刘畅
天津金隅振兴环保科技有限公司 天津 北辰 300400
摘 要：水泥窑协同处置具有无害化和资源化的优势，被广泛的应用于多个领域，在环境保护方面具有十分重要的现实意义。本文对水泥窑协同处置技术进行了一定的论述，在此基础上，对其在固体废弃物中的具体应用进行了比较深入的分析研究，并讨论了其处理的影响因素，有助于推动水泥窑协同处置技术在更大的范围进行应用，进而为社会经济的可持续发展建立良好的基础。
关键词：水泥窑；协同处置；固体废弃物
1 前言
固体废物，是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。经无害化加工处理，并且符合强制性国家产品质量标准，不会危害公众健康和生态安全，或者根据固体废物鉴别标准和鉴别程序认定为不属于固体废物的除外。
随着城市的不断发展，所产生的固体废弃物不断增多，这就会对人们的身体健康造成不小的威胁，这就需要对其采取妥善的处理措施，尽可能降低其对周围环境所造成的不利影响。
当前，固体废弃物的处理主要有填埋、堆肥以及焚烧等方式，主要是结合当地的实际情况进行有针对性的选择，其中，填埋法的处理量较小，并且还需要占用大量的土地，还会伴随产生有害的物质，会对周围环境中的水体、土壤以及空气等造成严重的污染；堆肥主要是通过微生物的新陈代谢进行处理，但是其主要是针对有机物含量较高的废弃物，否则其处理质量难以保障；焚烧法则会产生大量的二噁英、多环芳烃以及硫化物等，会对大气环境造成严重的污染。因此，急需对当前的固体废弃物处理方式进行创新，尽可能降低处理对周围环境造成的不利影响。
2 水泥窑协同处置技术
水泥窑协同处置技术具有适用范围广、处理量大、处理费用低以及不产生次生废弃物等优势，通过将其有效的应用于固体废弃物的处理过程中，有助于大大提高处理质量，尽可能降低对环境所造成的不利影响。水泥窑协同处置技术是指将满足或经过预处理后满足入窑要求的固体废物投入水泥窑，在进行水泥熟料生产的同时实现对废物无害化处置的过程。
(1)熟料的烧制温度高达1750℃，并且烧制时间也较长，这就能够确保有害物质的充分分解；
(2)资源化程度高，在水泥的烧制过程中，可以根据固体废弃物中所含有的组分，将其用作水泥生产过程中的部分原料或燃料，进而对固体废弃物进行充分的利用，提高其经济效益。
3 水泥窑协同处置在固体废弃物中的应用
3.1 城市生活垃圾
城市生活垃圾主要包括：厨余、纸张、塑料以及橡胶制品等，其种不乏有大量的高热值物品，这就为将其作为水泥窑的替代燃料创造了有利条件。为了确保水泥窑的正常生产，需要选取生活垃圾中热值为14650kJ/kg以上的成分作为替代燃料。因此，在将生活垃圾用于水泥窑的烧制工作中，需要对其进行科学合理的分选和破碎处理，确保其满足水泥烧制过程中的热量需求，其处理工艺如图1所示。同时，经过水泥窑燃烧后的城市生活垃圾，其所排放的烟气中所含有的二噁英浓度远低于国家相关标准所要求的排放标准，进而避免烟气所造成的二次污染。此外，城市生活垃圾经过系统全面的筛分和破碎后，还可以用于水泥生料的辅助原料，进而有助于降低水泥的生产成本，为企业带来良好的经济效益。
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图1 水泥窑协同处置城市生活垃圾工艺流程图
3.2 污泥
污泥是伴随污水处理所产生的一种固态、半固态的物质，其中含有部分有机物、重金属以及微生物等，需要进行妥善的处理。污泥所含有的组分主要取决于水源和处理工艺，相较于城市生活垃圾而言，污泥的分选难度非常大，在将其用于水泥窑的处理之前，需要结合污泥性质的不同选择相应的处理途径，其处理工艺如图2所示。通常来说，对于矿物质含量较高的污泥而言，主要用作水泥生料原料，而对于有机物含量较高的污泥则可以作为燃料进行燃烧，提供大量的热量。同时，在将污泥与水泥生料进行拌和之前，需要对其掺入量进行科学合理的控制，根据相关的研究表明，污泥掺入量小于10%时，能够明显改善生料的易烧性，并且水泥熟料的3d和7d水化强度也有所提高，在实际的工作过程中需要予以充分的关注。
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图2 水泥窑协同处置污泥工艺流程图
3.3 危险废物
危险废物，是指列入国家危险废物名录或者根据国家规定的危险废物鉴别标准和鉴别方法认定的具有危险特性的固体废物。在处理含砷污泥的过程中，将其加入到水泥生料中，有助于提高其烧易性，并且在1450℃就能实现游离CaO含量标准，并且在实际的应用过程中含砷污泥不会影响水泥熟料的形貌和矿物相；在处理酸洗污泥的过程中，可以将其中所含有的有毒有害物质有效固化于水泥熟料产品中，并且对水泥熟料浸出的影响非常小。此外，该技术在固化危险废物中的As、Cd、Pb以及Zn等重金属元素过程中，也表现出了非常优良的性能，具有十分重要的实际意义。
4 水泥窑协同处置的影响因素
4.1 氯元素
固体废弃物中的氯元素主要来自于厨余和塑料等垃圾，在水泥窑协同处置过程中，其中所含有的氯元素会通过气相的形式对金属和氧化物造成不同程度的腐蚀，而且氯元素还会与其他元素结合形成熔点较低的氯化物，这就会对窑体造成严重的热腐蚀，严重缩短窑体的使用寿命。将含有氯元素的固体废弃物用于水泥生料，在烧制过程中会形成一定的氯盐，这就会对钢筋表面的钝化膜造成一定的破坏，进而在局部造成钢筋腐蚀的发生。此外，在水泥窑的烧制过程中，氯元素还会进入到废气中，进而会对周围环境造成不利影响。
4.2 硫元素
相较于常见的化石燃料而言，水泥窑所处理的固体废弃物中所含有的硫元素较低，将其用作燃料或者原料并不会对水泥性能造成较大的影响，不会造成沉淀或者阻塞的发生。通常来说，水泥成品中的硫元素主要是以水合硫酸钙的形式存在，其会对混凝土的凝结时间造成较大的影响，而如果采取了有效的控制措施，有助于改善水泥的凝结状况。但是当固体废弃物中所含有的硫元素过高时，其也会造成不利影响，主要表现为所产生的硫酸盐会腐蚀水泥窑中的耐火材料，而用作水泥生料时，过高的硫元素会导致水泥熟料的早期强度增加，降低熟料液相出现温度和黏度。
4.3 重金属元素
重金属元素也会对水泥窑造成不利影响，主要表现为，其中挥发性较高的重金属元素Pb在水泥煅烧过程中会大量会发，也就无法起到有效的固化作用，导致处理效果大大折扣。当固体废弃物中含有过多的重金属元素时，在燃烧过程中会与其他的元素结合，进而粘附在预分解系统内壁形成一定厚度的结皮物质，这就会影响水泥窑生产工作的正常进行。同时，随着熟料中重金属元素含量的逐渐升高，这就会对水泥的初凝时间和水化性能造成不同程度的影响，进而降低水泥的后期强度，并且随着其暴露时间的延长，其中的重金属元素会逐渐释放，这就会对周围环境中的人体健康造成严重的威胁。
5 结语
总而言之，为了对生产和生活过程中所产生的固体废物物进行妥善的处理，避免其对周围环境造成不利影响，这就需要采用水泥窑协同处置技术。该项处理技术具有适用范围广、处理量大、处理费用低以及不产生次生废弃物等优点，但是在处理过程中，还会受到固体废弃物中所含有的氯元素、硫元素以及重金属元素的影响，这就需要采取有效的控制措施，确保整个处理工作的顺利进行。
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作者简介：姓名：刘畅（1992.09--）；性别：女，民族：汉，籍贯：辽宁昌图人，学历：本科；现有职称：助理工程师；研究方向：废弃物处置。