水泥窑协同处置垃圾存三大挑战
作者:编辑部 来源:中国环保协会 发布时间:2017-03-30 13:34:55 浏览()次

  ●目前水泥窑协同处置生活垃圾应选择环保设施完善、技术先进和规模较大的企业进行试点,而不应成为某些技术落后、小规模水泥厂去产能或转型的方向和出路。

  近年来,海螺、华新、金隅等传统水泥生产企业纷纷涉足固体废物处置,利用水泥窑协同处置生活垃圾。同时,一些地方对水泥企业协同处置垃圾也进行了实践或做出相应规范,比如北京等地采用水泥窑处置垃圾焚烧飞灰等危险废弃物,贵州等省出台了省一级政策鼓励使用水泥窑协同处置生活垃圾。

  不少业内人士认为,水泥窑协同处置固体废物在国内还属较新的事物,在技术设计、运行管理、风险管控等方面仍有待完善,切不可大干快上,应在现有示范项目上总结经验。

  为规范水泥窑协同处置固体废物污染防治,近日,环境保护部发布了《水泥窑协同处置固体废物污染防治技术政策》(以下简称《技术政策》)。其中,多项条款涉及生活垃圾处置,除对单线设计熟料生产规模加以规定外,对限制原生垃圾入窑、控制氯元素含量等都做了明确要求。

  那么,相比目前主流的垃圾焚烧、卫生填埋等技术,应如何看待水泥窑协同处置生活垃圾?协同处置过程存在哪些问题,又应关注哪些重点?

  明确定位,防止水泥产能漂绿

  垃圾处理的首要目的是使固体废物得到安全、可靠的无害化处理,同时尽可能实现减量化和资源化。水泥窑协同处置的目的也应如此

  《技术政策》中提出,结合现有水泥生产设施,合理规划,有序布局。水泥窑协同处置固体废物应作为城市固体废物处置的重要补充方式。

  对此,中国恩菲工程技术有限公司垃圾发电首席专家刘海威认为,这实则是对水泥窑协同处置生活垃圾的定调,应是目前炉排炉等主流处理方式的有益补充,而不是替代。

  刘海威认为,由于水泥生产和垃圾处理分属不同的行业,有着不同的生产目的,“协同”已十分明确地表明水泥窑处置生活垃圾的基本原则,既要保证水泥生产的产品质量,同时要满足垃圾处理的环保要求,不会因“协同”而造成水泥品质下降或环境负担增大。

  作为曾坚定反对水泥窑协同处置生活垃圾技术的代表,中国城市建设研究院总工徐海云担心的是水泥企业在当今产能淘汰背景下的漂绿自保。

  “初心不正,难有正果。”他表示,10多年前,国内要关停大量的“小火电”,因此,一些小火电厂打起焚烧垃圾的主意,今天看来,先期尝试的城市已经承担了后果,一些这类垃圾焚烧厂不得不推倒重来。如今,我国水泥产能已经过剩,部分产能面临关停,又有人打起生活垃圾的主意。

  “生活垃圾应首先被视为一种有一定污染性质的固体废物看待,而不是燃料和资源。垃圾处理的首要目的是使固体废物得到安全、可靠的无害化处理,同时尽可能实现减量化和资源化。水泥窑协同处置的目的也应如此。” 刘海威说。

  “水泥窑协同处置生活垃圾的定位应准确和清晰。”他向记者表示,垃圾处理设施属于城市基础建设设施之一,有着市政和环保的双重属性,要求全年365天安全、可靠地运行。而水泥生产企业以水泥生产为主要目的,其产品销路受行业和季节等因素影响较大,销路差影响连续性生产。

  刘海威指出,水泥窑协同处置生活垃圾对水泥生产燃料和原料的替代作用有限,且使生活垃圾处理规模和可靠安全的处理受到较大的限制和影响,目前并不具备普遍适用性。现阶段应以完善已有示范项目为主,待相关标准、工艺和设备成熟后再在条件具备的地区推行。

  他建议,目前水泥窑协同处置生活垃圾应选择环保设施完善、技术先进和规模较大的企业进行试点,而不应成为某些技术落后、小规模水泥厂去产能或转型的方向和出路。

  协同处置该执行哪套标准?

  水泥窑协同处置生活垃圾无论处理量多少,都应执行最严的污染控制标准或者使两套标准数值接近,不应因为协同而造成污染物排放总量增加

  按现行国家标准,垃圾进入垃圾焚烧厂和水泥厂协同处置执行不同的排放标准。《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(GB30485)和《生活垃圾焚烧污染控制标准》(GB18484)均指出,“当水泥窑协同处置生活垃圾时,若掺加生活垃圾的质量超过入窑(炉)物料总质量的30%,应执行《生活垃圾焚烧污染控制标准》。”

  不同标准规范如果发生冲突,按照哪套标准执行也是业内关注的重点。

  对此,刘海威表示,一般来说,30%的掺加量必然对水泥品质造成较大影响,因此现有水泥窑协同处置垃圾项目掺加量均小于30%,实际上参照执行的是《水泥工业大气污染物排放标准》。

  “相比而言,执行《水泥工业大气污染物排放标准》,烟气中的颗粒物、二氧化硫、氮氧化物等排放标准比《生活垃圾焚烧污染控制标准》宽松,对环境也排放更多的污染物。”他说。

  生活垃圾焚烧炉排放的烟气中的NOX主要为燃料中的有机氮产生,而水泥窑协同处置生活垃圾会形成热力型和燃料型两种氮氧化物,且氮氧化物排放限值比垃圾焚烧污染排放标准高出60%。

  徐海云表示,“有人拿出水泥窑焚烧垃圾后的烟气检测报告,测出二噁英为0.045ng/Nm3~0.05ng/Nm3,比0.1 ng/Nm3低50%以上,就简单得出结论认为水泥窑焚烧生活垃圾,可以减少二噁英排放。表面上看,似乎也有道理。但这样的比较,实则并不科学。”

  他解释说,比如,水泥窑没有焚烧生活垃圾时,烟气中二噁英为0.02ng/Nm3,焚烧生活垃圾后烟气中二噁英为0.04ng/Nm3,那么用增加的浓度乘以烟气总量,就是焚烧生活垃圾排放的二噁英量。

  如果与生活垃圾焚烧发电厂相比,同样焚烧1吨垃圾,排放的烟气总量多达10倍以上(水泥窑协同焚烧生活垃圾,由生活垃圾焚烧产生的烟气只占很小一部分),如果按此估算,水泥窑焚烧生活垃圾排放二噁英量要比执行0.1 ng/Nm3的生活垃圾焚烧发电厂高两倍以上。

  “水泥窑协同处置生活垃圾无论处理量多少,都应执行最严的污染控制标准或者使两套标准数值接近,不应因为协同而造成污染物排放总量增加。”刘海威如是说。

  严格控氯

  在当前生活垃圾普遍实行混合收运的情况下,从源头控制氯元素含量难度较大,因此对生活垃圾的预处理提出了更高要求

  除了标准问题,氯元素也是目前水泥行业业内包括垃圾处理领域,对水泥窑协同处置生活垃圾过程管控普遍关心的问题。

  由于氯元素的存在影响水泥质量,水泥生产对原料中的氯元素等有害物质有严格的限制要求。《技术政策》中也提到,“严格控制入窑废物中氯元素的含量,保证水泥窑能稳定运行和水泥熟料质量,同时遏制二噁英类污染物的产生。”

  “若想利用水泥窑处置生活垃圾,就必须对生活垃圾的氯元素含量进行精确测定和严格控制。”刘海威坦言,我国生活垃圾中含氯元素较高,其主要存在于厨余垃圾和PVC塑料中,预处理系统很难有效降低垃圾中的氯含量,相反原生垃圾经预处理部分脱水后含氯量会进一步升高。在当前生活垃圾普遍实行混合收运的情况下,从源头控制氯元素含量难度较大,因此对生活垃圾的预处理提出了更高要求。

  “由于垃圾成分是波动的,尤其是垃圾入窑前的预处理系统很难将《技术政策》严禁水泥窑协同处置的物质分选彻底,这样必然对水泥的品质产生不利影响。”刘海威认为,如何在一定规模基础上利用水泥窑协同处置生活垃圾并能确保不影响水泥品质,应是一个需要认真研究的课题。

  “生活垃圾的含氯量平均值在0.2%~0.8%左右,加工成的RDF(垃圾衍生燃料)含氯量也在0.5%~1.3%。因此,水泥窑协同焚烧生活垃圾或RDF都会出现氯含量超标问题。现有的水泥窑烧垃圾的示范工程运行实践也证明了这一点。”徐海云强调,目前水泥窑焚烧生活垃圾应对氯超标问题的办法就是设置旁路排风系统。

  根据《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》的要求,水泥窑旁路放风排气筒大气污染物排放限值应执行标准中要求的最高允许排放浓度,但现实中,执行效果较差。此外,如果执行了标准,多余的氯最终去向也难以自圆其说。

  相关链接

  ●水泥窑处置生活垃圾由于窑温高,窑内气体一般会达到1000℃~2000℃,虽有利于有机物和二噁英类物质的分解,但会造成热力型的NOX产生量急剧变大。

  ●水泥工厂设计规范(GB 50295-1999)中对石灰质原料有下列规定:“石灰质原料质量指标宜符合下列要求:氯离子(Cl-)含量小于0.015%。”

  《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》(HJ 662-2013)中要求,“协同处置企业应根据水泥生产工艺特点,控制随物料入窑的氯(Cl)和氟(F)元素的投加量,以保证水泥的生产和熟料质量符合国家标准。入窑物料中氟元素含量不应大于 0.5%,氯元素含量不应大于 0.04%。”