新型干法水泥回转窑处理垃圾

新型干法水泥回转窑处理城市垃圾 CDI技术中心 高敏 610001 一、城市垃圾处理的背景 城市垃圾的处理伴随着城市的形成就已经开始了，随着现代工业文明的发展，城市垃圾的处理已经发生了质的改变，已经成为现代城市文明不可缺少的组成部分，是物质在城市系统的运转中的几个关键环节之一。 随着城市化进程的加快，在包括我国在内的广大的新兴发展中国家中，城市垃圾已经逐渐呈现出垃圾包围城市的格局，城市垃圾的处理已经刻不容缓。 对城市垃圾的处理主要经过了如下几个阶段，并在各自的阶段内做出了巨大的贡献，具体阶段如下： 第一，垃圾处理厂采用卫生填埋的方法经过压实后直接填埋； 第二，垃圾处理厂进行生物堆肥处理 第三，利用焚烧炉直接焚烧达到减量的目的； 第四，利用垃圾焚烧发电达到减量的目的同时利用了垃圾中的热量； 第五，利用新型干法水泥回转窑处理城市生活垃圾，达到彻底处理和利用的目的。 由于地区发展的不平衡和相关的其他原因，目前这五种方式仍然还在发挥他们的作用，但是随着烟气净化处理技术的不断发展，城市垃圾的处理采用焚烧方法进行处理得到了快速的发展，已经成为发达国家处理城市生活垃圾的主要方法，并逐渐成为城市垃圾处理的主流。同时由于地域条件的不同也给予了各种方式生存的土壤，每一种方法都有它自身的优点和缺点。 1 采用卫生填埋处理的方法处理城市生活垃圾的优点在于短期成本较低，技术简单，在经济不发达地区大多采用这种方法。但是随着城市化的发展，人民生活水平的提高，对环境问题逐渐开始关注，城市生活垃圾采用卫生填埋的方法需要占用大量的土地，这在寸土寸金的城市经济生活中，这显然已经不符合城市化发展的要求，同时填埋的生活垃圾会造成土壤和地下水的严重污染，给生活饮用水造成了严重的威胁。 2 生物堆肥处理在很多国家和地区使用，包括部分发达国家。该技术成本较低，堆肥可以在农业上使用，但是农业堆肥的过程中没有对垃圾中的重金属进行处理，导致了重金属污染土壤和地下水体，以及重金属重新进入生物圈循环而造成富积，形成了重金属的污染，因此在发达国家已经逐步淘汰了这种处理方法，转而向焚烧处理方式迈进。但是在一些特殊的地区，比如澳洲的酸性土壤，城市污泥则采用了堆肥的方法进行处理以利于改善土壤。 3 利用焚烧炉直接焚烧达到快速减量的目的，这种方法在早期为城市生活垃圾的减量做出了贡献，已经完成了它的历史使命，但是这种处理方式成本较高，同时烟气的污染控制并不完全成熟，垃圾中的潜热没有得到充分的应用，同时焚烧后留下的飞灰难以处理，容易造成二次污染。但是这种方式优点也是非常明显的，它很快的减小了城市垃圾的体积，而且技术简单，随着烟气处理技术的进步，在一些地区仍然还有不少的专业的城市垃圾焚烧炉，而且对于一些特别难以处理的危险废弃物仍然采用特种焚烧炉进行焚烧处理。其局限性也是显而易见的。随着生活水平的提高，城市垃圾中的有价值成分越来越多，城市垃圾的可利用价值也越来越大，城市垃圾中有价值的金属和其他可以回收利用的物质，最后剩下的城市垃圾仍然具有较高的热值，当采用简单的焚烧炉处理方法时，则造成了“资源”的浪费，垃圾中的热值没有充分的应用。 4 建设垃圾发电站处理城市生活垃圾，利用垃圾发电来处理城市生活垃圾是处理城市生活垃圾的历史性变革，从思路上由简单的焚烧处理向焚烧处理同时进行充分利用的方向变化，在发达国家已经有了大量成熟的垃圾发电站在运行，甚至德国某家垃圾发电站对外进口垃圾进行发电。但是必须注意到我国与西方国家的不同，由于社会发展水平的不同，人民生活水平的不同，造成的垃圾成分都有一定的差别，一般情况下，我国的垃圾没有很好的实行分类回收制度，垃圾成分更加复杂，水分较高，热值相对较低；而西方发达国家的垃圾在回收阶段进行了基本的分类回收，同时水分较低，热值相对较高。因此在建设我国的垃圾发电站时，必须按照我国的国情，建设可靠性强，生产成本低，规模较大，技术先进的生产线。该处理方式较焚烧炉处理方法有了很大的进步，但是仍然没有彻底解决灰渣的二次污染问题。 5 利用新型干法回转窑处理城市生活垃圾的思路是同时处理、利用、避免二次污染的城市生活垃圾处理模式，该处理模式在发达国家已经获得成功，其使用方式称之为二次原燃料在水泥工业中的应用。鉴于我国垃圾成分的特殊性注定了我们不可能照搬西方的生产模式，发达国家已经建立了较为完善的垃圾分类回收制度，废弃物预处理企业，相对完善的法律法规支撑了其发展模式，这些条件在我国目前并不完全具备。但是发达国家的水泥企业在利用废弃物作原燃料的使用中某些经验是值得借鉴的，比如发达国家很多大型企业及相关研究机构做了大量的研究，其研究成果是可以为我所用的，在重金属污染的研究方面，德国水泥研究所作了大量的研究，显示了重金属固化在水泥基材料中是安全的，甚至其水泥制品混凝土水管作为饮用水的管道都是安全的，并给出了详实的数据都证明了利用水泥回转窑处理城市垃圾是安全的。 但是面对我国目前的实际情况，对于利用水泥回转窑处理城市垃圾存在两种不同的声音，其一在于非水泥行业的人士对于水泥行业的认识不够充分，还停留在污染严重的印象中，而实际上经过近期技术的发展水泥工业已经成为自洁程度最高的行业之一，“花园式”环境的水泥工厂已经不再是什么新鲜的事情，而正成为一种发展的必然。由于这种认识上的误会，形成了城市垃圾利用水泥回转窑处理推广的前期障碍。其二在于水泥行业内的呼吁，对于利用水泥回转窑处理城市垃圾，部分有兴趣的大型企业作了有限的积极尝试，但是始终没有取得实质性的进展，随着国家产业政策的调整和社会发展水平的提高，大量先进的新型干法水泥生产线的建立为利用水泥回转窑处理城市垃圾提供必要的物质基础，大型企业集团的成长为该产业的发展提供了雄厚的资金支持，国家相关部门对该产业的支持及示范线的建立给出了国家政策的积极信号，同时建立和谐社会、循环经济的社会意识为该产业的发展提供了长远的、有利的社会发展环境。这些均为支持利用水泥回转窑处理城市垃圾的积极因素，但是我们必须清醒的看到还存在很大的困难。 利用水泥回转窑处理城市垃圾的主要困难有如下四点： （1）我国整体的利用水泥回转窑处理城市垃圾的工业生产装备水平不够高，还不能满足目前仍处于萌芽发展阶段的市场的需求，更难以想象进入告诉发展期后装备的需求。从我国各行业的发展过程来看，一旦时机成熟其发展速度是惊人的，如果没有早期充分的技术储备做支撑是难以满足市场的要求的，我国目前为数较少的示范生产线其主要生产装备都是海外进口，直接造成了初期建设成本较高，对该产业的发展形成了一定的制约。 （2）整体产业链的缺陷直接阻碍了二次原燃料产业的发展，发达国家在该产业发展中处于领先地位的原因很大一部分原因就在于社会中存在废弃物预处理企业，对整个产业链的完整做出了重大的贡献，同时大大降低了水泥企业利用可燃废弃物的技术难度。 在我国由于历史的原因没有类似的预处理企业使得产业链的形成不够完整，使得我国的水泥企业面对的是新鲜的、没有经过处理的城市垃圾，直接造成了技术处理难度更高，对生产装备的要求更高，直接阻碍了利用新型干法回转窑处理城市垃圾的快速发展。 对于目前没有废弃物预处理企业的现状，同时也没有积极的支持其发展的政策信号，我们必须跳开西方传统的城市垃圾处理模式，建立我们自己的城市垃圾处理发展产业链，形成具有中国特色的城市垃圾处理模式，实现该产业的“跨越式”发展。 （3）我国城市生活垃圾的天然特性可以简单概括为成分复杂、水分含量高、热值低、预处理难度大，这些特点在利用新型干法回转窑处理城市垃圾的工艺技术中均为负面因素。 由于我国具有节俭的传统，“循环经济”在早期的社会发展中就以废旧物品的回收再利用的形式表现出来。城市垃圾中大量的具有较高回收价值的物质都已经被一些人员拣走了，废品作为一种商品流通在社会中早已经存在，可以说具备了废弃物预处理的思维和市场雏形，仅仅在发展的深度上不能和现代的发达国家中废弃物预处理企业相提并论。 经过初步分拣的城市垃圾因此具备了可利用价值不高的特点；同时我国居民还没有完全养成垃圾分类堆放的习惯，这导致了我国城市垃圾的成分特别复杂；城市垃圾中的水分基本上和该地区的人民生活水平是相关的，比较发达的地区垃圾中的热值也相对较高、水分较低，反之则热值较低、水分较高。 （4）目前我国在该产业政策上是积极鼓励对城市垃圾进行处理利用的，国家支持建立的示范线就充分表现了这一点，但是该鼓励政策的可持续性并不明确，在不久的将来随着技术的进步，对废弃物的处理在经济上将可能实现自给自足，废弃物也将由纯粹的垃圾向资源的方向转化，如果国家优惠政策的改变将使得废弃物处理企业将不得不独自承担经济代价，但是这种经济利益却大大低于同期社会资本平均收益率，在目前市场经济条件下是企业家们不得不考虑的问题。因此在该产业的国家政策上应该给与明确的政策条件，让废弃物处理企业也享有必要的经济利益，而不能做“过河拆桥”的事情，将这种社会公益事业完全抛给企业也是不合适的。 解决利用水泥回转窑处理城市生活垃圾可以从以下四个方面进行考虑： 第一，大力发展城市垃圾处理设备，尽快实现城市垃圾处理设备的国产化。我国很多研究单位都进行了这方面的研究，但是从目前的使用情况来看，研究的深度都不是太深，没有开发出成套的专有设备。一般只停留在工艺方案设计，对处理设备的选用还停留在依赖进口设备的阶段，没有独立开发出具有自主知识产权的设备，而处理装备正是该行业迅速发展的关键。但是该装备技术的发展正是依托于整个产业的发展，技术装备只有在该产业不断的发展中才能不断的提高，更有力的支持该产业的发展，从而形成一个良性发展循环。 第二，重新整合和发展我国的城市垃圾处理资源化利用产业链，根据我国的城市垃圾特性，创造性的建设我国的城市垃圾处理产业链，建设我国城市垃圾处理过程中的物料流和资金流的特有模式，使得我国的城市垃圾废弃物处理企业得到略高于社会平均利润率，这样将能大量吸引社会资金投向该领域，实现我国城市垃圾处理资源化产业又好又块的发展目标。 在产业链的建设过程中，我们需要按照我国的实际情况同时借鉴海外先进的处理方式。我国城市垃圾的特性，导致了我国的垃圾处理方式必将是多样化的处理方法。在发展的过程中，以目前的阶段看以城市垃圾的处理为主要目的，同时兼顾其资源化的功能。随着该产业的发展和技术的不断进步，城市垃圾的预处理方式也将向多种处理方式转变，一部分垃圾处理仍将以处理为首要目的同时兼顾资源化的功能，而另一部分垃圾则采取其他的方式进行处理，以资源化利用为第一目的同时兼顾处理的功能，最终形成多种处理方式并存的产业发展模式。 第三，我国城市垃圾的特点已经不可避免，不能总以我国城市垃圾的热值偏低、利用价值不大为借口迟滞该产业的发展。城市垃圾处理资源化利用是发展的方向，更是社会环保的迫切要求，是和谐社会发展和循环经济的必然选择，城市