淺析 GB 30760—2014《水泥窯協(xié)同處置固體廢物技術(shù)規(guī)范》

彭金平（中國質(zhì)檢出版社 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社）

劉晨（中國建筑材料科學(xué)研究總院 全國水泥標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)）

王克云［包鋼（集團(tuán)）有限公司 烏海礦業(yè)公司］

淺析 GB 30760—2014《水泥窯協(xié)同處置固體廢物技術(shù)規(guī)范》

彭金平（中國質(zhì)檢出版社 中國標(biāo)準(zhǔn)出版社）

劉晨（中國建筑材料科學(xué)研究總院 全國水泥標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)）

王克云［包鋼（集團(tuán)）有限公司 烏海礦業(yè)公司］

GB 30760—2014 《水泥窯協(xié)同處置固體廢物技術(shù)規(guī)范》已于2015年4月1日正式實(shí)施。該標(biāo)準(zhǔn)是水泥行業(yè)協(xié)同處置固體廢物標(biāo)準(zhǔn)體系的基礎(chǔ)。本文從水泥窯協(xié)同處置廢物類型的規(guī)定、協(xié)同處置固體廢物的鑒別和檢測(cè)、協(xié)同處置工藝技術(shù)和管理要求以及相關(guān)重金屬含量限值等幾個(gè)方面進(jìn)行解讀。希望能進(jìn)一步推動(dòng)水泥窯協(xié)同處置固體廢物技術(shù)的推廣。

水泥窯 協(xié)同處置 固體廢物 GB 30760—2014

我國的水泥窯協(xié)同處置廢物垃圾起步較晚，2011年，由住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部首次發(fā)布了GB 50634—2010《水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢物設(shè)計(jì)規(guī)范》; 2014年,由環(huán)境保護(hù)部、質(zhì)檢總局、國家標(biāo)準(zhǔn)委等部委相繼發(fā)布了GB 30485—2013 《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)》、GB 50954—2014 《水泥窯協(xié)同處置垃圾工程設(shè)計(jì)規(guī)范》等系列標(biāo)準(zhǔn)。GB 30760—2014于2007年12月立項(xiàng)，2014年6月9日發(fā)布，它的實(shí)施將為水泥窯協(xié)同處置行業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。同時(shí)，將進(jìn)一步調(diào)動(dòng)企業(yè)的積極性，推動(dòng)水泥工業(yè)處置工業(yè)廢棄物、城市污泥等廢物垃圾的不斷發(fā)展。對(duì)大多數(shù)企業(yè)來說，水泥窯協(xié)同處置固體廢物還是比較新的技術(shù)，標(biāo)準(zhǔn)涉及的固體廢物品種復(fù)雜、覆蓋的領(lǐng)域較多。

1 標(biāo)準(zhǔn)制定背景

2006年4月13日，國家發(fā)布了《關(guān)于加快水泥工業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的若干意見》，提出“抓緊研究制定鼓勵(lì)水泥工業(yè)資源綜合利用和處理工業(yè)、城市垃圾方面的配套政策措施。加強(qiáng)低熱質(zhì)燃料的應(yīng)用、城市垃圾處理、工業(yè)廢渣及可燃廢棄物的應(yīng)用等研究。在充分試驗(yàn)研究的基礎(chǔ)上完善標(biāo)準(zhǔn)體系，引導(dǎo)水泥工業(yè)科學(xué)、合理利用和處理廢棄物”。國家發(fā)改委等部門在《關(guān)于抑制部分行業(yè)產(chǎn)能過剩和重復(fù)建設(shè)引導(dǎo)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展若干意見的通知》中針對(duì)水泥行業(yè)，明確提出“支持企業(yè)在現(xiàn)有生產(chǎn)線上進(jìn)行余熱發(fā)電、粉磨系統(tǒng)節(jié)能改造和處置工業(yè)廢棄物、城市污泥及垃圾等”。2013年10月發(fā)布的《國務(wù)院關(guān)于化解產(chǎn)

能嚴(yán)重過剩矛盾的指導(dǎo)意見》中特別指出，支持利用現(xiàn)有水泥窯無害化協(xié)同處置城市生活垃圾和產(chǎn)業(yè)廢棄物，進(jìn)一步完善費(fèi)用結(jié)算機(jī)制，協(xié)同處置生產(chǎn)線數(shù)量比重不低于10%。在《巴塞爾公約》條文中，水泥生產(chǎn)過程中危險(xiǎn)廢棄物的協(xié)同處理方法已被認(rèn)為是對(duì)環(huán)境無害的處理方法。

“水泥窯協(xié)同處置”這一概念在業(yè)界已經(jīng)提出多年，然而國內(nèi)水泥窯協(xié)同處置的水平仍然不高。與傳統(tǒng)廢物填埋等方式相比，水泥窯協(xié)同處置有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，可實(shí)現(xiàn)廢棄物無害化、資源化、減量化，具有顯著的優(yōu)越性，其主要特點(diǎn)如下：（1）處理溫度高，焚燒空間大，停留時(shí)間長，可徹底分解廢物中有害有機(jī)物，如二口惡 英、呋喃等；（2）殘?jiān)惋w灰最終均成為熟料的成分，不對(duì)環(huán)境造成二次污染；（3）回轉(zhuǎn)窯內(nèi)堿性環(huán)境可抑制酸性氣體排放，以及抑制除汞、鉈以外的其他絕大部分重金屬排放；（4）可選擇不同入爐位置和溫度點(diǎn)，利用充足的氣體停留時(shí)間和高溫，處置廢棄物，避免再生成二口惡英等有毒有害氣體； （5）利用替代原料和燃料，節(jié)約能源，降低生產(chǎn)成本；（6）回轉(zhuǎn)窯熱容量大、工作狀態(tài)穩(wěn)定，廢物處理量大； （7）水泥回轉(zhuǎn)窯是負(fù)壓狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，正常生產(chǎn)條件下煙氣和粉塵不外溢，經(jīng)過收塵系統(tǒng)處理后的潔凈氣體排入大氣。

2 標(biāo)準(zhǔn)框架結(jié)構(gòu)的分析

在制定過程中，GB 30760—2014遵循了以下原則：與我國有關(guān)的環(huán)境法律法規(guī)、環(huán)境保護(hù)的方針政策、我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整政策、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)等協(xié)調(diào)一致；在參照國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，結(jié)合我國水泥企業(yè)實(shí)際情況和技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀，制定符合我國國情的標(biāo)準(zhǔn)；以先進(jìn)技術(shù)為依托，力求使標(biāo)準(zhǔn)做到技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理、具有可操作性。

因此，在框架結(jié)構(gòu)上，GB 30760—2014規(guī)定了水泥窯協(xié)同處置固體廢物的術(shù)語和定義、協(xié)同處置固體廢物的鑒別和檢測(cè)、處置工藝技術(shù)和管理要求、入窯生料和水泥熟料重金屬含量限值及水泥可浸出重金屬含量限值、檢測(cè)方法及檢測(cè)頻次等技術(shù)內(nèi)容。主要考慮了水泥窯協(xié)同處置固體廢物時(shí)的準(zhǔn)入門檻，對(duì)于引導(dǎo)企業(yè)健康合理地進(jìn)行協(xié)同處置，避免廢物的二次污染和影響水泥產(chǎn)品質(zhì)量具有重要指導(dǎo)作用。

3 水泥窯協(xié)同處置廢物類型

3.1 可用水泥窯進(jìn)行協(xié)同處置的廢物類型

GB 30760—2014中規(guī)定適用于水泥窯協(xié)同處置的廢物主要包括： （1）危險(xiǎn)廢物； （2） 廢塑料、廢橡膠、廢紙、廢輪胎等生活垃圾；（3）城市和工業(yè)污水處理污泥； （4）動(dòng)植物加工廢物； （5）受污染土壤；（6）應(yīng)急事件廢物等固體廢物。除排入水體的廢水以外的其他液態(tài)廢物的處置可參照GB 30760—2014執(zhí)行。

3.2 不應(yīng)協(xié)同處置的廢物

GB 30760—2014規(guī)定不應(yīng)用水泥窯進(jìn)行協(xié)同處置的廢物類型主要包括：（1）放射性廢物；（2）具有傳染性、爆炸性及反應(yīng)性廢物；（3）未經(jīng)拆解的廢電池、廢家用電器和電子產(chǎn)品；（4）含汞的溫度計(jì)、血壓計(jì)、熒光燈管和開關(guān)；（5）有鈣焙燒工藝生產(chǎn)鉻鹽過程中產(chǎn)生的鉻渣；（6）石棉類廢物；（7）未知特性和未經(jīng)鑒定的固體廢物。

不應(yīng)在水泥窯中進(jìn)行處置的理由是：（1）由于焚燒本身不會(huì)影響放射性物質(zhì)的半衰期，因此，放射性廢物一般采用鉛罐封存的方式進(jìn)行處理，故被排除在水泥窯可處理的廢物之外；（2）具有傳染性、爆炸性及反應(yīng)性廢物是被列入國家危險(xiǎn)廢物名錄中，需要嚴(yán)格按照危險(xiǎn)廢物處理，不在該標(biāo)準(zhǔn)適用的處理廢物范圍內(nèi)；（3）未經(jīng)拆解的廢電池、廢家用電器和電子產(chǎn)品等體積較大，無法進(jìn)入磨機(jī)等設(shè)備中，故需要專門進(jìn)行拆解；（4）含汞的溫度計(jì)、血壓計(jì)、熒光燈管和開關(guān)中一般重金屬、汞等元素含量高，高溫易產(chǎn)生揮發(fā)性物質(zhì)，無法通過水泥熟料固溶；（5）有鈣焙燒工藝生產(chǎn)鉻鹽過程中產(chǎn)生的鉻渣中水溶性六價(jià)鉻的含量較高，水泥窯的氧化環(huán)境只能增加六價(jià)鉻的溶出量；（6）石棉類廢物在粉磨及煅燒過程中可能產(chǎn)生致癌微細(xì)顆粒。

因此，水泥窯處理廢物，必須清楚地了解廢物的特性，并經(jīng)過鑒別和分析，否則容易對(duì)人體造成傷害，對(duì)環(huán)境造成污染。

4 水泥窯協(xié)同處置相關(guān)工藝技術(shù)和管理要求

4.1 對(duì)預(yù)處理工序的要求

GB 30760—2014對(duì)水泥廠區(qū)內(nèi)的廢物預(yù)處理工

序進(jìn)行了規(guī)定，比如，要在生產(chǎn)處置廠區(qū)內(nèi)對(duì)廢物進(jìn)行預(yù)處理，包括酸堿中和等化學(xué)處理，分選、水洗、破碎、粉磨、烘干等物理處理。預(yù)處理工藝應(yīng)包括防揚(yáng)塵、防異味發(fā)散、防泄漏等技術(shù)措施。對(duì)于有揮發(fā)性或化工惡臭的廢物，應(yīng)在密閉或負(fù)壓條件下進(jìn)行預(yù)處理。標(biāo)準(zhǔn)中強(qiáng)調(diào)，對(duì)于有揮發(fā)性或化工惡臭的廢物，應(yīng)在密閉條件下貯存、輸送、轉(zhuǎn)運(yùn)。廢物的貯存設(shè)施要有必要的防滲功能，輸送、轉(zhuǎn)運(yùn)管道應(yīng)有防爆等技術(shù)措施。同時(shí)，預(yù)處理過程中產(chǎn)生的廢渣、廢氣和廢液，應(yīng)根據(jù)其物化性質(zhì)，按照國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行處理，達(dá)標(biāo)后再排放。然后，將廢物輸送到新型干法預(yù)分解窯，通過高溫焚燒及水泥熟料礦物化高溫?zé)Y(jié)過程，從而實(shí)現(xiàn)廢物的分解與降解。

4.2 對(duì)配套設(shè)施的要求

GB 30760—2014還對(duì)水泥窯的基本規(guī)模，即配套設(shè)施進(jìn)行了規(guī)定。預(yù)分解窯的設(shè)計(jì)熟料規(guī)模大于2000噸/天，窯尾應(yīng)安裝大氣污染物連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置，窯爐煙氣排放應(yīng)采用高效除塵器除塵。設(shè)在分解爐和回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)上的投料點(diǎn)應(yīng)保持負(fù)壓操作，含有機(jī)揮發(fā)性物質(zhì)或化工惡臭的固體廢物，不能投入生料制備系統(tǒng)。另外，廢物的投放過程和水泥窯中的協(xié)同處置過程應(yīng)不影響水泥的正常生產(chǎn)。

對(duì)工藝技術(shù)和管理要求的規(guī)定旨在通過提升水泥窯整條生產(chǎn)線的技術(shù)和管理能力，保證水泥窯協(xié)同處理過程綠色、安全、環(huán)保。

5 入窯生料、熟料中重金屬含量限值、大氣污染排放量限值的規(guī)定及監(jiān)測(cè)要求

這部分內(nèi)容是GB 30760—2014中的重點(diǎn)。水泥的工藝是“兩磨一燒”，生料、熟料和小磨水泥是質(zhì)量控制的三個(gè)階段性產(chǎn)品。水泥是大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)產(chǎn)品，一旦最終水泥產(chǎn)品不合格，處理成本和代價(jià)將非常高。對(duì)于處置廢物的水泥，其最終產(chǎn)品質(zhì)量包括兩方面的含義：一是GB 175—2007《通用硅酸鹽水泥》等標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的水泥強(qiáng)度、凝結(jié)時(shí)間、安定性等物理性能和氧化鎂、氯離子等化學(xué)分析指標(biāo)；二是重金屬含量，尤其是溶出量不能對(duì)使用環(huán)境造成二次污染。因此，標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了入窯生料中重金屬含量參考限值、水泥熟料中重金屬含量限值及熟料中可浸出重金屬含量限值等指標(biāo)。5.1 入窯生料中重金屬含量參考限值

為確保水泥熟料中重金屬含量滿足要求，入窯生料中重金屬含量參考限值見表1。

表1 入窯生料中重金屬含量參考限值

從表1中可以看出這是從源頭防止重金屬的污染，因此在進(jìn)行水泥窯協(xié)同處置操作時(shí)，水泥企業(yè)要做到監(jiān)測(cè)生料中帶入的重金屬含量，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定的限值要求，通過控制生料制備系統(tǒng)、分解爐和回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)里投加的廢物投加量等措施，確保在入窯生料中重金屬含量不超過規(guī)定限值的條件下協(xié)同處置廢物。

表1入窯生料中重金屬含量參考限值是推薦性條款，主要是通過生料配比，將廢物和天然原料生產(chǎn)的生料中重金屬進(jìn)行加權(quán)平均，避免生產(chǎn)出的熟料甚至水泥重金屬超標(biāo)，從而對(duì)環(huán)境造成影響。

5.2 水泥熟料中重金屬含量限值及熟料中可浸出重金屬含量限值

水泥窯協(xié)同處置廢物時(shí)，水泥窯中的水泥熟料應(yīng)滿足GB/T 21372—2008的要求，水泥熟料中重金屬元素含量不宜超過表2規(guī)定的限值。水泥熟料中可浸出重金屬含量不應(yīng)超過表3規(guī)定的限值。

表2 水泥熟料中重金屬含量限值

表3 水泥熟料中可浸出重金屬含量限值

水泥熟料的生產(chǎn)原料中，本身含有微量重金屬元素。加之廢物垃圾中含有一定量的重金屬，那么在水泥窯協(xié)同處置過程中，這些重金屬將匯同原料中的重金屬一起進(jìn)入水泥窯。另外，水泥熟料浸出液呈強(qiáng)堿性，酸中和容量較大，并且浸出液的初始pH值對(duì)重金屬的浸出遷移性有影響。另外，養(yǎng)護(hù)時(shí)間對(duì)浸出液中重金屬離子濃度也有影響，水泥樣品水化越徹底，其對(duì)重金屬固化效果越好。因此，可通過控制浸出液的酸堿性環(huán)境、調(diào)節(jié)養(yǎng)護(hù)時(shí)間等措施來相應(yīng)地控制水泥熟料中各類可浸出重金屬的含量限值。

表2水泥熟料中重金屬含量限值是推薦性條款，主要是通過全熔融法，測(cè)定熟料中重金屬元素含量，從而對(duì)熟料質(zhì)量進(jìn)行控制。表3水泥熟料中可浸出重金屬含量限值是強(qiáng)制性條款，是不可逾越的底線。因此，相關(guān)企業(yè)在協(xié)同處置時(shí)應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的指標(biāo)要求。

5.3 大氣污染排放量限值的規(guī)定及監(jiān)測(cè)要求

水泥窯協(xié)同處置固體廢物時(shí)，水泥窯排放的大氣污染物應(yīng)按照GB 4915、GB 30485和HJ 662進(jìn)行檢測(cè)并滿足相關(guān)的要求。

在水泥窯協(xié)同處置過程中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)不同類別的污染物，分階段按不同頻次開展對(duì)大氣污染物的監(jiān)測(cè)。如，處置危險(xiǎn)廢物時(shí)，應(yīng)當(dāng)每季度至少開展一次監(jiān)測(cè)；處置非危險(xiǎn)廢物時(shí)，應(yīng)當(dāng)每半年至少開展一次監(jiān)測(cè)；對(duì)煙氣中的二口惡 英類，應(yīng)當(dāng)每年至少開展一次監(jiān)測(cè)。水泥企業(yè)對(duì)排放污染物的采樣、采樣測(cè)試平臺(tái)、排污口標(biāo)志等均應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定嚴(yán)格執(zhí)行。

6 結(jié)束語

國內(nèi)外的理論和實(shí)踐已經(jīng)證明，利用水泥窯協(xié)同處置廢物是無害化、減量化和資源化處置的重要途徑，處理成本低。但全國范圍的處理也剛剛起步，要達(dá)到發(fā)達(dá)國家的處置水平，還需要國家在政策等方面給予鼓勵(lì)和引導(dǎo)。2015年4月23日，工業(yè)和信息化部等六部委辦公廳聯(lián)合下發(fā)《關(guān)于開展水泥窯協(xié)同處置生活垃圾試點(diǎn)工作的通知》，六部委聯(lián)合開展水泥窯協(xié)同處置生活垃圾試點(diǎn)及評(píng)估工作目的在于推動(dòng)化解水泥產(chǎn)能嚴(yán)重過剩矛盾，推進(jìn)水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾，促進(jìn)水泥行業(yè)降低能源資源消耗，建設(shè)資源節(jié)約型和環(huán)境友好型水泥企業(yè)，實(shí)現(xiàn)水泥行業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)、綠色發(fā)展。

在水泥窯協(xié)同處置廢物技術(shù)實(shí)施過程中，需要執(zhí)行更嚴(yán)格的法律法規(guī)，約束和規(guī)范工業(yè)固體廢物、危險(xiǎn)廢物的填埋與焚燒處置，禁止污泥填埋，以使不規(guī)范的廢棄物填埋與焚燒所引起的大氣二口惡 英污染和地下水重金屬污染最小化。對(duì)于廢棄物的收集、儲(chǔ)存、運(yùn)輸、處置和利用都應(yīng)有明確的法規(guī)約束。針對(duì)我國固體廢物的特性，應(yīng)加快研發(fā)適合的水泥窯協(xié)同處置技術(shù)和核心裝備。突破預(yù)處理、滲濾液處理、臭味控制與處理、自動(dòng)化控制裝備及其他配套裝備的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化，提高水泥窯協(xié)同處置成套裝備產(chǎn)業(yè)化水平。同時(shí)，研究和制定水泥窯協(xié)同處置固體廢物的綜合能耗、污染控制、預(yù)處理技術(shù)、產(chǎn)品質(zhì)量控制和等級(jí)評(píng)價(jià)等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，研究完善操作規(guī)范、技術(shù)流程和檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)，逐步健全水泥窯協(xié)同處置技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系，支撐水泥窯協(xié)同處置廢物技術(shù)的發(fā)展和推廣。

[1] GB 30760—2014 水泥窯協(xié)同處置固體廢物技術(shù)規(guī)范

[2] GB 50634—2010 水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢物設(shè)計(jì)規(guī)范

[3] GB 30485—2013 水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)

[4] GB 50954—2014 水泥窯協(xié)同處置垃圾工程設(shè)計(jì)規(guī)范

[5] GB/T 30576—2014 水泥窯余熱鍋爐技術(shù)條件

[6] GB 175—2007 通用硅酸鹽水泥

[7] GB/T 21372—2008 硅酸鹽水泥熟料

[8] GB 4915—2013 水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)

Analysis of “Technical Specifi cation for Coprocessing of Solid Waste in Cement Kiln”( GB 30760—2014 )

Peng Jinping ( China Zhijian Publishing House )
Liu Chen ( China Building Materials Academy )
Wang Keyun ( Wuhai Mining Company, Baotou Steel co., LTD )

“Technical Specification for Coprocessing of Solid Waste in Cement Kiln”(GB 30760—-2014) has been implemented from April 1, 2015. This standard is the basic standard of the coprocessing of solid waste standard system in cement industry. The type of waste in cement kiln coprocessing, identifi cation and detection of solid waste, technical and management requirements, and related heavy metal content limitation were interpreted in this paper. The technology of coprocessing of solid waste in cement kiln was hoped to be further promoted.

cement kiln, coprocessing, solid waste, GB 30760—2014