淺議水泥窯生產是處置生活垃圾的有效途徑

　　1、生活垃圾概念、成分和產量等
　　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的活動中產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。我國幅員遼闊，不同地區(qū)之間的水文氣象、經濟條件、居民生活習慣等多種因素不盡相同，致使各地生活垃圾成分、單位人均產量等方面都有較大的差異，為確保生活垃圾不對環(huán)境產生污泥，必須對生活垃圾進行有效的處置。
　　1.2 生活垃圾成分分析
　　我國區(qū)域寬廣，地理空間跨度較大，同時由于居民生活水平、生活習慣、區(qū)域產物等諸多因素，導致生活垃圾成分差異非常大。經濟發(fā)達地區(qū)和欠發(fā)達地區(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。總體來說，經濟發(fā)達地區(qū)的生活垃圾有可燃物多、可回收物多、有機質多、無機物少等特點，經濟欠發(fā)達地區(qū)的生活垃圾有可燃物較少、可回收物較少、無機物較多等特點。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鍵。遵義市的生活垃圾成分如表1：

　　1.3 生活垃圾產量
　　生活垃圾人均產量為0.8-1kg/天，根據統計從上世紀80年代到2010年，生活垃圾總產量按5%左右的比例逐步上升，截止到現在全國每年產生垃圾近2億噸。但隨著現在經濟發(fā)展，居民生活水平，清潔能源逐步推廣，環(huán)保意識強化等諸多有利因素，生活垃圾的產量遞增比例已有逐步下降的趨勢，比如今年北京地區(qū)的生活垃圾的產量就遞減到“零”增長率。生活垃圾產量出現了遞增率降低甚至“零”的現象，所以在確定生活垃圾處理工藝的處理量時，需要慎重考慮這種現象。
　　2、 生活垃圾處理工藝簡介
　　生活垃圾傳統的處理工藝有衛(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)了窯爐協同處理工藝，其中又特別推薦水泥窯協同生活垃圾處置工藝。下面對各種處理工藝進行介紹，又重點對生活垃圾水泥窯協同處理工藝進行介紹。
　　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，從上世紀初或更早的時間就開始應用了。衛(wèi)生填埋處理工藝有處理量大、處理成本低、可全天候運行等優(yōu)點，但也存在對建設場地、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。隨著現在城市區(qū)域擴張、建設場址選擇困難、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)酵原理對生活垃圾中有機物進行發(fā)酵分解，然后生產有機堆肥。生活垃圾堆肥處理工藝可以實現有機物資源化利用，可以大幅減少垃圾滲濾液的產生。但是由于目前我國生活垃圾基本都是混裝，導致堆肥處理后有機肥雜質較多，品質不太高，所以銷路存在一定的問題，如果能夠解決生活垃圾分類袋裝問題，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生活垃圾進行焚燒處理。前期的焚燒處理以單獨的焚燒為住，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)電為主導工藝。生活垃圾焚燒處理工藝的優(yōu)點是減容率可達85-95%、可以利用余熱或利用余熱發(fā)電等，缺點是投資大、運行費用高、有二噁英潛在污染的可能性等缺點。
　　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。綜合處理工藝運用多種工藝分別對不同的成分進行重點處理，以達到資源化最佳的效果。綜合處理工藝的優(yōu)點是資源化效果最好和資源利用頻次多，缺點是工藝系統復雜，運行難度較大，市場開拓難度大，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 水泥窯協同處置生活垃圾工藝
　　水泥窯（新型干法回轉窯）協同處置生活垃圾工藝：垃圾運到水泥廠經計量后倒入垃圾池儲存。用抓斗把垃圾抓入板式輸送機，人工挑選出大件垃圾、大塊建筑垃圾和可回收物，其余被帶式輸送機送入喂料小倉，輸送過程中由除鐵器除去磁性金屬。喂料機把垃圾均勻地喂入回轉式焚燒爐，利用熟料冷卻機的熱風作為燃燒空氣，垃圾在熱風的作用下焚燒，焚燒產生的高溫煙氣（1100℃左右）進入窯尾分解爐和預熱器，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凈化后排放。垃圾焚燒灰渣直接進入回轉窯作為水泥原料或從焚燒爐排出作為水泥混合材使用。水泥窯協同處置生活垃圾工藝流程如圖1：

　　根據研究，水泥窯協同處置生活垃圾工藝有下面工藝特點，一是水泥生產的熟料冷卻機的熱風作為垃圾燃燒空氣，垃圾焚燒溫度＞950℃。熱解氣體入回轉窯，減少能耗；利用水泥窯的高溫，吸納分解垃圾有害成分。分解爐內溫度超過900℃，氣體能停留7～9ｓ，二惡英能完全被吸納。二是水泥窯的回轉窯內是堿性氣氛，可有效地抑制酸性物質的排放，使得SO₂、Cl等可以合成鹽的形態(tài)固定下來，可減少或避免產生二惡英的產生現象。三是垃圾的儲存池，有機質發(fā)酵產生的臭氣等由引風機抽出，經除塵器除塵后送入冷卻機頭部的鼓風機，再次鼓入冷卻機，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入回轉窯作為水泥原料混合加以利用，不外排；而且水泥窯負壓狀態(tài)運行，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。
　　由于水泥窯協同處置生活垃圾具有上敘的五個特點，該技術研發(fā)出來后立即投入實際工程應用中。目前推廣應用協同處置工藝比較成功的，有海螺水泥集團、中信重工機械公司等。其中，海螺集團已建成運行銅陵海螺垃圾處理項目，依托銅陵海螺公司5000t/d干法水泥熟料生產線，建設日處理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t。同時，海螺集團的貴州省貴定縣的水泥窯協同處置生活垃圾項目已經在建設過程中了。中信重工機械股份有限公司，已洛陽黃河同力水泥有限責任公司日產5000噸水泥熟料生產線為依托，設計日處理垃圾量500噸。
　　3、水泥窯協同處置生活垃圾工藝優(yōu)缺點
　　生活垃圾處理工藝有多種，每種處理工藝都有其優(yōu)缺點和適用性，同樣，水泥窯協同處置生活垃圾工藝也有優(yōu)點和缺點以及適用性。
　　3.1 水泥窯協同處置工藝優(yōu)點
　　水泥窯協同處置生活垃圾工藝結合生活垃圾焚燒和水泥窯生產，把兩種不同的工藝生產線有機融合在一起，解決了生活焚燒的廢氣、廢渣和廢水的難題，同時為水泥生產提供部分替代優(yōu)惠燃料，達到了工藝的互惠互利。水泥窯協同處置生活垃圾工藝主要有如下優(yōu)點：
　　3.1.1  由于協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生，
　　3. 1.2 回轉窯內是堿性氣氛，可有效地抑制酸性物質的排放，使得SO₂、Cl等可以合成鹽的形態(tài)固定下來，可減少或避免產生二惡英的產生現象。
　　3. 1.3 垃圾的儲存池產生的臭氣1400℃左右的熟料接觸，在高溫下被分解而凈化。
　　3. 1.4 焚燒爐灰渣直接進入回轉窯作為水泥原料混合加以利用，不外排；而且水泥窯負壓狀態(tài)運行，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 水泥窯協同處置生活垃圾工藝缺點
　　水泥窯協同處置生活垃圾工藝由于的工藝特點要求，因此也具有一些缺點，工藝缺點如下：
　　3.2.1 水泥窯協同處置生活垃圾工藝投資較大，一條水泥窯生產線（3000噸/日）改造費用在8000-10000萬元，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調處置投資費用10萬元，投資費用較大。對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 運行費用較高。根據現在已運行的協同項目數據顯示，直接運行費用按生活垃圾計算在每噸70元，而完全成本在每噸200元。
　　運行費用較高，就要求當地經濟水平較高，能夠承擔運行費用，以保證處置運行能順利開展。
　　3.2.3 生活垃圾中一部分可以通過更簡單、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28%灰土，可以通過篩分分選出來加以利用，但采用協同處置工藝后，卻也進入水泥窯“高溫陪煉”一番，對能源造成浪費。
　　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使大量的熱能做無用的消耗，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，才能保證正常生產運行，能耗結構明顯不太合理。
　　4、結論
　　水泥窯生產協同處置生活垃圾工藝，具有較明顯的優(yōu)點，如杜絕或減少了二惡英、沒有廢渣產生、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。當然，協同處置工藝也有投資大、運行費用高、對垃圾的成分和處理量有較高的要求等不足。協同處置工藝實現節(jié)能減排、低碳經濟和循環(huán)經濟的發(fā)展，對環(huán)境保護治理具有積極作用，對建設資源節(jié)約型和環(huán)境友好型社會有示范意義。綜上所敘，水泥窯生產是協同處置生活垃圾的有效途徑之一。