關(guān)于城市垃圾處理的新探討

劉飛

摘要：我國(guó)的城市生活垃圾的現(xiàn)狀十分嚴(yán)峻，必須因地制宜的處理。本文結(jié)合對(duì)荊州城區(qū)的垃圾現(xiàn)狀及處理方法作了深入調(diào)查，認(rèn)為傳統(tǒng)的填埋方式弊端眾多，垃圾焚燒和發(fā)電無(wú)法解決我國(guó)城市生活垃圾渣土多、水分大、熱值低的問題，因而也不適合我國(guó)具體情況；筆者認(rèn)為充分利用遍布全國(guó)的水泥窯來(lái)協(xié)同處理遍布全國(guó)的城市生活垃圾是當(dāng)前最適合我國(guó)的垃圾處理辦法。

關(guān)鍵詞：城市垃圾；水泥窖；二噁英；焚燒爐

Abstract: China''s present situation of urban living garbage is very serious, and must adjust measures to local conditions of treatment. According to the situation of garbage and jingzhou city processing method for the further investigation, think of the traditional way of landfill disadvantages, waste incineration and power generation cannot solve the urban domestic waste water and waste, the problem of low calorific value, and also not suitable for China''s specific conditions; The author thinks that make full use of all over the country to cement kiln coordination treatment all over the country of urban living garbage is the most suitable for China''s waste treatment measures.

Key words: the city garbage; Cement kiln; Dioxin; incinerator

中圖分類號(hào)：F291.1文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：

引言：

城市垃圾的處理屬于國(guó)際范圍的難題，發(fā)達(dá)國(guó)家大部分都走了先污染再治理的路子，盡管處理手段有所不同（有的只是燒掉，有的焚燒+發(fā)電），但是路徑基本上都是填埋—焚燒—綜合治理；我國(guó)城市垃圾的處理目前仍以填埋為主，但是焚燒處理的比例迅速上升，成為近期的一個(gè)趨勢(shì)。近年來(lái)，利用水泥窯協(xié)同處理城市垃圾是垃圾處理方面的新秀，筆者對(duì)這一新生事物做了廣泛的學(xué)習(xí)和研究。對(duì)于我國(guó)的特殊國(guó)情而言，用水泥窯協(xié)同處理也許是最好的處理辦法，預(yù)計(jì)未來(lái)水泥窯協(xié)同處理城市垃圾將成為城市垃圾處理的重要手段。

1 荊州城區(qū)垃圾現(xiàn)狀及處理方法

筆者通過實(shí)地調(diào)查，收集了一些關(guān)于本市（荊州）垃圾處理的情況。荊州城區(qū)以前的垃圾處理都是采用填埋的方式，這樣既浪費(fèi)了了土地又污染了環(huán)境，非常不合理?，F(xiàn)在，在荊州市政府的協(xié)助下，在城墻小北門外20多公里遠(yuǎn)的地方建設(shè)了一座集美熱電生活垃圾焚燒發(fā)電廠。這座發(fā)電廠將荊州城區(qū)七個(gè)垃圾中轉(zhuǎn)站中所有垃圾收集起來(lái)進(jìn)行分類，然后燃燒發(fā)電，垃圾燃燒后的飛灰又賣給各種工廠，也可以制作成一種新型的墻體材料。發(fā)電廠提供數(shù)據(jù)顯示：荊州市年垃圾總量25萬(wàn)噸，日平均垃圾量800噸左右，每年發(fā)電廠將垃圾用于發(fā)電1億千瓦時(shí)，供氣20萬(wàn)噸，預(yù)計(jì)年產(chǎn)值達(dá)8840萬(wàn)元，垃圾發(fā)電廠總投資2.5億元，于2009年開建，2011年5月份完工，6月份正式營(yíng)運(yùn)。如果荊州市的垃圾得到很好的處理，將能很好的促進(jìn)荊州市人民的生活水平提高。

2 現(xiàn)行的傳統(tǒng)處理辦法

在全球范圍內(nèi)，對(duì)于城市生活垃圾的處理，有熱力學(xué)辦法和非熱力學(xué)辦法。其中，熱力學(xué)辦法以焚燒為主，包括焚燒爐、熱裂解爐、熱氣化爐、等離子電弧爐等，利用高溫處理垃圾；非熱力學(xué)辦法以填埋為主，包括填埋、厭氧消解、再生固體燃料RDF、再生生物燃料等。

3 現(xiàn)代新型城市垃圾處理途徑——水泥窖協(xié)同處理法

我們知道，要想讓垃圾污染得到有效緩解，就必須找到一種恰當(dāng)合理的處理方式。不再新建城市生活垃圾與可燃廢物焚燒爐廠或者填埋場(chǎng)，今后所有新產(chǎn)生的垃圾以及可燃廢物都要采取其他的更經(jīng)濟(jì)、更安全的方法，盡可能地采用一步到位，全面即時(shí)處置，消納干凈，不留后患，盡量不用或少用焚燒爐和填埋場(chǎng)，并且有效減少投資成本。這個(gè)時(shí)候，用水泥窖處理垃圾的技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。下面就是水泥窖協(xié)同處理垃圾的幾點(diǎn)優(yōu)勢(shì)。

3.1水泥窯具有天然的穩(wěn)定高溫環(huán)境—消滅二噁英

我們先來(lái)看看二噁英的生成環(huán)境

圖1：二噁英的生成環(huán)境

水泥窖具有天然的穩(wěn)定高溫環(huán)境消滅二噁英。由于水泥窯的固有特點(diǎn)，回轉(zhuǎn)窯體較長(zhǎng)，具備從200度到2000度的多種環(huán)境，能夠處理燃點(diǎn)不同的垃圾；氣體最高溫度達(dá)到2200度，且在窯內(nèi)停留6-10秒，可以較為徹底的消滅二噁英（要有效消解二噁英，必須在850度以上的高溫下停留2秒以上）；水泥窯中氣體湍流度（雷諾氏指數(shù)）達(dá)到100000級(jí)別，燃燒充分，可預(yù)防新的二噁英的生成。

3.2水泥窯具有天然的堿性環(huán)境—中和酸性氣體、固化重金屬

水泥的主要原料—石灰石—的主要成分是碳酸鈣，高溫下分解出二氧化碳和堿性的氧化鈣，因此水泥窯體中屬于天然的堿性環(huán)境，可有效吸收垃圾燃燒過程中產(chǎn)生的氯化氫、硫氧化物等酸性有害氣體，亦可有效固化重金屬。水泥窯的高溫及堿性工況使得垃圾處理過程中不易產(chǎn)生有害氣體，重金屬通過物理封固、替代、吸附等作用，被固化在水泥熟料的晶體結(jié)構(gòu)中，垃圾焚燒后的灰渣成為水泥熟料的一部分。

3.3投資成本低

前面有所介紹，水泥窯有天然的穩(wěn)定高溫環(huán)境，因此不必另外建設(shè)高溫爐；土地方面也只需稍加擴(kuò)展即可，對(duì)垃圾稍加預(yù)處理即可送入水泥窯焚燒，投資成本最低。由于水泥窯具有負(fù)壓、穩(wěn)定高溫、堿性環(huán)境，在處理垃圾方面，無(wú)需太多人工，也無(wú)需額外添加燃料，還可以充分利用城市生活垃圾的價(jià)值，處理的效果強(qiáng)于垃圾焚燒和發(fā)電，因此，所需的監(jiān)督成本要少于其他處理手段。

4 水泥窖處理法的應(yīng)用

4.1水泥窖法處理垃圾的實(shí)際應(yīng)用

銅陵海螺水泥廠是我國(guó)用水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾的第一條生產(chǎn)線，于2010年3月份投入生產(chǎn)，其主要生產(chǎn)工藝為：

（1）垃圾儲(chǔ)存和喂料

該部分與傳統(tǒng)的垃圾焚燒發(fā)電廠相似，城市生活垃圾通過車輛輸送到密封垃圾儲(chǔ)料倉(cāng)庫(kù)，發(fā)酵、破碎后的垃圾采用專用抓斗送入喂料小倉(cāng)，準(zhǔn)備入爐煅燒。儲(chǔ)料倉(cāng)庫(kù)內(nèi)為負(fù)壓，防止臭氣外漏，抽出的空氣供焚燒爐燃燒。

（2）垃圾焚燒

垃圾通過供料裝置均勻地向氣化焚燒爐內(nèi)喂料，投入爐內(nèi)的垃圾與爐內(nèi)的高溫流動(dòng)介質(zhì)（流化砂）接觸，一部分通過燃燒向流動(dòng)介質(zhì)提供熱源，另一部分氣化后形成部分可燃性氣體送入水泥生產(chǎn)線的分解爐內(nèi)，經(jīng)分解爐、預(yù)熱器及廢氣處理系統(tǒng)凈化后排出，同時(shí)，焚燒后的垃圾廢渣在流動(dòng)介質(zhì)中一邊沉降一邊移動(dòng)，到爐底時(shí)分離排除，作為原料摻入水泥原料中。

（3）灰渣處理

排出的爐渣和流化砂通過輸送設(shè)備送入流化砂分級(jí)裝置分離，流化砂重新入爐使用，廢渣通過金屬分離器分離出鐵和鋁，送入專用小倉(cāng)，作為原料喂入生料磨。

（4）滲濾液處理

垃圾儲(chǔ)坑滲出的污水經(jīng)污水過濾器送入污水儲(chǔ)存槽，采用密封泵將污水提升向氣化爐內(nèi)噴射，通過高溫氣化爐進(jìn)行蒸發(fā)氧化處理，完全分解有機(jī)成分，實(shí)現(xiàn)無(wú)害化，污水零排放的目的。

目前，該系統(tǒng)已在海螺安徽銅陵水泥廠5000t/d生產(chǎn)線上投入使用，設(shè)計(jì)產(chǎn)量為處理城市生活垃圾300t/d，該系統(tǒng)的運(yùn)行為我國(guó)城市生活垃圾的處理探索出一條新的思路。

4.2水泥窖在處理垃圾時(shí)所面臨的困難

水泥窯有效處理和利用城市生活垃圾優(yōu)點(diǎn)突出，但是也存在一定困難，主要源于城市生活垃圾中的含氯量及其成分波動(dòng)造成的垃圾處理量受限，體現(xiàn)在兩個(gè)方面：一是過高的氯含量會(huì)導(dǎo)致新干線系統(tǒng)中700度的地方生成低溫共熔物，易造成預(yù)分解系統(tǒng)結(jié)皮，嚴(yán)重時(shí)造成堵塞；二是如果水泥產(chǎn)品中氯含量超出一定限度，在做成混凝土之后，可能會(huì)對(duì)其中的鋼筋產(chǎn)生一定腐蝕，影響鋼筋壽命。而生活垃圾中又含有大量的含氯塑料制品，如果不經(jīng)過處理，直接進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯中，可能會(huì)影響水泥生產(chǎn)。

因此用水泥窯參與處理城市生活垃圾有兩種：一是將城市生活垃圾不經(jīng)過分揀，直接送入水泥窯，受限于氯離子含量和水分含量，垃圾的處理量必須要降下來(lái)，可能只有300噸/天；二是增加一套分選設(shè)備，將塑料制品等分選出來(lái)，如此，垃圾處理量可以達(dá)到2000噸/天，但相應(yīng)的技術(shù)難題還有待解決。

結(jié)束語(yǔ)

“垃圾圍城”的現(xiàn)象已經(jīng)在我國(guó)多個(gè)城市出現(xiàn)，填埋式的處理辦法不能從根本上解決問題，隨著時(shí)間的推移和城市的發(fā)展，土地資源、地下水污染都是填埋辦法無(wú)法回避的。現(xiàn)在，水泥窯已經(jīng)遍布全國(guó)，以利用水泥窯協(xié)同處理城市生活垃圾，進(jìn)入城市發(fā)展的循環(huán)經(jīng)濟(jì)中，這為水泥窖處理垃圾提供了天然的優(yōu)勢(shì)，我們相信，用水泥窖協(xié)同處理城市垃圾將具有更好的社會(huì)效益！

參考文獻(xiàn)

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注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用PDF形式查看。