叶英英
杭州临安大马环保科技有限公司 浙江杭州 311300
摘要：随着我国城市与工业的快速发展，大量的城市与工业固体废弃物随之产生。据统计，2017年，我国排放了超过3亿吨的城市固体废弃物以及33亿吨的工业固体废弃物。与此同时，作为水泥生产大国，我国水泥工业每年消耗了大量的石灰石、煤等不可再生资源。利用水泥窑协同处置固体废弃物，将废弃物作为替代原料或燃料用于水泥熟料的生产，既可以解决固体废弃物带来的环境问题，还可以减少石灰石、煤等不可再生资源的消耗，是水泥工业可持续发展的一个重要方向。
关键词：水泥窑；协同处置；危险废物；技术现状；发展趋势
引言
随着我国城市与工业的快速发展，大量的固体废弃物随之产生。据统计，2014至2017年，我国排放了超过130亿吨的固体废弃物。如此大量的固体废弃物给生态环境带来了极大的挑战。固体废弃物主要包含城市固体废弃物与工业固体废弃物。其中，城市固体废弃物主要为生活垃圾和污泥；工业固体废弃物主要为高炉渣、钢渣、赤泥、有色金属渣、粉煤灰、煤渣、硫酸渣、废石膏等。
1.固体废弃物的现状与处置方法
1.1固体废弃物的现状
自19世纪中叶工业革命开始，城市生活垃圾的主要组成发生了显著变化，由农业社会的“可降解”动植物废物逐渐变为废旧电器、塑料、废纸、废纺织品、电池等以化学合成材料为主的潜在持续污染源。2017年我国城市生活垃圾清运量1.79亿吨，比2008年同期增长了20.6%，己近连续10年保持快速增长。全国200多座大中城市正逐步被垃圾“包围”，严重威胁了城市的生态环境和和居民的身体健康。2014至2017年，我国城镇生活污水排放量约2030亿吨。城镇生活污水经沉淀、稳定、干化等多级处理后，除去其中高达99%的水及可溶解性组分后，剩余的含有无机胶体、悬浮颗粒、有机残片等污染物即为污泥。污泥的化学成分复杂，其中包含的有机物如细菌、微生物等易于腐化发臭，严重影响了城镇的空气质量。此外，污泥中重金属等有毒有害物质的含量普遍较高，如果处置不当，会对周围农田及环境造成潜在威胁。
1.2固体废弃物的处置方法
（1）传统处置方法
目前，我国固体废弃物的处置方法仍然非常粗犷，传统的处置方法主要为填埋和焚烧。其中，填埋广泛应用于城市与工业固体废弃物的处置。2016年我国城市生活垃圾卫生填埋1.05亿吨，占当年生活垃圾清运总量的65%。卫生填埋的主要目的是隔离垃圾与环境，避免垃圾中的有害物质渗透到环境中。然而，实现垃圾与环境隔离对填埋场地与垃圾性质的要求很高，只有满足填埋场地土体渗透性低、远离地下水、无沉降、无开裂、耐侵蚀与滑坡，并且垃圾便于分类、能够按照惰性由高到低的顺序填埋，才能在一定程度上降低填埋对土壤和大气的污染。此外，填埋几乎不可避免地造成土地资源被持续占用、在厌氧条件下产生甲烷等二次污染问题；对污泥的填埋，由于其含水率高，使得污泥填埋的单位面积土地容量低，填埋占地可达生活垃圾的3~20倍，如果与生活垃圾一同填埋，会造成垃圾渗滤液处理难度提高、破坏垃圾堆体稳定性、堵塞垃圾排气排水管道等问题；而单独填埋不仅占用大量的土地资源，污水的渗透还会对地下水资源造成无法估量的危害。反应了2006至2016年城市固体废弃物各种处置方式的比例。
（2）焚烧是固体废弃物另外的一种重要处置方式，主要应用于城市固体废弃物。2016年我国城市生活垃圾焚烧处理0.53亿吨，占当年生活垃圾清运总量的33070。焚烧处理占地小、垃圾减量可达90%，并且当垃圾低位热值大于3300kJ/kg时无需辅助燃料，利用焚烧发电还可促进资源循环利用。但是，焚烧过程中产生的烟气和灰渣又会造成二次污染。烟气中的颗粒物、一氧化碳、氮氧化物、硫氧化物、重金属、二嘿英等都是大气污染的主要污染源，而飞灰和残渣中富集的重金属元素则很大程度上限制了焚烧处置产物的最终处置和再利用。对于污泥的焚烧，大多是将脱水干化处理后含水率在65%以下的污泥进行直接焚烧。
2.水泥窑协同处置危险废物
水泥窑协同处置是指将满足或经过预处理后满足入窑要求的固体废弃物作为替代原料或燃料进行水泥熟料的生产，以此实现对固体废物的无害化处置和节约不可再生资源的目的。自19世纪70年代初起，已有学者开始初步研究利用废弃物作为替代原料和燃料来锻烧水泥熟料，并对将危险和无危险废弃物作为水泥窑中的燃料和(或)原料的各个领域的实践经验进行了总结，使得水泥窑在处理并利用固体废弃物领域得到初步的探索和发展。
一般的生产水泥熟料的原料主要为石灰石、粘土、铁矿石、泥灰岩等钙硅铝铁质矿物。在水泥窑协同处置废物过程中，当废弃物中的钙硅铝铁含量较高时（例如：城市垃圾焚烧灰、污泥等），一般作为替代原料从水泥窑的预热器、分解炉或窑尾入窑；当废弃物的热值较高时，一般作为替代燃料从回转窑的主燃烧器入窑。在一定范围内投加固体废弃物，通过对水泥窑工况的调节，可以在保证熟料质量和生产安全稳定的前提下协同处置废弃物，节约了水泥生产所需的不可再生的天然原料和燃料。
水泥窑协同处置固体废弃物主要有以下特点：（1）处置能力大，现阶段广泛应用的新型干法水泥窑的生产能力巨大，单条窑日生产水泥熟料的能力可达3000~12000t。因此，水泥窑可以对固体废弃物进行高效减量处置；（2）可消纳的废弃物种类多，适用范围广。水泥熟料的锻烧温度通常为14500℃，窑内火焰的温度可以高达1600~1800℃。如此的高温环境可以使得绝大多数固体废弃物彻底分解并参与熟料的烧成，使废弃物充分资源化，（3）避免二次污染，升温过程中废弃物产生的病原体等有毒有害组分在经过窑内的高温段后会被彻底分解，避免二次污染的产生。
3.水泥窑协同处置危险废物技术发展趋势
危险废物遵从“三化”处理原则，即减量化、资源化和无害化，现阶段主要的处置方式有综合利用、无害化处置和贮存等，综合利用包含了回收利用、循环再生等资源化利用方式，无害化处置将成为主流，无害化处理方式主要包括破碎、分选、沉降、废液酸碱中和等物理化学处理、焚烧热解及填理等。如印刷线路板、废铅酸电池及电镀污泥等诸多工业废弃物都可以进行有效地资源化处理，这些固体废弃物中有大量可以回收利用的重金属铜、银和镍等，可以进行回收并进行有效地再利用，使之资源化，提升其效益。与危险废物的传统处置方法相比，水泥窑协同处置具有诸多优势，如处置成本低，投资少、燃烧充分、不会产生二次污染等等，缺点是可焚烧种类少，目前已经逐渐成为危险废弃物无害化处置的有效补充。此外，积极寻求外部技术资源，与高校、科研院所等研究机构进行合作，充分发挥水泥窑协同处置优势，研发水泥窑协同处置危险废物无害化处置关键工艺技术、材料设备及药剂，促进产学研的转化，即可取得具有自主知识产权的水泥窑协同处置危险废物处置技术，又可提高水泥窑协同处置危险废物综合利用与处置技术水平。
结语
我国的危险废物处理行业处于一个飞速发展的时期，国家“土十条”《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》和国家危险废物名录的不断修订，尤其渤海攻坚战、长江保卫战等专项治理方案的实施，水泥窑协同危险废物处置项目纳入地方市政基础设施规划、危险废物管控体系和付费机制进一步规范和完善，系列利好政策推动水泥窑协同危险废弃物处置产业迎来蓬勃发展。
参考文献
[1]陶雪琴，车延丽.城市固体废弃物处置及管理探讨[J].现代园艺，2018，（15）：181-2.
[2]潘凤清.目前城市固体废弃物处理及利用状况[J].科技展望，2016，26(02)：268.