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我国利用水泥窑协同处置危险废物和城市生活垃圾现状

信息来源:shuini.biz  时间:2011-05-26  浏览次数:1611

  1 引言
  随着现代工业的发展,固体废弃物的产生量逐年增多,对人类环境造成的危害也越来越严重。尤其是现代电子信息技术、医药化工技术的发展,导致产生了许多危险废物。同时我国城市化进程的加快,城市人口有了很大的发展,因此作为城市公害的生活垃圾发生量与日剧增。无论是工业发达国家,还是发展中国家,都面临着危险废物和城市生活垃圾处置的问题。消除危险废物和城市生活垃圾的污染,实现其无害化、减量化和资源化,已成为我国必须解决的重大问题。
  焚烧法处理危险废物和城市生活垃圾是众多处理方法中实现减量化、无害化和资源化最好的一种方法。焚烧处置可以分为两种途径:一种是建立专门的焚烧设备,这种方法处理的危险废物和城市生活垃圾种类多,但是对焚烧设备的设计要求很高,并且面临诸如选址、运行投资以及如何处理二次污染等问题;另外一种是在现有工艺的改造基础上进行危险废物和城市生活垃圾的焚烧处理。
  水泥窑是发达国家焚烧处理危险废物和城市生活垃圾的重要设施,得到了广泛的认可和应用。德国、瑞士、法国、英国、意大利、挪威、瑞典、美国、加拿大、日本等发达国家利用水泥窑处置危险废物和城市生活垃圾已经有30多年的历史,积累了丰富的经验。随着水泥窑焚烧废物的理论与实践的发展与各国相关环保法规的健全,该项技术在经济和环保两方面的显示出了巨大优势,形成产业规模,在发达国家城市危险废物和城市生活垃圾处理中发挥着重要作用。
  2 我国废物的特性
  据《2009年中国环境状况公报》统计,2009年全国工业同体废物产生量为204094.2万吨,比上年增加7.3%;排放量为710.7万吨,比上年减少9.1%;综合利用量、贮存量、处置量分别为138348.6万吨、20888.6万吨、47513.7万吨。危险废物产生量为1429.8万吨,综合利用量、贮存量、处置量分别为830.7万吨、218.9万吨、428.2万吨。2009年城市生活垃圾清运量1.56亿吨,粪便清运量0.21亿吨。建有生活垃圾无害化处理厂562座,无害化处理能力34.7万吨/日,无害化处理量1.12亿吨,无害化处理率71.6%。
  巴塞尔公约规定:危险废物包括有毒性、反应性、腐蚀性和易燃易爆性的废弃物,《国家危险废弃物名录》中共列出了49类危险废物。危险废物篱理是全球环境问题的一个重要组成部分,也是我国环境保护的一个突出矛盾。危险废物如不加以处理不仅是资源的浪费,而且是水、大气和土壤的重要污染源。与水和大气相比。我国对固体废弃物的管理与污染控制相对薄弱,至今没有建立废物最小量化管理制度。
  生活垃圾成分比较复杂,包括厨房厨余物、废纸、废塑料、废织物、废金属、废玻璃陶瓷碎片、废渣土、粪便、庭院废弃物;以及废弃的家具、电脑、电视、电冰箱等生活用品;废旧轮胎、绿化废弃物等。资料显示,历年来堆积的垃圾已经超过60亿吨,侵占了300多万亩的土地并对周边产生严重的环境污染甚至灾难,全国660多座城市有三分之二被垃圾包围。据统计,目前我国每年城市垃圾产生量在1.8亿吨左右,90%为填埋,只有7%为焚烧,其余为堆肥等处理方式。在全国1636个县城里,每年的垃圾产生量在5000万吨左右。在全国660多座城市当中,325个城市还没有建设生活垃圾处理设施。大量的垃圾只是做简单的堆放,在城市里产生了大量的异味以及一氧化碳等,严重污染了水体、大气、土壤。据专家预测,2015和2020年中国城市垃圾年产量将达1.79亿吨和2.l亿吨。
  3 我国利用水泥窑协同处置危险废物和城市生活垃圾的研究和实践
  我国从20世纪90年代开始广泛开展利用水泥窑处置危险废弃物和城市生活垃圾的研究工作,如中美合作项目《水泥窑炉持久性有机污染物排放的检测及控制》、中挪合作项目《水泥窑炉协同处置废弃物技术指南》、中瑞合作项目《水泥窑炉处置过期农药》、北京市项目《北京市水泥厂水泥窑炉焚烧危险废弃物》、广东省项目《广州珠江水泥厂废弃皮革替代燃料》、其它地方政府项目《生活垃圾由水泥回转窑协同处理系统的研究》、《利用水泥回转窑处置城市污水处理厂污泥试验性研究及应用》、《城市垃圾焚烧飞灰无害化技术的研究》等。相关的国际合作项目注重学习国外的前沿科学技术,包括二恶英的控制和检测技术、废物协同处置的技术程序及管理体系。地方项目则是对具体种类的废弃物进行尝试性资源化综合利用,这些废弃物包括生活垃圾、污泥、焚烧飞灰等。
  一些水泥生产企业在科研院所的协作指导下,已经成功地实施了危险废物和城市生活垃圾的处置实践。
  原北京水泥厂从1995年5月开始用水泥回转窑试烧废油墨渣、树脂渣、油漆渣、有机废液,研发了全国第一条处置工业废弃物环保示范线,并成功将废弃物处置技术与水泥熟料煅烧技术结合;自主研发了浆渣制备系统、废液处置系统、污泥泵处置系统等8条具有自主知识产权的废弃物预处理工艺线,可处置工业污泥、燃料、漆料、工业垃圾、有毒有害品、化学试剂、废塑料、废轮胎等,实现了原料替代、燃料替代等多种利用方式,具备了处置《国家危险废物名录》中所列49类中的30类废物的能力,年处置量达10万吨。经有关环保机构对废气排放进行监测,排出废气中有害物及重金属的排放浓度和排放量远远低于允许排放标准;对试烧过程中的熟料和回灰做重金属浸出试验,其浸出量低于地表水二级标准;对熟料和水泥的质量无影响。
  2008年海螺集团和铜陵市政府合作。在铜陵海螺建设世界首条利用水泥工业新型干法窑和气化炉相结合处理城市生活垃圾示范项目。铜陵市政府负责垃圾收集、运输系统建设、运营、支付给铜陵海螺垃圾处理费用;铜陵海螺负责垃圾处理系统建设、运营。原计划整个项目投资利用日元贷款资金,因日元贷款流程繁杂不能满足工程建设工期的要求,铜陵市政府委托铜陵海螺投资建设垃圾处理系统。
  该项目利用铜陵海螺公司2条日产5000吨干法水泥熟料生产线,日处理垃圾能力600吨,年处理总量达20万吨。项目于2008年10月开工建设,2010年4月10日第一套300t/d垃圾处理系统正式建成投运。项目工程总投资1.6亿元左右,每吨垃圾处理运行费用约70元,每吨垃圾处理总成本约200元。目前,项目各系统运行正常,截止到2010年11月底,垃圾处理量已达5.5万吨,经检测各项环保指标完全合格,物料和水泥产品重金属浸出法含量控制在国家相关标准范围内。
  华新水泥股份有限公司充分利用公司战略合作伙伴--瑞士公司在水泥窑协同处置废弃物领域中30多年的经验,大力发展可替代原燃料事业。承担了在同内首次采用水泥窑协同处理技术处置农药废弃物的重任。
  应湖北省政府要求,华新水泥股份有限公司分别于2007年、2008年、2009年对湖北省收缴的含甲胺磷、对硫磷、甲基对硫磷、久效磷、磷胺等5种高毒农药在内的共l650余吨废弃及高毒农药进行了水泥窑协同处理。
  2008年初,华新投资500万元建立了具有世界水平AFR实验室。2008年底,湖北省环保局批准华新环保公司对HW02医药废物、HW03废药物药品、HW04农药废物、HW06有机溶剂废物、HW09油/水等13类有害废弃物进行无害化处理。
  从2008年开始,华新水泥与三峡总公司接触,就利用水泥窑协同处理三峡库区漂浮物事宜进行技术沟通。经过多次技术和商务谈判,该项目于2009年初正式开工建设并与2010年初投入试运行。该处置设施的年漂浮物处理能力为15万立方米、日接收处置能力1000立方米。从2010年7月起至9月中旬,已累计接收和处置漂浮物约5万方。
  上海建材集团总公司所属万安企业总公司1996年开始利用上海先灵葆制药有限公司生产氟洛氛产品过程中产生的氟洛氛废液,进行了替代部分燃料生产水泥的试验。万安企业总公司采用的技术路线是:液体废料贮存在专用贮库内,然后用泵从窑头将其直接送人窑内燃烧;将其它固体废料与煤一起入煤磨,与煤粉混用;将半固体的废料装人小编织袋,每袋5kg,用本厂自己开发的“窑炮”从窑头打入烧成带焚烧,已经做到节能25%。上海市环境监测中l心对试烧过程中排放的废气进行了跟踪监测,测试结果表明,废气中的有害成分含量均低于上海市的排放标准,不存在对大气污染的问题;经中国建筑材料检验认证中心测定,试烧的水泥产品质量指标均在同家标准控制范围内,说明掺烧一定比例的氟洛氛废液。对水泥产品质最无影响,对环境大气亦无污染。
  4 我国利用水泥窑协同处置危险废物和城市生活垃圾相关标准、规范制定情况
  从20世纪70年代开始,德国、日本、美国、瑞士、加拿大等发达国家就已经积累了大量的经验,已经建立起从废物产生源头到水泥厂处置的质量保证体系,该体系既考虑污染物排放、又要保证水泥和混凝土的质量,是一种基于全生命周期考虑的系统。欧盟国家利用水泥窑处置废物的技术与应用居于世界前列,此方面的法规、标准也比较完备,对可以在水泥厂处置的废物种类作了规定,并分门别类地规定了在水泥厂具有不同用途的废物中各种重金属的最高含最限值,对部分重金属还给出了其在熟料和水泥中的最高含量限值,同时也制定了焚烧危险废物的水泥窑大气污染物排放标准。
  与发达国家相比,我国还没有建立适用于水泥工业处置废弃物的法规、标准体系。我同于1996年4月颁布并实施《中华人民共和国固体废弃物污染环境防治法》,其中对危险废弃物污染防治进行了特别规定。国家环境保护总局、国家经济贸易委员会和科学技术部于2001年12月出台了《危险废弃物污染防治技术政策》,指出“危险废弃物的焚烧宜采用以旋转窑炉为基础的焚烧技术,可根据危险废弃物种类和特征选用其他不同炉型,鼓励改造并采用生产水泥的旋转窑炉附烧或专烧危险废弃物”。GBl8484-2001《危险废弃物焚烧污染控制标准》规定的10种重金属元素中,汞为易挥发物,镉及铅为难挥发物,砷、镍、铬、锡、锑、铜、锰为不挥发物,这些重金属离子大部分固熔于熟料中,小部分在水泥窑及其后续除尘系统问通过回灰等方式形成循环,气态形式的排放量较低。该标准中规定的危险废弃物焚烧炉大气污染物排放限值中,砷的限值是与镍一起计算的,为砷、镍及其化合物在不同焚烧容量时的最高允许排放浓度限值取/m3(以11%O2。
  为了科学、规范地推动水泥工业处置废弃物的发展,国家相关部门近几年也开始组织制定相关法规、标准。近几年来全国人大、科技部、发改委等中央政府部门都先后出台了相关的法律法规及技术政策以支持生活废弃物资源化综合利用。
  国家住房和城乡建设部下达,由天津水泥工业设计研究院承担的国家标准GB50634-2010《水泥窑协同处置工业废物设计规范》已颁布,自2011年10月1日起实施。
  国家环保局目前正在组织制定水泥窑协同处置危险废弃物方面的标准规范。
  国家标准化管理委员会下达,由中国建筑材料科学研究总院承担的同家强制性标准《水泥生产协同处置废弃物技术规范》的制订工作也正在进行中,与之配套的《水泥中浸出重金属的测定方法》国家标准已完成起草工作,目前正在送审阶段。
  5 结语
  水泥窑协同处置废弃物在世界上一些发达同家,在政府法规政策的推动和全社会的支持下,经过水泥企业的努力,目前已经得到广泛地开展,达到了较高的水平,取得了良好的社会效益、环境效益和经济效益。
  国内外的理论和实践已经证明利用水泥窑协同处置废弃物是无害化、减量化和资源化处置危险废物和城市生活垃圾的重要技术途径,也是低成本化大规模处置上述废物的重要措施。并且近年来我国水泥行业蓬勃发展,具备广泛处置危险废物和城市生活垃圾的物质条件,如截止2008年底我国共有水泥窑913条。借鉴发达国家的先进经验,将废物处置与水泥工业的可持续发展结合起来,利用水泥窑协同处置废弃物,是较为适合中国国情的做法。我国利用水泥窑协同处置危险废物和城市生活垃圾在全国各地刚刚起步,要达到发达同家的处置水平具有广阔的发展空间,并将为循环经济的发展做出重要贡献。

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