讓水泥窯來啃城市生活垃圾這塊“硬骨頭”

　　隨著城市建設(shè)的發(fā)展和居民生活水平的提高，我國城市生活垃圾產(chǎn)生量與日俱增。如何處理城市生活垃圾是全球各國迫切需要解決的焦點(diǎn)問題。  

　　填埋？焚燒？堆肥？回收利用？還是其他方式？  

　　垃圾 “來了”  

　　統(tǒng)計(jì)資料表明，我國城市居民每人每日平均產(chǎn)生垃圾1.2kg左右，自1979年以來，我國城市生活垃圾平均以每年8.98%的速度增長，2005年城市生活垃圾產(chǎn)生量已達(dá)1.52億噸，預(yù)計(jì)到2010年將達(dá)到3.1億噸。  

　　目前，城市生活垃圾儲(chǔ)存量已達(dá)70多億噸，侵占土地面積50000萬平方米，并且以年增長率8%~10%的速度增長。  

　　城市生活垃圾的產(chǎn)生與人民的日常生活密切相關(guān)，不同地區(qū)的垃圾組分和產(chǎn)量差異較大，這與各地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、生活習(xí)慣、氣候等方面有關(guān)，而且同一城市的不同區(qū)域垃圾的組分差異也很大。目前國內(nèi)垃圾多采用混合式袋裝收集或散裝收集，組分較為復(fù)雜，包括各種各樣的廚余、紙類、橡膠、塑料、織物、木材、玻璃、陶瓷、灰渣、金屬等。國內(nèi)城市生活垃圾中廚余、灰渣的含量較高，而可回收再利用的塑料、金屬的含量較低，垃圾的含水量較高，熱值較低。  

　　城市生活垃圾是一個(gè)長期存在的污染源，未經(jīng)處理或處理不當(dāng)，都會(huì)造成嚴(yán)重大氣污染和地下水污染、土壤污染，并且使得大量的土地被占用、自然景觀被破壞。  

　　它叫囂著向人類“宣戰(zhàn)”，危急著人類的生存。 

　　一個(gè)字“燒”  

　　建設(shè)部、國家環(huán)保總局和科技部于新世紀(jì)初聯(lián)合發(fā)布了《城市生活垃圾處理及污染防治技術(shù)政策》。此項(xiàng)政策對(duì)垃圾處理方案選擇提出了指導(dǎo)性的原則：“衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥、回收利用等垃圾處理技術(shù)及設(shè)備都有相應(yīng)的適用條件，在堅(jiān)持因地制宜、技術(shù)可行、設(shè)備可靠、適度規(guī)模、綜合治理和利用的原則下，可以合理選擇其中一種或適當(dāng)組合。在具備衛(wèi)生填埋場(chǎng)地資源和自然條件適宜的城市，以衛(wèi)生填埋作為垃圾處理的基本方案；在具備經(jīng)濟(jì)條件、垃圾熱值條件和缺乏衛(wèi)生填埋場(chǎng)地資源的城市，可發(fā)展焚燒處理技術(shù)；積極發(fā)展適宜的生物處理技術(shù)，鼓勵(lì)采用綜合處理方式。禁止垃圾隨意傾倒和無控制堆放。”  

　　某地垃圾渣土管理處的趙先生談到，城市處理垃圾的傳統(tǒng)方式是填埋與焚燒。在城市規(guī)模較小時(shí)，垃圾產(chǎn)量有限，填埋顯然是最簡便易行的處理方式，因而也是目前大多數(shù)城市處理垃圾的方式。  

　　但是這一方式現(xiàn)在日益面臨著越來越大的困難：隨著人口的增長、城市的擴(kuò)張，土地的價(jià)格越來越昂貴，而垃圾填埋需要占用大量寶貴的土地資源；僅靠垃圾自己的腐化反應(yīng)來使垃圾逐漸減少、消失，垃圾處理周期長；容易導(dǎo)致垃圾滲濾液和揮發(fā)氣體污染地下水、空氣，導(dǎo)致土壤沙化。  

　　焚燒處理城市生活垃圾與填埋相比，其優(yōu)勢(shì)是就非常明顯了：占用土地有限、處理周期短、可實(shí)現(xiàn)大幅度的減容（燃燒后體積可減少90%以上）、可回收能量用于供熱和發(fā)電、不需要長距離運(yùn)輸?shù)鹊取５浅鞘猩罾粌H發(fā)熱值低，無機(jī)物及水分含量比較高，而且具有非均勻性，其組成會(huì)隨著季節(jié)的變化和收集地點(diǎn)的不同而有很大差異，且含有金屬、磚瓦等不可燃物，要想保持焚燒過程能夠穩(wěn)定而徹底的進(jìn)行，具有一定的難度。  

　　雖然從環(huán)境保護(hù)和能源節(jié)約的角度來講，用焚燒來處理城市生活垃圾有著巨大的優(yōu)越性，但是這種方式能否大規(guī)模應(yīng)用，仍然取決于其在既定社會(huì)條件下的經(jīng)濟(jì)成本。 
垃圾焚燒廠“PK”水泥廠  

　　垃圾焚燒和水泥生產(chǎn)在流程上比較相似。  

　　兩者都要對(duì)物料進(jìn)行預(yù)處理（破碎、細(xì)化等物理處理）；水泥在窯內(nèi)高溫?zé)Y(jié)成熟料，垃圾在爐內(nèi)焚燒減容、減重；窯/爐煙氣經(jīng)過除塵與凈化達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)后排放。所以可以利用燒水泥的流程與一些設(shè)備來焚燒處理城市生活垃圾。  

　　目前，垃圾焚燒廠使用的垃圾焚燒設(shè)備基本上是各種爐排爐，但是爐排爐垃圾焚燒設(shè)備有很大的缺點(diǎn)，已經(jīng)難以勝任大中城市迅速增多的大規(guī)模垃圾處理工作。  

　　水泥窯，特別是新型干法窯，處理城市生活垃圾，除了繼承回轉(zhuǎn)式焚化爐的優(yōu)點(diǎn)，還有自身明顯的優(yōu)勢(shì)：水泥窯足夠長，保證垃圾燃盡和有毒煙氣充分分解，減少煙氣處理系統(tǒng)壓力，保護(hù)環(huán)境；水泥窯熱負(fù)荷大，生產(chǎn)過程中煙氣最高溫度達(dá)1700℃，保證垃圾焚燒完全和有毒煙氣充分分解；垃圾不需要仔細(xì)破碎，即可入窯，適應(yīng)性強(qiáng)；垃圾在窯內(nèi)翻滾、塌落、攪拌與空氣接觸良好，焚燒條件良好；水泥窯體積大，垃圾日處理量大……  

　　對(duì)于我國實(shí)際情況來講，垃圾熱值相對(duì)偏低，要實(shí)現(xiàn)其高效穩(wěn)定燃燒，水泥廠回轉(zhuǎn)窯總體性能相對(duì)于流化床焚燒爐差一些。但是回轉(zhuǎn)式垃圾焚燒爐與其他焚燒爐型相比，符合垃圾焚燒的3T思想（高溫Temperature、高湍流混合Turbulence、充分的高溫停留時(shí)間Time）等優(yōu)勢(shì)，而且回轉(zhuǎn)式焚化爐的機(jī)械結(jié)構(gòu)與操作都非常簡單。因此，對(duì)于處理種類繁多的廢棄物，采用回轉(zhuǎn)窯有明顯優(yōu)勢(shì)。  

　　雖然各大專院校教授以及環(huán)保專家、學(xué)者積極創(chuàng)新、改進(jìn)垃圾焚燒廠的焚燒技術(shù)，包括循環(huán)流化床垃圾焚燒鍋爐及其燃燒系統(tǒng)等等。但是，無論從技術(shù)上還是經(jīng)濟(jì)上相比，選擇水泥生產(chǎn)線，特別是新型干法水泥生產(chǎn)線，來焚燒處理垃圾是無可挑剔的。  

　　水泥行業(yè)專家高長明先生指出，利用我國現(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。  

　　隨著水泥工業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略的不斷深入和我國環(huán)境保護(hù)法規(guī)的不斷完善，水泥廠利用城市生活垃圾的優(yōu)勢(shì)地位必將得到體現(xiàn)。一方面，可降低水泥企業(yè)對(duì)不可再生的礦石性原料的依賴；另一方面，與垃圾焚燒廠相比，減少了污染氣體的排放，并且消除了傳統(tǒng)垃圾處理方法帶來的二次污染。且，在水泥產(chǎn)業(yè)向環(huán)保產(chǎn)業(yè)發(fā)展的道路上又邁出了具有深遠(yuǎn)意義的一步。  
國外VS國內(nèi)  

　　利用水泥回轉(zhuǎn)窯焚燒各種垃圾、廢棄物技術(shù)，國外從1970年開始研究，到1984年逐漸在發(fā)達(dá)國家推廣。目前世界上約有100多家水泥企業(yè)用可燃性廢棄物作替代燃料。法國、瑞士、德國、丹麥主要水泥制造商都在使用可燃性廢棄物。  

　　有資料表明，法國拉法基公司，目前可燃性廢棄物替代自然礦物質(zhì)燃料的替代率已達(dá)50％左右。德國海德堡水泥集團(tuán)、日本三菱材料公司、墨西哥CEMEX公司、丹麥?zhǔn)访芩构驹谒喔G焚燒垃圾方面也有豐富的經(jīng)驗(yàn)。例如：德國和歐洲諸國多年的實(shí)踐證明，將垃圾送到水泥廠進(jìn)行適當(dāng)?shù)仡A(yù)處理后，部分用作生產(chǎn)水泥的原料，部分用作替代燃料，是處置城市垃圾非常經(jīng)濟(jì)、環(huán)保的措施。  

　　由此可見，發(fā)達(dá)國家利用水泥工業(yè)回轉(zhuǎn)窯處理可燃廢棄物和生活垃圾方面比較成熟，并具有一定的規(guī)模。  

　　據(jù)了解，我國從90年代以來開始了利用水泥回轉(zhuǎn)窯處理城市生活垃圾的研究與實(shí)踐，積累了不少的經(jīng)驗(yàn)。  

　　2004年5月25日，國家發(fā)改委工業(yè)司在北京亞泰飯店組織召開了“利用水泥工業(yè)新型干法窯處置廢棄物技術(shù)方案及可行性論證會(huì)”。經(jīng)專家認(rèn)真論證，會(huì)議通過了中材國際工程股份有限公司“利用水泥工業(yè)新型干法窯處置廢棄物技術(shù)方案及可行性論證”。這標(biāo)志著我國利用水泥窯處置城市垃圾取得了可喜的成果。  

　　據(jù)悉，川煤廣旺集團(tuán)與合肥水泥研究設(shè)計(jì)院聯(lián)合研究處理城市生活垃圾技術(shù)，經(jīng)過8個(gè)月的籌備，于今年11月15日成功點(diǎn)火，完成第一階段的工業(yè)試驗(yàn)。目前，他們正在籌備第二階段的試驗(yàn)。  

　　我們看到國外在這一方面比我國起步早，取得了非常好的效果。同時(shí)，我們也要看到它們的發(fā)展過程并非是一帆風(fēng)順的。  

　　所以，近年來，在發(fā)展利用水泥窯處置城市垃圾的過程中，盡管遇到了一些困難，但是許多有識(shí)之士仍然不懈的努力著，為追趕著世界先進(jìn)水平添磚加瓦。 

　　水泥廠“變”垃圾焚燒廠  

　　流化床爐燃燒技術(shù)是本世紀(jì)六十年代初得到迅速發(fā)展起來的一種新型清潔燃燒技術(shù)。用煤做助燃燃料，在循環(huán)流化床鍋爐中進(jìn)行垃圾—煤混合物的穩(wěn)定燃燒。流化床焚燒爐以其使用壽命長、燃料適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，迅速成為我國大中城市進(jìn)行垃圾處理性能較為優(yōu)秀的設(shè)備。但是其投資成本卻成為它進(jìn)步成長最大的拌腳石。例如：當(dāng)前投資新建火電廠，建一座包括3套循環(huán)流化床垃圾焚燒爐發(fā)電裝置的垃圾處理廠——三爐（每臺(tái)流化床焚燒爐1000t/d）兩用，1臺(tái)備用，以保證系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性、穩(wěn)定性，其總投資接近10億元。  

　　利用水泥生產(chǎn)系統(tǒng)處理城市生活垃圾，國外有許多成功的經(jīng)驗(yàn)和范例可供參考，而且國內(nèi)部份水泥廠家在嘗試的過程中，也積累了不少經(jīng)驗(yàn)。水泥技術(shù)的不斷進(jìn)步和廣大水泥從業(yè)人員的思想不斷更新，水泥廠利用城市垃圾替代部分原料、燃料技術(shù)障礙也越來越少。  

　　如今，已有一些中小型水泥廠處于轉(zhuǎn)產(chǎn)、停產(chǎn)或即將要停產(chǎn)狀態(tài)，為什么不能將生活垃圾資源化，將水泥廠技改為垃圾焚燒廠，即利用閑置水泥設(shè)備為水泥企業(yè)的發(fā)展開辟新的途徑，同時(shí)節(jié)約大量的投資呢？  

　　雖然國外有成功的經(jīng)驗(yàn)，但是我們還是要清醒的認(rèn)識(shí)到，國外的城市生活垃圾在源頭進(jìn)行了分類和控制，有利于采用水泥生產(chǎn)系統(tǒng)焚燒和處理。而我國的城市生活垃圾沒有經(jīng)過分類和控制，是一種混合型垃圾，增加了水泥生產(chǎn)系統(tǒng)處理城市生活垃圾的難度。所以我們需要進(jìn)行進(jìn)一步的分析、研究存在的技術(shù)問題，包括垃圾的預(yù)處理及垃圾特性的研究、焚燒窯耐高溫耐腐蝕材料的研究、高溫空氣燃燒技術(shù)在垃圾焚燒中的應(yīng)用、煙氣的處理及二惡英的控制……  

　　同時(shí)，除了技術(shù)方面的問題，水泥企業(yè)處理城市生活垃圾還面臨著其它的一些問題。例如：水泥廠所處的位置是否方便適合改造為垃圾焚燒廠；行業(yè)與體制的限制，水泥生產(chǎn)和垃圾焚燒處理分屬于不同的行業(yè)和部門，所以水泥窯焚燒處理垃圾項(xiàng)目必須由政府統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)，加強(qiáng)建材、環(huán)保、市政、電力等部門的合作，加強(qiáng)攻關(guān)，統(tǒng)籌考慮；增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)，加強(qiáng)垃圾的管理，最終實(shí)現(xiàn)垃圾分類袋裝化，為垃圾綜合處理提供方便。 

　　路有點(diǎn)“長” 

　　目前，在全國各地有數(shù)百家日產(chǎn)熟料2000噸以上的新型干法水泥廠，并且還有為數(shù)不少的新型干法水泥廠正在建設(shè)中。 
    這些水泥廠焚燒城市生活垃圾后的灰渣熔入熟料是否會(huì)對(duì)水泥性能以及混凝土性能產(chǎn)生影響，是否對(duì)環(huán)境造成二次污染等不良影響呢？  

　　據(jù)了解，歐洲的實(shí)驗(yàn)室反復(fù)對(duì)利用垃圾燃料生產(chǎn)的水泥所制成的混凝土進(jìn)行測(cè)試。方法是用碳酸及油水混合液體對(duì)這類混凝土進(jìn)行浸泡，然后對(duì)洗出的液體進(jìn)行檢測(cè)。結(jié)果表明，從混凝土組分中釋放的重金屬元素的量少至難以測(cè)出來。  

　　德國水泥研究所多年試驗(yàn)也表明，從重金屬溶出的角度看，在飲用水應(yīng)用領(lǐng)域可以放心地使用混凝土。我國合肥設(shè)計(jì)院將垃圾焚燒后的底灰和飛灰按不同的比例摻入水泥砂漿，對(duì)硬化水泥漿體作浸出毒性檢測(cè)。 結(jié)果表明，水泥窯焚燒垃圾，其產(chǎn)品制成的混凝土對(duì)水環(huán)境具有友好性。 

　　眾多研究機(jī)構(gòu)的努力取得了令人可喜的成果，但是在水泥生產(chǎn)系統(tǒng)處理混合型城市生活垃圾還需要進(jìn)一步的分析、研究；在水泥窯焚燒垃圾制成的水泥使用方面的研究，目前國內(nèi)尚處于起步階段，還有更多的問題等著我們?nèi)ソ鉀Q。