水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)及推廣應(yīng)用

楊占龍

（華潤(rùn)水泥（鶴慶）有限公司， 云南 大理 671502）

0 前言

據(jù)資料顯示，國(guó)內(nèi)城市垃圾無(wú)害化處理能力僅僅只有 34、89%，而國(guó)內(nèi)城市垃圾堆存量目前已經(jīng)來(lái)到了70億噸，其占用我國(guó)土地5億平方米。數(shù)量如此驚人的城市垃圾讓多座城市飽受城市污染問(wèn)題，嚴(yán)重影響著人們的身體健康。當(dāng)前國(guó)內(nèi)常用垃圾處理方式包括焚燒、填埋，而這些方式實(shí)際上卻會(huì)造成更多的危險(xiǎn)廢棄物，故許多發(fā)達(dá)國(guó)家早已禁止使用這一思路。水泥窯則不同，水泥窯是一種能夠徹底清除垃圾且安全可靠的技術(shù)。該技術(shù)能夠提高城市環(huán)保水平，實(shí)現(xiàn)城市經(jīng)濟(jì)與環(huán)境的平衡發(fā)展。

1 城市生活垃圾情況

1.1 垃圾成分

當(dāng)前國(guó)內(nèi)所用的生活垃圾收集方法為混合收集，雖然很多城市的垃圾桶有標(biāo)明可回收垃圾與不可回收垃圾，可是其效果卻并不盡如人意。在城市進(jìn)一步發(fā)展的過(guò)程中，尤其是城市人口數(shù)量的快速增長(zhǎng)，不論是垃圾成分、種類(lèi)還是數(shù)量都獲得了急劇的變化與增長(zhǎng)。據(jù)了解當(dāng)前國(guó)內(nèi)城市垃圾中，生活垃圾無(wú)機(jī)成分可達(dá)50%，其中包括大量的石塊、廢棄磚瓦、灰土。而有機(jī)成分則為 38%，其中包括大量的廚房垃圾。可供回收的廢棄品也就是金屬、玻璃、橡膠、塑料、紙只有9%[1]。除此之外城市垃圾大多還有著比較高的含水量，該數(shù)字通常為 63%左右，尤其是夏季。很多城市垃圾中 Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、Cr、As的含量都不高，這些元素來(lái)自于廢棄的電池、家電。這些重金屬以混合物、單質(zhì)形式存留在生活垃圾當(dāng)中。

1.2 垃圾分類(lèi)

結(jié)合水泥窯城市垃圾處理要求，垃圾需要現(xiàn)分為下述四大種類(lèi)包括：第一種橡膠、織物、樹(shù)枝、紙張、塑料這些輕質(zhì)可燃物。第二種由廚房生產(chǎn)帶來(lái)的各種動(dòng)物內(nèi)臟、剩飯剩菜有機(jī)物，這些有機(jī)物可以在低溫烘干、發(fā)酵抑制的過(guò)程中變?yōu)槿剂稀⒃虾蠛侠硎褂谩５谌?lèi)由廢砼、陶瓷、玻璃、磚瓦、石塊、渣土等材質(zhì)組成的無(wú)機(jī)物，如果這類(lèi)混合物中出現(xiàn)了金屬物質(zhì)，則要進(jìn)一步單獨(dú)劃分與回收。第四類(lèi)滲濾液在廢水系統(tǒng)處理以后，如果水質(zhì)指標(biāo)能夠達(dá)到相應(yīng)規(guī)定，則這類(lèi)廢水將用于灌溉與直接排放。

2 水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)

2.1 海螺CKK系統(tǒng)

該系統(tǒng)為日本川崎與海螺集團(tuán)共同研發(fā)而成，是一種氣化爐與新型干法窯組成的垃圾處理技術(shù)。在垃圾被運(yùn)送到指定位置以后進(jìn)行稱(chēng)重，隨后將這些垃圾倒入垃圾坑充分破碎攪拌，最后投入氣化爐。這些生活垃圾在氣化爐高達(dá) 500攝氏度的環(huán)境下，和流化沙充分的混合并沸騰[2]。這其中的一部分垃圾會(huì)因?yàn)槿鄙僮銐虻难鯕馊紵詴?huì)自行產(chǎn)生熱量維持溫度，而其他垃圾則在氣化反應(yīng)中變成氣化煙氣，煙氣將到達(dá)分解爐繼續(xù)燃燒。煙氣可燃?xì)怏w可以被用作替代燃料。此外煙氣中存在的諸如二惡英等物質(zhì)將會(huì)在高溫環(huán)境下充分分解與固化，真正意義上實(shí)現(xiàn)無(wú)害化與徹底消除。最后垃圾坑中將會(huì)產(chǎn)生一定量的臭氣與滲濾液，這些廢棄物將會(huì)進(jìn)入氣化爐充分焚燒，并從氣化爐底部完成垃圾灰渣的排出。使用水冷設(shè)備控制氣化爐溫度，從而分理處包括鋁、鐵等金屬物質(zhì)，剩下的物質(zhì)就是無(wú)機(jī)物灰渣，這些灰渣可以用于水泥生產(chǎn)。

2.2 華新HWT技術(shù)

該技術(shù)是華新公司以豪瑞集團(tuán)廢物處理經(jīng)驗(yàn)結(jié)合國(guó)內(nèi)垃圾特征研發(fā)的水泥窯廢物處理技術(shù)。首先垃圾會(huì)被運(yùn)輸車(chē)送到預(yù)處理廠，隨后進(jìn)一步破碎垃圾，將其送入干化期。一般來(lái)說(shuō)干化期市建委15至18d，實(shí)現(xiàn)含水率的控制[3]。結(jié)束干化后，將這些垃圾送入分選車(chē)間，挑選出可燃物、有機(jī)質(zhì)作為燃料送入分解爐，從分解爐中選出磚瓦碎塊、灰渣等作為水泥生產(chǎn)原料。該過(guò)程出現(xiàn)的所有滲濾液將直接用焚燒處理的方式解決。

2.3 中材國(guó)際技術(shù)

在長(zhǎng)達(dá)10年的研發(fā)時(shí)間中，中材國(guó)際開(kāi)發(fā)出了新型干法水泥窯城市垃圾處理系統(tǒng)，其包括水泥生產(chǎn)與預(yù)處理兩部分內(nèi)容。首先將垃圾送入處理區(qū)域并做分選處理，隨后從中挑選出可燃物包括紙片、橡膠、塑料，再挑出不可燃物包括廚房垃圾、無(wú)機(jī)物。這兩種物質(zhì)將會(huì)送到水泥廠。在經(jīng)過(guò)壓縮脫水工序后，可燃物作為燃料送入分解爐，而不可燃物則參與水泥原料的配置過(guò)程，送入原料磨粉磨，該過(guò)程出現(xiàn)的污水、臭氣會(huì)在處理系統(tǒng)處理后送入對(duì)應(yīng)的環(huán)境。

從上述結(jié)果可以看出，三者在技術(shù)路線上有著比較大的區(qū)別，海螺 CKK采用氣化爐預(yù)處理垃圾，其產(chǎn)生的廢渣與可燃?xì)鈱⒊蔀樗嗌a(chǎn)原料與替代燃料。華新HWT技術(shù)需要先脫水干化垃圾，隨后選出不可燃物與可燃物，作為水泥生產(chǎn)原料與替代燃料。中材國(guó)際直接分處不可燃物與可燃物，隨后投入生料磨與分解爐作為原料與燃料。不同技術(shù)有著不同的特色。海螺 CKK并沒(méi)有配備滲濾液與臭氣處理系統(tǒng)，而這最后都會(huì)送入水泥窯。在處理較大數(shù)量的垃圾時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)很有可能會(huì)遇到生產(chǎn)不穩(wěn)定的問(wèn)題。華新HWT有臭氣處理系統(tǒng)，滲濾液會(huì)送回水泥窯中處理。中材國(guó)際同樣配備了滲濾液與臭氣處理系統(tǒng)，可以有效提高垃圾處理能力與接納量。

3 技術(shù)要點(diǎn)

3.1 含水量

對(duì)水泥質(zhì)量與垃圾利用率來(lái)說(shuō)，含水量是需要重點(diǎn)關(guān)注的因素，不同季節(jié)、不同材料的垃圾有著不同的含水量。通常情況下，多雨季節(jié)情況下，垃圾都會(huì)有比較高的含水量，一般為 70%甚至更高。為了確保水泥質(zhì)量達(dá)標(biāo)就必須做好垃圾含水量控制。在控制與處理含水量的過(guò)程中，需要結(jié)合水泥窯對(duì)余熱的利用情況。結(jié)合資料與實(shí)踐結(jié)果表明，在含水量為 30%以?xún)?nèi)的情況下，水泥窯生產(chǎn)質(zhì)量將會(huì)達(dá)到最高。所以如果出現(xiàn)較高的垃圾含水量，就必須先行處理垃圾含水問(wèn)題，做脫水工作，控制器含水量范圍。

3.2 重金屬

在城市垃圾中重金屬實(shí)際上是必然會(huì)出現(xiàn)的成分，是一種很難控制的要素。結(jié)合資料與研究得之，在面對(duì)進(jìn)料量限制的情況下，重金屬進(jìn)料量實(shí)際上并不會(huì)影響到尾氣、熟料、窯灰。此外垃圾重金屬和添加廢物也不會(huì)出現(xiàn)任何關(guān)系。重金屬在水泥的包裹下能夠有效提高熟料強(qiáng)度，并降低熟料成品所需溫度，實(shí)現(xiàn)燃料節(jié)約控制的目的。水泥性能與生活垃圾重金屬含量實(shí)際上并無(wú)關(guān)系。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)就是垃圾中的重金屬并不會(huì)影響到水泥性能。在生產(chǎn)水泥的過(guò)程中無(wú)需考慮這些重金屬要素。

3.3 鉀硫氯

鉀硫氯等元素都會(huì)影響到水泥窯系統(tǒng)與預(yù)處理系統(tǒng)正常運(yùn)行，是導(dǎo)致水泥窯、預(yù)處理等系統(tǒng)堵塞的根本原因。所以應(yīng)用水泥窯處理城市垃圾的過(guò)程中，需要認(rèn)真處理這些干擾要素。假設(shè)高溫情況下不能徹底解決這些問(wèn)題，那么在時(shí)間的推移過(guò)程中，系統(tǒng)就會(huì)出現(xiàn)堵塞的情況，甚至影響到系統(tǒng)正常工作。硫等元素非常容易會(huì)發(fā)，需使用放風(fēng)技術(shù)處理。而硫這種元素不易揮發(fā)，所以不能使用放風(fēng)技術(shù)，必須做好硫量控制。此外為減少上述因素對(duì)水泥窯的侵蝕，還要處理好氯含量，保障垃圾利用率與水泥性能。

4 結(jié)語(yǔ)

水泥生產(chǎn)與垃圾處理的結(jié)合不僅符合節(jié)能環(huán)保要求，同時(shí)也順應(yīng)了時(shí)代建設(shè)的選擇。本文通過(guò)分析城市垃圾成分、分類(lèi)簡(jiǎn)述了城市垃圾現(xiàn)狀。并通過(guò)敘述三種比較常見(jiàn)的水泥窯技術(shù)，提出了對(duì)水泥窯技術(shù)處理垃圾的看法。最后重點(diǎn)討論了處理的主要對(duì)象與技術(shù)因素，希望能夠幫助更多人了解這項(xiàng)技術(shù)，共創(chuàng)美好和諧藍(lán)天。