利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)

　　編者按隨著人們生活水平的提高和城市化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，與人們活動(dòng)息息相關(guān)的城市生活垃圾越來越多、也越來越集中，垃圾包圍城市的問題越來越突顯?，F(xiàn)有垃圾處理工藝難以徹底消除垃圾對(duì)環(huán)境的影響，距離合理利用資源，實(shí)現(xiàn)環(huán)保無污染的控制目標(biāo)要求尚有一定的差距，同時(shí)也給政府決策帶來許多無形的壓力。因此，尋求一種環(huán)保、有效、徹底、經(jīng)濟(jì)的垃圾處理方案是擺在政府和企業(yè)之間亟待解決的問題。本文對(duì)利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)進(jìn)行了簡要介紹，目的在于為企業(yè)和政府提供一些參考資料，以期促進(jìn)水泥企業(yè)積極利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾，政府能夠制定相應(yīng)的政策與支撐條件，以促進(jìn)水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)的推廣實(shí)施。

　　垃圾這種人人都產(chǎn)生，人人都想遠(yuǎn)離的東西，由于其成分的復(fù)雜性、處理目標(biāo)和方法的多樣性，增添了方案選擇和決策的難度。在環(huán)境保護(hù)的要求下，徹底解決城市生活垃圾處理難的問題，已成為我國“十二五”期間的工作目標(biāo)之一。利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)，但就整體狀況來說仍處于難產(chǎn)時(shí)期，關(guān)鍵的問題是人們對(duì)該技術(shù)尚不了解。

　　利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)既可將垃圾作為原、燃料，減少對(duì)資源的消耗，又可充分利用水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)堿性微細(xì)濃固相的高溫燃燒環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)，徹底將有害物質(zhì)處理掉，真正實(shí)現(xiàn)垃圾處理的“無害化、資源化、集約化”的多元化目標(biāo)要求，使水泥工業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展的道路。

　　利用水泥窯協(xié)同處置垃圾的原則

　　在利用水泥窯爐協(xié)同處置城市生活垃圾的過程中，應(yīng)根據(jù)垃圾的形態(tài)、成分、特性確定其處理方案，以確保在不影響水泥生產(chǎn)系統(tǒng)正常運(yùn)行和產(chǎn)品質(zhì)量的同時(shí)，垃圾能夠徹底地得到消解，且不產(chǎn)生新的污染，實(shí)現(xiàn)資源的合理利用和環(huán)境保護(hù)的控制目標(biāo)要求。在水泥工業(yè)處置生活垃圾方面，必須遵守如下原則。

　?。?）政府應(yīng)在資源利用、利益分配等方面為水泥企業(yè)提供合適的政策支持條件。

　?。?）處理過程應(yīng)不干擾水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運(yùn)行，也不影響水泥熟料產(chǎn)品質(zhì)量。

　?。?）處理過程不造成新的二次污染（如：重金屬、二惡英、臭氣、其他有毒害的物質(zhì)等），水泥產(chǎn)品在后續(xù)使用、再生以及廢棄處置過程中無重金屬等滲透污染，不給人類健康和環(huán)境帶來負(fù)面影響。

　　（4）水泥企業(yè)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的情況，確定合理的垃圾接納量和接納半徑，并在處理過程中獲得一定的經(jīng)濟(jì)利益。

　?。?）處置過程中的各項(xiàng)記錄應(yīng)具有可追溯性，不易在水泥生產(chǎn)過程固化的污染物需限制其濃度；燒成系統(tǒng)啟動(dòng)和停窯等非穩(wěn)態(tài)過程中不得擅自處置廢棄物。

　　Sinoma的技術(shù)路線

　　由于我國城市生活垃圾為混合垃圾，為了不影響水泥熟料煅燒過程和產(chǎn)品質(zhì)量，最大限度地提升水泥窯系統(tǒng)的接納能力和過程控制能力，必須設(shè)置預(yù)處理系統(tǒng)。按水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的接納要求，將垃圾預(yù)處理分選，然后再進(jìn)行精細(xì)化處理，在滿足環(huán)境控制指標(biāo)要求的同時(shí)，提高城市生活垃圾的利用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益。

　　城市生活垃圾成分復(fù)雜，按照水泥窯協(xié)同處置垃圾綜合利用要求，可將垃圾分為輕質(zhì)可燃物、有機(jī)廚余物、無機(jī)混合物、滲濾液四大部分。輕質(zhì)可燃物主要包括塑料、紙張、樹枝、織物、橡膠等，經(jīng)加工后用作原料；有機(jī)廚余物主要指廚房中產(chǎn)生的各種蔬菜、剩飯殘余、動(dòng)物內(nèi)臟等，經(jīng)過發(fā)酵抑制后低溫烘干，用作原、燃料使用；無機(jī)混合物包括渣土、石塊、磚瓦、玻璃、陶瓷、廢砼等，直接用作水泥原料；處置過程中如有部分金屬也將被單獨(dú)分選回收；滲濾液經(jīng)污水系統(tǒng)處理達(dá)標(biāo)后，可直接排放或用于灌溉。Sinoma利用新型干法水泥窯處理垃圾時(shí)的技術(shù)路線如圖1所示。

　　除此以外，如果城市周邊沒有水泥生產(chǎn)線，可將預(yù)處理過程進(jìn)一步延伸，作精細(xì)化處置，以滿足進(jìn)一步利用的要求。

　　預(yù)處理過程的關(guān)鍵技術(shù)及控制要求

　　影響水泥窯系統(tǒng)穩(wěn)定和產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素及其控制指標(biāo)

　　大量的實(shí)驗(yàn)研究和生產(chǎn)實(shí)踐證明：決定水泥窯接納城市生活垃圾能力的關(guān)鍵因素不是垃圾中主要化學(xué)成分高低，而是垃圾中的含水量、干擾成分及其主要化學(xué)成分的波動(dòng)幅度，以及解決這些問題的代價(jià)高低。

　　1.含水量

　　隨季節(jié)的不同，垃圾的含水量差異很大，一般約為40%~70%，這是影響垃圾有效利用的重要因素之一，應(yīng)嚴(yán)格加以調(diào)整和控制。根據(jù)水泥生產(chǎn)系統(tǒng)余熱量的利用情況，決定進(jìn)入系統(tǒng)的垃圾含水量，必要時(shí)應(yīng)采用補(bǔ)充方法，對(duì)垃圾廚余物進(jìn)行脫水處理，否則將會(huì)對(duì)水泥生產(chǎn)系統(tǒng)帶來較大的影響。Sinoma在入窯垃圾含水量對(duì)窯系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響方面做了大量研究。結(jié)果表明：在控制水泥窯合適接納量的情況下，其水分應(yīng)控制在30%以內(nèi)。

　　2.鉀、鈉、硫、氯等干擾成分

　　眾所周知，鉀、鈉、硫、氯是干擾現(xiàn)代新型干法系統(tǒng)正常穩(wěn)定生產(chǎn)的重要因素，無論這些元素來自原料，還是燃料，均應(yīng)給予重視。這些元素在高溫?zé)上到y(tǒng)中，會(huì)隨著時(shí)間的推移而產(chǎn)生富集，造成預(yù)分解系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)結(jié)皮、堵塞，干擾系統(tǒng)正常穩(wěn)定運(yùn)行。由于堿、氯屬于高揮發(fā)性物質(zhì)，在富集過程中可采用旁路放風(fēng)技術(shù)加以控制。硫在高溫過程中會(huì)生成SO2，也易循環(huán)富集，引起窯尾煙室結(jié)皮堵塞或窯內(nèi)后結(jié)圈。由于硫揮發(fā)度低、相轉(zhuǎn)變較快，難以采用旁路放風(fēng)技術(shù)解決，應(yīng)對(duì)其嚴(yán)格控制。此外，過高的堿、氯、硫的化合物也會(huì)對(duì)回轉(zhuǎn)窯耐火材料造成化學(xué)侵蝕。因此，必須對(duì)上述腐蝕元素進(jìn)行協(xié)同限量控制，其要求如下。

　　K2O＋Na2O<1.0%、硫堿比S/R在0.6~1.0、Cl<0.015%~0.020%（若有旁路放風(fēng)系統(tǒng)，Cl含量可適當(dāng)放寬）。

　　垃圾中氯含量比水泥原、燃料中的氯含量要高許多，實(shí)驗(yàn)分析和實(shí)踐證明，在垃圾的這些干擾元素中，氯是決定性因素，因此為提高城市生活垃圾處理量，應(yīng)盡量控制城市生活垃圾中的氯含量，有條件可采用氯放風(fēng)技術(shù)。

　　3.生活垃圾成分波動(dòng)對(duì)燒成系統(tǒng)的影響及控制

　　如果考慮一個(gè)5000t/d的水泥廠接納450t/d生活垃圾，熟料率值正?？刂埔蠓謩e為KH=0.900，LSF=93.29，SM=2.60，AM=1.60，生活垃圾焚燒后灰渣的摻入量（干基）占原料的3.770%。下面針對(duì)兩種情況，分析生活垃圾成分波動(dòng)對(duì)水泥熟料產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

　?。?）生活垃圾灰渣參與配料計(jì)算

　　在考慮生活垃圾摻入量不變的情況下，如果其焚燒后的灰渣成分產(chǎn)生±15%波動(dòng)時(shí)，熟料各率值的波動(dòng)情況如圖2~圖5所示。圖中粗線為平均值，虛線為標(biāo)準(zhǔn)偏差線范圍。從圖中不難看出，KH值處于0.890~0.910之間的概率達(dá)97%，SM值處于2.50～2.70之間的概率達(dá)100%，AM值處于1.50～1.70之間的概率達(dá)100%。表1為各率值的平均值和標(biāo)準(zhǔn)偏差。從上述分析可以看出，在配料時(shí)考慮垃圾灰渣參與配料，其成分發(fā)生±15％的波動(dòng)時(shí)，對(duì)熟料的燒成質(zhì)量不會(huì)帶來不利的影響。

　?。?）生活垃圾不參與配料

　　在配料時(shí)不考慮生活垃圾的校正問題，當(dāng)生活垃圾摻入量和率值控制不變的情況下，如果其焚燒后的灰渣成分產(chǎn)生±15%波動(dòng)，熟料各率值變化情況如表2所示。從表2中不難看出，KH值降低了0.066，LSF值降低了6.14，SM值增加了0.018，AM值降低了0.159。隨著垃圾接納量的增加，影響和偏差則更大。由此可見，在配料過程中不采取措施對(duì)所配生料進(jìn)行必要調(diào)整和配合，將會(huì)造成水泥熟料不合格等一系列問題。必須降低垃圾的處理量，才能確保水泥熟料質(zhì)量達(dá)到控制要求。比較上述兩種計(jì)算結(jié)果可知：在利用水泥窯協(xié)同處置垃圾的過程中，必須考慮焚燒后灰渣參與配料計(jì)算問題，除非垃圾接納量少到一定的規(guī)模。同時(shí)還要考慮垃圾灰渣成分波動(dòng)范圍可能對(duì)熟料燒成帶來的影響，達(dá)到控制水泥熟料質(zhì)量的目的。為了提高系統(tǒng)的垃圾處理能力，在垃圾預(yù)處理過程中必須對(duì)其進(jìn)行均化處理。

　　4.可燃物燃燒對(duì)燒成系統(tǒng)的影響及控制

　　Sinoma課題組對(duì)生活垃圾中約60余種可燃物的燃燒特性做了大量的研究，結(jié)果表明：垃圾中各可燃組分在空氣中的熱失重過程大致可分為3階段：干燥階段、揮發(fā)分析出燃燒階段、固定碳燃燒階段，其中大多數(shù)植物類的熱值位于15MJ/kg～20MJ/kg范圍內(nèi)，動(dòng)物類位于20MJ/kg左右，合成類相對(duì)復(fù)雜，熱值最低的棉紗布只有6.66MJ/kg，最高的聚乙烯可達(dá)47.4MJ/kg。垃圾中絕大部分可燃物的可燃性指數(shù)比煤的可燃性指數(shù)高得多，更容易燃燒。

　　此外，課題組還利用Fluent軟件平臺(tái)，模擬研究了回轉(zhuǎn)窯內(nèi)替代燃料用燃燒器的火焰特性及其他物理場的情況，結(jié)果表明：替代燃料熱量替代率為15%時(shí)，替代燃料的加入并未給水泥窯熱工狀態(tài)帶來不利影響。

　　5.重金屬含量對(duì)燒成系統(tǒng)的影響及控制

　　水泥生料中常見的重金屬種類有Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Ni、Mn、As等，大量的水泥生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明，其含量一般處于mg/kg數(shù)量級(jí)。生活垃圾中的常見重金屬與生料中的類似，含量也處于同一數(shù)量級(jí)，因此，生活垃圾作為水泥生產(chǎn)的替代原、燃料時(shí)，不會(huì)超過安全生產(chǎn)的許可范圍。

　　重金屬對(duì)燒成系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)在重金屬對(duì)熟料形成過程以及熟料質(zhì)量等影響。大量的研究指出：含量低于0.5%的Cr、Ni和Zn可以降低f-CaO的含量，對(duì)C3S的形成沒有任何影響；MnO2可以提高C3S的含量，其固溶度大約是1%；Ni優(yōu)先進(jìn)入鐵相，即使很高含量，對(duì)于熟料的形成和水化作用都不明顯；0.5%的CuO至少可以把燒成溫度降低50℃，l%的CuO可以降低60%的f-CaO。由此可知：生料中的重金屬含量只有達(dá)到百分?jǐn)?shù)量級(jí)上，才會(huì)對(duì)熟料中f-CaO含量、熟料的化學(xué)組分和礦物組成等產(chǎn)生不良影響。生活垃圾中的重金屬含量均屬微量，不會(huì)超過1‰，因此，不會(huì)對(duì)水泥產(chǎn)品的質(zhì)量帶來不利的影響，相反有些重金屬元素還具有助熔劑或者礦化劑的作用，對(duì)熟料的煅燒過程有利。

　　重金屬隨煙氣、粉塵排放到大氣中的濃度受其揮發(fā)性、在熟料中的固化率、以及粉塵中含量等的影響。水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的煅燒溫度一般控制在1400℃以上，難揮發(fā)的重金屬（如Zn、Cu、Co、Ni、Cr、Pb、Cd等）90%以上會(huì)發(fā)生化合反應(yīng)，進(jìn)入熟料相的礦物晶格內(nèi)，其中即使有一定揮發(fā)性的重金屬也只在窯和預(yù)熱器系統(tǒng)內(nèi)形成動(dòng)態(tài)平衡的內(nèi)循環(huán)，最終被固化在水泥熟料中，很少帶出窯外；極少數(shù)揮發(fā)性金屬（如Hg）以氣相狀態(tài)或者吸附在微細(xì)粉塵上，往復(fù)于系統(tǒng)循環(huán)，僅有痕量隨煙氣排出。

　　模擬結(jié)果和實(shí)際生產(chǎn)過程中，各重金屬含量的排放濃度處于痕量級(jí)別，均遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國、歐盟及我國GB18485-2001和GB50295-2008等規(guī)范的限值，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染。

　　處置過程對(duì)環(huán)境的影響及控制要求

　　在垃圾預(yù)處理和利用水泥窯焚燒垃圾的過程中，存在或產(chǎn)生硫化氫、硫醇、胺類等惡臭氣體的可能性；同時(shí)還可能產(chǎn)生二惡英，以及在煙氣中附加的其他有毒有害氣體，因此必須采取技術(shù)措施消除和盡量降低這些物質(zhì)，達(dá)到環(huán)境保護(hù)的指標(biāo)控制要求。一般情況下，城市生活垃圾不會(huì)含帶超劑量的放射性物質(zhì)，在水泥生產(chǎn)過程中，也不會(huì)產(chǎn)生大量焦油，在此對(duì)其不做評(píng)述。

　　1.惡臭氣體的控制

　　Sinoma課題組開展了有機(jī)廚余物發(fā)酵及其抑制實(shí)驗(yàn)，常見的臭氣成分見表4所示。結(jié)果表明：加入10%的抑制劑后，可以在一定時(shí)間內(nèi)明顯抑制生活垃圾發(fā)酵過程、有效控制臭氣的產(chǎn)生，為垃圾的無臭處理提供時(shí)間保證。不難看出，臭氣的排放濃度遠(yuǎn)低于國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值，表明合理的操作和處理方式能有效控制垃圾不發(fā)酵或產(chǎn)生臭氣，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。

　　2.固體類污染物的控制

　　現(xiàn)有的水泥生產(chǎn)系統(tǒng)具有先進(jìn)的除塵系統(tǒng)，實(shí)踐證明：粉塵的排放濃度完全能夠滿足30mg/m3的現(xiàn)有控制標(biāo)準(zhǔn)。利用現(xiàn)代干法水泥生產(chǎn)系統(tǒng)焚燒生活垃圾，并沒改變原有系統(tǒng)的固體粉塵排放點(diǎn)和排放量。因此，水泥生產(chǎn)系統(tǒng)原有的收塵系統(tǒng)完全能夠有效地滿足環(huán)保規(guī)范的控制要求。

　　3.二惡英

　　利用水泥窯爐焚燒處置垃圾的過程，不具備二惡英產(chǎn)生的條件，從而能有效地抑制二惡英的產(chǎn)生，具體的論述如下。

　?。?）從源頭上減少了二惡英產(chǎn)生所需的氯源

　　為了保證窯系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性和連續(xù)性，現(xiàn)代干法水泥生產(chǎn)系統(tǒng)常對(duì)生料中干擾生產(chǎn)操作的Cl-的含量進(jìn)行控制。一般情況下，進(jìn)入燒成系統(tǒng)的Cl-總含量低于0.015%~0.02%。而這部分Cl-在水泥煅燒系統(tǒng)內(nèi)可以被水泥生料完全吸收，以氯硅鈣石（2CaO·SiO2·CaCl2）的形式存在，最后夾帶在熟料礦物中被帶出燒成系統(tǒng)。即使在900℃~1000℃之間，氯以氣態(tài)離子狀態(tài)存在，經(jīng)冷卻后直接形成無機(jī)鹽，可采用旁路放風(fēng)系統(tǒng)排出，不會(huì)形成有機(jī)的多氯聯(lián)苯物質(zhì)，即二惡英有機(jī)物。

　?。?）高溫焚燒確保二惡英不易產(chǎn)生

　　為確保不產(chǎn)生二惡英，國家標(biāo)準(zhǔn)GB18485-2001《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中規(guī)定的焚燒爐技術(shù)要求指標(biāo)為：煙氣溫度≥850℃，煙氣停留時(shí)間≥2s，或煙氣溫度≥1000℃，煙氣停留時(shí)間≥1s。

　　在分解爐底部，溫度均在900℃以上，氣體停留時(shí)間大于7s，固體物料的停留時(shí)間高達(dá)20s以上，而回轉(zhuǎn)窯中氣相溫度最高可達(dá)1800℃以上，物料溫度約為1450℃，因此，無論將垃圾的可燃物加入分解爐或回轉(zhuǎn)窯，都完全可以保證有機(jī)物的完全燃燒和徹底分解，杜絕了二惡英的產(chǎn)生條件。

　　此外，在燃燒過程中高溫氣流與高溫、高細(xì)度的堿性物料（CaO、CaCO3、MgO、K2O、Na2O等）充分接觸，有利于抑制二惡英的產(chǎn)生。

　　技術(shù)研究合作方某水泥廠于2009年，針對(duì)水泥窯處置相關(guān)廢棄物時(shí)，檢測了其廢氣出口中顆粒物粉塵和二惡英排放濃度，結(jié)果如表4所示。采用現(xiàn)代干法水泥窯系統(tǒng)處置生活垃圾時(shí)，能夠有效地抑制二惡英的產(chǎn)生，其排放濃度完全能夠控制在國標(biāo)GB50295-2008中限值以下，達(dá)到國家規(guī)定的環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)要求。

　　4.其他毒害氣體的控制

　　（1）硫的氧化物（SOx）

　　水泥生產(chǎn)系統(tǒng)本身就是一種脫硫裝置，其燃燒產(chǎn)生的SOx將和生料中的堿性金屬氧化物生成相應(yīng)的鈣硅硫酸鹽等礦物，隨熟料排出窯外。因此隨氣體排放到大氣中的SOx，一般情況下低于20mg/Nm3，完全能夠滿足現(xiàn)行國家環(huán)保要求。

　?。?）氮氧化物NOx

　　Sinoma課題組開發(fā)設(shè)計(jì)了新一代的低NOx水泥生產(chǎn)系統(tǒng)，具體做法如下。

　?、俨捎眯滦透咝Ф嘟橘|(zhì)煤粉燃燒器；在不降低火焰整體溫度的情況下，削弱火焰峰值溫度，并在根部產(chǎn)生相當(dāng)量的還原氣氛，以降低高溫煅燒過程中的熱力NOx的產(chǎn)生。

　　②在回轉(zhuǎn)窯窯尾和分解爐之間增設(shè)一個(gè)有效的脫氮還原區(qū)，用于還原高溫產(chǎn)生的NOx。兩項(xiàng)技術(shù)綜合作用的結(jié)果，使現(xiàn)有的水泥生產(chǎn)系統(tǒng)NOx排放量大大降低。目前的生產(chǎn)實(shí)踐證明，NOx的排放濃度已降至500mg/Nm3（以10%氧含量為基準(zhǔn)）以下，最低可達(dá)289mg/Nm3。滿足歐洲標(biāo)準(zhǔn)500mg/Nm3的限值要求。

　?。?）氟化物、氯化物

　　大量的實(shí)踐檢測數(shù)據(jù)表明：生活垃圾中的氟化物含量很低，在水泥生產(chǎn)的封閉系統(tǒng)高溫條件下，氟化物會(huì)發(fā)生復(fù)合礦化反應(yīng)，即使有微量的F-存在，也會(huì)以復(fù)合鹽類物的形式進(jìn)入熟料，不會(huì)單獨(dú)以氟化物的形式進(jìn)入大氣中。在水泥生產(chǎn)過程中Cl不會(huì)單獨(dú)以HCl的形式存在，不必?fù)?dān)心利用水泥窯爐處置城市生活垃圾時(shí)會(huì)產(chǎn)生HCl，對(duì)環(huán)境造成影響。

　　技術(shù)研究合作單位某水泥廠于2009年，針對(duì)水泥窯處置相關(guān)廢棄物時(shí)，檢測了廢氣出口中有毒有害廢氣污染物的排放濃度，結(jié)果見表5。

　　由表5不難看出，焚燒廢棄物后，各主要有毒有害氣體的排放濃度均低于國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成影響。

　　5.有機(jī)廚余物處置過程的環(huán)境指標(biāo)控制

　　（1）低溫烘干時(shí)的控制情況

　　經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)分選出來的廚余物，在添加發(fā)酵抑制劑后，壓制成型，再與原料混合后進(jìn)入生料粉磨系統(tǒng)，進(jìn)行低溫烘干處理，出磨氣體溫度控制在90℃～110℃。Sinoma課題組對(duì)烘干后的氣體進(jìn)行了多次采樣分析。

　　磨機(jī)出口氣體中只有空氣峰，無其他氣體峰，可能原因是其他氣體含量很少，低于儀器的檢測限而無法檢出。這表明有機(jī)廚余物在立磨內(nèi)低溫烘干過程中無顯著毒害物質(zhì)產(chǎn)生，實(shí)際生產(chǎn)過程中依靠人的嗅覺也沒有發(fā)現(xiàn)明顯異味存在。

　?。?）中高溫燃燒時(shí)的控制情況

　　Sinoma課題組針對(duì)混入發(fā)酵抑制劑后的有機(jī)廚余物進(jìn)行了中高溫燃燒實(shí)驗(yàn)研究，將混有抑制劑的有機(jī)廚余物以堆積態(tài)方式置入管式爐內(nèi)，通過加熱至不同溫度，測得其產(chǎn)生的氣體成分，結(jié)果表明，加熱在300℃以下時(shí)，混有生料的有機(jī)廚余物基本無氣體產(chǎn)生；加熱至500℃以上時(shí)，產(chǎn)生的氣體中僅含有微量的揮發(fā)性長鏈酯類物質(zhì)。

　　將含有廚余物的合格生料粉放入自動(dòng)控制的高溫懸浮實(shí)驗(yàn)裝置，加熱至532℃，測量了含廚余生料在高溫懸浮態(tài)情況下NOx的產(chǎn)生量，其中試樣量為3004mg，空氣通入量為6L/min。

　　隨著反應(yīng)時(shí)間的增加，NOx的濃度出現(xiàn)了先增加再減小的趨勢，且其峰值濃度不到120ppm，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響。

　　6.滲濾液的處理

　　垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜的高危害有機(jī)廢水，必須加以處理，才能排入環(huán)境，否則會(huì)造成嚴(yán)重的污染。城市生活垃圾滲濾液的處置大致可分為兩種情形，一是經(jīng)必要的預(yù)處理后匯入城市污水處理廠合并處理；二是在垃圾處理場區(qū)內(nèi)進(jìn)行專門的現(xiàn)場處理。將垃圾滲濾液直接排入城市污水處理廠合并處理，可節(jié)省單獨(dú)建設(shè)滲濾液處理系統(tǒng)的費(fèi)用，降低處理成本，是最為簡單的處理方案。但應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)控滲濾液特有的水質(zhì)及變化特點(diǎn)，否則將對(duì)城市污水處理造成沖擊。

　　我國垃圾滲濾的處理已有豐富的經(jīng)驗(yàn)，且有很多可參照的成功案例。若采用現(xiàn)場單獨(dú)處理時(shí)，應(yīng)針對(duì)滲濾液水量、水質(zhì)波動(dòng)大，成分復(fù)雜，有機(jī)物含量多，BOD、COD和氨氮濃度高等特點(diǎn)，詳細(xì)測定垃圾滲濾液的各種成分，根據(jù)實(shí)際情況選擇合理的工藝組合。

　　7.水泥產(chǎn)品中重金屬的擴(kuò)散與滲透

　　在水泥產(chǎn)品的長期使用過程以及水泥構(gòu)件作為廢棄物處置時(shí)，重金屬會(huì)隨著周邊環(huán)境的變化而發(fā)生遷移，不可避免地會(huì)對(duì)周邊環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，影響的程度是人們關(guān)心的主要內(nèi)容。Sinoma課題組設(shè)計(jì)了更新浸取液的長期浸出試驗(yàn)，模擬水泥制品在實(shí)際應(yīng)用過程中，在雨水尤其酸雨的反復(fù)淋濾等較為嚴(yán)格的場景下重金屬的浸出特性，長期浸泡的實(shí)驗(yàn)結(jié)果如圖6所示；并通過翻轉(zhuǎn)振蕩實(shí)驗(yàn)，考察了作為廢棄物時(shí)膠砂樣品中重金屬浸出遷移性，結(jié)果如表6所示。

　　研究結(jié)果表明：浸泡180d后，水泥制品對(duì)Cu、Cr、Ni、Pb的固化率均在99%以上，這表明在水泥產(chǎn)品使用過程中，重金屬的滲透是一個(gè)緩慢而長期的過 程，不會(huì)發(fā)生重金屬的滲透污染。由表6可知，即使使用pH=2.64的醋酸作為浸取液，所有浸出液中的重金屬濃度亦遠(yuǎn)低于GB5085.3-2007危險(xiǎn)廢物鑒別標(biāo)準(zhǔn)浸出遷移性鑒別的要求，說明水泥構(gòu)件作為廢棄物填埋處理時(shí)，重金屬不會(huì)對(duì)環(huán)境造成浸出危害。

　　Sinoma實(shí)施的溧陽項(xiàng)目概況

　　溧陽市目前城市生活垃圾處理量為450t/d，共有垃圾處理場兩座，分別是溧陽市生活垃圾衛(wèi)生填埋場和溧陽垃圾焚燒處理中心，目前兩個(gè)垃圾處理場已處于超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。

　　溧陽市利用水泥窯無害化協(xié)同處置500t/d生活垃圾示范線項(xiàng)目，將建在江蘇省溧陽市上興鎮(zhèn)，廠址選擇擬定在溧陽市生活垃圾填埋場及江蘇天山水泥集團(tuán)有限公司溧陽分公司廠區(qū)內(nèi)，年處理溧陽市城市生活垃圾總量18.25萬t。該工程擬分兩期投資建設(shè)，一期投資約7200萬元，建設(shè)日處理500t城市生活垃圾處理線；二期工程投資約4500萬元，建設(shè)有機(jī)廚余物發(fā)酵、沼氣發(fā)電系統(tǒng)設(shè)施，二期工程是對(duì)一期工程分選出的有機(jī)廚余物進(jìn)行深度處理，實(shí)現(xiàn)資源的再生利用。

　　該項(xiàng)目建成后可以消解溧陽市每天產(chǎn)生的450t生活垃圾，不需要再規(guī)劃相應(yīng)的生活垃圾填埋用地，節(jié)約了土地資源。將生活垃圾中可燃物和無機(jī)物分別作為水泥生產(chǎn)的替代原料和燃料，提高了生活垃圾資源回收再利用。處理過程不會(huì)產(chǎn)生二次污染，確保了生活垃圾處理的“無害化、資源化、集約化”處置目標(biāo)。該項(xiàng)目的建成有助于溧陽市循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，改善城市環(huán)境，具有很好的社會(huì)效益和環(huán)境效益。

　　綜合上述分析不難得出以下共識(shí)，理論分析和實(shí)踐生產(chǎn)檢測的結(jié)果均表明，在利用水泥窯爐協(xié)同處置城市生活垃圾時(shí)：

　?。?）能有效地控制粉塵、有毒有害氣體的排放，使其排放濃度低于國家相關(guān)規(guī)范的控制要求限值。

　　（2）系統(tǒng)出口廢氣中附著的重金屬和二惡英的排放濃度均遠(yuǎn)低于國標(biāo)GB50295-2008中的控制要求限值，也滿足歐美等發(fā)達(dá)國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求。

　?。?）添加10%的發(fā)酵抑制劑，可以在60hr內(nèi)明顯抑制生活垃圾發(fā)酵過程，有效地控制臭氣產(chǎn)生，為廚余物的有效合理利用提供了條件。

　?。?）水泥產(chǎn)品在后續(xù)使用、再生以及廢棄處置過程中，有關(guān)重金屬的擴(kuò)散和滲透對(duì)環(huán)境的影響能滿足GB5085.3-2007的要求，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響。

　?。?）長期的研究成果將會(huì)在溧陽項(xiàng)目中得到集中展示，也許在以后的生產(chǎn)過程中還會(huì)存在一些預(yù)想不到的問題，相信會(huì)很快得到徹底解決。