水泥窯協同處置固廢現狀及發展建議

　　水泥工業屬于高能耗、高污染行業，受資源、能源和環境因素制約，水泥工業必須走可持續發展之路。隨著工業的不斷發展和城鎮化建設的持續推進，工業固廢與日俱增，垃圾圍城現象越發凸顯。利用水泥窯協同處置固廢和垃圾，在進行水泥熟料生產的同時實現對廢棄物的無害化處置。經預處理后的各類固廢可作為水泥窯的替代燃料或替代原料使用，可以有效降低化石燃料的用量和水泥原料資源的開發。水泥窯協同處置技術使一般固廢、危廢固廢、生活垃圾、城市污泥等廢棄物得以資源化再利用，實現了“減量化、無害化、資源化”。這項技術的發展應用符合國家節能減排和循環經濟的可持續發展理念。

　　1 水泥窯協同處置固廢現狀分析

　　1.1 國外水泥窯協同處置固廢現狀分析20 世紀 70 年代 , 由于化石燃料價格不斷上漲，國外水泥企業開始研究水泥窯協同處置廢棄物，旨在尋找含有熱值的廢棄物替代傳統燃料，以緩解能源危機。自 1974 年加拿大 Lawrence 水泥廠首先進行了可替代燃料和垃圾飛灰等危險廢物固化研究后，美國、德國、加拿大、日本、丹麥、奧地利、瑞士等國也相繼進行了有關研究。其中荷蘭是目前世界上水泥行業使用燃料替代率最高的國家，并且，歐洲國家中比利時、瑞士、奧地利、挪威等國燃料替代率也達 50% 以上 [1] 。目前，歐洲大部分水泥廠使用替代燃料， 替代燃料種類除生活垃圾外還包括廢塑料、廢輪胎、生物質燃料、污泥等，并且替代燃料的種類和數量逐年擴大。

　　日本水泥企業在廢物利用和處理方面處于世界前列，廢物利用量持續增長。替代原料中高爐礦渣最多，占全日本高爐礦渣總量的 50％ ；其次是粉煤灰，占全日本粉煤灰總量的 60％ ；副產石膏利用量相當于全日本水泥企業所需石膏用量的 90％ 。替代燃料中，廢舊輪胎最多，相當于日本廢舊輪胎總量的 35％ [2] 。

　　美國于 20 世紀 80 年代中期開始提倡水泥窯協同處置固廢。目前美國協同處置固廢的水泥窯大部分為濕法窯 , 屬于比較落后的協同處置工藝，但濕法窯熱耗最高，危險廢物的燃料替代效果較明顯。

　　1.2 我國水泥窯協同處置固廢現狀分析目前我國協同處置固廢的種類主要是生活垃圾、污泥和一般固廢，協同處置危險廢物的生產線較少。在協同處置危險固廢方面，水泥窯還未充分發揮其應有的作用。近年來協同處置的固廢種類有所增加 , 不僅可以有效處理高爐礦渣、粉煤灰、赤泥、電石渣、硫酸渣、脫硫石膏、鑄造砂等工業廢棄物和城市垃圾、污泥，同時也為三峽庫區漂浮物和應急突發事故產生的危廢提供了安全、環保的末端處置方式。目前，我國開展連續性和具有一定規模的水泥窯協同處置危險廢物的企業數量較少。但有部分水泥企業開展了垃圾焚燒飛灰、廢棄農藥、廢白土等危險廢物的協同處置試驗工作；還有一部分水泥企業協同處置了應急突發事故產生的危險固廢，如收繳的違禁化學品、不合格產品、偽劣日化品、突發事故污染土壤等。

　　北京水泥廠、海螺水泥、越堡水泥、華新水泥、中材（溧陽）、華潤等企業已成功利用水泥窯協同處置了生活垃圾和城市污泥。天津水泥、青海水泥、甘肅永登水泥、重慶拉法基瑞安 ( 重慶南山 ) 水泥、吉林亞泰水泥等企業也先后獲得了危險廢物的經營許可，有的企業在進行工業有毒有害廢物的水泥窯處置試驗工作，部分企業已形成一定的處置規模 [3] 。

　　2 水泥窯協同處置固廢中存在的問題

　　2.1 以無害化處置為目的導致大量重金屬轉移到水泥產品中發達國家水泥窯協同處置固廢的目的是為了充分利用廢物的熱能，以減少化石燃料的用量。而我國把水泥窯協同處置作為一種廢物無害化的手段。

　　發達國家一般不對含重金屬廢物進行協同處置，而在我國只要滿足環境排放標準和產品重金屬含量標準， 就可以對含重金屬廢物進行協同處置，導致大量的重金屬轉移到水泥產品中。基于目前的檢測技術和檢測設備，尚未檢出任何環境風險。但是大量重金屬進入水泥產品并流入社會終究是一個潛在的環境風險，人體長期生活于含低劑量重金屬的水泥產品中也會帶來潛在的健康風險。

　　2.2 預處理技術水平較低在發達國家，水泥窯協同處置企業周邊會配套建設若干垃圾分選處理廠，這些企業根據固廢種類采取相應的預處理措施，經預處理后的固廢被制備成高熱值的垃圾衍生燃料 (RDF) 作為替代燃料加以利用。

　　我國固廢預處理程序大部分在水泥企業內完成，處理程序僅為滿足入窯焚燒要求。固廢入窯前也未進行熱值調配。不同種類的廢物分別直接投入窯中，增加對窯況的負面影響，降低了水泥窯的協同處置能力和水泥生產能力。

　　2.3 垃圾分類管理水平有待提高垃圾分類收集、回收是根治固廢污染的根本途徑和前提條件。通過分類收集，不僅減少環境污染，使資源得以再生利用， 而且使廢棄物體積變小，減少了運費，降低了垃圾處理難度。我國的廢物分類體系還不夠健全，致使水泥企業收集到可燃性廢物的難度較大。

　　2.4 缺少配套的建設發展規劃我國尚未出臺水泥窯協同處置方面的建設規劃。相比于焚燒和填埋，水泥窯協同處置固廢的價格更低廉，導致我國部分地區水泥窯協同處置設施與焚燒或填埋等處置設施進行惡性競爭。水泥窯協同處置的運行受水泥市場需求的影響較大，因此水泥窯協同處置應作為固廢處置的一種補充方式，不可替代危廢焚燒和填埋等處置方式。

　　2.5 缺少激勵政策相較于固廢焚燒或填埋，水泥窯協同處置固廢是比較穩妥的處置方式。發達國家把水泥窯協同處置固廢作為二氧化碳減排的主要途徑，并制定了配套的減排評價和碳排放配額交易制度。我國目前缺乏該方面的政策和制度。

　　3 水泥窯協同處置固廢的發展建議

　　3.1 研發核心技術和裝備相關部門需根據我國的協同處置需求，組織編制水泥窯協同處置固廢技術指南。科研單位、高校和水泥企業在學習發達國家先進技術和管理方法的基礎上，探索適合我國國情的水泥窯協同處置技術、專用水泥制備成套技術與裝備、水泥基復合材料設計及智能制造成套技術與裝備。加快水泥窯協同處置基礎研究和核心技術研發的步伐，提高協同處置的環境安全水平。探討水泥窯煙氣的二氧化碳處理和資源化利用。

　　3.2 發展適合我國國情的固廢預處理技術由于我國垃圾分類體系不夠健全、廢物處置收費制度不夠完善、廢物轉移監管力度不夠嚴格 , 導致我國無法大規模應用高自動化、高水平廢物共處置預處理技術。因此需根據我國固廢制度及管理特點，研發適合我國的固廢預處理及低熱值甚至負熱值廢物處置等關鍵技術。從節能減排層面考慮，需要不斷學習國外的先進預處理技術和協同處置技術，制備具有一定熱值的替代燃料中間產品，供給水泥生產企業。

　　3.3 完善頂層制度設計建議從垃圾分類、廢物轉移監管、水泥窯協同處置發展規劃、碳減排激勵政策和協同處置危廢參考目錄等方面完善我國的固廢協同處置制度。

　　可考慮從垃圾產生源頭對垃圾進行分類收集、運輸和預處理；目前我國只對危廢制定了轉移聯單制度和分類名錄，建議完善城市生活垃圾、污泥、一般工業固廢、農業固廢的分類管理制度和轉移監管體系；建議制定國家層面的水泥窯協同處置建設規劃和地方層面的規劃實施細則，明確水泥窯協同處置和焚燒、填埋處置的發展定位、服務定位，協調水泥窯協同處置與其他固廢處置設施之間的發展，避免無序建設、惡性競爭和爭搶“廢物資源”；在回收利用企業、焚燒企業、水泥窯協同處置企業、填埋企業之間建立廢物利用處置產業鏈，上游不能接收或產生的二次污染交由下游企業處理。讓危險廢物在不同種類處置設施之間形成內循環，達到最佳危險廢物無害化處置的目標 [4] ；從二氧化碳減排的宏觀戰略角度考慮，評估水泥窯協同處置固廢對二氧化碳減排的貢獻，制定相應的碳排放激勵機制與評估制度， 在條件允許的時候開始碳交易試點示范，為落實我國碳減排的國際義務和責任做好基礎研究。

　　3.4 把控環境風險和水泥產品質量建議科技部門設立研究課題 , 鼓勵科研單位、高校和水泥企業開展含低劑量重金屬的水泥產品的環境風險研究。重點研究含重金屬固廢協同處置的水泥產品在大時間跨度下重金屬浸出的環境風險和人體長期暴露于該類產品下的健康風險，并根據研究結果，提出針對性的管理措施。最終建立含重金屬廢物協同處置水泥產品的質量分級制度，明確其適用范圍。

　　3.5 加強示范工程建設，提高認知水平大部分公眾對水泥窯協同處置固廢過程中的污染物控制和風險控制關鍵環節和管理重點缺乏了解，導致對協同處置技術和協同處置的水泥產品產生抵觸心理，影響了協同處置水泥產品的市場占有份額。通過建立示范工程，積極推廣水泥窯協同處置固廢技術，提高公眾對協同處置技術的認知水平，促進該技術的健康發展。也可以通過當前互聯網媒體和傳統媒體，營造一個好的協同處置水泥產品推廣應用環境。

　　4 結論

　　水泥窯協同處置固廢是發展綠色建材、新型建材的重要方向之一，也是水泥工業可持續發展的重要途徑之一。但該技術在我國尚處于發展期，與發達國家的協同處置技術還存在較大差距。該技術在我國的發展過程中，盡管存在燃料替代率低、大量重金屬進入水泥產品、固廢預處理技術水平較低、垃圾分類制度不健全、發展建設規劃未出臺和激勵政策的缺失等問題， 但隨著我國經濟技術的持續進步、頂層制度設計的不斷完善和公眾認知水平的逐步提高，水泥窯協同處置技術必將會在我國得到廣泛應用。