利用水泥窯協(xié)同處置市政污泥的技術(shù)優(yōu)勢及相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策分析

白召軍 薛俊杰 武亞磊

河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）

利用水泥窯協(xié)同處置市政污泥的技術(shù)優(yōu)勢及相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策分析

白召軍 薛俊杰 武亞磊

河南建筑材料研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司（450002）

新型干法水泥窯具有處理溫度高、物料停留時(shí)間長等優(yōu)勢，利用其協(xié)同處置市政污泥等固體廢棄物具有處理能力大、環(huán)境污染小、可利用現(xiàn)有生產(chǎn)設(shè)施、投資少、建設(shè)周期短的特點(diǎn)，國家產(chǎn)業(yè)政策對(duì)此類項(xiàng)目予以鼓勵(lì)。但目前該產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段，存在一些問題，水泥企業(yè)應(yīng)結(jié)合自身實(shí)際，選擇合適的處理工藝和技術(shù)。

協(xié)同處置；市政污泥；技術(shù)特點(diǎn)；產(chǎn)業(yè)政策

市政污泥是一種由有機(jī)殘片、細(xì)菌菌體、無機(jī)顆粒、膠體等組成的極其復(fù)雜的非均質(zhì)體，其含有大量的氮、磷、鉀等多種營養(yǎng)元素和有機(jī)質(zhì)可利用成分，也含有有毒、有害（二噁英）、難降解的有機(jī)物（多氯聯(lián)苯等），重金屬（銅、鉻、砷、汞、鎘等），病原菌及寄生蟲（卵）等物質(zhì)，容易對(duì)環(huán)境造成新的二次污染和生態(tài)環(huán)境破壞，污染土壤、水源甚至食物鏈。污泥還含有很高的附著水和結(jié)合水，脫水污泥含水率仍在80%以上。由于污泥所具有的物理、化學(xué)性質(zhì)，對(duì)其進(jìn)行減量化、無害化處置較為困難，也十分迫切。

1 市政污泥主要處置方法

當(dāng)前我國處理城市垃圾的方法主要有填埋、堆肥和焚燒[1]。

填埋是目前使用最多的方法，但該方法需要占用大量的土地，達(dá)到3 m2/t廢棄物。采用該方法處置污泥往往會(huì)散發(fā)出不良的氣味，并存在污染地下水、容易著火和傳播傳染病等危險(xiǎn)因素。隨著土地資源的日益緊缺，這種方法的處置費(fèi)用也日益升高。

堆肥是市政污泥資源化的好途徑，即利用微生物來分解污泥中的有機(jī)成分，形成富含腐殖質(zhì)的二次土壤應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。但是這種方法存在著如何降低重金屬含量及及堆肥肥力低下的問題。從國內(nèi)現(xiàn)有情況看，該方法不能適應(yīng)我國國情，難以市場化運(yùn)作。

焚燒是污泥減量化、無害化最有效的處理方法。旋轉(zhuǎn)窯焚燒法、流化床焚燒法已經(jīng)用于固態(tài)廢棄物的處理。新建市政污泥的專用焚燒爐，基建投資及運(yùn)行費(fèi)用均較高。污泥焚燒溫度較低（一般850～1 200℃）、物料停留時(shí)間短(一般為2 s)，致使其二次污染的控制較為困難。目前，國內(nèi)水泥工業(yè)技術(shù)和裝備水平均取得了較大的進(jìn)步，產(chǎn)能過剩情況較為嚴(yán)重。利用水泥工業(yè)現(xiàn)有旋窯的窯內(nèi)溫度高、物料停留時(shí)間長等特點(diǎn)，可以在物質(zhì)和能源兩方面對(duì)污泥進(jìn)行回收和綜合利用，在經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境保護(hù)上均具有顯著的優(yōu)點(diǎn)。

2 利用水泥窯協(xié)同處置市政污泥的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)

處理溫度高，物料停留時(shí)間長。目前，水泥工業(yè)基本都采用新型干法水泥工藝，回轉(zhuǎn)窯內(nèi)溫度一般在1 350～1 650℃，甚至更高。物料在窯中高溫下停留時(shí)間長，從窯尾到窯頭總停留時(shí)間＞30 min。氣體溫度高于1 100℃的停留時(shí)間＞3 s,燃燒氣體的總停留時(shí)間20 s左右，污泥可充分燃燒，產(chǎn)生的呋喃、多氯聯(lián)苯等有機(jī)污染物幾乎全部分解[2]。根據(jù)安徽銅陵海螺、湖南雙峰海創(chuàng)等企業(yè)監(jiān)測數(shù)據(jù)，廢氣中各污染物（尤其是二噁英）排放濃度均可滿足《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB 30485-2013）中限值要求。

處理規(guī)模大。由于水泥回轉(zhuǎn)窯具有處理溫度高、焚燒空間大、熱容量大以及焚燒停留時(shí)間長等特點(diǎn)，加之水泥回轉(zhuǎn)窯運(yùn)轉(zhuǎn)率高（一般年運(yùn)轉(zhuǎn)率＞85%），保證了污泥處理的規(guī)模。

污泥中帶入的重金屬大部分被固化在熟料礦物的晶體結(jié)構(gòu)中或水泥的水化產(chǎn)物中，形成不溶解的礦物質(zhì)。

焚燒后的殘?jiān)蔀闊o害鹽類,可替代硅質(zhì)、鋁質(zhì)原料，從而減少了水泥生產(chǎn)中對(duì)黏土質(zhì)原料的使用量，又可徹底將焚燒殘?jiān)鼰o害化處置。

不產(chǎn)生飛灰。鍛燒排出廢氣粉塵（含重金屬）經(jīng)窯尾布袋除塵器收集后作為原料返回生料均化庫，或者適量地?fù)饺胨嘧骰旌喜?，沒有危險(xiǎn)廢棄物飛灰產(chǎn)生。水泥窯窯尾廢氣中排放的重金屬一般都少于窯系統(tǒng)攝入量的5%,其排放濃度遠(yuǎn)低于歐盟規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)。

投資少、建設(shè)周期短。只需在原有水泥廠作部分設(shè)備和流程改造，不需重新征地建廠，并且能大部分沿用水泥生產(chǎn)管理制度，投資少，建設(shè)周期短。

國內(nèi)也進(jìn)行了水泥窯協(xié)同處置市政污泥的有益探索[3]。2006年國家發(fā)展改革委在遼寧省批準(zhǔn)了第一條利用新型干法水泥窯處置城市污泥生產(chǎn)線，年處置污泥58萬噸。北京首條水泥窯污泥處置線在2009年10月正式投產(chǎn)，年污泥處理能力可達(dá)22萬噸。2009年3月9日,廣州市投資7 000多萬元建設(shè)的水泥窯處置污泥項(xiàng)目，正式投產(chǎn)運(yùn)行，年污泥處理能力達(dá)到18萬噸。廣西柳州，華潤水泥(南寧)、江蘇蘇州市，湖北黃石市、宜昌市等都在2010年開始實(shí)施污泥進(jìn)入水泥窯協(xié)同處置的工程。

3 水泥窯協(xié)同處置市政污泥相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策

3.1 相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策及產(chǎn)業(yè)規(guī)劃

《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2011年本）（2013年修正）》中，國家鼓勵(lì)“利用現(xiàn)有2 000噸/日及以上新型干法水泥窯爐處置工業(yè)廢棄物、城市污泥和生活垃圾，純低溫余熱發(fā)電”。《水泥行業(yè)規(guī)范條件（2015年本）》中，國家支持現(xiàn)有企業(yè)圍繞協(xié)同處置城市和產(chǎn)業(yè)廢物開展功能拓展改造。

《國務(wù)院關(guān)于化解產(chǎn)能嚴(yán)重過剩矛盾的指導(dǎo)意見》（國發(fā)【2013】41號(hào)）中指出，支持利用現(xiàn)有水泥窯無害化協(xié)同處置城市生活垃圾和產(chǎn)業(yè)廢棄物，進(jìn)一步完善費(fèi)用結(jié)算機(jī)制，協(xié)同處置生產(chǎn)線數(shù)量比重不低于10%。另外，在財(cái)稅政策上，修訂完善資源綜合利用財(cái)稅優(yōu)惠政策，支持生產(chǎn)高標(biāo)號(hào)水泥、高性能混凝土以及利用水泥窯處置城市垃圾、污泥和產(chǎn)業(yè)廢棄物。

《國務(wù)院辦公廳關(guān)于促進(jìn)建材工業(yè)穩(wěn)增長調(diào)結(jié)構(gòu)增效益的指導(dǎo)意見》（國辦發(fā)【2016】34號(hào)）中要求,利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾或危險(xiǎn)廢物、電石渣等固廢伴生水泥項(xiàng)目，必須依托現(xiàn)有新型干法水泥熟料生產(chǎn)線進(jìn)行不擴(kuò)產(chǎn)能的改造。嚴(yán)防借開展協(xié)同處置、發(fā)展工業(yè)玻璃之名建設(shè)新增水泥熟料、平板玻璃產(chǎn)能的項(xiàng)目。

國家發(fā)改委、科技部、工信部、財(cái)政部、環(huán)保部、住建部、能源局七部委針對(duì)近年來國內(nèi)一些水泥窯、電廠等協(xié)同處置固體廢棄物的一些探索，于2014年5月下發(fā)了《關(guān)于促進(jìn)生產(chǎn)過程協(xié)同資源化處理城市及產(chǎn)業(yè)廢棄物工作的意見》（發(fā)改環(huán)資【2014】884號(hào)），從指導(dǎo)思想、主要目標(biāo)、重點(diǎn)領(lǐng)域、工作重點(diǎn)、保障措施等幾個(gè)方面對(duì)促進(jìn)生產(chǎn)過程協(xié)同資源化處置城市及產(chǎn)業(yè)廢棄物工作提出了指導(dǎo)意見。水泥行業(yè)要推進(jìn)利用現(xiàn)有水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物、污水處理廠污泥、垃圾焚燒飛灰等，利用現(xiàn)有水泥窯協(xié)同處置生活垃圾的項(xiàng)目開展試點(diǎn)。加強(qiáng)示范引導(dǎo)和試點(diǎn)研究，加大支持投入，消除市場和制度瓶頸，擴(kuò)大可利用廢棄物范圍，制定有針對(duì)性的污染控制標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范環(huán)境安全保障措施。

建材工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃也明確支持和鼓勵(lì)水泥窯協(xié)同處置市政污泥等固體廢棄物，并制定了發(fā)展目標(biāo)和保障措施。工業(yè)和信息化部《關(guān)于印發(fā)建材工業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016-2020年）》（工信部規(guī)【2016】315號(hào)）中指出：發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，支持利用現(xiàn)有新型干法水泥窯協(xié)同處置生活垃圾、城市污泥、污染土壤和危險(xiǎn)廢物等。發(fā)揮建材窯爐特別是新型干法水泥熟料生產(chǎn)線獨(dú)特優(yōu)勢，推動(dòng)建材工業(yè)向綠色功能產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變。關(guān)鍵技術(shù)培育重點(diǎn)：水泥窯協(xié)同處置技術(shù)，專用水泥制備成套技術(shù)與裝備，水泥基復(fù)合材料設(shè)計(jì)及智能制造成套技術(shù)與裝備。“十三五”時(shí)期建材工業(yè)主要發(fā)展目標(biāo)：水泥窯協(xié)同處置生產(chǎn)線占比由2015年的約7%增加至2020年的15%。

為化解水泥行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過剩矛盾，有效壓減過剩熟料產(chǎn)能，減輕采暖期大氣污染，2016年10月底，工信部和環(huán)保部聯(lián)合下發(fā)的《關(guān)于進(jìn)一步做好水泥錯(cuò)峰生產(chǎn)的通知》（工信部聯(lián)原【2016】351號(hào)）中要求，2016～2020年，河南等北方15個(gè)?。ㄗ灾螀^(qū)、直轄市）所有水泥生產(chǎn)線，包括利用電石渣生產(chǎn)水泥的生產(chǎn)線都應(yīng)進(jìn)行錯(cuò)峰生產(chǎn)，其中，承擔(dān)居民供暖、協(xié)同處置城市生活垃圾及有毒有害廢棄物等任務(wù)的生產(chǎn)線原則上可以不進(jìn)行錯(cuò)峰生產(chǎn)，但要適當(dāng)降低水泥生產(chǎn)負(fù)荷。這也在一定程度上說明了國家對(duì)于水泥窯協(xié)同處置固體廢棄物這類項(xiàng)目的肯定態(tài)度，也有利于推動(dòng)水泥窯協(xié)同處置市政污泥等廢棄物的實(shí)施。

3.2 產(chǎn)業(yè)政策及產(chǎn)業(yè)規(guī)劃

國家相關(guān)產(chǎn)業(yè)政策對(duì)于利用水泥窯協(xié)同處置市政污泥是持支持和鼓勵(lì)態(tài)度的。在當(dāng)前水泥行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的大背景下，相關(guān)企業(yè)可結(jié)合自身實(shí)際，利用好政策東風(fēng)，積極探索開展利用現(xiàn)有水泥窯協(xié)同處置市政污泥等廢棄物的工作，實(shí)現(xiàn)水泥行業(yè)的綠色轉(zhuǎn)型，樹立承擔(dān)社會(huì)責(zé)任、保護(hù)環(huán)境的良好形象，實(shí)現(xiàn)企業(yè)與城市和諧共存。

近年來，雖然我國一些水泥企業(yè)開展了利用水泥窯協(xié)同處置市政污泥、工業(yè)廢物、污染土壤和危險(xiǎn)廢物的實(shí)踐，同時(shí)開展了水泥窯協(xié)同處置生活垃圾和垃圾焚燒飛灰的探索,積累了一些經(jīng)驗(yàn)，但目前該項(xiàng)產(chǎn)業(yè)仍處于起步階段,面臨一些突出問題，主要包括：廢棄物預(yù)處理、穩(wěn)定運(yùn)行保障和二次污染控制等關(guān)鍵技術(shù)、處理工藝及關(guān)鍵設(shè)備不夠成熟,企業(yè)運(yùn)行管理經(jīng)驗(yàn)不足，廢棄物特性及處理中污染成分的遷移轉(zhuǎn)化規(guī)律等有待明確，缺乏針對(duì)性排放標(biāo)準(zhǔn)、污染控制標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)等風(fēng)險(xiǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)和完善的控制措施,管理體制不夠健全，缺乏政策激勵(lì)。因此，企業(yè)在新上此類項(xiàng)目時(shí)應(yīng)加強(qiáng)行業(yè)內(nèi)交流,結(jié)合自身實(shí)際情況確定合適的處理工藝、技術(shù)和設(shè)備，謹(jǐn)慎投資，切忌盲目跟風(fēng)。

各地政府應(yīng)根據(jù)本地廢棄物處理和可協(xié)同處置設(shè)施現(xiàn)狀，加強(qiáng)組織協(xié)調(diào)，統(tǒng)籌規(guī)劃布局，做好項(xiàng)目示范和引導(dǎo)。為提高處置企業(yè)的積極性，政府應(yīng)研究完善財(cái)稅政策，符合水泥窯協(xié)同處置市政污泥等廢棄物處置條件的項(xiàng)目和企業(yè)，可按規(guī)定享受相關(guān)優(yōu)惠政策。同時(shí)，遵循污染者付費(fèi)的原則，通過政策引導(dǎo)建立廢棄物的關(guān)聯(lián)企業(yè)之間的交易處理市場，增強(qiáng)關(guān)聯(lián)企業(yè)的主動(dòng)性和積極性。

需要特別指出的是，政府相關(guān)部門應(yīng)嚴(yán)格準(zhǔn)入和管控,不得以水泥窯協(xié)同處置為名新建產(chǎn)能，嚴(yán)防重復(fù)建設(shè)、低水平建設(shè)。

4 結(jié)論

利用干法水泥窯協(xié)同處置市政污泥，能切實(shí)做到減量化、資源化、無害化，符合國家發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能降耗的要求。將水泥行業(yè)與市政污泥等固體廢棄物處置相結(jié)合，有利于實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展，具有深遠(yuǎn)的社會(huì)效益、經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)保效益。水泥工業(yè)應(yīng)利用好水泥窯協(xié)同處置的優(yōu)勢，積極開展關(guān)鍵技術(shù)的研究和實(shí)踐，利用好政策東風(fēng)，在政府部門統(tǒng)籌規(guī)劃布局和積極引導(dǎo)下，實(shí)現(xiàn)水泥行業(yè)的綠色化轉(zhuǎn)型，承擔(dān)應(yīng)有的社會(huì)責(zé)任。

[1]饒姍姍,汪喜生,鄒廬泉,等.干法水泥窯處理市政污泥的運(yùn)行分析[J].給水排水,2008,34(s2).

[2]孫瑩.水泥窯在市政污泥處理處置中的應(yīng)用[J].給水排水, 2011,37(12)：30-33.

[3]齊硯勇.水泥窯協(xié)同處置污泥技術(shù)[J].四川水泥,2012(2)：48-52.