利用水泥廠協(xié)同處置城市垃圾勢(shì)在必行

一、日本生態(tài)水泥的面世及其在我國(guó)的反響

　　　2001年4月日本一家新成立的叫做原生態(tài)水泥株式會(huì)社，在日本最大的太平洋水泥公司多年的協(xié)助與共同研發(fā)后，有一條取名為“生態(tài)水泥廠”的生產(chǎn)線在日本千葉縣投產(chǎn)了。該廠每年能消納62000 t 垃圾焚燒爐灰和30000t工業(yè)廢棄物，最大產(chǎn)能為11萬t/a生態(tài)水泥。這種水泥生產(chǎn)技術(shù)解決了困惑日本多年的垃圾焚燒爐灰的處置問題，也為減少遍及全國(guó)的垃圾焚燒爐灰對(duì)生態(tài)環(huán)境的二次污染問題找到了一個(gè)途徑，那就是設(shè)法將其用作水泥原料的主要組份來生產(chǎn)水泥。但因垃圾焚燒爐灰中含氯、苯及各種重金屬元素等有害成分很高，盡管在該項(xiàng)生產(chǎn)技術(shù)中對(duì)其增設(shè)了浸洗、烘干、均化等工序，而且在水泥窯尾還采取了大量旁路放風(fēng)以及廢氣脫硫、脫氮、清除二悪英的凈化等工序，最后還加設(shè)了從水泥窯灰中回收有關(guān)重金屬的設(shè)施；但是其所生產(chǎn)出來的水泥與日本現(xiàn)有的水泥標(biāo)準(zhǔn)仍有差異。所以必須給它另行命名，因而嚴(yán)格地講，在2002年以前只能是非正式地稱其為“生態(tài)水泥”。

　　2002年開始，有關(guān)日本千葉縣生態(tài)水泥廠投產(chǎn)，用大配比的垃圾焚燒爐灰渣替代主要原料來生產(chǎn)生態(tài)水泥的信息陸續(xù)西渡而來。正值那時(shí)我國(guó)水泥工業(yè)對(duì)生態(tài)環(huán)境保護(hù)意識(shí)的覺醒和發(fā)展，于是生態(tài)水泥這個(gè)詞匯逐漸在我國(guó)廣為流行，延續(xù)到今天已經(jīng)成為我國(guó)水泥界最時(shí)髦的詞匯之一。有人自告奮勇給生態(tài)水泥下定義，有人提倡我國(guó)也要發(fā)展生態(tài)水泥，有人稱道贊揚(yáng)生態(tài)水泥，還有人拿生態(tài)水泥給自己的產(chǎn)品貼金。一時(shí)間把生態(tài)水泥這個(gè)詞匯捧得好不熱鬧，至今仍熱度不減。如果我們只是泛泛地講要將全社會(huì)的各種廢棄物資源化，實(shí)現(xiàn)減量化、再利用、再循環(huán)的3R原則，促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)而提到一個(gè)虛擬的生態(tài)水泥的話，這或許可以理解為一種理想，無需當(dāng)真。假如有人真把日本那種具體的生態(tài)水泥作為先進(jìn)技術(shù)的話，那就很須要澄清真相了。 

二、從日本生態(tài)水泥中應(yīng)吸取的教訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)

　　實(shí)際上，日本生態(tài)水泥是在一個(gè)特定的社會(huì)歷史條件下的產(chǎn)物，可以說是日本上世紀(jì)80-90年代在處置城市生活垃圾技術(shù)路線抉擇重大失策而釀成的苦果。日本全國(guó)人口約1.27億，每年產(chǎn)生工業(yè)廢棄物4億噸，居民生活垃圾5000萬噸。因土地有限，除循環(huán)利用一部分以外，對(duì)所有廢棄物和垃圾都必須立即實(shí)施減量化（主要是焚燒），體積和重量都縮減到原始狀態(tài)的1/20左右，再進(jìn)行填埋處置。為了及時(shí)處置每年近5000萬噸的居民生活垃圾，那時(shí)1-2年內(nèi)，日本全國(guó)就匆忙地新建了2000多臺(tái)垃圾焚燒爐，平均每臺(tái)爐日處理垃圾約100噸。雖然當(dāng)時(shí)是解決了垃圾的大幅減量又回收了一部分電（熱）能源。然而10年以后1995年前后，因焚燒爐灰有害成分含量很高及填埋后難以避免的滲漏，使其二次污染的隱患日益凸顯，迫使日本必需盡快地設(shè)法解決每年200多萬噸焚燒爐灰的再處置問題。幾經(jīng)周折最后還是轉(zhuǎn)回到了水泥工業(yè)尋求出路。于是花了很大力氣，采用了諸多繁雜工序，總算開發(fā)出了一條千葉型的生態(tài)水泥生產(chǎn)線。

　　2001年9月雖然這種生態(tài)水泥的生產(chǎn)技術(shù)被日本經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)省認(rèn)定為“生態(tài)樂園技術(shù)”。但是它僅具有年處理焚燒爐灰62000噸的能力，距離每年200多萬噸的焚燒爐灰產(chǎn)生量相去甚遠(yuǎn)。于是在2002-2006年間又相繼新建了年產(chǎn)生態(tài)水泥10-20萬噸的水泥廠4個(gè)。當(dāng)全部都建成投產(chǎn)以后每年處置焚燒爐灰的能力也只有50萬噸左右。那么每年還有150萬噸以上的焚燒爐灰仍需填埋，加之建造生態(tài)水泥廠的投資比常規(guī)水泥廠的投資要多一倍，所以必須再找別的更好的解決辦法。直到2004年日本才找到或認(rèn)識(shí)到了另外二條出路，一條是把焚燒爐灰送到常規(guī)水泥廠，在水泥廠設(shè)置一套較簡(jiǎn)單的浸洗工序，將浸洗后的焚燒爐灰適量地?fù)饺肷现校米魉嘣掀渑浔炔灰欢ㄒ_(dá)到50%以上，按現(xiàn)有的JIS R 5210標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)普通水泥OPC，水泥窯尾廢氣是否須要增設(shè)再凈化裝置，視具體情況可由各水泥廠自定。這樣就還能用得上已有的2000多臺(tái)垃圾焚燒爐的功能。另一條就是采用國(guó)際上，特別是德國(guó)和北歐諸國(guó)業(yè)已成熟的常規(guī)水泥廠直接接受垃圾、經(jīng)篩分、發(fā)酵、除臭或成型后送入窯內(nèi)燃燒的技術(shù)，將居民垃圾適量替代原料和燃料，生產(chǎn)國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)的普通水泥。這樣就不需垃圾焚燒爐了，日本稱為AK系統(tǒng)。

　　歐洲水泥工業(yè)大量成功的實(shí)踐，業(yè)已充分表明，利用現(xiàn)有水泥廠處理城市垃圾是最環(huán)保最經(jīng)濟(jì)最有效的技術(shù)路線；反之，像日本那樣的教訓(xùn)也沉痛地證實(shí)了，先用焚燒爐燒垃圾，再建工藝技術(shù)復(fù)雜的生態(tài)水泥廠來處置焚燒爐灰的技術(shù)路線是很不經(jīng)濟(jì)、不可取的。很明顯，日本為這條曲折的道路已付出了慘痛的代價(jià)，2000多臺(tái)垃圾焚燒爐浪費(fèi)了大量資金，還要背負(fù)著200多萬噸焚燒爐灰的再處置重?fù)?dān)，自作自受，只有給這個(gè)苦果取一個(gè)好聽的名字，聊以自慰了！所以，我國(guó)應(yīng)該吸取其教訓(xùn)，完全沒有必要去提倡或稱道這樣的生態(tài)水泥。

　　應(yīng)該強(qiáng)調(diào)指出，日本畢竟是一個(gè)科技先進(jìn)，機(jī)制成熟規(guī)范的發(fā)達(dá)國(guó)家。所以命名一個(gè)所謂的生態(tài)水泥必須是嚴(yán)肅地科學(xué)地經(jīng)過國(guó)家級(jí)的申報(bào)審批程序才能獲得正式認(rèn)可，才可以在工程實(shí)踐中使用，才得以在市場(chǎng)上銷售的。為此日本有關(guān)方面在開發(fā)研制生態(tài)水泥的同時(shí)做了許多相應(yīng)的試驗(yàn)研究工作，使生態(tài)水泥在技術(shù)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)、法規(guī)等方面的合法命名與認(rèn)可具備了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。類似我國(guó)那樣好像是誰(shuí)都可以隨便命名一種“新”水泥似的情況是絕對(duì)不允許的。這點(diǎn)倒真是很值得我國(guó)水泥界認(rèn)真學(xué)習(xí)和提倡的。

　　日本生態(tài)水泥有關(guān)這方面的建樹主要有：1、2002年6月，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)頒布了生態(tài)水泥標(biāo)準(zhǔn)JIS R 5214，其中規(guī)定采用垃圾焚燒爐灰為主要原料，配比為50%左右，其生產(chǎn)的生態(tài)水泥的各項(xiàng)指標(biāo)和性能雖與普通OPC水泥（JIS R 5210標(biāo)準(zhǔn)）比較近似，但是屬于另一類型，因而必須另行命名，另訂標(biāo)準(zhǔn)。2、2003年12月，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)了生態(tài)水泥用于預(yù)拌混凝土的標(biāo)準(zhǔn)JIS A 5308。3、2004年3月日本政府頒布的《促進(jìn)綠色采購(gòu)法》審批同意將生態(tài)水泥列入采購(gòu)目錄中。4

　　2004年3月，日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)批準(zhǔn)了生態(tài)水泥用于預(yù)澆注混凝土制品的標(biāo)準(zhǔn)JIS A 5364。5、此外還有生態(tài)水泥廠的污染物允許排入標(biāo)準(zhǔn)等等一系列的有關(guān)法規(guī)?？梢钥闯?，要搞出一個(gè)新命名的水泥或無機(jī)膠凝材料，必須進(jìn)行較長(zhǎng)時(shí)間的工程實(shí)踐的檢驗(yàn)和諸多艱苦細(xì)致具體的科學(xué)試驗(yàn)的驗(yàn)證，通過國(guó)家級(jí)一系列的審批，獲得各種相關(guān)法規(guī)性文件后才可以進(jìn)入銷售市場(chǎng)。任何不具備必要的法規(guī)性批文的“新產(chǎn)品”，尤其是涉及新品種水泥命名的產(chǎn)品，一律不準(zhǔn)進(jìn)行任何形式的商業(yè)性宣傳和推銷。不像我國(guó)似乎是誰(shuí)都可以隨便地登廣告搞促銷似的。在遵守法規(guī)，誠(chéng)信經(jīng)營(yíng)，履行職業(yè)道德等方面，日本水泥界就生態(tài)水泥的案例給我國(guó)提供了一個(gè)范例，值得我們好好學(xué)習(xí)，希望那些對(duì)生態(tài)水泥這塊招牌感興趣的諸公能吸取經(jīng)驗(yàn)。因?yàn)槲覈?guó)的法規(guī)也是同樣的，即任何個(gè)人或企業(yè)都無權(quán)自行命名或定義任何一種“新水泥”；既使你是該新水泥的發(fā)明人，也必須先向國(guó)家專門機(jī)構(gòu)提出申請(qǐng)，經(jīng)審查批準(zhǔn)后由專門機(jī)構(gòu)于以頒布實(shí)施。                                                         

三、關(guān)于處置我國(guó)城市垃圾的看法和建議

　　利用我國(guó)現(xiàn)有的400多條日產(chǎn)熟料2000噸以上大中型新型干法水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾和可燃廢料，無論在理論上還是實(shí)踐中，無論在經(jīng)濟(jì)上還是技術(shù)上，無論在環(huán)保方面還是循環(huán)經(jīng)濟(jì)方面，都比新建垃圾焚燒爐回收電（熱）能量的方案優(yōu)越得多。我國(guó)已有的20座垃圾電廠的實(shí)際運(yùn)行情況表明，運(yùn)行成本很高，往往因垃圾來源及其熱值難以保證穩(wěn)定，加之洋設(shè)備對(duì)我國(guó)的垃圾“水土不服”，時(shí)開時(shí)停，實(shí)際運(yùn)行表現(xiàn)欠佳，非但發(fā)電量遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)值，而且還因廢氣經(jīng)常頻繁地波動(dòng)在二悪英最易于生成的溫度區(qū)段（360-820℃），對(duì)廠區(qū)周圍的環(huán)境安全也有不良影響。國(guó)家環(huán)?？偩?007年6月緊急叫停北京六里屯垃圾焚燒項(xiàng)目，就是一個(gè)實(shí)例。

　　除了個(gè)別客觀條件較好，管理操作水平較高的垃圾電廠以外，多數(shù)廠的運(yùn)行情況及其經(jīng)濟(jì)效益是不盡人意的，國(guó)家的投資效益和實(shí)際的環(huán)保效益都不理想，還不如拿這些錢，或者是其中的一部分投入現(xiàn)有水泥廠的垃圾預(yù)處理系統(tǒng)上，直接就把垃圾燒掉，沒有爐灰的二次污染隱患，重金屬也都被固定在熟料的結(jié)晶構(gòu)造中，水泥窯中持續(xù)地1450ºC的高溫又能確保二悪英的徹底分解燒盡，等等。這的確是一個(gè)又好又快，技術(shù)上把握性也較大的可望從根本上解決城市垃圾協(xié)同處置的路線和辦法。
為了更全面重點(diǎn)地說明問題，我們不妨假設(shè)兩種情況，一個(gè)是新建一座日處理量1000噸的垃圾電廠，另一個(gè)是新建一座日產(chǎn)熟料5000噸的水泥廠，比較一下兩者在處理垃圾和技術(shù)經(jīng)濟(jì)效益方面的優(yōu)劣，詳見表1所列。

處置城市垃圾兩種方案的比較              表1

注：*如果利用已有的新型干法水泥窯，估計(jì)只需其5~10%的投資即可。
Δ與十幾年前相比，該投資已降低了一半。

　　通過對(duì)比，這兩個(gè)方案的優(yōu)缺點(diǎn)可以一目了然；其中有些數(shù)據(jù)不一定很準(zhǔn)確，但是從總體上足以給我們一個(gè)明確清晰的判斷。更何況還可以充分利用現(xiàn)有的分布在全國(guó)各地的數(shù)百家日產(chǎn)熟料2000噸以上的新型干法水泥廠，不必都需新建水泥廠，效益又好又快。

　　利用水泥窯協(xié)同處置，既燒各種可燃廢棄物和垃圾，同時(shí)又生產(chǎn)出符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的水泥熟料，水泥界已經(jīng)呼吁了很多年，并且在技術(shù)裝備等各方面都進(jìn)行了比較充份地準(zhǔn)備。但是沒有國(guó)家或省市政府的支持和引導(dǎo)，水泥工業(yè)自身實(shí)在是力不從心，難以推進(jìn)這樣一個(gè)帶有全社會(huì)性質(zhì)的龐雜的系統(tǒng)工程。例如準(zhǔn)備了多年，一直盼望著在北京昌平水泥廠和安徽銅陵水泥廠燒大量可燃廢料和垃圾的長(zhǎng)期工業(yè)生產(chǎn)試驗(yàn)，因各種協(xié)調(diào)關(guān)系的不夠到位而只能曠日以待，苦于沒有工程實(shí)踐的機(jī)會(huì)，又談何改進(jìn)、完善與創(chuàng)新。

　　當(dāng)然，我國(guó)正在自主開發(fā)各種垃圾發(fā)電的技術(shù)裝備，垃圾電廠的投資已有較大降低，垃圾的數(shù)量和質(zhì)量也可以設(shè)法使之趨于穩(wěn)定，發(fā)電運(yùn)轉(zhuǎn)水平也在逐漸提高。所以我們并非完全排斥采用垃圾發(fā)電廠的處置垃圾的方案，只是再次提醒主管部門不要舍近求遠(yuǎn)，舍簡(jiǎn)就繁，主張?jiān)谠u(píng)價(jià)水泥廠協(xié)同處置可燃廢料和垃圾的方案時(shí)，要全面科學(xué)地權(quán)衡和抉擇，適當(dāng)?shù)丶嫒莶⑴e，促使其在不同的具體情況下發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì)。相信實(shí)際情況也決不可能發(fā)展成某一方案的一統(tǒng)天下。物極必反，日本的教訓(xùn)就是前車之鑒。

　　根據(jù)筆者分析，謹(jǐn)此建議：我國(guó)現(xiàn)階段應(yīng)該對(duì)水泥廠協(xié)同處置可燃廢料和垃圾的方案予以適當(dāng)?shù)膬?yōu)先考慮為宜。再次強(qiáng)烈呼吁國(guó)家發(fā)改委、國(guó)家環(huán)?？偩趾透魇∈姓鏅?quán)衡和抉擇。因?yàn)槲覈?guó)眾多的新型干法水泥窯，在技術(shù)裝備上已經(jīng)具有這樣的能力，可以協(xié)同解決全社會(huì)可燃廢料和城市垃圾處置的難題，一直就殷切地期待著能為此作出水泥工業(yè)應(yīng)有的貢獻(xiàn)，特此請(qǐng)纓！

參考文獻(xiàn)

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2、高長(zhǎng)明：現(xiàn)代水泥工業(yè)的節(jié)能與二次能源回收技術(shù)、水泥1998（3）

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