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    水泥窯協同處置廢棄物對環境的影響怎樣

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    水泥窯協同處置廢棄物,從宏觀政策層面而言,已經得到國家的明確支持。國家發改委也在日前表示,將研究落實 “利用水泥窯協同處理垃圾廢棄物”投資、價格、財稅和金融等方面的政策。然而,業內對協同處置依然熱議不斷。我們在此以作者高長明的文章討論為本,來互相交流這樣的課題。

    作為我國新發生的一些技術項目,尤其是涉及環保方面的,因為沒有太多真實的長期的數據可供分析,因此,出現熱議也是理所當然的。只是在項目建設 前,如果能有系統的嚴謹的設計,或者有效的數據分析,則能更好地為整個項目的運行實施提供極大的前瞻性的幫助。因此,或許本文作者的觀點不一定百分之百的 正確,但作為主要話題來探討,也是非常有意義的。本期報道反映截然不同的兩方觀點,希望引發業界更深入的探討,以便推動協同處置科學規范發展。

    國標和規范基本覆蓋了水泥窯協同處置固廢有關環境安全、排放標準、設計技術規范,以及固廢的取樣、性能特性檢測試驗方法等各方面的問題,內容比較齊全完善,技術水平較高,指導性強,利于實施和監管按照較理想情況預測,2020年水泥工業每年協同處置垃圾約2000萬噸,大致占垃圾總量的10%左右,其余的90%仍須發電和其他方式來處理,不會改變垃圾發電為主的狀況圍繞水泥窯協同處置垃圾,近來眾說紛紜,莫衷一是。水泥行業內部也有一些不同的看法。為此,筆者基于掌握的有關資料與信息,對各種疑慮作一釋疑和答辯,供社會各界參考,歡迎指正。

    疑慮一:水泥窯協同處置垃圾,其廢氣與重金屬排放能達到怎樣的排放標準?水泥中重金屬的浸析是否超標,對環境安全有無影響?

    由權威性第三方對各種污染物的排放濃度進行了實際檢測,結果顯示都達到歐盟標準要求。大量試驗表明,重金屬固化率高,對環境安全無影響1990年~2010年,全世界水泥工業的400多臺水泥窯,累計協同焚燒了各種可燃廢棄物共計約2.5億噸。水泥窯燒廢棄物,其對化石燃料的熱能替代率≥25%的情況下,由權威性第三方對各種污染物的排放濃度進行了實際檢測。

    共計檢測次數為:二惡英/呋喃3000多次,重金屬8000多次,HCl、SO2、NOx、HF、TOC、粉塵等兩萬多次,熟料中重金屬兩萬多次,熟料中重金屬的浸析率1.2萬多次。所有的檢測數據幾乎100%達到歐盟標準要求。

    據此,挪威科學與工業研究基金會撰寫提出了《有關水泥工業POPs的監測綜合報告》,即著名的SINTEF報告,并得到聯合國環境規劃署的認同。報告的主要結論如下:

    1、水泥窯協同燒可燃廢棄物時,其廢氣中的二惡英/呋喃的排放絕大多數為<0.02ngTEQ/Nm3,遠低于歐盟2000/76/EC指令規定的<0.1ngTEQ/Nm3標準。

    2、廢棄物中可能帶入水泥窯系統中的二惡英等在水泥熟料煅燒過程中99.999%都被高溫分解,焚毀去除。

    3、廢棄物中可能帶入水泥窯系統中的各種重金屬95%以上均被固化在熟料礦物的晶體結構中或水泥水化產物中,形成不溶解的礦物質,其在水泥砂漿或混凝土結構中的浸析率均<1.0%,可以保障環境安全。

    至于水泥中重金屬浸析的環境安全問題,中材國際南京水泥工業設計研究院做了大量研究試驗,證實在實際生產中垃圾帶入水泥中的額外重金屬極其少量,對含有8種重金屬的膠砂試塊進行浸析率檢測后,其值均<1×10-5cm/d,浸泡180天后,其重金屬固化率均>99%。低于《地表水環境質量標準》(GB3838-2002)中關于II類地表水的限值,不會對環境安全造成危害,結論與SINTEF報告吻合。

    事實上,我國近20臺水泥窯協同燒垃圾已分別有1年~5年之久,從未發生過擾民事件。海螺、金隅、中材、華新等公司旗下從事燒垃圾的水泥企業一直都受到近鄰公眾接納。

    疑慮二:協同處置會不會影響水泥質量?

    檢測結果表明,協同處置對水泥質量沒有任何影響全國近20臺協同處置垃圾的水泥窯,每年生產熟料約1000萬噸,折合成水泥近1600萬噸。如果這些水泥的質量真有問題的話,那么首先在其附近的水泥市場上早就應該暴露出來。而實際上這種事情卻從未發生。

    在海螺、金隅、中材溧陽、華新等有關水泥廠的生產臺賬與水泥質量檢測記錄報表中,也從未發現過有水泥質量下降甚至波動的記載,出廠水泥始終保持國內一流水平。

    大連市環境科學研究院,對大連市4家燒廢棄物的水泥廠生產的水泥質量進行了全面系統的對比,檢測結果同樣證明水泥窯協同處置廢棄物對水泥質量沒有任何影響(詳見新世紀水泥導報2014年第5期)。

    疑慮三:對水泥窯的操作運行有無不利影響?

    垃圾中可能帶入的揮發性成分不會成為協同處置的技術障礙,水泥工業企業可以妥善解決問題我國垃圾中氯離子含量較高。這種高揮發性成分在水泥窯系 統中會循環積累,形成堵塞有礙窯的正常運行。針對這一問題水泥企業完全可以調整配料方案,改變窯操作參數,或必要時采取旁路放風等措施有把握地妥善解決問 題。

      這都是水泥工業早已掌握的成熟技術。垃圾中可能帶入的K2O,Na2O,Cl-,S等揮發性成分也不會成為水泥窯協同處置垃圾的技術障礙,因為這些都是水泥工業本職范圍內可以早日妥善解決的問題。

    水泥窯的熱效率高于發電效率,其節煤意義不可小覷一臺5000t/d水泥窯協同處置垃圾300t/d~400t/d,可替代標煤約30t/d~60t/d不等,視水泥窯所采用的垃圾焚燒方式與裝備配置的不同而異。與那些處理1000t/d或更多的垃圾電廠相比,其處置量雖然較少,但是與為數眾多的簡易型中小型垃圾電廠相比,卻不分伯仲。我認為這樣的規模應該同樣可以接受。

    至于替代煤量,因為水泥窯的熱效率高于發電效率,在相同的垃圾焚燒300t/d的條件下,平均的標煤替代量前者為30t/d~60t/d,后者只是30t/d。亦即噸垃圾的平均標煤當量前者為0.1噸~0.2噸,后者僅為0.1噸。說明垃圾中熱能的有效回收利用率前者為后者的1~2倍,其節煤意義不可小覷。

    疑慮五:水泥窯燒垃圾的技術和裝備尚不夠成熟,有關環保等標準還不夠完善,是否值得推廣?

    標準和規范內容比較齊全完善,技術水平較高,指導性強,利于實施和監管我國水泥工業對協同處置廢棄物(包括垃圾)的探索研究試驗已有10多年的歷程,直到2010年左右才開始陸續建設投產了10余臺燒垃圾的水泥窯。有關的垃圾預處理與燃燒系統經過不斷改進,逐步定型化,至今均已生產正常,環保指標均已達到國標要求。應該說,在環保與技術裝備等方面基本上已達到成熟可靠的水平。

    至于有關標準,截至目前,已批準實施的有國標和規范4項,分別是《水泥窯協同處置工業廢物設計規范》(GB50634-2010)、《水泥窯協同處置污泥工程設計規范》(GB50757-2012)、《水泥窯協同處置固體廢物污染控制標準》(GB30485-2013)、《水泥窯協同處置固體廢物環境保護技術規范》(HJ662-2013)。還有即將實施的《水泥窯協同處置固體廢物技術規范》(GB30760-2014)和最新修訂版《水泥工業大氣污染物排放標準》(GB4915-2013)。

    另外還制定了有關固廢取樣、分析、檢測試驗方法等4項國標,再輔以《危險廢物焚燒污染控制標準》(GB18484-2001)和《危險廢棄物集中焚燒處置設施運行監督管理技術規范(試行)》(HJ515-2009)等。

    以上國標和規范基本覆蓋了水泥窯協同處置固廢有關環境安全、排放標準、設計技術規范,以及固廢的取樣、性能特性檢測試驗方法等各方面的問題,內容比較齊全完善,技術水平較高,指導性強,利于實施和監管。

    疑慮六:水泥工業是否會將垃圾發電取而代之?

    水泥工業的替代燃料按熱能計,垃圾最多不超過15%,不會改變垃圾發電為主的狀況水泥工業可采用的替代燃料品種及來源繁多,垃圾只是其中接近最低質的一種。參照發達國家的經驗,水泥工業的替代燃料按熱能計,垃圾大都占10%以下,最多不超過15%。否則就會影響到整個水泥工業運行的經濟效益狀況。

    鑒于現今我國“垃圾圍城”十分嚴重,因此我們首先把注意力集中到垃圾,近期可以適當集中地多燒一些垃圾,但中長期規劃而言,水泥工業根本就沒打算喧賓奪主地試圖取垃圾發電而代之。因為這樣做是不科學的。

    按照較理想情況預測,2020年水泥工業每年協同處置垃圾約2000萬噸,大致占垃圾總量的10%左右,其余的90%仍須用發電和其他方式來處理,不會改變垃圾發電為主的狀況。

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