杜雅琦
中材国际环境工程（北京）有限公司 北京100102
摘要：目前，生活垃圾的处理方法主要有卫生填埋法、高温堆肥法和焚烧法，其中卫生填埋法和焚烧法是主要的处理方法。垃圾焚烧技术能最大限度地减少生活垃圾的产生量，已成为发达国家处理生活垃圾的主要方式。但生活垃圾焚烧后仍会产生20%-30%的灰分。如果处理不当，将对人类生存环境和人体健康造成极其严重的危害， 而水泥窑协同处置生活垃圾具有巨大的发展优势。
关键词：水泥窑；协同处置生活垃圾；优势；
窑内条件足以使生活垃圾完全分解，烟气中的二恶英也能有效分解；水泥窑的碱性和负压生产条件，也能有效中和生活垃圾焚烧产生的酸性废气，负压条件可以防止烟气外溢；水泥窑碱性环境下将废气中重金属污染物固化在水泥熟料中，实现烟气处理，无需增加投资；生活垃圾中可燃部分入窑后燃烧产生热量，可以替代部分煤，而不可燃材料入窑后可以替代部分水泥生产原料中的配料，从而减少了水泥生产的原料；水泥窑废气一般采用高效除尘系统处理，粉尘等气体污染物得到有效控制；水泥窑焚烧渣经处理后并入水泥熟料，处置过程中无废渣排放，体现了固体废物处置的减量化、资源化、无害化原则。
水泥窑协同处置技术优势分析
目前，我国应用最广泛的生活垃圾处理方法是焚烧法，这是一种高温热化学技术。有机垃圾在焚烧炉中氧化燃烧，垃圾中的有害和有毒物质在高温下被氧化和热解。工艺流程图如图1所示。
焚烧技术的主要目的是 :1）充分利用其减量作用，尽可能多地焚烧废弃物，使焚烧后的物料无害化，最大限度地降低容量；2）尽量减少新污染物的产生，避免二次污染；3） 回收焚烧产生的余热。然而，随着社会技术的不断发展，一些新技术的出现，如水泥窑协同处置生活垃圾技术的发展，垃圾焚烧技术的弊端也逐渐显露出来。在技术上，焚烧技术对垃圾的要求相对较高。根据一般经验，只有当垃圾低热值达到5000千焦/千克以上时，才能进行焚烧。由此看来，生活垃圾焚烧法已经无法适应大型复杂垃圾的处理。
水泥窑处理生活垃圾工艺流程图见图2。
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图2一般生活垃圾水泥窑协同焚烧工艺流程图
根据废物的组成和性质，不同的废物在水泥生产过程中有不同的用途，可分为替代燃料、替代原材料、混合材料和工艺材料。其中，替代燃料主要是高热值的有机废弃物，替代原料主要是低热值的无机矿物废弃物，混合料是适合在水泥粉磨阶段添加的单组分废弃物，而工艺材料是指可用于水泥生产某些环节的工艺材料废料，如火焰冷却、尾气处理等。垃圾焚烧技术在处理过程中会产生一系列的污染物，如重金属、HCl、HF等有害物质，尤其是二恶英，焚烧后灰渣的处理是世界各国关注的技术问题。由于没有合适的方法来处理煤灰，焚烧技术一直受到质疑。通过两种流程图的比较，水泥窑协同处置生活垃圾过程中的余热得到有效利用，最终烟气得到有效净化。环境问题已成为当今世界的热点问题。水泥窑协同处置生活垃圾技术的应用可以有效改善这一现状，这也使得水泥窑协同处置生活垃圾更加有效，具有良好的发展优势。
（1）水泥窑协同处置的环境优势
无论是通过垃圾焚烧技术还是水泥窑协同处置技术，垃圾都会在这一过程中被焚烧，并在这两个过程中产生污染物（重金属、混合烟气、二恶英）。水泥窑协同处置技术的兴起，必然降低焚烧技术的地位。但在普通人看来，这两种工艺都会产生污染物，因此水泥窑协同处置废弃物的技术也受到了质疑，能否有效控制二恶英的产生和排放成为水泥窑发展的主要因素。1）当焚烧温度较高时，水泥窑内物料温度一般高于1450℃，烟气温度高于1750℃，甚至高于2200℃。在这个温度下，垃圾中的有机物将被完全分解，一般的焚烧去除率将达到99.99%以上，垃圾中的有害物质将被完全去除。2）根据一般统计数据，物料从窑头到窑尾的总停留时间约为40分钟，气体在温度＞950℃以上的停留时间在8s以上，高于1300℃以上停留时间＞3s，垃圾可长期高温保存，更有利于垃圾的燃烧和彻底分解。水泥窑的优点除了可以通过数据对比得出外，其自身的工艺流程也有了长足的发展。在水泥生产过程中，采用碱性环境气氛，原料组成决定回转窑的碱性气氛。水泥窑中的碱性物质能与废弃物中的酸性物质中和形成稳定的盐类，能有效抑制水泥生产过程中酸性物质的排放，只有煅烧过程中产生的生料和熟料，不存在一般焚烧炉焚烧产生炉渣的问题。为了固化重金属离子，水泥窑可以将熟料中的大部分重金属离子固化，最终进入水泥成品中，避免再扩散；有效降低社会整体废气排放，减少水泥行业对矿物燃料（煤、重油、天然气等）的需求，以可燃废物代替矿物燃料。总体而言，水泥窑协同处理废弃物产生的废气（CO2、SO2、Cl2等）排放量远小于单体水泥生产和焚烧废弃物产生的废气排放量；废气处理效果好，水泥工业烧成系统和废气处理系统，使燃烧之后的废气经过较长的路径和良好的冷却和收尘设备，具有较高的吸附、沉降和除尘效果，收集的粉尘通过输送系统返回原料制备系统，可重复使用。 因此，在目前的垃圾处理工艺中，水泥窑的工况不受任何不利影响，其处理工艺完全满足相应的环保要求。通过对各种数据的研究和比较，不难发现水泥窑协同处置的优势不言而喻。在环保方面，水泥窑协同处置的优势相当明显。
（2）水泥窑协同处置的经济效益优势
由于我国采用水泥窑协同处置生活垃圾的时间不长，这方面的技术水平仍在缓慢增长。目前，我国可以自主生产一些小型焚烧炉，但整套焚烧处理装置的主体部分仍依靠进口来满足目前的需求，垃圾焚烧厂的项目投资很大，因此，垃圾焚烧处理在我国的应用并不能带来可观的经济效益。粗略估算，如果项目投资充分利用国外技术和设备，水泥窑协同处置垃圾项目投资约为60-100万元/吨；如果项目关键设备为进口，其他设备国产化，预计垃圾焚烧能力的工程投资也有20万～40万元/吨；水泥窑协同处理生活垃圾处理成本在60～70元/吨，如果政府对垃圾处理的补贴能达到80元/吨，水泥厂就能盈利。目前，我国垃圾发电和焚烧的补贴至少在80-100元/吨。水泥窑技术虽然还不成熟，但仍具有一定的经济效益。
总之，不管从技术、减排、经济效益等方面进行比较，都可以看出水泥窑协同处置在生活垃圾处理中的巨大发展优势。在环境方面，水泥窑协同处置技术在自身的处理过程中有着非常严格的标准，在污染物的处理方面有很大的优势，大大降低了对环境的影响，具有很大的发展前景；在经济方面，通过比较，可以得出结论，现有的设备可以用于水泥窑协同处置，不需要购买太多的设备，而且这些设备也可以在中国制造，但焚烧法必须依赖进口设备，因此成本很高，因此，水泥窑协同处置废物将成为未来废物处理的首选。但是，作为一种新型的生活垃圾处理技术，其处理工艺、管理、决策等方面都有待改进和完善。通过不断的实践和总结，效果会更好，成本也会不断降低。比如在技术上，要对处理后的气体等污染物进行严格检测，获取更准确的参考数据，实现实时监测和实时报告，做到精益求精。
参考文献：
[1]刘琪.关于水泥窑协同处置生活垃圾的优势分析.2018.
[2]张小丽.我国水泥窑协同处置废弃物现状分析与展望.2019..