華新水泥窯處置三峽庫區(qū)漂浮物介紹

　　1 三峽庫區(qū)漂浮物情況介紹

　　1.1 簡介

　　三峽工程蓄水后，大量的農(nóng)田山林、百萬移民舊址逐漸被淹沒，多年堆積的生活垃圾、天然雜物和工業(yè)垃圾隨水而起；再加上汛期隨雨水帶入的農(nóng)作物秸稈、雜草，過往船只傾倒入江的垃圾，三峽庫區(qū)形成了大量的漂浮物，并最終聚積于三峽大壩壩前。水面漂浮物不僅影響了三峽庫區(qū)水質(zhì)和水面清潔，威脅到航運(yùn)安全，甚至影響到電廠的安全運(yùn)行。

　　1.2 漂浮物的來源

　　根據(jù)文獻(xiàn)研究[1]，三峽庫區(qū)漂浮物主要有4個來源：

　　汛期時隨雨水沖刷帶進(jìn)江中的秸稈、柴草；

　　沿江城鎮(zhèn)流入長江的垃圾(長江沿岸城鎮(zhèn)的垃圾場一般設(shè)在通往江面的坡地，坡上的垃圾不斷滑落江中，形成一條條垃圾帶)；

　　過往船只傾倒入江的垃圾(長江航運(yùn)業(yè)發(fā)展迅猛，長江水域過往船舶急劇增多，許多港口無垃圾接受設(shè)施或者設(shè)施不足導(dǎo)致船上垃圾便直接傾入江中或堆在江岸邊)；

　　淹沒城鎮(zhèn)和地區(qū)多年堆積的生活垃圾、天然雜物和工業(yè)垃圾。

　　1.3 漂浮物的組成

　　由于長江的通航以及沿江城市垃圾的排放，三峽漂浮物的成分較為復(fù)雜。據(jù)分析[1]，漂浮物的成分主要分為3類：

　　農(nóng)作物秸稈、原木、稻草、麥草、樹根等；

　　包裝用泡沫板塊、廢舊塑料制品、快餐盒等；

　　少量人畜尸體、廢舊船板、航標(biāo)船等漂浮物。

　　其中以原木、秸稈和廢舊塑料制品居多。上述幾種漂浮物往往混雜、交織在一起，隨著季節(jié)和水位的變化，漂浮物的種類和數(shù)量亦隨之發(fā)生變化。各種漂浮物所占的具體比例難以確定。

　　1.4 數(shù)量[2]

　　三峽庫區(qū)的漂浮物來量巨大，而且分布不均勻，主要集中在汛期，遇到暴雨時劇增；枯水期江面漂浮物較少；漂浮物隨著入庫流最的增大而逐漸增多。

　　每年第1次洪水．即"桃花汛"首先帶入長江較多的漂浮物，主要是枯水期(1～3月)產(chǎn)生的一些工業(yè)垃圾和生活垃圾。在主汛期，洪水帶來大量的漂浮物，主要是山林植被物和農(nóng)作物秸稈等。流域內(nèi)發(fā)生大暴雨或山洪爆發(fā)時，往往將山上的木料、船板及動物殘骸、航標(biāo)船等大型漂浮物沖入江中。非汛期漂浮物較少，主要是船舶垃圾，即白色污染物和秸稈、樹枝等。

　　從入庫流量來看，一般情況下，當(dāng)長江來流量在25000m3/s以下時，漂浮物數(shù)量較少；來流量25000-30000m3/s時，漂浮物較多；來流量30000-40000m3/s時，特別是三峽區(qū)間暴雨洪水時，漂浮物數(shù)量驟然增大。汛期一場洪水的漂浮物常見量為3000～4000m3，多時可達(dá)7000-10000m3。一般年份，三峽庫區(qū)漂浮物數(shù)量每年約為20萬m3。

　　1.5 漂浮物的危害[3]

　　長江上游大量漂浮物被洪水裹挾而下，迅速積聚在三峽大壩上游近壩水域，對庫壩區(qū)水質(zhì)以及三峽樞紐運(yùn)行安全造成極大隱患。其主要危害如下：

　　(1)減少電站的發(fā)電量。漂浮物會隨水流涌向電站發(fā)電機(jī)組的進(jìn)水口前，形成大片厚厚的垃圾層，堵塞進(jìn)水口攔污柵，形成水頭損失，導(dǎo)致機(jī)組發(fā)電量大幅度減少。長江三峽水利樞紐左右廠房共安裝26臺機(jī)組，單機(jī)70萬kW，總裝機(jī)容量1820萬kW，年發(fā)電量847億kW·h。若因漂浮物堵塞攔污柵，產(chǎn)生1％的水頭損失，經(jīng)濟(jì)損失就非常巨大了。

　　(2)威脅電網(wǎng)的穩(wěn)定。三峽水電站在全國電網(wǎng)中的地位十分突出，如因漂浮物問題造成部分或全部機(jī)組停機(jī)，將對全國電網(wǎng)產(chǎn)生巨大的沖擊，對電網(wǎng)的穩(wěn)定構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

　　(3)影響船舶正常航行。長江是黃金水道，漂浮物過多會迫使航運(yùn)中斷或沖擊江面導(dǎo)行設(shè)施，給水上交通造成困難。漂浮物的綜合治理．在某種程度上是長江水運(yùn)暢通的重要方面。

　　(4)影響環(huán)境衛(wèi)生。漂浮物浸泡在水中，一部分會慢慢腐爛變質(zhì)，產(chǎn)生有毒物質(zhì)和氣體，對水源和空氣造成嚴(yán)重污染。

　　(5)破壞水面景觀。三峽庫區(qū)是著名的風(fēng)景區(qū)，水面上的漂浮物將造成人文景觀的破壞，影響旅游區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。

　　1.6 漂浮物的收集和打撈

　　按三峽庫區(qū)的清漂分工，重慶、湖北省的地方政府負(fù)責(zé)三峽水庫以上長江支流的漂浮物清理，三峽總公司負(fù)責(zé)清理長江干流的漂浮物。自2004年開始，中國三峽總公司委托重慶市和湖北省地方政府在三峽庫區(qū)干流進(jìn)行清漂，主要清理方式為使用機(jī)械化清漂船和機(jī)駁船對漂浮物進(jìn)行打撈并轉(zhuǎn)運(yùn)至垃圾填埋場處理。三峽總公司斥資建造了目前世界上最大的清漂船只--"三峽清漂1號"(一次清漂容積300m3)清理壩前漂浮物。

　　從2003年蓄水初期至2008年底，三峽水庫壩前和庫區(qū)干流清理漂浮物約185萬m3。庫區(qū)干流沒有出現(xiàn)漂浮物大面積聚集和嚴(yán)重礙航現(xiàn)象、壩前沒有因漂浮物而影響通航、發(fā)電，水庫水環(huán)境得到了有效的保護(hù)。

　　1.7 漂浮物的末端處置

　　在華新漂浮物處置項目投產(chǎn)之前，三峽庫區(qū)打撈上岸的漂浮物是通過填埋的方式來處置。眾所周知。填埋法占地面積大，對垃圾的減量化程度低，需做防滲處理，還要建沼氣回收及滲濾液處理廠，容易對地下水及周圍空氣造成污染?；诠腆w廢棄物"減量化、資源化、無害化"的管理原則，其使用比例正逐漸減小。

　　除了填埋之外，相關(guān)單位也曾考慮建垃圾焚燒發(fā)電廠來處置漂浮物，但這個方案投資大，運(yùn)行費(fèi)用高，有二惡英和重金屬的飛灰處理困難，而且盡管采用十分先進(jìn)和復(fù)雜的凈化系統(tǒng)，但煙氣中仍會含有微量的二惡英排入大氣。

　　2 華新秭歸公司水泥燒成工藝介紹

　　華新水泥(秭歸)有限公司位于湖北省秭歸縣郭家壩鎮(zhèn)，三峽大壩上游50公里，擁有長江黃金水道64公里，水上運(yùn)輸便捷。

　　秭歸公司有日產(chǎn)4000噸水泥熟料生產(chǎn)線一條，于2008年1月破士動工，2009年6月30日正式點(diǎn)火投產(chǎn)，采用雙系列5級旋風(fēng)預(yù)熱器帶預(yù)分解爐的新型干法生產(chǎn)工藝，并有純低溫余熱發(fā)電生產(chǎn)線，工程總投資8億元，年產(chǎn)水泥1807了噸。

　　3 水泥窯協(xié)同處理廢物優(yōu)點(diǎn)

　　3.1 廢物協(xié)同處理

　　在高耗能工業(yè)生產(chǎn)過程中使用其他行業(yè)所產(chǎn)生的廢物，從而利用廢物中所含的熱能和礦物質(zhì)，以降低對自然資源的需求，實(shí)現(xiàn)節(jié)約資源和能源，降低溫室氣體排放等多重效益。主要應(yīng)用領(lǐng)域就是在水泥、石灰或鋼生產(chǎn)過程、火力發(fā)電或其他高耗能工廠的生產(chǎn)過程中使用廢物。

　　3.2 水泥窯協(xié)同處理廢物及其優(yōu)點(diǎn)

　　水泥窯協(xié)同處理廢物是指：在水泥生產(chǎn)過程中使用廢物，特別是在水泥熟料的高溫?zé)森h(huán)節(jié)通過廢物來代替一次燃料和原料，實(shí)現(xiàn)廢物中的所含熱能和礦物質(zhì)的再利用。

　　水泥窯協(xié)同處理廢物具有以下明顯的優(yōu)勢：

　　(1)窯系統(tǒng)的堿性環(huán)境和氣流的高湍流度有利于氣相中酸性氣體的中和吸收。這種水泥窯內(nèi)氣體自中和清潔機(jī)理造成了諸如SO2，HCl和大多數(shù)的重金屬排放極低，但水銀和鉈除外。

　　(2)1450℃的熟料燒成溫度可以把廢物高溫焚燒后產(chǎn)生的灰渣固化到熟料中，尤其是還可以把重金屬以化學(xué)鍵方式固化到熟料中。

　　(3)與其他技術(shù)相比，用高熱值的廢物來直接替代傳統(tǒng)燃料(煤、石油)，可以更高效地利用廢物中含有的能量．而廢物中的無機(jī)成分可以替代傳統(tǒng)原料。

　　(4)從整個社會效應(yīng)看，廢物替代水泥生產(chǎn)過程的傳統(tǒng)燃料(煤、石油)和原料，可以實(shí)現(xiàn)自然資源的節(jié)約、溫室氣體的減排。

　　4 漂浮物研究

　　4.1漂浮物理化特性分析

　　在查閱文獻(xiàn)資料[2]基礎(chǔ)上，為詳細(xì)了解三峽漂浮物的特性，我公司對三峽庫區(qū)壩前漂浮物進(jìn)行了多次取樣分析，分析指標(biāo)為物理組成、含水率和熱值，分析結(jié)果見表1。

　　表1 濕漂浮物物理特性

　　從表1可以看出，三峽漂浮物的物理組成主要為橡塑、木竹和紡織物這些密度小于水的固體廢棄物，由于是從水里打撈上來，所以含水率較高，為60％左右，且以附著在固體廢棄物表面的自由水為主，經(jīng)過半烘干至含水率為30％后，其特性分析結(jié)果見表2。

　　表2 半干漂浮物物理特性

　　將半干漂浮繼續(xù)烘干至含水率為0，其特性分析結(jié)果見表3。

　　表3 全干漂浮物物理特性

　　對比表1、表2和表3可以看出，濕漂浮物隨著水分的減少，其熱值有明顯的增加。

　　4.2對工藝方案的意義

　　從下圖可以看出：(1)濕漂浮物高水含量抵消了可燃物熱焓，致使?jié)衿∥锾幹眠^程仍需要外部燃料補(bǔ)充才能實(shí)現(xiàn)安全、環(huán)保處置之效果；(2)半干漂浮物含水率接近30％，水分的降低使具有較高熱值的橡塑、木竹、紡織物的熱焓效果顯現(xiàn)出來，可以實(shí)現(xiàn)靠漂浮物自身熱焓來進(jìn)行高溫焚燒，不需要水泥窯補(bǔ)充額外燃料，可以完全實(shí)現(xiàn)處置的無害化，但不能實(shí)現(xiàn)資源化。(3)全干漂浮物熱值已經(jīng)達(dá)到低品質(zhì)煤的水平，此時，漂浮物協(xié)同處理不僅可以實(shí)現(xiàn)“無害化”，其自身熱焓還可以對水泥熟料煅燒工藝作出正的貢獻(xiàn)，替代部分燃料，從而實(shí)現(xiàn)資源利用。(4)綜上，對漂浮物進(jìn)行干燥勢在必行，最佳干化熱源就是水泥窯外排的約120℃左右的尾氣。

　　5華新秭歸公司水泥窯協(xié)同處理漂浮物項目及運(yùn)行介紹

　　5.1工藝介紹

　　漂浮物處置流程圖(見下圖)：

　　由于漂浮物是經(jīng)由水面打撈，含水量超過60％，直接入窯會增加熱耗，影響熟料產(chǎn)量。為了降低漂浮物含水量，華新在有處置工藝的基礎(chǔ)上，正在進(jìn)行技術(shù)改造，擬利用水泥窯余熱對破碎后的漂浮物進(jìn)行干化處理，使漂浮物含水量降至10％以下。這樣，漂浮物的熱效應(yīng)就從負(fù)的吸熱變?yōu)檎姆艧?，從而?shí)現(xiàn)漂浮物處理和節(jié)能減排的雙贏效果。

　　5.2 項目介紹

　　從2008年開始，華新水泥與三峽總公司接觸，就利用水泥窯協(xié)同處理三峽庫區(qū)漂浮物事宜進(jìn)行技術(shù)溝通。經(jīng)過三峽總公司多次比較，水泥窯協(xié)同處理漂浮物的技術(shù)方案在露天堆放、填埋和焚燒處理中脫穎而出，獲得三峽總公司的認(rèn)可。在技術(shù)可行的基礎(chǔ)上，經(jīng)過多輪商務(wù)談判，華新水泥與三峽總公司于2008年年底正式簽署水泥窯協(xié)同處理三峽庫區(qū)漂浮物的合同。華新水泥該項目于2009年初正式開工建設(shè)并于2010年初投入試運(yùn)行。項目總投資4100萬元，日接收處理能力為2000立方，年處理能力為30萬立方。從2009年開工建設(shè)，到2010年3月份完成了設(shè)備安裝和人員招聘；4月份完成了人員的職業(yè)健康安全培訓(xùn)和操作技能培訓(xùn)； 5月份完成了設(shè)備聯(lián)動試車及調(diào)試整改；6月份完成了試燒物料的入庫和預(yù)處理工作；7月初就漂浮物的試燒，完成了中國環(huán)科院組織的檢測工作；7月初與宜昌市盛華盛貿(mào)易有限責(zé)任公司簽訂了漂浮物運(yùn)輸合同；7月中旬完成了漂浮物卸載碼頭附近水域的清淤工作，7月20日開始處置漂浮物；7月30日，針對漂浮物來量大的特點(diǎn)，開始建一1600平方米的堆場，8月20日堆場建成投入使用；8月12日，將平口抓斗換成了蓮花抓斗；9月30日秭歸基地通過了漂浮物投燒暫行運(yùn)行辦法，將漂浮物的投燒量與中控和維修人員的績效掛鉤，加快漂浮物的處置；10月底，由于水分為50％左右的漂浮物進(jìn)入水泥窯的平均喂料量為6-8t/h，超過此喂料極限會對生產(chǎn)造成很大影響。因此，秭歸公司開始干化裝置建設(shè)，耗時近60天，12月底投入試運(yùn)行。經(jīng)過初步干化的漂浮物水分可以降低到30％左右，對水泥窯的影響大幅度降低，喂料量基本維持在10t/h。從2010年7月15日(第一船)運(yùn)抵秭歸公司，到2010年10月31日(最后一船)，秭歸公司AFR車間共接收處置漂浮物近7萬方，漂浮物處置過程中無人身和設(shè)備安全事故發(fā)生。

　　由于三峽工程舉世矚目．漂浮物的處置也引起各方極高關(guān)往：該項目是國家科技部"十一五"國家科技支撐計劃重大項目示范工程；2010年7月27日，《焦點(diǎn)訪談》對此環(huán)保項目進(jìn)行了專訪報道；2010年8月12日中國政府網(wǎng)播發(fā)新華社通稿介紹華新處置三峽漂浮物。

　　6 工作思考

　　按照國務(wù)院關(guān)于三峽漂浮物處置的要求，漂浮物清漂和處置工作分別劃歸三峽樞紐局、秭歸、巴東、和重慶管理。經(jīng)過幾年的艱苦工作，清漂工作取得了重大成績。但就目前漂浮物末端處置情況來看，只有樞紐局負(fù)責(zé)清理的漂浮物采取了水泥窯協(xié)同處理這種安全、環(huán)保、沒有二次污染的處置方式。其他段的漂浮物仍然采取露天堆放、填埋等方式進(jìn)行處理，二次污染的風(fēng)險較大。

　　由于漂浮物來料的季節(jié)性，和其他種種原因，作為目前漂浮物安全、環(huán)保末端處理設(shè)施的單位，華新秭歸公司投巨資新建的漂浮物末端處理只能覆蓋壩前區(qū)打撈起的漂浮物，導(dǎo)致設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)率低下，設(shè)計生產(chǎn)能力難以完全發(fā)揮的尷尬局面。

　　多年的請漂實(shí)踐證明，三峽清漂機(jī)制和工作方式已經(jīng)取得巨大成果，得到了各方的認(rèn)可和贊許。為了給打撈起來的漂浮物找到一個安全、環(huán)保、沒有二次污染的末端處置方式，同時避免處置設(shè)施的重復(fù)建設(shè)，節(jié)省清漂和漂浮物末端處置的社會成本，懇請主管部門出面協(xié)調(diào)，利用華新水泥現(xiàn)有的水泥窯協(xié)同處理設(shè)施對全流域的漂浮物進(jìn)行統(tǒng)一的末端處置，為清漂工作添上安全、環(huán)保的末端處置環(huán)節(jié)。

　　參考文獻(xiàn)：

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