水泥窑处置城市垃圾利国利民 应加速产业化进程

    水泥窑处置城市垃圾是利国利民好事，加速推进，刻不容缓。对此紧迫要求从国务院总理温家宝的讲话中可以看到：“力争到2015年全国城镇垃圾无害化处理率达到80%以上”。据统计，我国现有城市660座以上，县城1630多个，每年产生的垃圾达2.5亿吨左右。另有历年堆积的垃圾近70亿的历史处理欠债。如此庞大的数量，对水泥窑处置城市垃圾确是任重而道远。

 

    不过，水泥窑处置生活垃圾具有其他方法无法达到的优势，因此水泥行业应加速处置城市垃圾产业化的进程，在无害化、减量化、资源化的基础上形成产业化。可以说，水泥窑处置城市垃圾方兴未艾，此其时矣。

 

    水泥窑协同处置城市垃圾，做到资源化利用、无害化处理、减量化治理是水泥行业最为热门的话题。水泥行业特有的生产工艺、使用的原料和生产的产品，构成了水泥行业成为绿色功能产业至关重要的内容。处置城市垃圾的问题一直为社会所关注，处理城市垃圾的方法也顺时而出，主要有填埋法、堆肥法和焚烧法。随着技术进步、焚烧法由最初单一在焚烧炉中进行处置，发展为焚烧发电或供热法，继而看好并实践水泥窑协同处置城市垃圾的方法。

 

    对此，国家也十分重视并提出具体要求，《建材工业“十五”规划》明确指出：水泥企业要把治理污染、保护环境作为生存和发展的必要条件，在抓好清洁生产的同时积极利用煤矸石、矿渣、粉煤灰、磷石膏、脱硫石膏等工业废渣，研究和开发城市建筑垃圾、生活垃圾、废油、废轮胎等利用途径。进一步完善劣质能源，工业废物在水泥生产中应用的新工艺、新技术，在保证水泥产品质量的前提下，使水泥生产逐步向节能利废、环保方向发展，成为可持续发展的“绿色工业”。

 

    水泥窑协同处置与其它方法相比，其比较优势的核心在于：1）焚烧垃圾产生的灰渣可以成为生料的配料组分，灰渣中的重金属元素完全固化在水泥熟料中。2）城市垃圾中的有机物在燃烧过程中，释放出热量，提供热能。3）垃圾中的有毒气体，在高温环境中进行反应而被吸收，可以控制住窑尾排放烟气的气体成分符合相关标准。4）对于水泥窑，其产出的熟料质量稳定。

 

    可以说，水泥窑协同处置垃圾是目前较为理想的方法，因为这种方法的特征能够保证实现“资源化、无害化、减量化”的三化目标。水泥窑处置垃圾具有先天的优势，其装备水平及生产工艺完全符合焚烧垃圾的技术条件和指标。采用水泥窑处置垃圾达到“无害化、资源化、减量化”目标，那么，解决的关键问题是什么呢？

 

    垃圾在水泥窑或（和）配套的设备内焚烧的过程中，发生、存在和完成物理、化学及物理化学反应，焚烧过程中的质量传递、热量传递、动量传递改变垃圾的原始状态和结构形式，促进反应的正向进行，生成新的无害物质。尽管垃圾的种类繁杂，成分多样，形态各异，性质不一，而对其进行处置采用的技术路线，工艺流程及使用的设备技术性各具特点，但都遵循反应的原理，最终达到处理垃圾并使之成为有效资源，形成无害产品的目标。垃圾中的部分或全部水分蒸发的水蒸气，垃圾腐败产生的臭味或焚烧中分解出的异味与窑的烟气混合并反应，消除了各种令人窒息或有害、有毒气味。而其中含有的重金属（极少量的除外）元素，在窑内或分解炉内，或预热器内与生料，或分解的生料反应生成硅酸盐、硫铝酸盐矿物的组分。例如，社会最为关注的垃圾气化过程中产生的二噁英，在水泥窑分解炉内进行有效分解，分解出的氯离子随气流运动进入预热器，在预热器内被生料吸收，生成稳定的氯硅钙石(2CaO;CaCL2）进入窑内，最终固溶在熟料矿物中排出。若垃圾直接加入到分解炉或是回转窑可以确保不产生二噁英。分解炉温度，尤其是下部温度高于900&ordm;C气体停留时间6秒以上，固相停留时间20秒以上，回转窑内气流温度1700&ordm;C左右，熟料烧成温度1450&ordm;C，停留时间大于15分钟，此种环境氛围是避免二恶英产生的条件。而“国家标准《生活垃圾污染控制标准》TB18485－2001所规定的焚烧炉主要技术指标是：烟气温度≥1000&ordm;C，烟气停留时间≥1秒，或烟气温度≥850&ordm;C，烟气停留时间≥2秒，与此规定相比，水泥窑处置垃圾的先天优势无可质疑。对于重金属元素，GB18484－2001《危险废弃物焚烧污染控制标准》列出10项。不挥发物有砷（As）、镍(Ni)、铬(Cr)、锡(Sn)、锑(Sb)、铜(Cu)、锰(Mn)；难挥发物有镉(Cd)、铅(Pb),易挥发物有汞(Hg)。重金属元素在垃圾中大都以离子形成存在，在焚烧过程中结合为新的盐类固溶在熟料内,而小部分可能在窑内或由收尘器收集后返回烧成系统形成循环，气态排放量很少。生产成水泥后，重金属化合物在水泥水化物中形成不溶解的物质，在水泥砂浆体或混凝土结构中浸析率<1.5%，而大部分<1.5%。因此建筑工程使用的水泥是安全的，无害的。水泥窑处置垃圾的“三化”目标的达到成为社会共识。

 

    我国水泥窑处置垃圾始于上世纪90年代末期。经过近20年的时间，水泥窑协同处置垃圾的技术已形成多种，大都以示范线的形式存在，并先后建成多条示范线。其中，各示范线技术都能够解决以下问题：1）杜绝垃圾焚烧过程中二恶英的低温合成与排放，2）焚烧过程中产生的热量灰渣进行资源化利用，3）重金属元素固化在熟料中不会造成重金属离子溶出污染环境和相应混凝土产品，4）处置过程中臭味消除，5）污水或可能的渗液妥善处理，无二次污染，6）处理城市垃圾具有一站式、在线或离线的工艺流程。因此，水泥企业只要结合所处的城市环境条件，垃圾的种类、数量等，结合水泥熟料生产线的能力，选择相应的处置技术都能达到资源化、无害化、减量化的目标。

 

    水泥行业具有担当处置城市垃圾的绿色功能产业的优势和能力，在理论技术上，现阶段基本解决了其他方法难以做到的“三化”目标。各种示范线的实践也证实了这点，但是在水泥工业近二十年的发展中，不仅姗姗来迟，而且步履蹒跚，首先是我国水泥窑处置城市垃圾的时间，行业比较公认的说法是上世纪90年代中期，即1996年上海金山水泥厂利用有害废物作为替代燃料。稍迟一点的北京水泥厂焚烧工业废弃物作为替代燃料。第二，1996年是“九五”的第一年，经过“九五”“十五”“十一五”期间的15年，水泥产量由1996年的4.9亿吨（其中立窑3.9亿吨），到2010年的18.8亿吨（新型干法比例达到82%），新型干法生产线由81条增长到1273条。到2010年余热发电项目所配套的新型干法生产线达到700条，涉及熟料产能8亿吨。而水泥窑协同处置城市生产垃圾已建成正常运行的生产线不超过30条。其比例为42:23:1，留有的发展空间非常大。第三，水泥窑处置城市垃圾的方法，尽管优于其他焚烧法，但作为焚烧垃圾发电的项目仍有大行其道，乐此不疲之势，相比之下，水泥窑处置方法的工程实践是不多的。2011年度投产或建成的垃圾焚烧发电企业要比在城市垃圾处置数量和生产线的建设方面比水泥行业多。

 

    水泥行业处置城市生活垃圾进展不利，已成不争的事实。行业内比较一致的看法是，水泥企业进行城市垃圾处置的优惠政策不到位，补贴不足以使企业降低成本，降低能耗。与其他行业相比，优惠政策的差异化，或是双重标准不能到调动水泥企业的积极性等。近日看到署名徐永模的文章“后NSP时代水泥企业的战略转型”，其中讲到：“水泥工业领域的很多人习惯了从经济利益的角度看问题。”“如果企业第一动机表现为争取国家的财政优惠政策，那就掩盖或淹没保护生态环境这一高尚的社会意义”。笔者认为，这段深刻论述实际上是讲了行业和企业的社会责任和应用的使命感。去年颁布的《建材工业“十二五”发展规划》的附件1（水泥工业发展规划）指出：加快水泥工业向绿色功能产业转变，这是对水泥行业定义环保产业的提升，也是水泥行业转变发展方式的定位。

 

    功能产业是指此产业对社会的文明进步，对国民经济的发展要发挥有效的作用。水泥行业协同处置城市生活垃圾是绿色功能产业的核心，具有上述的双重作用。实施水泥窑协同处置城市生活垃圾做到社会效益，环境效益和企业效益兼收并蓄，同步获得，做到社会文明进步、环境清洁亮丽，企业付出必有回报三者并驾齐驱。为此，我们的社会、行业、企业如何推动水泥窑协同处置城市生活垃圾，改变现有的滞后，被动的局面？首先，明确水泥企业处置城市生活垃圾的主体。笔者认为水泥企业应当是主体，担当起处置的责任。企业作为绿色功能产业中的一个独立单位，转变水泥企业只是制造业、环保产业的观念。发挥对社会文明进步的作用，树立起绿色功能的观念。摒弃社会认为的以往利用废渣替代原燃材料、既有税收优惠，又有替代原燃材料降低成本的经济利益行为的看法，以担当为己任，以社会效益，环境效益为出发点，承担起水泥窑处置的城市垃圾的工程实践。其次，政府为主导全面推动水泥窑处置城市垃圾产业化工作。在以企业为主体的同时，政府部门出台相应的政策协调解决处废政策差异化的弊端，体察水泥企业在处置过程中所增加人、财、物支出造成的升高成本问题。

 

    与此同时，改变过去利用工业废渣设有百分比下限的做法，凡是处置城市生活垃圾有贡献者就应有惠及企业的政策，包括对以前已经建成的处置线的补偿政策。改变处置线经济效益与产品产值挂钩的做法，即以占产品产值百分比的作法，有处置的业绩就应得政策的奖励。在行业准入制度和技术改扩建中，优先考虑处置项目的立项和建设。

 

    另外，在工程项目实施治理污染三同时规定的政策中，增加处置为一优先，即一先三同时。作为政府和企业之间的行业协会，在引导企业处置而推动产业化方面的工作，要为企业着想，对企业的困难和解决困难的措施，提政策建议和指导意见，调动企业的积极性。地方政府的支持至关重要，企业的一切工作的落实，与地方政府之间关系都是实实在在的内容，签订的处置协议反映出地方政府对企业的胸襟和对环境造福市民的使命，也反映出企业的对社会、环境的责任。推动产业化的进展，国家工业部门，环保部门，地方政府，行业协会，企业的心往一处想，力往一处使，才能使方兴未艾的城市垃圾处置工作，百尺竿头更进一步。

 

    水泥窑处置城市垃圾是利国利民好事，加速推进，刻不容缓。对此的紧迫要求从国务院总理温家宝的讲话中可以看到：“力争到2015年全国城镇垃圾无害化处理率达到80%以上”。我国现有城市660座以上，县城1630多个，每年产生的垃圾达2.5亿吨左右。另有历年堆积的垃圾近70亿的历史处理欠债。如此庞大的数量，对水泥窑处置城市垃圾确是任重而道远。建材工业“十二五”发展规划规定，水泥工业“十二五”主要发展目标提出到2015年协同处置生产线比例（%）为10。届时以2000条新型干法生产线计，也只有200条左右。每条线日处理量假设为600t，初步估算总处置量为约4500万吨。那么水泥行业可达到的无害化处理能占到20%左右。既然水泥窑处置具有其他方法无法达到的优势，贡献大些也不妨，加速处置城市垃圾产业化的进程，在无害化、减量化、资源化的基础上必须要形成产业化，实现“四化”方显水泥行业处置城市垃圾优势本色。水泥窑处置城市垃圾方兴未艾，此其时矣。（作者系水泥行业知名专家）