試析水泥窯協同處置危險廢物的處理

　　一、國內外研究及應用進展

　　采用水洗預處理能夠有效去除垃圾焚燒飛灰中的氯離子、堿金屬，也可以有效解決飛灰對水泥窯可能帶來的結皮堵塞、腐蝕和產品質量問題。摻燒15%含砷污泥熟料的主要礦物相沒有太大變化，其抗折和抗壓實驗結果與參照對比的水泥相似，也符合國家標準。水泥生料對Pb、Cd、As的吸附冷凝量隨時間的增加而增加，隨溫度的升高而降低。水泥窯煅燒對As、Pb、Zn的化學穩定效果優于水泥固化穩定化,對于Cr則是水泥固化穩定化的化學穩定效果更好。多環芳烴類(PAHs)污染土經過600℃高溫處理后，除少量菲殘留外，其余有機物基本無殘留。協同處置持久性有機污染物(POPs)污染土壤的試驗表明SO 2、NO x、HCl、Hg、As、Ni、Pb、粉塵、二噁英的排放量均低于相應大氣污染物排放要求限制,水泥熟料的化學成分滿足相關規定,熟料產品質量達到相關標準。

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　　二、水泥窯協同處置危險廢物技術特點

　　水泥窯協同處置危險廢物具有環境無害化、處置危險廢物能力強等特點，利用現有的水泥窯設施開展水泥窯協同處置危險廢物，有其獨特優勢：

　　1.無害化處置效果好

　　停留時間長，水泥窯燃燒過程充分，焚燒狀態易于穩定，有機物徹底分解，重金屬有效固熔，有效抑制二噁英的形成、降低有毒有害物質的排放，環保優勢明顯。

　　2.資源化利用程度高

　　廢物可部分替代水泥生產使用的原燃料；可實現固體廢棄物的資源化與再生化處理，生產過程協同資源化處理，成本較低，水泥窯協同處置單位投資額僅為新建/擴建專業焚燒爐的1/3左右，運營成本也顯著低于專業焚燒爐，成本優勢顯著。

　　3.焚燒空間大

　　大空間的水泥窯焚燒的應用充分保障了大量危險廢物得到有效處置，還可以使危險廢物在焚燒過程中始終保持穩定；焚燒溫度高，一些難以分解的穩定有機物也會得到完全的分解處置，高溫條件下，能使危險廢物中的重金屬固化并穩定留存于礦物燃料中。

　　三、水泥窯協同處置危險廢物的處理技術

　　1.綜合利用（資源化）

　　理論上，綜合利用技術可以分為能源替代技術、物理化學處理技術、物質分離與回收技術、材料回收和土地還原技術等。目前，國內危險廢物的綜合利用主要集中于金屬、廢有機溶劑、廢酸廢堿、廢油、電子廢物等方面的回收利用，主要使用的是物理化學處理技術以及物質分離與回收技術，典型的有清洗、干燥、破碎、分選、中和、絮凝沉淀、氧化還原、結晶、燒結、熱解、蒸餾、吸附、生物處理、磁選/電選等工藝手段。以廢溶劑和廢礦物油為例，廢溶劑的回收利用主要包括吸附、吸收、冷凝、分離和提純等工藝；廢礦物油的再生則分為3類：凈化（沉降、離心、過濾和絮凝等工藝），精制（化學精制和吸附精制等工藝），煉制（以蒸餾工藝為主）。

　　2.預處理

　　危險廢物具有腐蝕性、毒性、易燃性、反應性或者感染性等特性，預處理即通過物理、化學、生物、固化等技術對不可綜合利用的危險廢物進行無害化和減量化處置。

　　（1）生物處理

　　生物處理是利用微生物、動物和植物的新陳代謝對危險廢物中含有的有機物質進行降解處理，主要局限于處理有機廢液和廢水。相比較于其他預處理方法，生物處理在對危險廢物降解處理的同時，還能一定程度上實現資源化回收，主要體現在產沼氣、產肥料等方面。生物處理的缺點在于處理周期長，穩定性差，處理過程中有污染物擴散到環境土壤和水體中的風險，需要做好過程的詳細記錄和控制管理。

　　（2）固態半固態危險廢物協同處置的預處理

　　①揮發性危險廢物協同處置的預處理

　　揮發性固態、半固態危險廢物經密閉罐車輸送至密閉式儲存區，計量后（若粒徑較大不滿足焚燒要求則先進行破碎、粉碎）通過密閉輸送設備送入水泥窯窯尾，經高溫焚燒處理去除有毒污染物，有用成分最終成為水泥熟料。

　　②非揮發性危險廢物協同處置的預處理

　　非揮發性危險廢物根據其性質又可分為3類：可替代水泥產生線燃料類、可替代水泥生產線原料類以及不可替代原燃料類。可替代水泥產生線燃料類的危險廢物首先經粉碎，然后通過卸料裝置提升和計量設備計量后經密閉輸送設備送入水泥窯窯頭燃燒。可替代原料類的危險廢物通過卸料裝置和計量設備后經密閉輸送設備送入生料磨，粉磨后與其他生料一起送入窯內焚燒。為滿足存儲及工藝要求，又不對水泥生產產生明顯不利影響，入磨粉磨的非揮發性可替代原料類危險廢物要求含水率需低于一定限度（大約40%），否則需加入適宜的低含水率固態危險廢物進行調和，調和到滿足要求的含水率后再進生料磨粉磨。不可替代原燃料類的危險廢物首先經破碎、粉碎，然后加入其它適宜的同類危險廢物或者液態危險廢物，以調整其水分含量和可塑性，調和后的危險廢物形成含水量約為60%的膏狀混合物，計量后通過密封輸送設備送至水泥窯窯尾進行高溫焚燒。

　　（3）廢有機溶劑、廢礦物油預處理

　　廢有機溶劑、廢礦物油熱值較高、含水率低，入窯前，需對其性質進行分析，主要包括分析粘度、低位熱值、pH值、有機成分等性質。對于廢有機溶劑、廢礦物油液體廢物的輸送，通過耐腐蝕耐有機溶劑的密封容器和輸送泵的輸送方式從儲存庫至預處理設施，通常采用的預處理方式為攪拌、混合、配伍和中和，以保證液態廢物中的污染物濃度始終處于適當的范圍內。廢有機溶劑、廢礦物油通常不含有對水泥生產有害的元素成分，可用作水泥窯協同處置替代燃料，這些替代燃料一般不會對分解爐的氣流的停留時間有額外的要求，采用正常的操作方式能滿足廢棄物的處置利用。廢礦物油和有機廢液作為替代燃料，可從主燃燒器投加，在投加時，需要控制通過泵力輸送投加的液態廢物不應含有沉淀物，避免燃燒器噴嘴堵塞。

　　（4）液態危險廢物協同處置的預處理

　　危險廢物中的廢酸、廢堿、廢溶劑、廢催化劑、廢吸收劑以及廢油等均屬于液態危險廢物，根據國內已有水泥窯協同處置危險廢物的實際運行案例以及國內外研究結果，水泥窯協同處置液態危險廢物時一般包括以下幾種預處理方法：

　　①直接替代部分燃料。對于廢有機溶劑、廢油等熱值較高、含水率低，不含對水泥生產有害的成分時，一般采取過濾后直接泵入水泥窯窯頭助燃替代部分水泥生產線所需燃料的方式。對于該類液態危險廢物，僅需分析其性質，計量后采取過濾的預處理方法即可。

　　②幾種液態危險廢物混合后與固態、半固態危險廢物攪拌呈膏狀再送入水泥窯。在確保沒有不良反應及其他廢物產生的情況下對幾種液態危險廢物進行混合、攪拌，使最終調配后的廢液除了具有適量的熱值外，廢液酸堿度適宜，調配后的廢液再與固態、半固態危險廢物進行攪拌混合調質（在確保沒有不良反應產生的情況下），最后送入水泥窯進行焚燒處置。

　　結語

　　總之，水泥窯協同處置危險廢物能夠有效解決危險廢物的處理問題，達到可回收利用的目的。具體在處置過程中，首先對預處置的危險廢物進行分類管理，然后進行預處理，如壓縮、分割、粉碎處理，并將這些預處理好的危險廢物送入高溫爐內進行煅燒，最后將煅燒后的廢物進行回收利用或者當作其他工業生產原料加以利用。