水泥窯協(xié)同處置廢棄物標(biāo)準(zhǔn)化介紹

劉 晨

（中國建筑材料科學(xué)研究總院，北京 100024）

0 序 言

中國城市化、城鎮(zhèn)化建設(shè)進(jìn)程加快，如何處理海量城市生活垃圾成為許多城市面臨的共同難題。據(jù)統(tǒng)計，中國歷年垃圾存量已達(dá)60億噸，占用耕地5億平方米，每年還要新產(chǎn)生2億噸城市生活垃圾，并以每年5%～8%的速率增長，全國660個城市有200個陷入垃圾包圍之中，城市垃圾處理迫在眉睫。相比于傳統(tǒng)的填埋、焚燒等垃圾處理方式，利用水泥窯協(xié)同處置生活垃圾具有“集約、經(jīng)濟(jì)、安全、可靠、節(jié)能、環(huán)?！钡泉?dú)特優(yōu)勢。該技術(shù)充分利用了現(xiàn)有的水泥生產(chǎn)系統(tǒng)，只需建設(shè)生活垃圾預(yù)處理系統(tǒng)，體現(xiàn)了集約化的經(jīng)濟(jì)投資和生產(chǎn)運(yùn)行優(yōu)勢。水泥窯系統(tǒng)高溫可達(dá)1 400℃，煅燒時間長達(dá)20min～30min，燃燒充分、徹底，且窯內(nèi)部為堿性環(huán)境，更易處理危廢和生活垃圾，因此在充分消化廢棄物的同時，無二次污染產(chǎn)生；焚燒產(chǎn)生的殘?jiān)蜔崃恐苯踊赜糜谏a(chǎn)，使垃圾兼用作部分水泥替代燃料和原料，實(shí)現(xiàn)了資源的合理搭配和有效利用；協(xié)同處置技術(shù)解決了其他技術(shù)的遺留、連帶問題，充分發(fā)揮了經(jīng)濟(jì)環(huán)保優(yōu)勢。

國家政策也在大力推行水泥窯協(xié)同處置城市垃圾，比如《循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動計劃》（國發(fā)[2013] 5號）、《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》（國發(fā)[2013] 41號，實(shí)施《關(guān)于促進(jìn)生產(chǎn)過程協(xié)同資源化處理城市及產(chǎn)業(yè)廢棄物工作的意見》（發(fā)改環(huán)資[2014] 884號），推動化解水泥產(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、綠色發(fā)展。工業(yè)和信息化部、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部、發(fā)展改革委、科技部、財政部、環(huán)境保護(hù)部也在2015年5月聯(lián)合開展了水泥窯協(xié)同處置生活垃圾試點(diǎn)及評估工作。試點(diǎn)工作的目標(biāo)為，強(qiáng)化對試點(diǎn)生產(chǎn)線的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和污染控制水平進(jìn)行評估，科學(xué)、客觀地分析水泥窯協(xié)同處置技術(shù)現(xiàn)狀及存在的問題，解決水泥窯協(xié)同處置生活垃圾面臨的技術(shù)、裝備、標(biāo)準(zhǔn)、政策等突出問題，規(guī)范技術(shù)工藝路線，提高技術(shù)裝備水平，建立標(biāo)準(zhǔn)體系，探索運(yùn)營模式，為“十三五”科學(xué)推進(jìn)利用水泥窯協(xié)同處置生活垃圾奠定基礎(chǔ)。

畢竟，城市垃圾與一般的尾礦等廢棄物不同，具有一定的污染性。如何能規(guī)范地進(jìn)行協(xié)同處置，推進(jìn)水泥窯協(xié)同處置生活垃圾，使負(fù)面影響減到最小，是標(biāo)準(zhǔn)化工作的重中之重。

1 水泥行業(yè)協(xié)同處置廢棄物的基本原則

GTZ/Holcim在2006年就提出了《水泥行業(yè)協(xié)同處置廢棄物的基本原則》，同樣適用于城市垃圾，對于我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂也有重要借鑒意義，見表1。

2 水泥窯協(xié)同處置廢物標(biāo)準(zhǔn)在水泥標(biāo)準(zhǔn)體系中的位置

為了對水泥窯協(xié)同處置城市垃圾等系列廢棄物進(jìn)行系統(tǒng)管理，我標(biāo)委會將“水泥窯協(xié)同處置”作為體系的一部分進(jìn)行規(guī)范，包括基礎(chǔ)通用、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、方法標(biāo)準(zhǔn)、儀器設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和其他，見圖1。

圖1 全國水泥標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會體系框圖

3 已發(fā)布實(shí)施的我國水泥窯協(xié)同處置廢物相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)簡介

我國已發(fā)布的水泥窯協(xié)同處置方面的標(biāo)準(zhǔn)主要是住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部和國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會聯(lián)合歸口的設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)、環(huán)保部的排放標(biāo)準(zhǔn)，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會歸口的水泥窯協(xié)同處置產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、重金屬控制標(biāo)準(zhǔn)等。

具體標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）GB 50954-2014水泥窯協(xié)同處置垃圾工程設(shè)計規(guī)范，住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部。

本規(guī)范共分10章，主要技術(shù)內(nèi)容包括：總則，術(shù)語，基本規(guī)定，總體設(shè)計，平面布置，生活垃圾的特性分析及預(yù)處理品的品質(zhì)要求，生活垃圾的接收、儲存與輸送，預(yù)處理及協(xié)同處置系統(tǒng)，環(huán)境保護(hù)，勞動安全與職業(yè)衛(wèi)生。

（2）GB50757-2012水泥窯協(xié)同處置污泥工程設(shè)計規(guī)范，住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部。

本規(guī)范共分10章，主要技術(shù)內(nèi)容包括：總則，術(shù)語，設(shè)計原則，總體設(shè)計，污泥接收和分析鑒別，預(yù)處理系統(tǒng)，協(xié)同處置系統(tǒng)，煙氣凈化系統(tǒng)，污水處理系統(tǒng)，環(huán)境保護(hù)與職安全衛(wèi)生。

（3）GB50634-2010水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢物設(shè)計規(guī)范，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部。

本規(guī)范共分11章，主要內(nèi)容包括為：總則，術(shù)語，設(shè)計原則，工業(yè)廢物的處置規(guī)模、技術(shù)與裝備要求，工業(yè)廢物主要類別及品質(zhì)要求，總平面布置，工業(yè)廢物的接收、運(yùn)輸與貯存，工業(yè)廢物預(yù)處理系統(tǒng)，水泥窯協(xié)同處置工業(yè)廢物的接口設(shè)計，環(huán)境保護(hù)，勞動安全、職業(yè)衛(wèi)生。

（4）GB30760-2014水泥窯協(xié)同處置固體廢物技術(shù)規(guī)范，國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會。

表1 水泥行業(yè)協(xié)同處置廢棄物的基本原則

本規(guī)范共分10章，主要技術(shù)內(nèi)容包括：術(shù)語和定義，協(xié)同處置固體廢物的鑒別和檢測，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，檢測方法及檢測頻次等。

（5）GB 30485－2013水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境保護(hù)部。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了協(xié)同處置固體廢物水泥窯的設(shè)施技術(shù)要求，入窯廢物特性要求，運(yùn)行技術(shù)要求，污染物排放限值，生產(chǎn)的水泥產(chǎn)品污染物控制要求，監(jiān)測和監(jiān)督管理要求。

（6）GB4915-2013水泥工業(yè)大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，環(huán)境保護(hù)部。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水泥制造企業(yè)（含獨(dú)立粉磨站）、水泥原料礦山、散裝水泥中轉(zhuǎn)站、水泥制品企業(yè)及其生產(chǎn)設(shè)施的大氣污染物排放限值、監(jiān)測和監(jiān)督管理要求。上述企業(yè)排放水污染物、環(huán)境噪聲適用相應(yīng)的國家污染物排放標(biāo)準(zhǔn)，產(chǎn)生固體廢物的鑒別、處理和處置適用相應(yīng)的國家固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)。

（7）CJ/T314-2009城鎮(zhèn)污水處理廠污泥處置水泥熟料生產(chǎn)用泥質(zhì)，住房與城鄉(xiāng)建設(shè)部。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了城鎮(zhèn)污水處理廠污泥用于水泥熟料生產(chǎn)的泥質(zhì)指標(biāo)、限值、取樣和監(jiān)測等。

（8）HJ 662-2013水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范，環(huán)境保護(hù)部。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了利用水泥窯協(xié)同處置固體廢物的設(shè)施選擇、設(shè)備建設(shè)和改造、操作運(yùn)行，以及污染控制等方面的環(huán)境保護(hù)技術(shù)要求。

該標(biāo)準(zhǔn)適用于危險廢物、生活垃圾（包括廢塑料、廢橡膠、廢紙、廢輪胎等）、城市和工業(yè)污水處理污泥、動植物加工廢物、受污染土壤、應(yīng)急事件廢物等固體廢物在水泥窯中的協(xié)同處置。利用粉煤灰、鋼渣、硫酸渣、高爐礦渣、煤矸石等一般工業(yè)固體廢物作為替代原料（包括混合材料），燃料生產(chǎn)的水泥產(chǎn)品參照該標(biāo)準(zhǔn)中第7.2節(jié)的規(guī)定執(zhí)行。

4 已報批的水泥窯協(xié)同處置生活垃圾標(biāo)準(zhǔn)簡介

為預(yù)防城市垃圾跨地區(qū)運(yùn)輸?shù)陌踩L(fēng)險，中國建筑材料科學(xué)研究總院完成了包括GB/T水泥窯協(xié)同處置的生活垃圾預(yù)處理可燃物、GB/T水泥窯協(xié)同處置的生活垃圾預(yù)處理可燃物取樣和樣品制備方法、GB/T水泥窯協(xié)同處置的生活垃圾預(yù)處理可燃物燃燒特性檢測方法和GB/T水泥窯用耐火材料抗生活垃圾預(yù)處理可燃物侵蝕性試驗(yàn)方法等四個國家標(biāo)準(zhǔn)。主要內(nèi)容如下：

（1）GB/T水泥窯協(xié)同處置的生活垃圾預(yù)處理可燃物標(biāo)準(zhǔn)。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水泥窯協(xié)同處置的生活垃圾預(yù)處理可燃物的術(shù)語和定義、分級代碼、分級指標(biāo)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、運(yùn)輸與貯存。該標(biāo)準(zhǔn)適用于將生活垃圾進(jìn)行加工后再在水泥窯中處置的模式；不適用于不處理，直接在水泥窯中處置的生活垃圾。在該標(biāo)準(zhǔn)的第五章中規(guī)定了可燃物的分級要求：“生活垃圾預(yù)處理可燃物按收到基發(fā)熱量（收到基，ar）分為1級、2級、3級三個等級，1級收到基發(fā)熱量≥16MJ/kg、2級收到基發(fā)熱量≥8MJ/kg、3級收到基發(fā)熱量≥5MJ/kg。生活垃圾預(yù)處理可燃物按氯含量（空氣干燥基，ad）分為1級、2級、3級三個等級，1級氯含量≤1.0%、2級氯含量≤1.5%、3級氯含量≤2.0%。生活垃圾預(yù)處理可燃物按含水量（收到基，ar）分為1級、2級、3級三個等級，1級含水量≤30%、2級含水量≤40%、3級含水量≤50%。生活垃圾預(yù)處理可燃物按灰分（空氣干燥基，ad）分為1級、2級兩個等級，1級灰分≤40%、2級灰分≤50%”。

表2 歐盟廢棄物焚化指令

表3 德國協(xié)同處置企業(yè)污染物排放要求

表4 美國協(xié)同處置窯的排放標(biāo)準(zhǔn)限值

（2）GB/T水泥窯協(xié)同處置的生活垃圾預(yù)處理可燃物取樣和樣品制備方法。

該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了水泥窯協(xié)同處置的生活垃圾預(yù)處理可燃物取樣方法的術(shù)語和定義、取樣原則、取樣方法、取樣工具、取樣質(zhì)量、樣品的包裝和貯存、取樣報告以及樣品制備原則、儀器設(shè)備、制備步驟等。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了取樣原則：生活垃圾預(yù)處理可燃物取樣的目的，是為了獲得一個其試驗(yàn)結(jié)果能代表整批被采可燃物的試驗(yàn)樣品。取樣方法包括靜止可燃物取樣方法和移動可燃物流取樣方法，其中移動可燃物流取樣方法分為落流取樣法和動流取樣法。取樣過程，是從分布于整批生活垃圾預(yù)處理可燃物的多點(diǎn)收集一定數(shù)量的樣品，即瞬時樣；然后將各瞬時樣混合縮分后得到混合樣。取樣要求，是被采樣批生活垃圾預(yù)處理可燃物的所有顆粒都可能進(jìn)入取樣設(shè)備，每一個顆粒都有相等的機(jī)率被采入試樣中。

（3）GB/T水泥窯協(xié)同處置的生活垃圾預(yù)處理可燃物燃燒特性檢測方法。

該標(biāo)準(zhǔn)適用于水泥窯協(xié)同處置的生活垃圾預(yù)處理可燃物的發(fā)熱量、灰分、揮發(fā)分、起始著火溫度、終止著火溫度和熱重曲線的測定。

（4）GB/T水泥窯用耐火材料抗生活垃圾預(yù)處理可燃物侵蝕性試驗(yàn)方法。

該標(biāo)準(zhǔn)適用于水泥窯用耐火材料抗生活垃圾預(yù)處理可燃物侵蝕性的測定。

5 相關(guān)國外污染物排放限制

垃圾本身波動就非常大，檢測成本較高。其實(shí)，國外水泥窯協(xié)同處置中水泥企業(yè)和可燃物供貨企業(yè)之間的交貨驗(yàn)收更多是依靠誠信。企業(yè)更多是關(guān)注污染物排放方面。各國也制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，見表2。

德國制定了更加嚴(yán)格的污染物排放指標(biāo)，見表3。

美國協(xié)同處置窯2011CISWI標(biāo)準(zhǔn)之MACT排放限值（U.S. EPA 2011c and 2011e），見表4。

6 結(jié) 語

水泥窯協(xié)同處置固體廢物，尤其是城市垃圾，技術(shù)可行，也是絕大多數(shù)國家選擇的重要處理方式。我國在這方面進(jìn)行的系統(tǒng)研究尚不深入，雖然也制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，但標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行力度還不夠。為了使水泥窯發(fā)揮更大的協(xié)同處置作用，需要相關(guān)部門的共同努力。