國外水泥工業(yè)消納廢棄物的現(xiàn)狀(下)

韓仲琦

（上接2019年第6期）

3 國外有關“協(xié)同處置”的法律法規(guī)與標準

從20世紀80年代中開始，德國、日本、美國、瑞士和加拿大等發(fā)達國家就已經(jīng)開始利用水泥工業(yè)處置廢棄物，逐步建成了從廢棄物產生源頭到水泥廠產品出廠的質量保證體系。日本、歐盟等國家和地區(qū)利用水泥窯協(xié)同處置廢棄物的法律法規(guī)、標準較完備，對可以在水泥廠處置的廢棄物種類作了規(guī)定，并規(guī)定了在水泥廠具有不同用途（替代燃料、替代原料和混合材）的廢棄物中各種重金屬的最高含量限值，對部分重金屬還給出了其在熟料和水泥中的最高含量限值，同時也制定了焚燒危險廢棄物的水泥窯大氣污染物排放標準。

3.1 德國和歐盟的一般環(huán)境保護規(guī)定

——BImSch G德國“聯(lián)邦污染防治法”，是德國環(huán)境保護方面的基本法，1986年4月和1990年9月分別進行了兩次修訂。

——TA－Luft德國“空氣保潔技術指南”，1986年2月27日公布，同年3月1日生效，1994年3月進行了補充修訂，其中有專為水泥工業(yè)制定的指標。

——17.BImSch V德國“聯(lián)邦污染防治法”第17項實施條例，“關于廢料和類似可燃物質燃燒設備”條例，1990年11月23日公布，用于所有燃燒廢棄物的設備，1998年進行了修訂。

3.2 歐洲水泥工業(yè)關于“協(xié)同處置”的法規(guī)

表5中第1、3、4欄的法規(guī)是專為水泥工業(yè)制定的，第2、5欄適用于協(xié)同處置設備。德國水泥廠一般執(zhí)行第1欄規(guī)定，若水泥窯摻燒廢棄物，還必須執(zhí)行第2欄標準。歐盟提出水泥廠一般應遵守第3欄提出的建議指標，焚燒有害廢棄物時執(zhí)行第5欄標準。1997年4月，歐盟又制定了一個焚燒無害廢料的排放標準，有關專家據(jù)此專為水泥工業(yè)提出了一個草案，即第4欄中的規(guī)定值，不論水泥窯是否焚燒廢棄物都應遵守此規(guī)定。

德國規(guī)定，若水泥窯采用在煙道中噴NH3或尿素以降低NOx時，NH3的排放極限允許值達到日平均值≤10mg/m3，半小時的平均值≤20mg/m3。歐盟的規(guī)程中規(guī)定，燃燒廢料時，燃燒室的溫度、停留時間、氧含量等都應符合廢料燃燒設備要求，摻燒量須＞40%；德國17.BImSch V則規(guī)定摻燒量不限，但＞25%時應符合廢料燃燒設備要求。

二惡英/呋喃的檢測手段尚不完善，使用和不使用廢料還難以區(qū)分二惡英/呋喃的排放量，所以僅規(guī)定都≯0.1ngTE/m3，并以標準狀況、干基、O2含量為10%的氣體為基準。

另外，歐洲水泥協(xié)會與歐盟有關部門自1997年6月以來，一直在根據(jù)EU-規(guī)程96/61/EG研究制定減少水泥工業(yè)環(huán)境污染的BAT措施，德國制定了“水泥廠降低污染排放”的VDI-規(guī)程2094（VDI——德國工程師協(xié)會）。

3.3 歐洲對廢棄物中有害物質限量的規(guī)定

在針對用于協(xié)同處置的廢棄物中有害物質限量問題上，歐洲沒有統(tǒng)一的規(guī)定，各國根據(jù)具體情況制定本地區(qū)的限量標準。奧地利、瑞士、德國、西班牙、比利時和法國等國家都對可接受的廢棄物提出了限制要求。奧地利、瑞士和德國等國家提出了“可用于協(xié)同處置的廢棄物中各種有害物質含量”的限值要求，西班牙、比利時和法國提出了“替代燃料中各種有害物質”的限值要求，西班牙、比利時、法國和瑞士提出了對替代原料中各種有害物質的限值要求。奧地利、瑞士和德國等國家對水泥窯協(xié)同處置的可燃廢棄物中重金屬含量的要求更加嚴格一些，德國的限值最為嚴格。其中，各國對鹵素（主要是Cl）、S、PCBs和重金屬中的易揮發(fā)性元素Hg、Ti的限值要求都比較嚴格，以保證處置的安全性。瑞士對用于水泥窯協(xié)同處置的替代原料中重金屬含量的限值要求比較嚴格，明確規(guī)定了各重金屬元素的限值，而比利時和法國則更加注重替代原料中的有機有害成分，對重金屬含量沒有進行限值要求；西班牙則是對有機有害成分和重金屬中危害比較大的元素進行了限值規(guī)定。對于Cl、F、S元素，西班牙、比利時和法國對替代原料的要求比替代燃料更加嚴格；而對于重金屬元素，比利時對替代燃料的限值要求更為嚴格。另外，由于替代燃料的含水率、熱值會影響水泥窯燃料的整體品質，灰分會影響水泥熟料的成分，因此瑞典、意大利對替代燃料的熱值、含水率和灰分也進行了規(guī)定。

表5 水泥工業(yè)排放物允許極限規(guī)定值

3.4 日本有關廢棄物處置的法律法規(guī)

20世紀90年代初，日本提出了建設循環(huán)型社會，相繼制定或修訂了諸如《循環(huán)型社會形成推進基本法》、《廢棄物處理法》、《資源有效利用促進法》、《容器包裝再生利用法》、《家電再生利用法》、《建材再生利用法》和《汽車再生利用法》等。從20世紀90年代末期開始推動廢棄物分類工作，并于2000年以后建設了大量廢棄物處理設施和企業(yè)，水泥工業(yè)相繼建立了處置城市原態(tài)垃圾、垃圾焚燒灰、飛灰等協(xié)同處置的范例企業(yè)。

日本有關廢棄物處置的法律法規(guī)如下：

（1）促進循環(huán)經(jīng)濟社會發(fā)展法，包括推進循環(huán)經(jīng)濟社會發(fā)展的基本法以及基本計劃等。

（2）廢棄物處理法，包括的內容較多，在廢棄物處理一節(jié)中制訂了垃圾減量化與再利用、一般廢棄物處置的規(guī)定、產業(yè)廢棄物處置規(guī)定等。此外還有勞動安全對策、特定產業(yè)廢棄物對策、二惡英防治、下水道設施及有毒有害廢棄物輸入輸出的規(guī)定等。

（3）環(huán)境安全方面的法律規(guī)定，包括環(huán)保基本法、廢棄物最終處理的環(huán)保評價、土壤水質污染防治對策以及減少環(huán)境負荷的規(guī)定等。

（4）費用負擔與資助方面的規(guī)定，包括為防治環(huán)境風險（公害）的費用由相關單位負責，按相關的財政法規(guī)執(zhí)行等。

（5）有關環(huán)保的其他法令，包括申訴與訟訴法、新能源利用方面的法律等。在上述法規(guī)中的廢棄物處理方面，對廢棄物的定義、處置方法（含填埋、焚燒等）都進行了詳細規(guī)定，如含有金屬的產業(yè)廢棄物的判定標準、可填埋產業(yè)廢棄物的判斷標準、廢棄物焚燒方法、再生利用污泥的申請書及必要的文件、處理廢棄物時產生的惡臭、噪聲及振動的對策。

在處罰違反廢棄物管理規(guī)定的法律方面有嚴格的條文，如任何人不得隨意丟棄或焚燒處理廢棄物，不得隨意保管、收集、運輸和處置廢棄物。

4 水泥工業(yè)消納廢棄物的發(fā)展趨勢與水泥綠色化

4.1 衍生燃料的研究與發(fā)展

水泥工業(yè)協(xié)同處置廢棄物是社會消納廢棄物的一部分，因此首先要從社會層面考慮對廢棄物的分類與預處理，一方面提供給協(xié)同處置使用，另一方面將可回收或其他領域可使用的衍生燃料提供給別的領域使用，實現(xiàn)資源的循環(huán)再利用。21世紀初，美國檢查及材料協(xié)會（ASTM）開發(fā)的“廢棄物衍生燃料（RDF）”取得了很大進展，除水泥制造外還可用于干燥工程、供熱工程和發(fā)電工程等領域。另外，加拿大生物燃料Enerkem Inc.公司采用熱化學法對RDF和其他一些廢棄物進行高效氣化，制成一氧化碳和氫的復合氣體生物燃料，可供更多工業(yè)領域使用，有效減輕了社會廢棄物的處理壓力。日本也對“衍生燃料”進行了研究并在新能源方面取得了突出進展。據(jù)此分析，今后水泥產業(yè)的協(xié)同處置要密切關注衍生燃料的開發(fā)進展情況。

4.2 處置廢棄物的應用基礎研究

（1）廢棄物處置對產品質量影響和控制方法研究

主要研究的內容是：處置廢棄物后熟料的化學性能、細度、凝結時間、安定性、抗壓強度等性能是否變化或變化規(guī)律。

（2）廢棄物焚燒過程中環(huán)境風險控制技術

處置廢棄物的水泥窯廢氣排放對環(huán)境安全的風險是重要的內容，協(xié)同處置廢棄物對熟料和水泥、混凝土的影響，如強度的變化、有無毒性和長期使用的風險評估等。

4.3 《關于汞的水俁公約》

汞是一種重金屬，可在大氣中作遠距離遷移，亦可在人為排入環(huán)境后持久存在，同時有能力在各種生態(tài)系統(tǒng)中進行生物累積，能對人體健康和環(huán)境產生重大不利影響。國際社會針對管控汞問題達成高度共識，于2013年10月就具有全球法律約束力的汞文書文本內容達成一致，并將其命名為《關于汞的水俁公約》，已于2017年8月16日起生效。目前國際上共有包括我國在內的128個簽約方，中國人大常委會已批準。

水俁是日本熊本縣的一座城市，1956年曾發(fā)生嚴重的汞污染事件，在日本被稱為“水俁病”。

水泥窯產生的汞是繼煤電廠和金屬冶煉之后的汞的第三大排放源，中國已成為世界最大的大氣汞排放國。另外，水泥工業(yè)推行協(xié)同處置廢棄物使用的代用燃料、代用原料成分異常復雜，可能產生汞超標排放的風險，如在協(xié)同處置污泥時，窯尾廢氣中的汞指標就可能超標，因此在協(xié)同處置的操作中要重視對汞的檢測與控制。但從另一方面說，推行協(xié)同處置可以減少水泥窯的煤炭使用量，即有利于減少汞的產生量。

4.4 協(xié)同處置與水泥綠色化

協(xié)同處置是水泥綠色化的一部分，水泥綠色化是指采用環(huán)境友好的生產模式制造有環(huán)保功能的水泥產品。現(xiàn)在全球水泥產業(yè)界都已開展了這一領域的研究與開發(fā)，并已取得一定進展。發(fā)展協(xié)同處置，促進水泥綠色化的工作有如下幾點：

（1）以先進的廢棄物綜合利用技術和水泥窯協(xié)同處置技術為支撐，制定嚴格的與強制性的產品標準、二噁英類和重金屬排放標準，極大限度降低協(xié)同處置帶來的風險。

（2）提高“代用燃料”和“代用原料”的使用比率，通過水泥熟料礦相體系的優(yōu)化與改進，研發(fā)新一代功能型水泥基材料。

（3）深入研究協(xié)同處置水泥產品顆粒的微細化和最佳級配理論，提高水泥熟料顆粒水化率、提高水泥內部潛能利用率，使水泥基材料高性能化。

（4）研究協(xié)同處置的不同熟料復合、不同熟料與混合材的復合、不同顆粒尺寸材料的復合，以及有機與無機的復合，研發(fā)功能性產品。

（5）對協(xié)同處置使用的混合材進行物理化學預處理（如用機械力化學法），使之微細化、活性化，具有性能調節(jié)功能，提高協(xié)同處置產品的膠結性和耐久性。

5 結語

（1）世界水泥行業(yè)在水泥窯協(xié)同處置廢棄物方面已取得了很多成功經(jīng)驗，已進入深層次研究階段。根據(jù)不完全資料估算，全球水泥工業(yè)消納廢棄物的一般指標是：水泥窯替代燃料（按熟料熱耗基計算）比率約為20%～40%，替代原料約為500kg/t熟料。

（2）國外“協(xié)同處置”重要的成功經(jīng)驗包括：

a強調廢棄物分類與處理，這是建立廢棄物循環(huán)利用體系成功的基礎；

b強調資源化，通過“衍生燃料”方式，使廢棄物變成有用資源，減小“垃圾最終填埋場”的壓力；

c強調教育，全民參與，具有社會性；d強調法律規(guī)范和技術標準的重要性。

（3）協(xié)同處置的安全性（生產環(huán)境無污染、產品無毒無害）是水泥工業(yè)消納廢棄物的第一出發(fā)點。

（4）加強“衍生燃料”制備機理研究，探索廢棄物轉變能源的方法，有利于各行各業(yè)再利用。

（5）保護地球環(huán)境、循環(huán)再利用、循環(huán)利用廢棄物是國際社會的共同責任。通過國際友好合作、推進一帶一路、探索AI技術等，中國水泥工業(yè)要抓住協(xié)同處置的快速發(fā)展的機遇。