利用水泥廠協(xié)同處置城市垃圾勢在必行——從日本生態(tài)水泥的教訓說起

　　自1985年以來，我國為了處置城市垃圾已經(jīng)先后在深圳、上海、天津、杭州、哈爾濱等大城市新建了20多座垃圾電廠，燃燒城市垃圾回收電能。每座垃圾電廠僅引進設備的費用平均就達5億元，加上土建和國產輔屬設備等費用，共計高達6億元以上。這些垃圾電廠日處理垃圾能力平均為400噸；在垃圾熱值4200kj/kg以上時，平均設計發(fā)電量為每天12.5萬度。按照“十一·五”有關規(guī)劃，2010年以前全國在建和擬建的垃圾電廠還有約60座之多。雖然屆時將會選用較多的國產設備，降低一些費用，但總投資至少需要250億以上。到那時就算一切都順利實現(xiàn)，每年處置垃圾能力總計還不到700萬噸，僅占我國每年垃圾產生量的4%。同時新生30多萬噸焚燒爐灰，還須要進行消除其二次污染隱患的再處置。這就是上世紀80年代日本處置城市垃圾技術路線的模式，花錢很多，后遺癥不小。反之，如果我國采用德國的模式，以現(xiàn)有的水泥廠為首選，無需新建垃圾焚燒爐，將垃圾送到水泥廠進行適當?shù)靥幚砗?，直接進入水泥窯燃燒，把垃圾兼用作部分替代燃料和原料，同時生產出符合國際通用標準的普通水泥（OPC）。這條技術路線已經(jīng)被德國和歐洲諸國多年的實踐證明，是處置城市垃圾最經(jīng)濟最環(huán)?？傮w效益最佳的解決方案。筆者再次殷切地呼吁，國家主管部門集思廣益，鄭重決策，以免重蹈日本模式的覆轍。換一個視角，反面的教訓或者會使人感覺更深切清醒一些。那么就讓我們從日本生態(tài)水泥的面世說起吧！

一、日本生態(tài)水泥的面世及其在我國的反響

　　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”的生產線在日本千葉縣投產了。該廠每年能消納62000 t 垃圾焚燒爐灰和30000t工業(yè)廢棄物，最大產能為11萬t/a生態(tài)水泥。這種水泥生產技術解決了困惑日本多年的垃圾焚燒爐灰的處置問題，也為減少遍及全國的垃圾焚燒爐灰對生態(tài)環(huán)境的二次污染問題找到了一個途徑，那就是設法將其用作水泥原料的主要組份來生產水泥。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，盡管在該項生產技術中對其增設了浸洗、烘干、均化等工序，而且在水泥窯尾還采取了大量旁路放風以及廢氣脫硫、脫氮、清除二悪英的凈化等工序，最后還加設了從水泥窯灰中回收有關重金屬的設施；但是其所生產出來的水泥與日本現(xiàn)有的水泥標準仍有差異。所以必須給它另行命名，因而嚴格地講，在2002年以前只能是非正式地稱其為“生態(tài)水泥”。

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

二、從日本生態(tài)水泥中應吸取的教訓和經(jīng)驗

　　實際上，日本生態(tài)水泥是在一個特定的社會歷史條件下的產物，可以說是日本上世紀80-90年代在處置城市生活垃圾技術路線抉擇重大失策而釀成的苦果。日本全國人口約1.27億，每年產生工業(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，對所有廢棄物和垃圾都必須立即實施減量化（主要是焚燒），體積和重量都縮減到原始狀態(tài)的1/20左右，再進行填埋處置。為了及時處置每年近5000萬噸的居民生活垃圾，那時1-2年內，日本全國就匆忙地新建了2000多臺垃圾焚燒爐，平均每臺爐日處理垃圾約100噸。雖然當時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)水泥生產線。

　　2001年9月雖然這種生態(tài)水泥的生產技術被日本經(jīng)濟產業(yè)省認定為“生態(tài)樂園技術”。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生量相去甚遠。于是在2002-2006年間又相繼新建了年產生態(tài)水泥10-20萬噸的水泥廠4個。當全部都建成投產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年日本才找到或認識到了另外二條出路，一條是把焚燒爐灰送到常規(guī)水泥廠，在水泥廠設置一套較簡單的浸洗工序，將浸洗后的焚燒爐灰適量地摻入生料中，用作水泥原料其配比不一定要達到50%以上，按現(xiàn)有的JIS R 5210標準生產普通水泥OPC，水泥窯尾廢氣是否須要增設再凈化裝置，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多臺垃圾焚燒爐的功能。另一條就是采用國際上，特別是德國和北歐諸國業(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燃燒的技術，將居民垃圾適量替代原料和燃料，生產國際通用標準的普通水泥。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)濟最有效的技術路線；反之，像日本那樣的教訓也沉痛地證實了，先用焚燒爐燒垃圾，再建工藝技術復雜的生態(tài)水泥廠來處置焚燒爐灰的技術路線是很不經(jīng)濟、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，2000多臺垃圾焚燒爐浪費了大量資金，還要背負著200多萬噸焚燒爐灰的再處置重擔，自作自受，只有給這個苦果取一個好聽的名字，聊以自慰了！所以，我國應該吸取其教訓，完全沒有必要去提倡或稱道這樣的生態(tài)水泥。

　　應該強調指出，日本畢竟是一個科技先進，機制成熟規(guī)范的發(fā)達國家。所以命名一個所謂的生態(tài)水泥必須是嚴肅地科學地經(jīng)過國家級的申報審批程序才能獲得正式認可，才可以在工程實踐中使用，才得以在市場上銷售的。為此日本有關方面在開發(fā)研制生態(tài)水泥的同時做了許多相應的試驗研究工作，使生態(tài)水泥在技術規(guī)范、標準、法規(guī)等方面的合法命名與認可具備了堅實的基礎。類似我國那樣好像是誰都可以隨便命名一種“新”水泥似的情況是絕對不允許的。這點倒真是很值得我國水泥界認真學習和提倡的。

　　日本生態(tài)水泥有關這方面的建樹主要有：1、2002年6月，日本工業(yè)標準委員會頒布了生態(tài)水泥標準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，其生產的生態(tài)水泥的各項指標和性能雖與普通OPC水泥（JIS R 5210標準）比較近似，但是屬于另一類型，因而必須另行命名，另訂標準。2、2003年12月，日本工業(yè)標準批準了生態(tài)水泥用于預拌混凝土的標準JIS A 5308。3、2004年3月日本政府頒布的《促進綠色采購法》審批同意將生態(tài)水泥列入采購目錄中。4、2004年3月，日本工業(yè)標準批準了生態(tài)水泥用于預澆注混凝土制品的標準JIS A 5364。5、此外還有生態(tài)水泥廠的污染物允許排入標準等等一系列的有關法規(guī)?？梢钥闯觯愠鲆粋€新命名的水泥或無機膠凝材料，必須進行較長時間的工程實踐的檢驗和諸多艱苦細致具體的科學試驗的驗證，通過國家級一系列的審批，獲得各種相關法規(guī)性文件后才可以進入銷售市場。任何不具備必要的法規(guī)性批文的“新產品”，尤其是涉及新品種水泥命名的產品，一律不準進行任何形式的商業(yè)性宣傳和推銷。不像我國似乎是誰都可以隨便地登廣告搞促銷似的。在遵守法規(guī)，誠信經(jīng)營，履行職業(yè)道德等方面，日本水泥界就生態(tài)水泥的案例給我國提供了一個范例，值得我們好好學習，希望那些對生態(tài)水泥這塊招牌感興趣的諸公能吸取經(jīng)驗。因為我國的法規(guī)也是同樣的，即任何個人或企業(yè)都無權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，也必須先向國家專門機構提出申請，經(jīng)審查批準后由專門機構于以頒布實施。                                                        

三、關于處置我國城市垃圾的看法和建議

　　利用我國現(xiàn)有的400多條日產熟料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踐中，無論在經(jīng)濟上還是技術上，無論在環(huán)保方面還是循環(huán)經(jīng)濟方面，都比新建垃圾焚燒爐回收電（熱）能量的方案優(yōu)越得多。我國已有的20座垃圾電廠的實際運行情況表明，運行成本很高，往往因垃圾來源及其熱值難以保證穩(wěn)定，加之洋設備對我國的垃圾“水土不服”，時開時停，實際運行表現(xiàn)欠佳，非但發(fā)電量遠低于設計值，而且還因廢氣經(jīng)常頻繁地波動在二悪英最易于生成的溫度區(qū)段（360-820℃），對廠區(qū)周圍的環(huán)境安全也有不良影響。國家環(huán)?？偩?007年6月緊急叫停北京六里屯垃圾焚燒項目，就是一個實例。

　　除了個別客觀條件較好，管理操作水平較高的垃圾電廠以外，多數(shù)廠的運行情況及其經(jīng)濟效益是不盡人意的，國家的投資效益和實際的環(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晶構造中，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。這的確是一個又好又快，技術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。

　　為了更全面重點地說明問題，我們不妨假設兩種情況，一個是新建一座日處理量1000噸的垃圾電廠，另一個是新建一座日產熟料5000噸的水泥廠，比較一下兩者在處理垃圾和技術經(jīng)濟效益方面的優(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。

　　通過對比，這兩個方案的優(yōu)缺點可以一目了然；其中有些數(shù)據(jù)不一定很準確，但是從總體上足以給我們一個明確清晰的判斷。更何況還可以充分利用現(xiàn)有的分布在全國各地的數(shù)百家日產熟料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，同時又生產出符合國家標準的水泥熟料，水泥界已經(jīng)呼吁了很多年，并且在技術裝備等各方面都進行了比較充份地準備。但是沒有國家或省市政府的支持和引導，水泥工業(yè)自身實在是力不從心，難以推進這樣一個帶有全社會性質的龐雜的系統(tǒng)工程。例如準備了多年，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期工業(yè)生產試驗，因各種協(xié)調關系的不夠到位而只能曠日以待，苦于沒有工程實踐的機會，又談何改進、完善與創(chuàng)新。

　　當然，我國正在自主開發(fā)各種垃圾發(fā)電的技術裝備，垃圾電廠的投資已有較大降低，垃圾的數(shù)量和質量也可以設法使之趨于穩(wěn)定，發(fā)電運轉水平也在逐漸提高。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，舍簡就繁，主張在評價水泥廠協(xié)同處置可燃廢料和垃圾的方案時，要全面科學地權衡和抉擇，適當?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。相信實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，日本的教訓就是前車之鑒。

　　根據(jù)筆者分析，謹此建議：我國現(xiàn)階段應該對水泥廠協(xié)同處置可燃廢料和垃圾的方案予以適當?shù)膬?yōu)先考慮為宜。再次強烈呼吁國家發(fā)改委、國家環(huán)保總局和各省市政府全面權衡和抉擇。因為我國眾多的新型干法水泥窯，在技術裝備上已經(jīng)具有這樣的能力，可以協(xié)同解決全社會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)應有的貢獻，特此請纓！

參考文獻 

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