水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物的投料控制

　　根據(jù)((2015年全國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)》數(shù)據(jù)顯示，當(dāng)年全國(guó)工業(yè)危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量3 976．1萬(wàn)t，綜合利用量2049．7萬(wàn)t，貯存量810．3萬(wàn)t，處置量1 174．0萬(wàn)t，全國(guó)工業(yè)危險(xiǎn)廢物綜合利用處置率為79．9％。大量未得到妥善處理處置的危險(xiǎn)廢物，會(huì)造成生態(tài)環(huán)境破壞、占用土地、污染土壤及地下水等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

　　目前單純的危險(xiǎn)廢物集中處置廠的處理量遠(yuǎn)達(dá)不到處置要求，而水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物技術(shù)因其優(yōu)勢(shì)越來(lái)越受到關(guān)注，通過(guò)對(duì)水泥生產(chǎn)線新增危險(xiǎn)廢物預(yù)處理設(shè)施、改造投料接口等實(shí)踐，充分利用水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)高溫、強(qiáng)堿性工況，危險(xiǎn)廢物在高溫狀態(tài)停留時(shí)間長(zhǎng)、無(wú)灰渣排除、無(wú)需二次處置等口。但是危險(xiǎn)廢物在水泥窯中焚燒的同時(shí)也會(huì)帶來(lái)污染物排放量增加的問(wèn)題，主要是氯化氫(HCl)、氟化氫(HF)、重金屬、二惡英等特征污染物，因而對(duì)于可能由協(xié)同處置帶來(lái)的大氣污染物排放問(wèn)題應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。

　　此外，協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物生產(chǎn)的水泥產(chǎn)品中的重金屬在使用過(guò)程中也存在污染環(huán)境的風(fēng)險(xiǎn)。因此在水泥窯協(xié)同處置危廢過(guò)程中應(yīng)遵循處置全過(guò)程控制的原則，在水泥系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，保證水泥產(chǎn)品質(zhì)量和污染物達(dá)標(biāo)排放。

　　1 廢物投加種類控制

　　禁止在水泥窯內(nèi)協(xié)同處置的廢物，主要基于其對(duì)于水泥系統(tǒng)正常生產(chǎn)運(yùn)行、水泥產(chǎn)品質(zhì)量、排氣筒煙氣排放等可能產(chǎn)生的影響和不可控風(fēng)險(xiǎn)。

　　1．1含汞廢物

　　水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的溫度遠(yuǎn)高于汞的揮發(fā)溫度，在協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物過(guò)程中，廢物帶入的汞大部分轉(zhuǎn)化為單質(zhì)汞在預(yù)熱器內(nèi)揮發(fā)，最終隨著窯尾煙氣外排，只有極少量進(jìn)入窯內(nèi)或熟料中。

　　美國(guó)PCA數(shù)據(jù)顯示，水泥熟料中汞含量一般低于檢測(cè)限值，水泥產(chǎn)品中汞含量為0．000014mg/g和0．0000028～0．001 2 mg/g產(chǎn)品，均處于較低含量水平。

　　浙江大學(xué)測(cè)算了我國(guó)水泥窯生產(chǎn)線汞排放因子，結(jié)果顯示采用布袋除塵和電除塵器的新型干法水泥生產(chǎn)線汞排放因子分別為單位熟料13．8 mg/t和22．9mg/t。蘇達(dá)根等人利用原子吸收分光光度法、震蕩溶出等方法研究了水泥窯內(nèi)重金屬污染的防治，結(jié)果顯示無(wú)論何種水泥窯，汞(Hg)逸放率高達(dá)89％一96％L”。

　　在我國(guó)水泥行業(yè)已成為繼燃煤鍋爐及電廠和金屬冶煉行業(yè)之后的第三大汞排放源。煙氣脫汞的專門技術(shù)有溴化活性炭噴射技術(shù)、汞焙燒爐技術(shù)等。溴化活性炭噴射技術(shù)將粉狀溴化活性炭在靜電除塵器或者布袋除塵器前噴人，煙氣中的汞與活性炭上的溴反應(yīng)并被活性炭吸附，最后經(jīng)除塵器捕集。該法可達(dá)80％脫汞效率，但是投資運(yùn)行成本極高，在水泥工業(yè)中較少見(jiàn)。汞烘焙爐技術(shù)是將除塵器收集的含汞灰塵利用汞焙燒爐工藝清潔，然后將飛灰返回到窯系統(tǒng)內(nèi)。目前該技術(shù)的實(shí)驗(yàn)室初步研究可使袋收塵器中灰塵脫汞率達(dá)95％，有待進(jìn)一步研究。鑒于專門脫汞技術(shù)的困難，實(shí)際運(yùn)行中要從源頭上減少人窯的汞含量，保證尾氣中汞及其化合物達(dá)標(biāo)排放。

　　《水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范》HJ662--2013中規(guī)定重金屬汞(Hg)的最大允許投加量為單位熟料0．23 mg/kg。鑒于此，水泥窯協(xié)同處置時(shí)禁止加入含汞類廢物，包括日常生活中涉及的含汞燈管、開(kāi)關(guān)、溫度計(jì)，工業(yè)生產(chǎn)中印刷、電池制造、金屬采選等產(chǎn)生的含汞廢物。

　　1．2 其他重金屬類廢物

　　由危險(xiǎn)廢物和常規(guī)原燃料帶人窯內(nèi)的重金屬，根據(jù)不同的揮發(fā)特性，進(jìn)入大氣、熟料以及窯內(nèi)循環(huán)的比例有較大差別。有前人在新型干法水泥廠進(jìn)行了水泥窯共處置工程試驗(yàn)，分析了13種重金屬在不同相的分配情況，結(jié)果表明重金屬的分配不受危險(xiǎn)廢物投加的影響，不揮發(fā)和半揮發(fā)類元素在煙氣中分配率遠(yuǎn)低于在熟料中的分配率。

　　德國(guó)水泥研究所研究了微量元素在水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)的揮發(fā)特性，結(jié)果顯示易揮發(fā)元素T1在預(yù)熱器內(nèi)形成內(nèi)循環(huán)和冷凝在窯灰形成外循環(huán)，一般不進(jìn)入熟料和煙氣中，但隨著內(nèi)外循環(huán)的積累，凈化后煙氣中Tl的排放濃度會(huì)逐漸增加。有研究者探索在水泥窯共處置危險(xiǎn)廢物時(shí)的cr、As、Pb等重金屬流向分布規(guī)律，結(jié)果表明不同溫度下，重金屬在煅燒熟料、顆粒物和尾氣中的殘留率有較大差別。因而進(jìn)入水泥窯內(nèi)的重金屬種類及投加量要進(jìn)行嚴(yán)格控制，保證水泥產(chǎn)品中重金屬達(dá)標(biāo)以及尾氣排放達(dá)標(biāo)。

　　禁止進(jìn)入水泥窯的含重金屬類廢物包括未經(jīng)拆解的廢電池、廢家用電器和電子產(chǎn)品。其中，廢電池種類繁多，包括鋅碳電池、堿錳電池、氧化銀電池等，此類廢物不經(jīng)拆解直接進(jìn)入水泥窯內(nèi)，影響水泥系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行、尾氣排放和水泥產(chǎn)、質(zhì)量。廢家電和電子產(chǎn)品應(yīng)拆解后根據(jù)各自特性分別回收利用。對(duì)于《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》中未被禁止進(jìn)入水泥窯內(nèi)的含有鈹、鉻、銅、鋅、砷、鎘等重金屬的危險(xiǎn)廢物，控制這些有害元素的投加速率是污染控制的重要手段，其最大允許投加量為鉈+鎘+鉛+15×砷(TI+Cd+Pb+15As)不大于230 mg／kg，鈹+鉻+lOx錫+50x銻+銅+錳+鎳+釩(Be+Cr+10Sn+50Sb+cu+Mn+Ni+V)不大于1 150mg／kg，在實(shí)際工程運(yùn)行過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格控制投加量，確保滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范的限值要求。

　　1．3 爆炸性及反應(yīng)性廢物

　　爆炸性廢物及反應(yīng)性廢物有可能在收集、運(yùn)輸、貯存、預(yù)處理過(guò)程中發(fā)生不可控的爆炸及劇烈反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)，可能對(duì)操作人員造成傷害，若在水泥窯內(nèi)發(fā)生爆炸或者劇烈反應(yīng)，會(huì)對(duì)水泥生產(chǎn)系統(tǒng)產(chǎn)生很大影響。因此爆炸性及反應(yīng)性危險(xiǎn)廢物禁止進(jìn)入水泥窯協(xié)同處置，該類廢物包括炸藥、火工及焰火產(chǎn)品制造工業(yè)中產(chǎn)生的廢污泥、廢活性炭，金屬表面處理及熱處理加工中產(chǎn)生的具有反應(yīng)性的無(wú)機(jī)氰類廢物等。

　　1．4放射性廢物

　　放射性廢物應(yīng)遵循專門的核廢物法律法規(guī)，由特定的許可規(guī)定才可以處理處置。若置于水泥窯中協(xié)同處置，會(huì)對(duì)水泥生產(chǎn)正常的操作、水泥產(chǎn)品質(zhì)量、操作人員人身安全等造成不可控或者未知的風(fēng)險(xiǎn)，因而此類廢物應(yīng)禁止進(jìn)入水泥窯協(xié)同處置。放射性廢物主要包括核燃料生產(chǎn)過(guò)程、反應(yīng)堆運(yùn)行過(guò)程、核燃料后處理、核工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗(yàn)以及使用放射性物質(zhì)的部門學(xué)校、科研單位等產(chǎn)生的廢物。

　　1．5未知特性和未經(jīng)鑒定的廢物

　　此類廢物因其未知性和不確定性，會(huì)對(duì)水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行帶來(lái)不可控的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)也會(huì)引起水泥產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、污染排放超標(biāo)、職業(yè)健康危害等。水泥企業(yè)在與固廢生產(chǎn)企業(yè)簽訂處置合同前，要對(duì)廢物類別進(jìn)行評(píng)估，考察是否屬于禁止入窯類、危廢類別是否符合危廢經(jīng)營(yíng)許可證規(guī)定的類別要求、協(xié)同處置過(guò)程中的人員健康和環(huán)境安全風(fēng)險(xiǎn)是否能夠有效控制等。

　　此外，還應(yīng)對(duì)擬協(xié)同處置的固體廢物進(jìn)行取樣及特性分析。

　　固廢分析參數(shù)：

　　一般應(yīng)包括物理性質(zhì)：尺寸、容重等；化學(xué)特性：pH值、閃點(diǎn)等；工業(yè)分析：水分、揮發(fā)分、灰分、熱值；礦物成分：CaO，Si02，A1203，F(xiàn)e203；有害元素分析：K，Na，Mg，C1，F(xiàn)，S，P，重金屬等，主要有機(jī)物種類和含量，對(duì)于替代燃料還包括C，H，O含量，燃盡性，粘度等；特性分析：腐蝕性、反應(yīng)性、易燃性、相容性。

　　根據(jù)分析檢測(cè)結(jié)果，判斷危險(xiǎn)廢物類別是否適宜進(jìn)入水泥窯協(xié)同處置，在類別符合的基礎(chǔ)上嚴(yán)格控制有害元素的投加量，或通過(guò)適當(dāng)?shù)念A(yù)處理方法，將危險(xiǎn)廢物中的有害元素投加速率控制在合理的范圍，以免發(fā)生煙氣排放超標(biāo)、結(jié)皮堵塞的不良現(xiàn)象。

　　2  結(jié) 論

　　通過(guò)對(duì)水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物過(guò)程中的危廢投加種類進(jìn)行控制，最大限度地降低危險(xiǎn)廢物處置過(guò)程中可能帶來(lái)的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。在水泥窯穩(wěn)定運(yùn)行的前提下，保證水泥產(chǎn)、質(zhì)量和污染物達(dá)標(biāo)排放，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢物的資源化、無(wú)害化處理，既能解決危險(xiǎn)廢物日益增長(zhǎng)的壓力，同時(shí)具有良好的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)效益。