水泥窯為什麼被稱為城市淨化器??

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對於不瞭解水泥生產的民眾而言,水泥窯如何處置生活垃圾,優勢何在?是否存在老百姓關注的二噁英、重金屬排放問題?水泥窯協同處置生活垃圾前景如何,又面臨哪些現實困難?“垃圾圍城”困擾著許多城市,為尋求破解之道,“水泥窯協同處置生活垃圾試點”被正式提上日程。而水泥窯協同處置生活垃圾,在國外已經成熟應用達40餘年,成為發達國家處理生活垃圾的主要方式之一。

工具/原料

水泥窯

​將垃圾吃幹榨盡

水泥窯如何處置生活垃圾?簡單說,主要是利用水泥窯1400℃至1700℃的高溫,將生活垃圾充分燃燒,垃圾得到無害化、減量化、資源化的處置,垃圾燃燒後的剩餘物質成為水泥熟料的組成部分。水泥窯協同處置生活垃圾真正做到將生活垃圾‘吃幹榨盡’,而且沒有帶來二次汙染,也不會影響水泥系統的運行及水泥產品的質量。

“生活垃圾不是直接進入水泥窯,而是先投入氣化爐負壓燃燒,生成的高溫煙氣(800℃至900℃)全部進入分解爐(連通水泥窯)。由於水泥窯是鹼性環境,垃圾焚燒產生的酸性氣體,如二氧化硫(SO2)、氯化氫(HCL)、氟化氫(HF)會被大量的吸收,尾氣的酸性氣體濃度大大減少。同時,垃圾燃燒產生的熱量得到了有效利用,還能替代一部分燃煤。”中持新興處理垃圾焚燒、鋼鐵冶煉、殯葬等煙氣中所含二噁英。

垃圾焚燒被認為是垃圾處理的有效方式,但普通民眾心有餘悸,尤其是二噁英的排放問題成為關注焦點,而這也是垃圾焚燒產生的二次汙染中主要危害之一。

“在300℃至600℃環境中,垃圾燃燒不充分會產生二噁英,但水泥窯溫度高達1400℃至1700℃,垃圾充分燃燒,基本不產生二噁英。”挪威科學與工業研究基金會也曾做過研究,結果顯示:水泥窯協同燒可燃廢棄物時,極少或不會產生二噁英/呋喃,其廢氣中的二噁英/呋喃的排放遠低於歐盟標準,絕大多數為<0.02ngTEQ/Nm3。廢棄物中可能帶入水泥窯系統中的二噁英等,在水泥熟料煅燒過程中99.9%都被高溫分解,焚燬去除。該結論得到了聯合國環境規劃署的認同。

此外,垃圾焚燒產生的重金屬排放問題,也是公眾關心的問題。挪威的研究結論認為,“廢棄物中可能帶入水泥窯系統中的各種重金屬,95%以上均被固化在熟料礦物的晶體結構中或水泥水化產物中,形成不溶解的礦物質,其在水泥砂漿或混凝土結構中的浸析率均<1.0%,可以保障環境安全。”

“水泥窯其實是處理二噁英和重金屬的重要手段。”通過水泥窯特有的高溫煅燒特性,可有效處置垃圾焚燒廠所排放的飛灰(危險廢物),飛灰中的二噁英完全分解,重金屬也被有效固化在水泥熟料的礦物晶格中。目前,日處理飛灰100噸左右,能完全消納北京市垃圾焚燒發電廠的飛灰。

前景

中小城市垃圾處置可推廣複製

根據環境保護部今年3月份發佈的《2014年全國大、中城市固體廢物汙染環境防治年報》顯示:我國大、中城市生活垃圾產生總量為16148.81萬噸,處置量為15730.65萬噸,處置率為97.41%。大中城市生活垃圾的處置率很高。

相比之下,中小城市垃圾處置主要採用市郊露天堆放或簡單填埋,而農村地區生活垃圾處理問題更為突出,大部分農村地區垃圾處置設施建設幾乎處於空白,農村生活垃圾的處理機制不健全。

“水泥窯協同處置生活垃圾,能填補中小城市和農村地區垃圾無害化、減量化、資源化處置的‘空白’,在中小城市發展前景更為廣闊。”大城市生活垃圾處置已經形成了完善的體系,像北京、上海等地,每天垃圾產出量達1.5萬噸以上,當地僅有的幾家水泥廠也難以滿足日常生活垃圾的處理需求。

但對於中小城市而言,水泥窯協同處置生活垃圾的意義更加凸顯。例如,按人均每天產生1公斤生活垃圾計算,人口規模在50萬以下的小城市,每天大約產生500噸生活垃圾。按一個水泥廠擁有2條2500t/d新型幹法水泥生產線計算,在不影響水泥產品質量和增加煙氣排放的前提下,按通常測算,生活垃圾添加量不應超過10%的比例,那麼該水泥廠一天可以處理生活垃圾為500噸左右,可以滿足小城市垃圾處理的需求量。

一個有20多萬人口的小城市,一天產生200噸左右生活垃圾,一個水泥廠就能完全消納。這既避免了垃圾焚燒、填埋帶來的二次汙染問題,也能節約寶貴的土地資源。

水泥窯協同處置生活垃圾,還需要考慮垃圾的運輸成本問題。按1噸生活垃圾每公里運費2元計算,超出50公里後,垃圾運輸成本明顯增加,水泥窯協同處置生活垃圾就不划算了。屈志雲建議,水泥窯處置生活垃圾應主要覆蓋水泥廠周邊50公里以內的城鄉生活垃圾,但農村地區垃圾收集、轉運工作是“瓶頸”,需要政府部門統籌安排。

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