水泥混凝土工業是全社會循環經濟的重要成員

高長明

一 循環經濟給水泥混凝土工業提供了“才盡其用”的契機

2009年1月1日我國正式實施《循環經濟促進法》，中央政府開始強力推進循環經濟的全面發展，為把我國建設成一個節約資源能源、環境友好、經濟發展的人與自然可持續地和諧發展的社會而努力。

歷史和現實的經驗教訓是深刻甚至慘痛的，在我國各行各業取得迅猛增長、正在世界上崛起的今天，更要牢記吸取教訓。否則，這樣的“崛起”就可能最終被日積月累的瀚海般的“廢棄物”所埋葬，這並非危言聳聽。

水泥混凝土工業是現代重化工業體系中的一員，因其產品價格較低廉，所創造的經濟價值不大，所以在整個重化工業中歷來就處于比較次要的位置。相對于世界發達國家，這種情況在我國尤為明顯。加之以“土“著稱的小立窯畸形地在我國大肆發展了半個多世紀，致使在我國近兩三代人的經歷和記憶里，大多數人對水泥工業的印象是相當負面的，這主要是水泥工業自身的實際表現造成的，我們應該承認這個事實。經過20多年來的努力改進，雖然我國現今水泥工業的總體形象已大為改觀，花園型水泥廠林立，但仍難免有不少公眾因慣性思維而對水泥混凝土工業持有側目與不屑之感。對此我們同樣應該深刻反思與理解。

研究分析國內外水泥工業發展的歷史與經驗，筆者認為，循環經濟的推廣和深入進行，為我國水泥工業提供了“才盡其用、將功補過”的機遇，也是我國水泥工業由重化工型升級提高為綠色環保型的轉機。

二 水泥混凝土工業的固有特長及其利廢功能優勢

熟料在窯系統內的煆燒溫度高達1500℃, 物料在窯系統中的停留時間長達20多分鐘，氣體的停留時間10秒左右。任何廢棄物中可能含有的無機或有機的毒性物質，在上述條件下都將徹底分解或熔融而消除干凈，確保環境安全。

2002年德國科技部、環保局和工業部聯合向世界通報，該國水泥工業率先在其整個重化工業系統中進入了綠色工業和環境友好型工業的行列。實際上，這也是水泥工業擔當（協助）消納處置全社會廢棄物重任的必要條件，“打鐵還須自身硬”嘛。現今許多發達國家的水泥工業都已達到這個條件了。我國位列前10～20名水泥集團的大型水泥廠亦然。

根據現今科技發展應用趨勢的預測，國內外大多數學者認為，水泥混凝土在今后相當長時期(50～100年)內,仍是一種難以被替代的經濟實用的大宗建筑材料，故其“有效服務期”很長久。

粘土質和石灰質的廢棄物水泥工業可以利用其中的鈣硅鋁鐵等元素用作生產熟料的替代原料，例如電石渣、赤泥、礦渣、爐渣、粉煤灰等。

水泥工業對各種含有可燃物質的廢棄物，用作其替代燃料的適應性很強，幾乎涵蓋所有的可燃廢棄物（除核廢料、電子類廢料外），適用范圍很廣闊。

單臺水泥窯的生產能力很大，例如日產熟料4000噸的窯，相當于每24小時喂入窯內的生料和煤粉共計7500噸左右；窯內熱力強度很高、熱容量很大，對額外物料可能引起的物流、氣流、溫度、壓力等各種操作參數波動沖擊的承受抵抗能力很強，整個系統很穩定。每天協同處置數百噸一般廢棄物對熟料質量性能毫無影響，也無礙窯的正常生產。

礦渣、鋼渣、冶煉渣、粉煤灰、燒頁巖、……都可以直接用作水泥混合材，經深加工后還能替代部分熟料，潛力可期。

構筑物建設中和拆除后所產生的建筑垃圾與渣土，經破碎篩分后能回收得到各種粒級的碎石和砂粒，可用作混凝土的骨料和砂石，循環利用。

相對于水資源經濟社會生態復合系統，水資源子系統自身又涉及供水、用水等多個子系統，見圖2。其中，通過供水和用水的動態變化，實現水資源供需平衡是區域水資源系統的核心，而有效地調控措施成為連接各部分的重要紐帶。

水泥混凝土的產量和消費量很大，在重化工業中首屈一指，對全社會廢棄物的消納處置循環利用的能力特強，可謂“胃口”很好又很大，什么都“吃”，還“吃”得不少，正符合循環經濟之需。

可利用水泥廠現成的生產裝備協同處置棄廢物，同時照樣生產熟料，一舉兩得；除需要增設若干廢棄物預處理設施外，無需象垃圾焚燒（發電）那樣新建整個工廠，投資省、占地少、工期短、見效快。更重要的是我國現有垃圾電廠每年產生的數百萬噸毒性飛灰和爐渣還必須深埋或再處理，既耗費資金和土地，又難免二次污染之隱患。

因為偶遇水泥原燃料中含有過多的鉀鈉氯硫等對窯生產操作不利的成分，1990年前后研發并實際生產應用了水泥窯旁路放風技術。實際上這種必須放風的情況很少，即使在水泥窯協同處置大量廢棄物的今天，必須采取旁路放風措施也不多，全球估計6%左右，我國還不及1/40。

雖然，我國水泥廠旁路窯灰的數量只有垃圾電廠飛灰的百分之幾（估計約3%），其毒性也遠沒有飛灰那么嚴重，但其多少具有二次污染之缺陷是存在的，同樣需要消除。值得報告的是，德國A TEC公司研發的新型旁路窯灰處置系統，在斯洛伐克國原豪瑞（Holcim）水泥集團所屬的Rohoznik水泥廠的一臺日產熟料2300噸的預分解窯上經過長期生產實踐檢驗，2015年10月發布成果稱，已經獲得可以推入市場的滿意結果。該系統采取并不是很復雜的技術裝備，可將旁路窯灰全部轉化成初級鉀肥和化工原料氯化鈉,變廢物為有用之物，而且沒有殘渣。最近，2017年3月，另一家德國公司——BHSSONTHOFEN GMBH 宣布，其研發的集成式全套小型高效洗濾裝置，同樣在Rohoznik廠獲得生產試驗成功，可將所有旁路窯灰洗濾后全部返回窯內用作水泥生料，沒有殘渣，但每天有約20噸含氯（堿）的濾液需要處置。因一般單窯旁路窯灰量每天約50～70噸，該洗濾裝置的產能足以滿足現實需求，所以旁路窯灰問題已接近妥善解決。這樣，對行業外有些人士特別關注的所謂“水泥窯旁路窯灰汚染”問題，也有了一個令人不必擔憂的答復。

應該強調指出，以上所述內容的每一項都是確鑿的亊實。關于水泥窯協同處置城市垃圾時的二惡英排放問題，業內外曾經有過疑慮和研討，這很正常。現今國內已有近40臺水泥窯燒垃圾長期生產的實測數據足以打消這種疑慮。去年國家技術政策已明確支持水泥窯協同處置廢棄物這項技術的推廣應用，現已進入正常發展的軌道，只是政府有關政策的配套措施尚待具體落實。

關于二惡英排放問題，這里有一段不大不小的插曲頗值玩味。2015年5月曾有一位行業外專家在媒體上發表了一串某水泥廠提供的二惡英排放“實測數據”，當時本人立即問詢其數據的具體出處何在？所謂的某廠是那一家水泥廠？回答是“須保密，現在不能說，以后會公布的”。但至今仍未見其公布出處，我們始終還在等待著！不料這位專家最近又在媒體上“假設推算”這種二惡英數據，好象已經忘記了還有“公布其出處”這筆欠賬尚未還清的亊實。所以，看來本人也不能再繼續等待和沉默了。無疑,各種主張和看法完全有權利表述,我們歡迎并尊重不同的或者反對的意見,愿意相互學習探討,但是都應該以實際事實為依據吧？

三 水泥混凝土工業是全社會循環經濟中的重要成員

我國水泥混凝土工業在全社會循環經濟中的表現如何，做得怎樣，發展前景和潛力有多大？筆者搜集整理了2016年水泥混凝土工業利用消納各種廢棄物，有六大類，共計11.67億噸，資源化利用率（消納率）20%；礦渣、鋼渣的消納率達67%，粉煤灰74%，脫硫石膏60%，燃煤爐渣28%，對這些廢棄物的消納率都比較高，如果需要都還有提高的潛力；但對建筑垃圾和生活垃圾的消納率太低，與其處置能力很不相稱，亟須政府技術政策的大力引導促進，詳見表1。

表1 2016年水泥混凝土工業利用消納的各種廢棄物概況（億噸）

1 工業固廢——全國產生量共計11.03億噸。其中礦渣（含少量鋼渣）5.86億噸中的3.9億噸，大部分被用作水泥混合材，少量用作混凝土摻合料.消納率67%；其他類1.36億噸中的鐵粉、電石渣、赤泥等0.6億噸被用作水泥原料，消納率39%；有色金屬冶煉廢渣的利用尚在研發中，消納率幾乎為0；工業固廢的總消納率41%。

2 熱電廠粉煤灰——全國總產出6.08億噸。其中的4.5億噸被用作水泥混合材，消納率74%。以后將粉煤灰深加工后還能替代水泥中的部分熟料，其潛力尚在研發中；同樣，礦渣亦然。

3 燃煤爐渣——全國總產出量2.96億噸。其中有0.82億噸被用作水泥原料，消納率28%，還有增長潛力。

4 工業（脫硫）副產石膏——全國總產出0.85億噸，其中有0.5億噸被用作水泥緩凝劑，消納率60%，還有增加潛力。

5 建筑垃圾——全國產出量35.5億噸，其中15.5億噸塊狀廢棄物中，只有1.32億噸被破碎篩分后用作混凝土骨料或砂粒，消納率極低，僅8.5%，與發達國家的70～90%相比,差距很大。現今有些企業對建筑垃圾資源化利用的意愿很積極，亟待政府政策促進,應大力補齊這一短板。另外20億噸渣土的處置也應提到議事日程，不宜拖延。

6 城鎮生活垃圾——全國產出量1.86億噸，其中有近6000萬噸（32%）用于焚燒發電。水泥窯用作替代燃料的不到400萬噸（小于2%），參考發達國家水泥工業的經驗數據，在全國水泥行業按總熱量計的燃料替代率達到60～70%時，必須對高中低不同熱值的廢棄物并舉，盡量開拓高中熱值廢料的采用笵圍和比例，過多依賴低熱值廢棄物對水泥企業本身是不經濟的，不可取。筆者預測我國水窯燒這種低熱值生活垃圾達到經濟平衡高位時，為每年2500萬噸左右，相當于2016年城鎮生活垃圾總量的13%，現今實際上僅為1.8%，所以還有很大的發展空間。需要說明的是，水泥行業永遠不會、也不需要與垃圾發電行業“爭搶”垃圾，垃圾發電是消納垃圾的絕對大戶，水泥行業只是適當地起一些輔助作用，這是社會資源科學配置和經濟合理的行業分工所決定的。

除上述六大類外，水泥工業同樣具有消納處理許多其他廢棄物的功能與優勢，例如：廢輪胎、石油焦、動物骨肉、油墨、化工溶劑、廢機油、秸稈、養殖場廢物、污染土、過期農藥、違規飲食品、廢舊服裝、皮革邊角殘渣、林牧漁業廢料、廢油添塗料、查沒毒品走私品；等等。其中有些可用作高熱值的替代燃料，有些可用作低碳的替代原料，或兩者兼而有之。這些正是水泥企業應大力拓展的范疇，現今我國業界對此的認識尚須普及，主動搜索、研發的積極性有待提高。

對于需要臨時性、批量處理消納的各種廢棄物，水泥廠的應變能力很強，利用已有的生產裝備系統，只要添加少量的簡單裝置即可進行處置，特別在設有熱盤爐燒廢的水泥廠更甚，幾乎無需添加設備就可馬上開工，很快就可完成任務，而且還能適應各種反復多變的廢棄物。這也是一些歐洲國家的水泥企業值得我國同行的學習之處。

金隅集團的北京昌平水泥廠已獲得焚燒20多種危廢的許可證。雖然以后燒危廢的水泥廠不會象燒垃圾的那么普遍，但是昌平廠所開拓并長期生產實踐積累的經驗是很寶貴，是對水泥工業利廢功能的重要補缺，十分必要，為今后利廢范疇的進一步拓展奠定了基礎，做出了貢獻。

綜上所述可以看出，水泥混凝土工業在全社會循環經濟體系中、在保障生態環境安全和經濟合理的前提下，可以有效地資源化利用大量的各種廢棄物。消納率除建筑垃圾和生活垃圾亟待大幅提高外，其他的都較高（～30%）或很高（～70%），而且在數量和種類上都還頗具發展潛力，這是其他重化工產業所望塵莫及的，成效顯著，不愧是循環經濟的得力干將、重要成員。

必須指出，在全社會循環經濟、各行業相互協作系統中，必須強調和堅持“誰產出廢棄物，誰負責清除”的原則。有人認為，水泥混凝土工業“本亊”很大，理應接收我的廢棄物，發揮你的利用功能。亊實上絕非如此，水泥混凝土工業根本就沒有這么大“本事”，也不是其他行業的“垃圾桶”，更沒有這樣的社會責任和義務。還有人抱怨，洽談處置垃圾焚燒飛灰時水泥廠漫天要價，是乘機“拿一手”，攫取暴利。殊不知，琉璃河水泥廠處置飛灰，北京市政府的利廢補貼是噸飛灰1500元。因為飛灰必須先經過反復洗滌過濾，清除其中毒性成分后才能用作替代原料，進入水泥窯系統；而這套洗濾裝置水泥廠是沒有的，須增建整個洗濾車間及其儲運設施，投資不少，占地不小，成本很高。當然，垃圾焚燒企業和水泥企業這樣一對一地處置飛灰是很不經濟的，并不可行，雙輸。建議幾家垃圾焚燒企業聯合，選擇適當地方共建一個飛灰洗滌站，將除毒洗凈的飛灰送到水泥廠就可直接用作替代原料，大家都能降低成本，多贏。

水泥混凝土工業雖然在循環經濟系統中發揮了較大功能，取得較明顯成效，今后更要再接再厲，開拓進取，與各行業密切協作，為全社會循環經濟的發展與提升做出應有的更大的貢獻。