中有機(jī)物進(jìn)行發(fā)酵分解，然后生產(chǎn)有機(jī)堆肥。生活垃圾堆肥處理工藝可以實(shí)現(xiàn)有機(jī)物資源化利用，可以大幅減少垃圾滲濾液的產(chǎn)生。但是由于目前我國(guó)生活垃圾基本都是混裝，導(dǎo)致堆肥處理后有機(jī)肥雜質(zhì)較多，品質(zhì)不太高，所以銷(xiāo)路存在一定的問(wèn)題，如果能夠解決生活垃圾分類(lèi)袋裝問(wèn)題，生活垃圾堆肥處理工藝也將是適合的處理工藝。
　　2.3 生活垃圾焚燒工藝
　　生活焚燒工藝是利用焚燒爐對(duì)生活垃圾進(jìn)行焚燒處理。前期的焚燒處理以單獨(dú)的焚燒為住，附加考慮余熱利用，目前的生活垃圾焚燒處理幾乎都以焚燒發(fā)電為主導(dǎo)工藝。生活垃圾焚燒處理工藝的優(yōu)點(diǎn)是減容率可達(dá)85-95%、可以利用余熱或利用余熱發(fā)電等，缺點(diǎn)是投資大、運(yùn)行費(fèi)用高、有二噁英潛在污染的可能性等缺點(diǎn)。
　　2.4 生活垃圾綜合處理
　　生活垃圾綜合處理工藝是利用生活垃圾分選、堆肥、焚燒和焚燒等處理工藝的兩種或多種工藝的組合。綜合處理工藝運(yùn)用多種工藝分別對(duì)不同的成分進(jìn)行重點(diǎn)處理，以達(dá)到資源化最佳的效果。綜合處理工藝的優(yōu)點(diǎn)是資源化效果最好和資源利用頻次多，缺點(diǎn)是工藝系統(tǒng)復(fù)雜，運(yùn)行難度較大，市場(chǎng)開(kāi)拓難度大，環(huán)保要求高等。從減少使用能源，減少不可再生能源開(kāi)采等方面考慮，生活垃圾綜合處理工藝是較適合的工藝。
　　2.5 水泥窯協(xié)同處置生活垃圾工藝
　　水泥窯（新型干法回轉(zhuǎn)窯）協(xié)同處置生活垃圾工藝：垃圾運(yùn)到水泥廠經(jīng)計(jì)量后倒入垃圾池儲(chǔ)存。用抓斗把垃圾抓入板式輸送機(jī)，人工挑選出大件垃圾、大塊建筑垃圾和可回收物，其余被帶式輸送機(jī)送入喂料小倉(cāng)，輸送過(guò)程中由除鐵器除去磁性金屬。喂料機(jī)把垃圾均勻地喂入回轉(zhuǎn)式焚燒爐，利用熟料冷卻機(jī)的熱風(fēng)作為燃燒空氣，垃圾在熱風(fēng)的作用下焚燒，焚燒產(chǎn)生的高溫?zé)煔猓?100℃左右）進(jìn)入窯尾分解爐和預(yù)熱器，與水泥生料換熱，為水泥生料分解提供熱量，然后由窯尾廢氣處理系統(tǒng)凈化后排放。垃圾焚燒灰渣直接進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯作為水泥原料或從焚燒爐排出作為水泥混合材使用。水泥窯協(xié)同處置生活垃圾工藝流程如圖1：

　　根據(jù)研究，水泥窯協(xié)同處置生活垃圾工藝有下面工藝特點(diǎn)，一是水泥生產(chǎn)的熟料冷卻機(jī)的熱風(fēng)作為垃圾燃燒空氣，垃圾焚燒溫度＞950℃。熱解氣體入回轉(zhuǎn)窯，減少能耗；利用水泥窯的高溫，吸納分解垃圾有害成分。分解爐內(nèi)溫度超過(guò)900℃，氣體能停留7～9ｓ，二惡英能完全被吸納。二是水泥窯的回轉(zhuǎn)窯內(nèi)是堿性氣氛，可有效地抑制酸性物質(zhì)的排放，使得SO₂、Cl等可以合成鹽的形態(tài)固定下來(lái)，可減少或避免產(chǎn)生二惡英的產(chǎn)生現(xiàn)象。三是垃圾的儲(chǔ)存池，有機(jī)質(zhì)發(fā)酵產(chǎn)生的臭氣等由引風(fēng)機(jī)抽出，經(jīng)除塵器除塵后送入冷卻機(jī)頭部的鼓風(fēng)機(jī)，再次鼓入冷卻機(jī)，與1400℃左右的熟料接觸，在高溫下被分解而凈化。四是垃圾焚燒爐灰渣直接進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯作為水泥原料混合加以利用，不外排；而且水泥窯負(fù)壓狀態(tài)運(yùn)行，煙氣和粉塵很少外溢。五是垃圾中的絕大部分重金屬離子隨物料固化在熟料中，避免了重金屬二次污染。
　　由于水泥窯協(xié)同處置生活垃圾具有上敘的五個(gè)特點(diǎn)，該技術(shù)研發(fā)出來(lái)后立即投入實(shí)際工程應(yīng)用中。目前推廣應(yīng)用協(xié)同處置工藝比較成功的，有海螺水泥集團(tuán)、中信重工機(jī)械公司等。其中，海螺集團(tuán)已建成運(yùn)行銅陵海螺垃圾處理項(xiàng)目，依托銅陵海螺公司5000t/d干法水泥熟料生產(chǎn)線，建設(shè)日處理600t（300t/d×2系列）城市生活垃圾處理線，年處理銅陵市城市生活垃圾總量19.8萬(wàn)t。同時(shí)，海螺集團(tuán)的貴州省貴定縣的水泥窯協(xié)同處置生活垃圾項(xiàng)目已經(jīng)在建設(shè)過(guò)程中了。中信重工機(jī)械股份有限公司，已洛陽(yáng)黃河同力水泥有限責(zé)任公司日產(chǎn)5000噸水泥熟料生產(chǎn)線為依托，設(shè)計(jì)日處理垃圾量500噸。
　　3、水泥窯協(xié)同處置生活垃圾工藝優(yōu)缺點(diǎn)
　　生活垃圾處理工藝有多種，每種處理工藝都有其優(yōu)缺點(diǎn)和適用性，同樣，水泥窯協(xié)同處置生活垃圾工藝也有優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)以及適用性。
　　3.1 水泥窯協(xié)同處置工藝優(yōu)點(diǎn)
　　水泥窯協(xié)同處置生活垃圾工藝結(jié)合生活垃圾焚燒和水泥窯生產(chǎn)，把兩種不同的工藝生產(chǎn)線有機(jī)融合在一起，解決了生活焚燒的廢氣、廢渣和廢水的難題，同時(shí)為水泥生產(chǎn)提供部分替代優(yōu)惠燃料，達(dá)到了工藝的互惠互利。水泥窯協(xié)同處置生活垃圾工藝主要有如下優(yōu)點(diǎn)：
　　3.1.1  由于協(xié)同處理工藝采用近似“閉環(huán)式”廢氣循環(huán)處理（利用）的工藝方式，廢氣中的二噁英基本杜絕或避免產(chǎn)生，
　　3. 1.2 回轉(zhuǎn)窯內(nèi)是堿性氣氛，可有效地抑制酸性物質(zhì)的排放，使得SO₂、Cl等可以合成鹽的形態(tài)固定下來(lái)，可減少或避免產(chǎn)生二惡英的產(chǎn)生現(xiàn)象。
　　3. 1.3 垃圾的儲(chǔ)存池產(chǎn)生的臭氣1400℃左右的熟料接觸，在高溫下被分解而凈化。
　　3. 1.4 焚燒爐灰渣直接進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯作為水泥原料混合加以利用，不外排；而且水泥窯負(fù)壓狀態(tài)運(yùn)行，煙氣和粉塵很少外溢。
　　3. 1.5 重金屬離子隨物料固化在熟料中，避免了重金屬二次污染。
　　3.2 水泥窯協(xié)同處置生活垃圾工藝缺點(diǎn)
　　水泥窯協(xié)同處置生活垃圾工藝由于的工藝特點(diǎn)要求，因此也具有一些缺點(diǎn)，工藝缺點(diǎn)如下：
　　3.2.1 水泥窯協(xié)同處置生活垃圾工藝投資較大，一條水泥窯生產(chǎn)線（3000噸/日）改造費(fèi)用在8000-10000萬(wàn)元，可處理生活垃圾800-1000噸/日，折算成垃圾投資為每噸生活垃圾協(xié)調(diào)處置投資費(fèi)用10萬(wàn)元，投資費(fèi)用較大。對(duì)生活垃圾處理量有較高的要求，要求日處理垃圾總量在800噸以上，最低不能低于500噸。
　　3.2.2 運(yùn)行費(fèi)用較高。根據(jù)現(xiàn)在已運(yùn)行的協(xié)同項(xiàng)目數(shù)據(jù)顯示，直接運(yùn)行費(fèi)用按生活垃圾計(jì)算在每噸70元，而完全成本在每噸200元。
　　運(yùn)行費(fèi)用較高，就要求當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)水平較高，能夠承擔(dān)運(yùn)行費(fèi)用，以保證處置運(yùn)行能順利開(kāi)展。
　　3.2.3 生活垃圾中一部分可以通過(guò)更簡(jiǎn)單、有效、節(jié)能的其他方法加以處理和利用，例如遵義地區(qū)生活垃圾中高達(dá)28%灰土，可以通過(guò)篩分分選出來(lái)加以利用，但采用協(xié)同處置工藝后，卻也進(jìn)入水泥窯“高溫陪煉”一番，對(duì)能源造成浪費(fèi)。
　　3.2.3 高含水率和低燃值的生活垃圾。高含水率的生活垃圾將會(huì)使大量的熱能做無(wú)用的消耗，例如含水率果蔬中水分被加熱成水蒸氣排放掉，能源做了無(wú)用功。低燃值（低于800大卡/Kg）的生活垃圾需要外加燃料，才能保證正常生產(chǎn)運(yùn)行，能耗結(jié)構(gòu)明顯不太合理。
　　4、結(jié)論
　　水泥窯生產(chǎn)協(xié)同處置生活垃圾工藝，具有較明顯的優(yōu)點(diǎn)，如杜絕或減少了二惡英、沒(méi)有廢渣產(chǎn)生、重金屬被固化等，避免二次污染，生活垃圾做到最大限度的減容處置，減少大量的溫室氣體排放。當(dāng)然，協(xié)同處置工藝也有投資大、運(yùn)行費(fèi)用高、對(duì)垃圾的成分和處理量有較高的要求等不足。協(xié)同處置工藝實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、低碳經(jīng)濟(jì)和循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，對(duì)環(huán)境保護(hù)治理具有積極作用，對(duì)建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會(huì)有示范意義。綜上所敘，水泥窯生產(chǎn)是協(xié)同處置生活垃圾的有效途徑之一。