[原創(chuàng)]水泥窯協(xié)同處置廢棄物中外對(duì)比

　　最近，對(duì)于即便垃圾焚燒廠建在偏僻郊區(qū)，民眾針對(duì)新建垃圾焚燒廠可能造成的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)仍然爆發(fā)了許多頻繁抗議，然而在發(fā)達(dá)國家，如歐洲諸國和日本，垃圾焚燒廠很多建在鬧市區(qū)和居民區(qū)，卻少見群體抗議。那么究竟垃圾焚燒項(xiàng)目中外有哪些區(qū)別呢?本網(wǎng)最近就水泥窯協(xié)同處置廢棄物，特別是城市垃圾采訪了中國建筑材料科學(xué)研究總院汪瀾教授，他為我們?cè)敿?xì)的進(jìn)行了對(duì)比。

　　他介紹到，從20世紀(jì)70年代開始，歐美國家開始對(duì)水泥窯協(xié)同處置有關(guān)問題進(jìn)行研究，主要包括法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系研究、有害元素在回轉(zhuǎn)窯中的狀態(tài)特性研究、大氣污染排放控制研究等研究。

　　在法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)體系研究方面，歐盟對(duì)水泥回轉(zhuǎn)窯協(xié)同處置可燃性固體廢物作多年研究后，于2000年12月28日公布“2000/76/EC水泥回轉(zhuǎn)窯排放極限規(guī)程”；德國水泥工業(yè)制定了“空氣保潔技術(shù)指南(TA-Luft)”規(guī)定了致癌物質(zhì)的排放極限，若水泥窯協(xié)同處置固體廢物還需同時(shí)執(zhí)行17.BImSch V(Hg、Tl、Cd、Pb、As)的規(guī)定;瑞士環(huán)境、森林與地形局(SAEFL)于1998 年4月頒布的水泥廠處置廢物導(dǎo)則中規(guī)定：熟料和水泥中的污染物含量必須滿足規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)限值;1996年4月，美國國家環(huán)保局(EPA)提出了危險(xiǎn)廢物焚燒設(shè)施大氣污染物排放的最大可實(shí)現(xiàn)控制技術(shù)(Maximum Achievable Control Technology, MACT) 標(biāo)準(zhǔn)，其中針對(duì)焚燒危險(xiǎn)廢物的水泥窯的標(biāo)準(zhǔn)。

　　在有害元素在回轉(zhuǎn)窯中的狀態(tài)特性研究方面，研究發(fā)現(xiàn)原燃料中微量元素進(jìn)入水泥窯后有三條出路：①是隨煙氣和粉塵排放；②是進(jìn)入熟料中;③是隨窯灰?guī)С?，但若不丟棄最終仍回到窯內(nèi)。若提高生料的Cl含量便會(huì)明顯提高Pb等的揮發(fā)性。且由于在水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)中煙氣與固體材料間的相互作用降低了某些重金屬化合物的揮發(fā)特性?？偠灾瑧腋☆A(yù)熱窯可利用廢氣余熱烘干原料的更好，可提高微量元素的吸收率。

　　在大氣污染排放控制研究方面，開展水泥窯協(xié)同處置含揮發(fā)性有機(jī)廢棄物時(shí)應(yīng)做前期試驗(yàn)，摸索出合適的投料方法，歐美等國均是從窯分解區(qū)或窯頭加入，以燒掉其中的有機(jī)化合物;水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)廢氣中重金屬濃度很低，除塵器粉塵在重新形成的臨界溫度區(qū)停留時(shí)間又很短，故水泥窯協(xié)同處置不會(huì)產(chǎn)生如垃圾焚燒設(shè)備那行再形成二惡英/呋喃。

　　以垃圾衍生燃料(RDF)為例，此技術(shù)在發(fā)達(dá)國家已經(jīng)成熟，并成為發(fā)達(dá)國家水泥行業(yè)節(jié)能減排的重要手段之一。近年來，能作為RDF的種類和數(shù)量不斷擴(kuò)大，主要包括廢塑料、廢輪胎、生物質(zhì)燃料、生活垃圾、污泥、廢包裝材料、廢油和溶劑等。2004年歐洲水泥行業(yè)共使用替代燃料620萬噸，燃料替代率達(dá)17%，2010年的目標(biāo)是27%。荷蘭是世界上水泥行業(yè)使用燃料替代率最高的國家，從2001年的83%上升至現(xiàn)在的92%。日本水泥業(yè)使用RDF的數(shù)量逐年增多，其中城鎮(zhèn)生活水處理廠的濕污泥用量2008年達(dá)303萬噸，是水泥行業(yè)利用和處置廢棄物的第三大品種，日本水泥行業(yè)處置污泥的數(shù)量占日本污泥產(chǎn)生量的30%。瑞士水泥窯RDF替代使用最多的是干化污泥，2007年達(dá)5.7萬噸;德國從2002年處置4000噸猛增到2006年的23.8萬噸，4年增長了58倍。

　　我國自20世紀(jì)90年代，在利用水泥窯協(xié)同處置進(jìn)行了積極的嘗試，并取得了顯著效果，已逐步建立了一套協(xié)同處置的技術(shù)體系，但仍與發(fā)達(dá)國家差距巨大。 [Page]

　　政策管理體系日趨完善。為了科學(xué)、規(guī)范地推動(dòng)水泥窯協(xié)同處置廢棄物的發(fā)展，我國制定了一系列的政策措施。自1996年先后頒布了《中華人民共和國固體廢棄物污染環(huán)境防治法》、《危險(xiǎn)廢棄物污染防治技術(shù)政策》、《危險(xiǎn)廢棄物焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》、《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》、《水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢物設(shè)計(jì)規(guī)范》、《水泥工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》和《關(guān)于進(jìn)一步加強(qiáng)城市生活垃圾處理工作的意見》等政策，對(duì)危險(xiǎn)廢棄物污染防治進(jìn)行了特別規(guī)定，對(duì)危險(xiǎn)廢棄物和水泥窯焚燒廢棄物的污染物排放等進(jìn)行了限定。2001 年12月出臺(tái)的《危險(xiǎn)廢物污染防治技術(shù)政策》，指出“危險(xiǎn)廢物的焚燒宜采用以旋轉(zhuǎn)窯爐為基礎(chǔ)的焚燒技術(shù)，可根據(jù)危險(xiǎn)廢物種類和特征選用其他不同爐型，鼓勵(lì)改造并采用生產(chǎn)水泥的旋轉(zhuǎn)窯爐附燒或?qū)ｋU(xiǎn)廢物”。但是針對(duì)水泥工業(yè)處置和利用危險(xiǎn)廢物，目前法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和政策尚不完善?，F(xiàn)行《水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢物設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50634-2010)從新型干法水泥熟料生產(chǎn)線協(xié)同處置工業(yè)廢物的設(shè)計(jì)的角度制定了標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)現(xiàn)水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢物高溫解毒和重金屬固化的作用，達(dá)到減量化、無害化和資源化目標(biāo)。水泥生產(chǎn)分為以石灰石、粘土等為原料正常生產(chǎn)以及在生產(chǎn)同時(shí)利用水泥協(xié)同處置窯處理危險(xiǎn)廢物、生活垃圾、受污染土壤等兩種方式。針對(duì)上述兩種生產(chǎn)過程的污染物產(chǎn)生及控制方式不同，《水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB 4915-2013)和《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)》(GB 30485-2013)分別提出了排放控制要求。政策體系的日趨完善對(duì)水泥窯協(xié)同處置廢棄物起到了積極的促進(jìn)作用。

　　技術(shù)體系逐漸完整。我國已基本掌握水泥窯無害化最終協(xié)同處置城市生活垃圾、污泥、危險(xiǎn)廢棄物和工業(yè)廢棄物的關(guān)鍵技術(shù)，并逐步形成了完整的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的技術(shù)體系，一批協(xié)同處置示范工程陸續(xù)啟動(dòng)。金隅北京水泥廠、華新水泥、海螺水泥、越堡水泥等企業(yè)已在利用水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢棄物、城市生活垃圾和污水處理廠污泥等各類廢棄物方面取得成功。除從事水泥窯協(xié)同處置廢棄物的工業(yè)實(shí)踐外，天津水泥、青海水泥、甘肅永登水泥、重慶拉法基瑞安(重慶南山)水泥、吉林亞泰水泥等企業(yè)也先后獲得了危險(xiǎn)廢物的經(jīng)營許可，進(jìn)行危險(xiǎn)廢物的水泥窯處置試驗(yàn)工作，部分工程已形成一定的處置規(guī)模。此外，還有更多的企業(yè)準(zhǔn)備進(jìn)入該領(lǐng)域。

　　國內(nèi)協(xié)同處置方面的研究主要關(guān)注于加強(qiáng)水泥窯內(nèi)高溫環(huán)境中有機(jī)組分分解和固化機(jī)制的研究，特別是第一升溫區(qū)，以及焚燒物有機(jī)組分對(duì)熟料性能和環(huán)境影響評(píng)價(jià)，進(jìn)行系統(tǒng)深入的研究，重金屬在熟料燒成中的固化方式和固化機(jī)理，單位熟料礦物載體處理能力和影響因素，對(duì)熟料性能、礦物組分、設(shè)備安全和環(huán)境影響評(píng)價(jià)等。

　　以RDF為例，我國水泥行業(yè)使用RDF的時(shí)間短、種類少，約1700家水泥廠中僅有10余家水泥廠使用替代燃料，年替代量不足5萬噸標(biāo)煤，行業(yè)總體的燃料替代率接近0%。按到2015年目標(biāo)，水泥窯協(xié)同資源化處理廢棄物生產(chǎn)線比例達(dá)10%要求，協(xié)同資源化處理廢棄物生產(chǎn)線應(yīng)有170條。但截至2012年底已投產(chǎn)運(yùn)行約19個(gè)企業(yè)20條生產(chǎn)線(只指新型干法生產(chǎn)線，不包括JT窯生產(chǎn)線)，目前在建、擬建的項(xiàng)目多達(dá)約 130余項(xiàng)，投資規(guī)模達(dá)55億元，當(dāng)前涉及協(xié)同處置垃圾、污泥及其他廢棄物等的處置，年總處置能力達(dá)1000萬噸。

　　汪瀾教授認(rèn)為國內(nèi)外水泥窯協(xié)同處置應(yīng)用現(xiàn)狀差距體現(xiàn)有兩點(diǎn)：

　　一是政策支撐及體系建設(shè)的差距。歐美等發(fā)達(dá)國家就已經(jīng)開始利用水泥工業(yè)處置廢物，至今已有40多年的研究和應(yīng)用歷史，積累了大量的經(jīng)驗(yàn)，已經(jīng)建立起從廢物產(chǎn)生源頭到水泥廠處置的質(zhì)量保證體系，該體系既考慮污染物排放、又要保證水泥和混凝土的質(zhì)量，是一種基于全生命周期考慮的系統(tǒng)。而我國與發(fā)達(dá)國家對(duì)比，我國還缺乏水泥工業(yè)處置危險(xiǎn)廢物的法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和有關(guān)政策;相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制定明顯滯后于水泥廠利用廢物的實(shí)際情況;標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施與政策的支撐配套不匹配，導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)及部分政策的實(shí)施、監(jiān)管等無證可查、無法可依。

　　二是技術(shù)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)不豐富。水泥窯協(xié)同處置技術(shù)方面，歐美在技術(shù)研發(fā)及應(yīng)用方面積累了大量的成功經(jīng)驗(yàn)。而我國水泥窯協(xié)同處置技術(shù)發(fā)展處于初級(jí)階段，那么針對(duì)工業(yè)廢渣(燃料渣、冶金渣、化工渣等)、城市垃圾(廢塑料、城市垃圾焚燒灰等)、各種污泥(污水處理廠污泥、下水道污泥、河道污泥等)、農(nóng)業(yè)垃圾(秸稈、動(dòng)物糞便等)，還有各種工業(yè)危險(xiǎn)廢物等的高效協(xié)同處置技術(shù)的研發(fā)及大規(guī)模應(yīng)用還需要大量的資金及智力投入。

　　因此，汪瀾教授建議我國水泥窯協(xié)同處置技術(shù)及應(yīng)用為了更長遠(yuǎn)的發(fā)展，可以圍繞以下兩點(diǎn)進(jìn)行工作：首先是加強(qiáng)政策、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程等的體系化建設(shè)。強(qiáng)調(diào)各級(jí)政府協(xié)同作用，劃分水泥窯協(xié)同處置的屬性及工作范圍，將市政環(huán)保部門與水泥企業(yè)協(xié)同發(fā)展協(xié)同處置事業(yè);其次是加強(qiáng)協(xié)同處置技術(shù)及配套裝備技術(shù)的研發(fā)投入。協(xié)同處置技術(shù)不光包括物料輸送技術(shù)、高溫煅燒工藝技術(shù)，尤為重要的還包括窯尾污染物在線檢測(cè)技術(shù)、二次污染減排控制技術(shù)、窯爐自動(dòng)化智能化控制系統(tǒng)及技術(shù)等；前者研究的較寬泛，后者研發(fā)尚嚴(yán)重不足，但均需要大量的資金及智力投入。