水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)及推廣應用

楊占龍

（華潤水泥（鶴慶）有限公司， 云南 大理 671502）

0 前言

據(jù)資料顯示，國內(nèi)城市垃圾無害化處理能力僅僅只有 34、89%，而國內(nèi)城市垃圾堆存量目前已經(jīng)來到了70億噸，其占用我國土地5億平方米。數(shù)量如此驚人的城市垃圾讓多座城市飽受城市污染問題，嚴重影響著人們的身體健康。當前國內(nèi)常用垃圾處理方式包括焚燒、填埋，而這些方式實際上卻會造成更多的危險廢棄物，故許多發(fā)達國家早已禁止使用這一思路。水泥窯則不同，水泥窯是一種能夠徹底清除垃圾且安全可靠的技術(shù)。該技術(shù)能夠提高城市環(huán)保水平，實現(xiàn)城市經(jīng)濟與環(huán)境的平衡發(fā)展。

1 城市生活垃圾情況

1.1 垃圾成分

當前國內(nèi)所用的生活垃圾收集方法為混合收集，雖然很多城市的垃圾桶有標明可回收垃圾與不可回收垃圾，可是其效果卻并不盡如人意。在城市進一步發(fā)展的過程中，尤其是城市人口數(shù)量的快速增長，不論是垃圾成分、種類還是數(shù)量都獲得了急劇的變化與增長。據(jù)了解當前國內(nèi)城市垃圾中，生活垃圾無機成分可達50%，其中包括大量的石塊、廢棄磚瓦、灰土。而有機成分則為 38%，其中包括大量的廚房垃圾?？晒┗厥盏膹U棄品也就是金屬、玻璃、橡膠、塑料、紙只有9%[1]。除此之外城市垃圾大多還有著比較高的含水量，該數(shù)字通常為 63%左右，尤其是夏季。很多城市垃圾中 Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、Cr、As的含量都不高，這些元素來自于廢棄的電池、家電。這些重金屬以混合物、單質(zhì)形式存留在生活垃圾當中。

1.2 垃圾分類

結(jié)合水泥窯城市垃圾處理要求，垃圾需要現(xiàn)分為下述四大種類包括：第一種橡膠、織物、樹枝、紙張、塑料這些輕質(zhì)可燃物。第二種由廚房生產(chǎn)帶來的各種動物內(nèi)臟、剩飯剩菜有機物，這些有機物可以在低溫烘干、發(fā)酵抑制的過程中變?yōu)槿剂?、原料后合理使用。第三類由廢砼、陶瓷、玻璃、磚瓦、石塊、渣土等材質(zhì)組成的無機物，如果這類混合物中出現(xiàn)了金屬物質(zhì)，則要進一步單獨劃分與回收。第四類滲濾液在廢水系統(tǒng)處理以后，如果水質(zhì)指標能夠達到相應規(guī)定，則這類廢水將用于灌溉與直接排放。

2 水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)

2.1 海螺CKK系統(tǒng)

該系統(tǒng)為日本川崎與海螺集團共同研發(fā)而成，是一種氣化爐與新型干法窯組成的垃圾處理技術(shù)。在垃圾被運送到指定位置以后進行稱重，隨后將這些垃圾倒入垃圾坑充分破碎攪拌，最后投入氣化爐。這些生活垃圾在氣化爐高達 500攝氏度的環(huán)境下，和流化沙充分的混合并沸騰[2]。這其中的一部分垃圾會因為缺少足夠的氧氣燃燒，所以會自行產(chǎn)生熱量維持溫度，而其他垃圾則在氣化反應中變成氣化煙氣，煙氣將到達分解爐繼續(xù)燃燒。煙氣可燃氣體可以被用作替代燃料。此外煙氣中存在的諸如二惡英等物質(zhì)將會在高溫環(huán)境下充分分解與固化，真正意義上實現(xiàn)無害化與徹底消除。最后垃圾坑中將會產(chǎn)生一定量的臭氣與滲濾液，這些廢棄物將會進入氣化爐充分焚燒，并從氣化爐底部完成垃圾灰渣的排出。使用水冷設(shè)備控制氣化爐溫度，從而分理處包括鋁、鐵等金屬物質(zhì)，剩下的物質(zhì)就是無機物灰渣，這些灰渣可以用于水泥生產(chǎn)。

2.2 華新HWT技術(shù)

該技術(shù)是華新公司以豪瑞集團廢物處理經(jīng)驗結(jié)合國內(nèi)垃圾特征研發(fā)的水泥窯廢物處理技術(shù)。首先垃圾會被運輸車送到預處理廠，隨后進一步破碎垃圾，將其送入干化期。一般來說干化期市建委15至18d，實現(xiàn)含水率的控制[3]。結(jié)束干化后，將這些垃圾送入分選車間，挑選出可燃物、有機質(zhì)作為燃料送入分解爐，從分解爐中選出磚瓦碎塊、灰渣等作為水泥生產(chǎn)原料。該過程出現(xiàn)的所有滲濾液將直接用焚燒處理的方式解決。

2.3 中材國際技術(shù)

在長達10年的研發(fā)時間中，中材國際開發(fā)出了新型干法水泥窯城市垃圾處理系統(tǒng)，其包括水泥生產(chǎn)與預處理兩部分內(nèi)容。首先將垃圾送入處理區(qū)域并做分選處理，隨后從中挑選出可燃物包括紙片、橡膠、塑料，再挑出不可燃物包括廚房垃圾、無機物。這兩種物質(zhì)將會送到水泥廠。在經(jīng)過壓縮脫水工序后，可燃物作為燃料送入分解爐，而不可燃物則參與水泥原料的配置過程，送入原料磨粉磨，該過程出現(xiàn)的污水、臭氣會在處理系統(tǒng)處理后送入對應的環(huán)境。

從上述結(jié)果可以看出，三者在技術(shù)路線上有著比較大的區(qū)別，海螺 CKK采用氣化爐預處理垃圾，其產(chǎn)生的廢渣與可燃氣將成為水泥生產(chǎn)原料與替代燃料。華新HWT技術(shù)需要先脫水干化垃圾，隨后選出不可燃物與可燃物，作為水泥生產(chǎn)原料與替代燃料。中材國際直接分處不可燃物與可燃物，隨后投入生料磨與分解爐作為原料與燃料。不同技術(shù)有著不同的特色。海螺 CKK并沒有配備滲濾液與臭氣處理系統(tǒng)，而這最后都會送入水泥窯。在處理較大數(shù)量的垃圾時，這項技術(shù)很有可能會遇到生產(chǎn)不穩(wěn)定的問題。華新HWT有臭氣處理系統(tǒng)，滲濾液會送回水泥窯中處理。中材國際同樣配備了滲濾液與臭氣處理系統(tǒng)，可以有效提高垃圾處理能力與接納量。

3 技術(shù)要點

3.1 含水量

對水泥質(zhì)量與垃圾利用率來說，含水量是需要重點關(guān)注的因素，不同季節(jié)、不同材料的垃圾有著不同的含水量。通常情況下，多雨季節(jié)情況下，垃圾都會有比較高的含水量，一般為 70%甚至更高。為了確保水泥質(zhì)量達標就必須做好垃圾含水量控制。在控制與處理含水量的過程中，需要結(jié)合水泥窯對余熱的利用情況。結(jié)合資料與實踐結(jié)果表明，在含水量為 30%以內(nèi)的情況下，水泥窯生產(chǎn)質(zhì)量將會達到最高。所以如果出現(xiàn)較高的垃圾含水量，就必須先行處理垃圾含水問題，做脫水工作，控制器含水量范圍。

3.2 重金屬

在城市垃圾中重金屬實際上是必然會出現(xiàn)的成分，是一種很難控制的要素。結(jié)合資料與研究得之，在面對進料量限制的情況下，重金屬進料量實際上并不會影響到尾氣、熟料、窯灰。此外垃圾重金屬和添加廢物也不會出現(xiàn)任何關(guān)系。重金屬在水泥的包裹下能夠有效提高熟料強度，并降低熟料成品所需溫度，實現(xiàn)燃料節(jié)約控制的目的。水泥性能與生活垃圾重金屬含量實際上并無關(guān)系。簡單來說就是垃圾中的重金屬并不會影響到水泥性能。在生產(chǎn)水泥的過程中無需考慮這些重金屬要素。

3.3 鉀硫氯

鉀硫氯等元素都會影響到水泥窯系統(tǒng)與預處理系統(tǒng)正常運行，是導致水泥窯、預處理等系統(tǒng)堵塞的根本原因。所以應用水泥窯處理城市垃圾的過程中，需要認真處理這些干擾要素。假設(shè)高溫情況下不能徹底解決這些問題，那么在時間的推移過程中，系統(tǒng)就會出現(xiàn)堵塞的情況，甚至影響到系統(tǒng)正常工作。硫等元素非常容易會發(fā)，需使用放風技術(shù)處理。而硫這種元素不易揮發(fā)，所以不能使用放風技術(shù)，必須做好硫量控制。此外為減少上述因素對水泥窯的侵蝕，還要處理好氯含量，保障垃圾利用率與水泥性能。

4 結(jié)語

水泥生產(chǎn)與垃圾處理的結(jié)合不僅符合節(jié)能環(huán)保要求，同時也順應了時代建設(shè)的選擇。本文通過分析城市垃圾成分、分類簡述了城市垃圾現(xiàn)狀。并通過敘述三種比較常見的水泥窯技術(shù)，提出了對水泥窯技術(shù)處理垃圾的看法。最后重點討論了處理的主要對象與技術(shù)因素，希望能夠幫助更多人了解這項技術(shù)，共創(chuàng)美好和諧藍天。