國外水泥工業(yè)消納廢棄物的現(xiàn)狀(下)

韓仲琦

（上接2019年第6期）

3 國外有關(guān)“協(xié)同處置”的法律法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)

從20世紀(jì)80年代中開始，德國、日本、美國、瑞士和加拿大等發(fā)達(dá)國家就已經(jīng)開始利用水泥工業(yè)處置廢棄物，逐步建成了從廢棄物產(chǎn)生源頭到水泥廠產(chǎn)品出廠的質(zhì)量保證體系。日本、歐盟等國家和地區(qū)利用水泥窯協(xié)同處置廢棄物的法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)較完備，對可以在水泥廠處置的廢棄物種類作了規(guī)定，并規(guī)定了在水泥廠具有不同用途（替代燃料、替代原料和混合材）的廢棄物中各種重金屬的最高含量限值，對部分重金屬還給出了其在熟料和水泥中的最高含量限值，同時也制定了焚燒危險廢棄物的水泥窯大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)。

3.1 德國和歐盟的一般環(huán)境保護(hù)規(guī)定

——BImSch G德國“聯(lián)邦污染防治法”，是德國環(huán)境保護(hù)方面的基本法，1986年4月和1990年9月分別進(jìn)行了兩次修訂。

——TA－Luft德國“空氣保潔技術(shù)指南”，1986年2月27日公布，同年3月1日生效，1994年3月進(jìn)行了補(bǔ)充修訂，其中有專為水泥工業(yè)制定的指標(biāo)。

——17.BImSch V德國“聯(lián)邦污染防治法”第17項(xiàng)實(shí)施條例，“關(guān)于廢料和類似可燃物質(zhì)燃燒設(shè)備”條例，1990年11月23日公布，用于所有燃燒廢棄物的設(shè)備，1998年進(jìn)行了修訂。

3.2 歐洲水泥工業(yè)關(guān)于“協(xié)同處置”的法規(guī)

表5中第1、3、4欄的法規(guī)是專為水泥工業(yè)制定的，第2、5欄適用于協(xié)同處置設(shè)備。德國水泥廠一般執(zhí)行第1欄規(guī)定，若水泥窯摻燒廢棄物，還必須執(zhí)行第2欄標(biāo)準(zhǔn)。歐盟提出水泥廠一般應(yīng)遵守第3欄提出的建議指標(biāo)，焚燒有害廢棄物時執(zhí)行第5欄標(biāo)準(zhǔn)。1997年4月，歐盟又制定了一個焚燒無害廢料的排放標(biāo)準(zhǔn)，有關(guān)專家據(jù)此專為水泥工業(yè)提出了一個草案，即第4欄中的規(guī)定值，不論水泥窯是否焚燒廢棄物都應(yīng)遵守此規(guī)定。

德國規(guī)定，若水泥窯采用在煙道中噴NH3或尿素以降低NOx時，NH3的排放極限允許值達(dá)到日平均值≤10mg/m3，半小時的平均值≤20mg/m3。歐盟的規(guī)程中規(guī)定，燃燒廢料時，燃燒室的溫度、停留時間、氧含量等都應(yīng)符合廢料燃燒設(shè)備要求，摻燒量須＞40%；德國17.BImSch V則規(guī)定摻燒量不限，但＞25%時應(yīng)符合廢料燃燒設(shè)備要求。

二惡英/呋喃的檢測手段尚不完善，使用和不使用廢料還難以區(qū)分二惡英/呋喃的排放量，所以僅規(guī)定都≯0.1ngTE/m3，并以標(biāo)準(zhǔn)狀況、干基、O2含量為10%的氣體為基準(zhǔn)。

另外，歐洲水泥協(xié)會與歐盟有關(guān)部門自1997年6月以來，一直在根據(jù)EU-規(guī)程96/61/EG研究制定減少水泥工業(yè)環(huán)境污染的BAT措施，德國制定了“水泥廠降低污染排放”的VDI-規(guī)程2094（VDI——德國工程師協(xié)會）。

3.3 歐洲對廢棄物中有害物質(zhì)限量的規(guī)定

在針對用于協(xié)同處置的廢棄物中有害物質(zhì)限量問題上，歐洲沒有統(tǒng)一的規(guī)定，各國根據(jù)具體情況制定本地區(qū)的限量標(biāo)準(zhǔn)。奧地利、瑞士、德國、西班牙、比利時和法國等國家都對可接受的廢棄物提出了限制要求。奧地利、瑞士和德國等國家提出了“可用于協(xié)同處置的廢棄物中各種有害物質(zhì)含量”的限值要求，西班牙、比利時和法國提出了“替代燃料中各種有害物質(zhì)”的限值要求，西班牙、比利時、法國和瑞士提出了對替代原料中各種有害物質(zhì)的限值要求。奧地利、瑞士和德國等國家對水泥窯協(xié)同處置的可燃廢棄物中重金屬含量的要求更加嚴(yán)格一些，德國的限值最為嚴(yán)格。其中，各國對鹵素（主要是Cl）、S、PCBs和重金屬中的易揮發(fā)性元素Hg、Ti的限值要求都比較嚴(yán)格，以保證處置的安全性。瑞士對用于水泥窯協(xié)同處置的替代原料中重金屬含量的限值要求比較嚴(yán)格，明確規(guī)定了各重金屬元素的限值，而比利時和法國則更加注重替代原料中的有機(jī)有害成分，對重金屬含量沒有進(jìn)行限值要求；西班牙則是對有機(jī)有害成分和重金屬中危害比較大的元素進(jìn)行了限值規(guī)定。對于Cl、F、S元素，西班牙、比利時和法國對替代原料的要求比替代燃料更加嚴(yán)格；而對于重金屬元素，比利時對替代燃料的限值要求更為嚴(yán)格。另外，由于替代燃料的含水率、熱值會影響水泥窯燃料的整體品質(zhì)，灰分會影響水泥熟料的成分，因此瑞典、意大利對替代燃料的熱值、含水率和灰分也進(jìn)行了規(guī)定。

表5 水泥工業(yè)排放物允許極限規(guī)定值

3.4 日本有關(guān)廢棄物處置的法律法規(guī)

20世紀(jì)90年代初，日本提出了建設(shè)循環(huán)型社會，相繼制定或修訂了諸如《循環(huán)型社會形成推進(jìn)基本法》、《廢棄物處理法》、《資源有效利用促進(jìn)法》、《容器包裝再生利用法》、《家電再生利用法》、《建材再生利用法》和《汽車再生利用法》等。從20世紀(jì)90年代末期開始推動廢棄物分類工作，并于2000年以后建設(shè)了大量廢棄物處理設(shè)施和企業(yè)，水泥工業(yè)相繼建立了處置城市原態(tài)垃圾、垃圾焚燒灰、飛灰等協(xié)同處置的范例企業(yè)。

日本有關(guān)廢棄物處置的法律法規(guī)如下：

（1）促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展法，包括推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的基本法以及基本計(jì)劃等。

（2）廢棄物處理法，包括的內(nèi)容較多，在廢棄物處理一節(jié)中制訂了垃圾減量化與再利用、一般廢棄物處置的規(guī)定、產(chǎn)業(yè)廢棄物處置規(guī)定等。此外還有勞動安全對策、特定產(chǎn)業(yè)廢棄物對策、二惡英防治、下水道設(shè)施及有毒有害廢棄物輸入輸出的規(guī)定等。

（3）環(huán)境安全方面的法律規(guī)定，包括環(huán)?；痉āU棄物最終處理的環(huán)保評價、土壤水質(zhì)污染防治對策以及減少環(huán)境負(fù)荷的規(guī)定等。

（4）費(fèi)用負(fù)擔(dān)與資助方面的規(guī)定，包括為防治環(huán)境風(fēng)險（公害）的費(fèi)用由相關(guān)單位負(fù)責(zé)，按相關(guān)的財(cái)政法規(guī)執(zhí)行等。

（5）有關(guān)環(huán)保的其他法令，包括申訴與訟訴法、新能源利用方面的法律等。在上述法規(guī)中的廢棄物處理方面，對廢棄物的定義、處置方法（含填埋、焚燒等）都進(jìn)行了詳細(xì)規(guī)定，如含有金屬的產(chǎn)業(yè)廢棄物的判定標(biāo)準(zhǔn)、可填埋產(chǎn)業(yè)廢棄物的判斷標(biāo)準(zhǔn)、廢棄物焚燒方法、再生利用污泥的申請書及必要的文件、處理廢棄物時產(chǎn)生的惡臭、噪聲及振動的對策。

在處罰違反廢棄物管理規(guī)定的法律方面有嚴(yán)格的條文，如任何人不得隨意丟棄或焚燒處理廢棄物，不得隨意保管、收集、運(yùn)輸和處置廢棄物。

4 水泥工業(yè)消納廢棄物的發(fā)展趨勢與水泥綠色化

4.1 衍生燃料的研究與發(fā)展

水泥工業(yè)協(xié)同處置廢棄物是社會消納廢棄物的一部分，因此首先要從社會層面考慮對廢棄物的分類與預(yù)處理，一方面提供給協(xié)同處置使用，另一方面將可回收或其他領(lǐng)域可使用的衍生燃料提供給別的領(lǐng)域使用，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)再利用。21世紀(jì)初，美國檢查及材料協(xié)會（ASTM）開發(fā)的“廢棄物衍生燃料（RDF）”取得了很大進(jìn)展，除水泥制造外還可用于干燥工程、供熱工程和發(fā)電工程等領(lǐng)域。另外，加拿大生物燃料Enerkem Inc.公司采用熱化學(xué)法對RDF和其他一些廢棄物進(jìn)行高效氣化，制成一氧化碳和氫的復(fù)合氣體生物燃料，可供更多工業(yè)領(lǐng)域使用，有效減輕了社會廢棄物的處理壓力。日本也對“衍生燃料”進(jìn)行了研究并在新能源方面取得了突出進(jìn)展。據(jù)此分析，今后水泥產(chǎn)業(yè)的協(xié)同處置要密切關(guān)注衍生燃料的開發(fā)進(jìn)展情況。

4.2 處置廢棄物的應(yīng)用基礎(chǔ)研究

（1）廢棄物處置對產(chǎn)品質(zhì)量影響和控制方法研究

主要研究的內(nèi)容是：處置廢棄物后熟料的化學(xué)性能、細(xì)度、凝結(jié)時間、安定性、抗壓強(qiáng)度等性能是否變化或變化規(guī)律。

（2）廢棄物焚燒過程中環(huán)境風(fēng)險控制技術(shù)

處置廢棄物的水泥窯廢氣排放對環(huán)境安全的風(fēng)險是重要的內(nèi)容，協(xié)同處置廢棄物對熟料和水泥、混凝土的影響，如強(qiáng)度的變化、有無毒性和長期使用的風(fēng)險評估等。

4.3 《關(guān)于汞的水俁公約》

汞是一種重金屬，可在大氣中作遠(yuǎn)距離遷移，亦可在人為排入環(huán)境后持久存在，同時有能力在各種生態(tài)系統(tǒng)中進(jìn)行生物累積，能對人體健康和環(huán)境產(chǎn)生重大不利影響。國際社會針對管控汞問題達(dá)成高度共識，于2013年10月就具有全球法律約束力的汞文書文本內(nèi)容達(dá)成一致，并將其命名為《關(guān)于汞的水俁公約》，已于2017年8月16日起生效。目前國際上共有包括我國在內(nèi)的128個簽約方，中國人大常委會已批準(zhǔn)。

水俁是日本熊本縣的一座城市，1956年曾發(fā)生嚴(yán)重的汞污染事件，在日本被稱為“水俁病”。

水泥窯產(chǎn)生的汞是繼煤電廠和金屬冶煉之后的汞的第三大排放源，中國已成為世界最大的大氣汞排放國。另外，水泥工業(yè)推行協(xié)同處置廢棄物使用的代用燃料、代用原料成分異常復(fù)雜，可能產(chǎn)生汞超標(biāo)排放的風(fēng)險，如在協(xié)同處置污泥時，窯尾廢氣中的汞指標(biāo)就可能超標(biāo)，因此在協(xié)同處置的操作中要重視對汞的檢測與控制。但從另一方面說，推行協(xié)同處置可以減少水泥窯的煤炭使用量，即有利于減少汞的產(chǎn)生量。

4.4 協(xié)同處置與水泥綠色化

協(xié)同處置是水泥綠色化的一部分，水泥綠色化是指采用環(huán)境友好的生產(chǎn)模式制造有環(huán)保功能的水泥產(chǎn)品?，F(xiàn)在全球水泥產(chǎn)業(yè)界都已開展了這一領(lǐng)域的研究與開發(fā)，并已取得一定進(jìn)展。發(fā)展協(xié)同處置，促進(jìn)水泥綠色化的工作有如下幾點(diǎn)：

（1）以先進(jìn)的廢棄物綜合利用技術(shù)和水泥窯協(xié)同處置技術(shù)為支撐，制定嚴(yán)格的與強(qiáng)制性的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、二噁英類和重金屬排放標(biāo)準(zhǔn)，極大限度降低協(xié)同處置帶來的風(fēng)險。

（2）提高“代用燃料”和“代用原料”的使用比率，通過水泥熟料礦相體系的優(yōu)化與改進(jìn)，研發(fā)新一代功能型水泥基材料。

（3）深入研究協(xié)同處置水泥產(chǎn)品顆粒的微細(xì)化和最佳級配理論，提高水泥熟料顆粒水化率、提高水泥內(nèi)部潛能利用率，使水泥基材料高性能化。

（4）研究協(xié)同處置的不同熟料復(fù)合、不同熟料與混合材的復(fù)合、不同顆粒尺寸材料的復(fù)合，以及有機(jī)與無機(jī)的復(fù)合，研發(fā)功能性產(chǎn)品。

（5）對協(xié)同處置使用的混合材進(jìn)行物理化學(xué)預(yù)處理（如用機(jī)械力化學(xué)法），使之微細(xì)化、活性化，具有性能調(diào)節(jié)功能，提高協(xié)同處置產(chǎn)品的膠結(jié)性和耐久性。

5 結(jié)語

（1）世界水泥行業(yè)在水泥窯協(xié)同處置廢棄物方面已取得了很多成功經(jīng)驗(yàn)，已進(jìn)入深層次研究階段。根據(jù)不完全資料估算，全球水泥工業(yè)消納廢棄物的一般指標(biāo)是：水泥窯替代燃料（按熟料熱耗基計(jì)算）比率約為20%～40%，替代原料約為500kg/t熟料。

（2）國外“協(xié)同處置”重要的成功經(jīng)驗(yàn)包括：

a強(qiáng)調(diào)廢棄物分類與處理，這是建立廢棄物循環(huán)利用體系成功的基礎(chǔ)；

b強(qiáng)調(diào)資源化，通過“衍生燃料”方式，使廢棄物變成有用資源，減小“垃圾最終填埋場”的壓力；

c強(qiáng)調(diào)教育，全民參與，具有社會性；d強(qiáng)調(diào)法律規(guī)范和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的重要性。

（3）協(xié)同處置的安全性（生產(chǎn)環(huán)境無污染、產(chǎn)品無毒無害）是水泥工業(yè)消納廢棄物的第一出發(fā)點(diǎn)。

（4）加強(qiáng)“衍生燃料”制備機(jī)理研究，探索廢棄物轉(zhuǎn)變能源的方法，有利于各行各業(yè)再利用。

（5）保護(hù)地球環(huán)境、循環(huán)再利用、循環(huán)利用廢棄物是國際社會的共同責(zé)任。通過國際友好合作、推進(jìn)一帶一路、探索AI技術(shù)等，中國水泥工業(yè)要抓住協(xié)同處置的快速發(fā)展的機(jī)遇。