水泥回轉(zhuǎn)窯處理廢棄物的現(xiàn)狀和前景

    水泥生產(chǎn)需要消耗大量的天然資源，如石灰石、煤等都是不可再生的天然資源，這一特性制約了水泥行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展之路。而地處上海的水泥企業(yè)由于無礦產(chǎn)資源，產(chǎn)品成本較高，從而在市場竟爭中處于劣勢，進一步制約了企業(yè)的生存和發(fā)展，如何改變劣勢，走出困境，利用廢棄物代替水泥生產(chǎn)中的原燃料，減少天然礦物的消耗，利用水泥窯的工藝特點，合理處置工業(yè)危險廢物，加強與環(huán)境的親和力，是水泥企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的方向之一，尤其是上海這種城市的水泥企業(yè)，因為上海工業(yè)發(fā)達，人口密集，廢物產(chǎn)生量大，為廢物利用創(chuàng)造了較大的空間(見表1)。
　　　　　　　　　　　表1　1998年上海市廢物產(chǎn)生量統(tǒng)計表〖JY〗(萬t)
類別 工業(yè)廢物 危險廢物 生活廢棄物 建筑垃圾 水廠污泥 合計 
數(shù)量   1199     53        544       353      56     2205 

　　1.目前廢物處理現(xiàn)狀
　　由于工業(yè)廢棄物的物理、化學(xué)特性，處理的主要手段是資源化利用，利用率較高，如上海市工業(yè)廢棄物利用率已達91%，粉煤灰、高爐渣、工業(yè)粉塵的綜合利用率達99%，鋼渣和危險廢物的利用率為81%以上，由于大量廢物的綜合利用，大大減輕對環(huán)境的影響。工業(yè)廢棄物的資源化利用率雖然較高，但普遍存在自發(fā)性和趨利性，產(chǎn)生廢物單位自主決定如何處置利用廢物，缺乏統(tǒng)籌監(jiān)管，同時為減少廢物處理支出或通過出售廢物獲取經(jīng)濟效益，忽視了環(huán)境保護，另外，廢棄物處理單位的處理裝備落后和技術(shù)水平低，處理效率差，極易造成二次污染，較典型的有在磚瓦廠中將化工殘渣、酸焦油等作輔助燃料，而這些爐子的燃燒溫度又達不到危險廢物的焚燒要求。另外廢棄物處理單位的規(guī)模較小，處理能力不能滿足要求，特別是焚燒處理，目前全市還沒有一家較具規(guī)模的專業(yè)焚燒危險廢棄物的企業(yè)，遠遠不能滿足處理要求。
　　生活垃圾的處理目前以自然填埋形式為主，在上海雖然已在建造兩家日處理1000t生活垃圾的焚燒廠，其中一家已投入使用，但大量的生活垃圾乃以填埋方式進行處理，其中占總重67%的可制有機肥的有機垃圾、9%的廢紙、13%的廢塑料被白白浪費，還對周邊環(huán)境和地下水源造成污染。

　　2.水泥窯處理廢物的優(yōu)點和潛力
　　水泥生產(chǎn)中利用粉煤灰、爐渣、各種尾礦、及工業(yè)生產(chǎn)中排出的廢渣代用天然原料已非常普遍，并取得了非?？少F的經(jīng)濟效益和社會效益，從20世紀70年代開始，通過大量的研究和實踐，認識到水泥回轉(zhuǎn)窯是得天獨厚處理危險廢物的焚燒爐。水泥回轉(zhuǎn)窯燃燒溫度高，物料在窯內(nèi)停留時間長，又處于負壓狀態(tài)下運行，工況穩(wěn)定，對各種有毒性、易燃性、腐蝕性、反應(yīng)性的危險廢棄物具有很好的降解作用，不向外排放廢渣，焚燒物中的殘渣和絕大部分重金屬都被固定在水泥熟料中，不會產(chǎn)生對環(huán)境的二次污染(見表2)。
　　　　　　　　　　　　　 表2　水泥窯和焚燒爐燃燒情況比較
參數(shù)名稱                         水泥回轉(zhuǎn)窯             焚燒爐 
氣體最高溫度(℃)                    2200                 1450 
物料最高溫度(℃)                    1500                 1350 
氣體在≥1100℃停留時間(s)           6～10                1～3 
物料在≥1100℃停留時間(min)         2～30                2～20 
氣體的湍流度(雷諾氏指數(shù))          ＞100，000           ＞10，000 

　　我國從20世紀90年代開始利用水泥窯處理危險廢物的研究和實踐，并已取得一定的成績，上海萬安企業(yè)總公司（金山水泥廠）從1996年開始從事這項工作，先后已為20多家企業(yè)產(chǎn)生的各種危險廢物進行了處理，燃燒產(chǎn)生的廢氣經(jīng)上海市環(huán)境監(jiān)測中心測試，完全達到國家標準，對產(chǎn)品無不良影響。每年的處理量逐步增長，市場發(fā)展前景良好，為企業(yè)創(chuàng)造了經(jīng)濟效益，為社會創(chuàng)造了環(huán)境效益，市場發(fā)展前景良好(見表3)?！　?br> 　　　　　　　　　　　　　表3　萬安公司近幾年廢物處理量增長情況表
年　份       1998     1999     2000     2001 
處理量(t)     900     2000     4000     5500 
廠家數(shù)(個)     2         9       15       20 

　　利用RDF技術(shù)，處理生活垃圾是水泥回轉(zhuǎn)窯的又一潛能，在德國、日本等發(fā)達國家已被普遍采用，通過將生活垃圾破碎、篩分等手段，將生活垃圾中的可燃物質(zhì)分離出來并加以處理，作為水泥廠、鋼鐵廠，化工廠、發(fā)電廠的燃料，并以水泥廠利用效率最高，因為RDF不僅替代了部分燃料，燃燒產(chǎn)生的灰渣作為水泥原料被加以利用，所以利用水泥回轉(zhuǎn)窯處理生活垃圾是一種有效的處理方式。

　　3.應(yīng)解決和注意的問題
　　水泥窯處理廢棄物（危險廢棄物）這項工作是一項系統(tǒng)工程，單靠水泥企業(yè)本身是難以實施的，要成規(guī)模的處理危險廢棄物應(yīng)建立廢棄物調(diào)配中心，需要政策的支持，社會的認同，而且并非適應(yīng)于所有的水泥企業(yè)，是否成功應(yīng)考慮以下幾個因素。
　　3.1 市場因素
　　由于危險廢棄物的轉(zhuǎn)移和運輸有法規(guī)的限制和運輸距離的限制，所以地區(qū)性可提供的廢棄物量是首先考慮的因素之一，另外其他的廢物處理公司和可能的潛在對手，廢物的處理習(xí)慣和處理費，是經(jīng)濟核算時應(yīng)注意到的問題。
　　3.2 政策支持
　　政府應(yīng)制定有關(guān)政策，支持和鼓勵水泥企業(yè)處理廢棄物，包括許可證發(fā)放，稅收優(yōu)惠，保證廢棄物來源等方面。當(dāng)?shù)丨h(huán)保機構(gòu)對水泥窯處理廢棄物的態(tài)度至關(guān)重要。
　　3.3 人力資源
　　廢物處理特別是危險廢棄物的處理所需要的專業(yè)知識及管理要求都與傳統(tǒng)的水泥生產(chǎn)不一樣，所以對專業(yè)人員的要求也不一樣，需引進有關(guān)專業(yè)技術(shù)人員，同時加強對企業(yè)員工的培訓(xùn)，提高業(yè)務(wù)能力，增強安全意識，員工的能力是否能滿足要求是這項工作能否成功的重要因素之一。
　　3.4 質(zhì)量控制
　　由于水泥窯處理廢棄物是在水泥生產(chǎn)過程中進行的，為保證水泥產(chǎn)品質(zhì)量和不影響水泥生產(chǎn)過程不受影響，必須對被處理廢棄物的物理性能和化學(xué)性能進行控制，同時在調(diào)配過程和最終的替代燃料進行分析，規(guī)范替代燃料的性能(見表4)。
　　　　　　　　　　　　　　　表4　需控制的廢棄物理化性能內(nèi)容
  1    2   3   4       5    6   7      8      9      10     11 
熱值 灰分 硫 氯、氟 鉀、鈉 PH 重金屬 揮發(fā)性 放射性 凝固點 粘滯度 　
　　3.5 與社區(qū)關(guān)系
　　利用水泥窯處理廢棄物特別是危險廢棄物，處理好與周邊社區(qū)關(guān)系是這項工作是否成功的另一重要因素，應(yīng)加強勾通，使大家了解水泥窯處理廢棄物的優(yōu)越性和無害性，了解這項工作對社會、對子孫后代的貢獻，同時應(yīng)開展一些有益社區(qū)的活動，增強相互理解。