“十三五”水泥窯協(xié)同處置城市垃圾技術(shù)發(fā)展趨勢淺談

洪微萍（潮州市建筑工程質(zhì)量檢測站）

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“十三五”水泥窯協(xié)同處置城市垃圾技術(shù)發(fā)展趨勢淺談

洪微萍
（潮州市建筑工程質(zhì)量檢測站）

【摘要】本文對國內(nèi)外的水泥窯協(xié)同處置城市垃圾技術(shù)進行概述，總結(jié)了國內(nèi)在“十二五”期間在這方面取得的技術(shù)進步，并分析了其存在的一些關(guān)鍵問題，結(jié)合“十三五”水泥行業(yè)的發(fā)展趨勢，對于水泥窯協(xié)同處置城市垃圾技術(shù)在未來的發(fā)展提出了一些建議以供參考。

【關(guān)鍵詞】水泥窯；城市垃圾

城市垃圾是城市化進程中產(chǎn)生的垃圾總稱，一般來源于居民生活垃圾、建筑工程垃圾、市政綠化垃圾、工廠固體廢棄物等方面。隨著國內(nèi)經(jīng)濟的發(fā)展，城市垃圾的量急劇增加，據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計，國內(nèi)城市垃圾存量超過70億噸，每年的增加量超過3億噸，但與之相應(yīng)的處置技術(shù)發(fā)展相對落后，大多數(shù)的城市垃圾仍然采用傳統(tǒng)的填埋、焚燒、堆放等處置方式，不可避免的會對水體、大氣、土壤造成一定的污染，如何有效處置的城市垃圾已成為國內(nèi)城市快速發(fā)展的一個重要問題。

對于城市垃圾的處置，國內(nèi)外都認為采用水泥窯協(xié)同處置城市垃圾是最為有效的方式。國外使用水泥回轉(zhuǎn)窯技術(shù)處置城市垃圾已經(jīng)有30多年，經(jīng)驗豐富，相對而言國內(nèi)則起步較晚，截至2015年國內(nèi)的1700臺新型干法窯中，僅有20臺2000～2500t/d的新型干法窯配套了城市垃圾協(xié)同處置工藝［1］，因此國內(nèi)使用水泥窯協(xié)同處置城市垃圾還有很大的潛力可以挖掘，也是未來國內(nèi)水泥行業(yè)發(fā)展的一個重要方向。本文擬結(jié)合國內(nèi)水泥行業(yè)在“十三五”的發(fā)展探討水泥窯協(xié)同處置城市垃圾技術(shù)在國內(nèi)的發(fā)展趨勢。

1　水泥窯協(xié)同處置城市垃圾技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

水泥窯協(xié)同處置城市垃圾技術(shù)大體上可以分為兩大類［2］，一是機械生物預(yù)處理與回轉(zhuǎn)窯聯(lián)合處理技術(shù)，通過機械破碎、篩分回收城市垃圾中的高熱值物質(zhì)如塑料、紙張、有機物，將其作為用作水泥窯的替代燃料（RDF），二是水泥窯與焚燒/氣化聯(lián)合處理技術(shù)，該技術(shù)是將垃圾焚燒或氣化后產(chǎn)生的高溫氣體引入窯系統(tǒng)之中，為水泥生產(chǎn)提供一定的熱量。這兩種技術(shù)相比較，機械生物預(yù)處理與回轉(zhuǎn)窯聯(lián)合處理技術(shù)應(yīng)用較為廣泛，在歐美地區(qū)被廣泛應(yīng)用于城市垃圾的處置，而水泥窯與焚燒/氣化聯(lián)合處理技術(shù)由于其使用原狀垃圾，其中含有的氯、堿等有害物質(zhì)對于預(yù)分解窯系統(tǒng)的穩(wěn)定運行有著極大的影響，而且其成分與熱值波動大，也對水泥窯系統(tǒng)的熱工制度有影響，因此該技術(shù)只在少數(shù)地區(qū)有應(yīng)用?？傮w而言，歐美等發(fā)達國家在垃圾分類方面有著很好的基礎(chǔ)，城市垃圾的構(gòu)成相對較為穩(wěn)定，熱值較高，因此發(fā)達國家的水泥窯協(xié)同處置城市垃圾技術(shù)是以RDF為主流［3］，如圖1所示，大部分發(fā)達國家的燃料替代率在30%以上，其中荷蘭的燃料替代率更是達到了90%以上。

圖1　部分發(fā)達國家水泥燃料替代率（截至2009年）

國內(nèi)的水泥窯協(xié)同處置城市垃圾起步較晚。就國內(nèi)的水泥窯協(xié)同處置城市垃圾技術(shù)應(yīng)用而言，首先要考慮國內(nèi)城市垃圾的構(gòu)成特點，根據(jù)有關(guān)統(tǒng)計（表1）［4］，國內(nèi)的城市垃圾組成復(fù)雜，不同地區(qū)的構(gòu)成差異也較大，其中有機類垃圾占40%～60%，無機類的垃圾約占30%～50%，這樣的構(gòu)成比例造成使得國內(nèi)的城市垃圾綜合熱值比國外低?；趪鴥?nèi)城市綜合熱值較低、無機物占比較高的特點，在借鑒國外的RDF技術(shù)同時要將其納入考慮，國內(nèi)的城市垃圾協(xié)同處置應(yīng)該從燃料替代和原材料替代兩個方面進行考慮，首先對城市垃圾進行分選預(yù)處理，將有機類城市垃圾和無機類城市垃圾進行分離，有機類城市垃圾用作替代燃料，無機類城市垃圾用作水泥生產(chǎn)原料，以城市垃圾深度分類為基礎(chǔ)的水泥窯協(xié)同處置技術(shù)將是其主要發(fā)展方向。

近些年國內(nèi)的水泥企業(yè)都在結(jié)合其地域城市垃圾特點的基礎(chǔ)上，進行了諸多研發(fā)和應(yīng)用，正在逐步推進水泥窯協(xié)同處置技術(shù)的應(yīng)用，已經(jīng)有了不少成功的案例，例如北京水泥廠的年處置20萬噸城市來及協(xié)同處置示范線、廣州越堡水泥廠的城市污泥處置示范線、海螺集團的CKK協(xié)同處置示范線、華新環(huán)境工程公司的生活垃圾資源化生態(tài)工廠和水泥窯協(xié)同處理設(shè)施等，但是受限于各種因素，開發(fā)出適合國情的協(xié)同處置技術(shù)及配套相應(yīng)的各種政策措施仍有很多工作要做。

表1　2004年全國主要城市垃圾構(gòu)成

2　“十二五”、“十三五”水泥行業(yè)發(fā)展與協(xié)同處置

圖2　2010- 2015年全國水泥產(chǎn)量統(tǒng)計

“十二五”期間水泥行業(yè)以“節(jié)能減排，淘汰落后產(chǎn)能”為政策導向，取得了良好的效果，全國水泥產(chǎn)能從2010年的18.82億噸增至2015年的23.48億噸（見圖2），其中新型干法窯水泥所占比例已經(jīng)達到90%以上，已經(jīng)完成了“十二五”預(yù)定的水泥行業(yè)產(chǎn)能優(yōu)化目標，節(jié)能減排也取得了一定成效。但是在水泥行業(yè)的“十二五”規(guī)劃中設(shè)定的協(xié)同處置目標——“到2012年，在國內(nèi)主要大中城市周邊布局協(xié)同處置生產(chǎn)線，到2015年，部分中等城市周邊布局協(xié)同處置生產(chǎn)線”，綜合現(xiàn)有的情況來看，這一目標并沒有實現(xiàn)，國內(nèi)只有少量的水泥的生產(chǎn)線配套了城市垃圾協(xié)同處置工藝，據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)在建、擬建的水泥窯協(xié)同處置城市垃圾項目約130余項，處理能力約為1000萬噸，相較于國內(nèi)城市垃圾的存量和增長量，這部分協(xié)同處置能力還遠不能滿足處置需求。因此可以預(yù)期，在“十二五”水泥窯協(xié)同處置城市垃圾技術(shù)的基礎(chǔ)上，“十三五”期間水泥必會將其作為重點推進。

“十三五”水泥行業(yè)的一個重要發(fā)展趨勢就是對現(xiàn)有的新型干法窯進行技術(shù)優(yōu)化，推廣第二代新型干法水泥窯，推進水泥行業(yè)的低碳綠色化。第二代新型干法水泥窯其實質(zhì)是對現(xiàn)有的新型干法窯進行改良［5］，降低能耗與污染物排放，提高其協(xié)同處置工業(yè)廢棄物、城市垃圾、污泥的功能，協(xié)同處置是第二代新型干法窯的核心之一。結(jié)合剛過去的“十二五”時期，國內(nèi)經(jīng)濟下行，水泥行業(yè)受嚴重影響，水泥產(chǎn)能過剩，2015年水泥產(chǎn)量已經(jīng)出現(xiàn)下滑，預(yù)期未來較長時間內(nèi)水泥行業(yè)的發(fā)展基調(diào)以“去產(chǎn)能”為主。對水泥企業(yè)而言，在水泥行業(yè)下行的大環(huán)境下，“十三五”期間需要結(jié)合國家的政策導向，對生產(chǎn)線進行改造，將水泥窯協(xié)同處置城市垃圾作為生產(chǎn)的一個重要組成部分，實現(xiàn)企業(yè)的綠色化，既能為企業(yè)在新的形勢下保證良好的經(jīng)濟效益，也可以樹立良好的社會形象。

3　國內(nèi)水泥協(xié)同處置城市垃圾存在的問題

自從上世紀90年代國內(nèi)開始水泥窯協(xié)同處置城市垃圾的有關(guān)研究，在法律法規(guī)、技術(shù)儲備、工程應(yīng)用等方面都有很多成果［6］，推動了水泥協(xié)同處置技術(shù)的發(fā)展，但仍存在的許多問題，比較典型的有如下三個方面：

⑴城市垃圾預(yù)處理技術(shù)不成熟。歐美的水泥窯協(xié)同處置技術(shù)的一個核心就是城市垃圾的預(yù)處理，通過城市垃圾的分類和處置提高城市垃圾的性能穩(wěn)定性，降低了協(xié)同處置的難度，有利于推廣應(yīng)用，國內(nèi)則缺乏這一成套的城市垃圾預(yù)處理體系，導致協(xié)同處置的效果穩(wěn)定性差，技術(shù)推廣不易；

⑵國家的激勵政策力度不足。協(xié)同處置城市垃圾會增加水泥企業(yè)的生產(chǎn)成本，水泥企業(yè)的利益不能得到一定的保障，技術(shù)難以推廣。以銅陵的CKK協(xié)同處置生產(chǎn)線為例，其處理城市垃圾的綜合成本為每噸210元，政府給予補貼每噸192元，這是較為合理的，而其余地區(qū)的補貼僅為每噸50～60元，補貼力度不足以抵消協(xié)同處置帶來的成本增加，極大的阻礙了水泥企業(yè)的積極性；

⑶配套的法律法規(guī)不健全。雖然國家針對回轉(zhuǎn)窯協(xié)同處置城市垃圾技術(shù)出臺了很多相關(guān)的政策，但仍沒有形成一個完備的體系，例如大多數(shù)法規(guī)都是針對技術(shù)進行規(guī)范，對于從城市垃圾分類到回轉(zhuǎn)窯處置這個過程中的垃圾分類、運輸?shù)惹爸铆h(huán)節(jié)規(guī)范較少，致使對于城市垃圾的質(zhì)量較難把控，無形中增加了技術(shù)難度。

4　水泥窯協(xié)同處置城市垃圾技術(shù)建議與展望

結(jié)合“十三五”國內(nèi)水泥行業(yè)發(fā)展趨勢，以及國內(nèi)水泥窯協(xié)同處置城市垃圾的存在的問題，提出如下建議：

⑴加強城市垃圾預(yù)處理技術(shù)的研發(fā)。政府應(yīng)該大力推進城市垃圾的預(yù)處理技術(shù)研發(fā)，在源頭上加強城市垃圾分類工作，并鼓勵專業(yè)機構(gòu)開發(fā)針對性強的成套城市垃圾預(yù)處理技術(shù)，成立城市垃圾預(yù)處理公司，形成城市垃圾預(yù)處理產(chǎn)業(yè)，與水泥窯協(xié)同處置進行對接；

⑵加強政策扶持力度。對使用水泥窯協(xié)同處置城市垃圾技術(shù)進行詳細的評估，確定其對于現(xiàn)有的水泥企業(yè)生產(chǎn)效益影響，補貼力度要能夠保障水泥企業(yè)的效益，有條件的可以考慮適當加大補貼提高企業(yè)的積極性；

⑶進一步健全相關(guān)法律法規(guī)體系。除了在技術(shù)層面制定更為細致的執(zhí)行規(guī)范之外，在與之相關(guān)的垃圾分類、運輸、補貼等也要制定有關(guān)規(guī)范，形成包含垃圾分類回收到最終協(xié)同處置全過程的法律法規(guī)體系，使得水泥窯協(xié)同處置城市垃圾的每個環(huán)節(jié)都做到有法可依?！?/p>

【參考文獻】

［1］高長明.水泥窯協(xié)同處置城市垃圾問題的再釋疑［J］.水泥，2015（06）：6-9.

［2］王昕，劉晨，顏碧蘭，等.國內(nèi)外水泥窯協(xié)同處置城市固體廢棄物現(xiàn)狀與應(yīng)用［J］.硅酸鹽通報，2014（8）：1989-1995.

［3］富麗.我國水泥窯協(xié)同處置廢棄物現(xiàn)狀分析與展望［J］.建筑材料與應(yīng)用，2012（4）∶68-70.

［4］劉剛，劉健，何恩良.城市垃圾資源化與循環(huán)經(jīng)濟利用［J］.企業(yè)經(jīng)濟，2005（8）∶8-9.

［5］第二代新型干法水泥和第二代中國浮法玻璃裝備研發(fā)小組.第二代新型干法水泥和第二代中國浮法玻璃技術(shù)裝備研發(fā)標準［J］.建材發(fā)展導向，2014（20）∶6-12.

［6］孟憲紅.水泥窯協(xié)同處置有望在“十三五”實現(xiàn)突破［J］.中國建材，2016（01）∶84-87.