邯鄲市固體廢棄物綜合利用技術(shù)研究

楊 光，王 釗，楊廷超，王 磊

（1.河北工程大學(xué) 能源與環(huán)境工程學(xué)院河北省大氣污染成因與影響重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，河北 邯鄲 056038；2.河北科技大學(xué)河北省固體廢棄物資源化技術(shù)創(chuàng)新中心，河北 石家莊 050000；3.河北省煤田地質(zhì)局 水文地質(zhì)隊(duì)，河北 邯鄲 056001）

0 引 言

長(zhǎng)期以來(lái)，我國(guó)注重經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)，在一定程度上無(wú)法平衡經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的天秤。在人們生活水平不斷提升的當(dāng)下，人們對(duì)于生活環(huán)境要求更高，更加注重環(huán)境保護(hù)問(wèn)題，層出不窮的生態(tài)綠色化科技，也為工業(yè)廢棄物處理、循環(huán)再利用提供了強(qiáng)大科學(xué)技術(shù)保障。

我國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作正在如火如荼開(kāi)展，為了全面貫徹環(huán)境保護(hù)要求，就應(yīng)該重視固體廢物處理工作，借助資源化技術(shù)和綜合利用技術(shù)對(duì)固體廢物實(shí)施科學(xué)高效處理，充分認(rèn)識(shí)到固體廢物資源處理和綜合利用的意義，真正實(shí)現(xiàn)資源科學(xué)合理綜合運(yùn)用，保護(hù)我們賴(lài)以生存的家園。

本文以邯鄲市為例，對(duì)邯鄲市固體廢棄物的產(chǎn)生情況進(jìn)行總結(jié)，討論了邯鄲市固體廢棄物綜合利用技術(shù)現(xiàn)狀，對(duì)固體廢棄物綜合利用產(chǎn)品進(jìn)行了詳細(xì)分析。

1 邯鄲市固體廢棄物產(chǎn)生情況

邯鄲是京津冀地區(qū)工農(nóng)城深度融合的典型城市，區(qū)域內(nèi)大宗固體廢物產(chǎn)生量大，主要來(lái)自于鋼鐵企業(yè)、熱電廠、煤礦企業(yè)等。大宗固體廢物主要包括一般工業(yè)固體廢物、建筑垃圾、農(nóng)業(yè)廢棄物等幾大類(lèi)，其中，一般工業(yè)固廢包括鋼渣、水渣、脫硫石膏、粉煤灰、煤矸石等。隨著環(huán)保監(jiān)管的日益嚴(yán)格，各類(lèi)固體廢物處置需求急劇增加。

1.1 一般工業(yè)固廢

1.1.1 鋼鐵企業(yè)產(chǎn)廢情況

邯鄲市共有17家鋼鐵企業(yè)，其中武安13家，峰峰2家，永年1家，復(fù)興區(qū)1家，涉縣1家。2020年，這些鋼鐵企業(yè)一般工業(yè)固廢產(chǎn)生總量約3 306.46萬(wàn)t，綜合利用量為2 171萬(wàn)t，處置量為874.26萬(wàn)t，貯存量為261.74萬(wàn)t，自行處置利用率為92.10%。主要包括冶煉廢渣、爐渣、煤矸石、粉煤灰等。其中，冶煉廢渣產(chǎn)量占比最大，占鋼鐵企業(yè)產(chǎn)廢總量的40%。

1.1.2 熱電廠產(chǎn)廢情況

邯鄲市周邊熱電廠16家，其中峰峰3家、涉縣1家、武安1家、邯鄲市4家（已陸續(xù)退城進(jìn)郊）。產(chǎn)生固體廢棄物主要包括粉煤灰（干、濕2種）、脫硫石膏、爐渣等，產(chǎn)廢總量約522萬(wàn)t/a，其中，粉煤灰產(chǎn)量占比最大，占電廠產(chǎn)廢總量的78.76%。

1.1.3 煤礦產(chǎn)廢情況

煤礦企業(yè)的主要固廢為煤矸石，邯鄲市僅兩大主要礦區(qū)就有29座矸石山，其中，邯礦集團(tuán)12座，峰峰集團(tuán)17座。峰峰礦區(qū)周邊產(chǎn)礦點(diǎn)九龍、黃沙、薛村、小屯、大淑村、梧桐莊6個(gè)礦點(diǎn)，日產(chǎn)出量約3 750 t，（另有五礦、申家莊礦、萬(wàn)年、觀臺(tái)、一礦、二礦、孫莊礦、牛兒莊礦、新三礦、王鳳礦、通二礦11個(gè)礦點(diǎn)已停產(chǎn)），矸石儲(chǔ)存量約2 000萬(wàn)t，需要處理量約3 000余萬(wàn)t，其中急需處理掉的有一礦、二礦矸石山。

1.1.4 焦化廠產(chǎn)廢情況

邯鄲市的焦化企業(yè)主要分布在峰峰、武安和磁縣西邊，其中峰峰礦區(qū)有8家企業(yè)，年產(chǎn)生固廢約17.28萬(wàn)t，峰峰礦區(qū)年產(chǎn)焦油等固廢6.6萬(wàn)t。焦化廠主要廢棄物包括焦油渣、催化劑廢料、污泥、爐渣、除塵灰等，其中爐渣和除塵灰占91.40%。

1.2 建筑垃圾

2020年，邯鄲市共有建筑垃圾處理設(shè)施20座，主要采取資源化利用和填埋消納處置兩種方式。2020年建筑垃圾綜合利用量為1 457萬(wàn)t，資源化利用量為345.11萬(wàn)t。邯鄲市主城區(qū)產(chǎn)生的建筑垃圾主要分為拆遷類(lèi)建筑垃圾和開(kāi)挖類(lèi)建筑垃圾兩大類(lèi)，包括廢混凝土、廢磚、廢沙灰等。其中，拆遷類(lèi)建筑垃圾年均產(chǎn)生量約為160萬(wàn)t，開(kāi)挖類(lèi)建筑垃圾年均產(chǎn)生700萬(wàn)t。目前，主城區(qū)建筑垃圾年均處理量達(dá)800萬(wàn)t，其中100萬(wàn)t用于資源化再生利用，其余部分分別用于場(chǎng)地回填、施工項(xiàng)目回填、園林綠化和消納場(chǎng)填埋。

1.3 農(nóng)林廢棄物

邯鄲市農(nóng)林廢棄物主要包括畜禽糞污、秸稈和農(nóng)膜，其中，畜禽糞污年產(chǎn)生量1 200萬(wàn)t，綜合利用率達(dá)到75%以上；秸稈可收集量650萬(wàn)t，綜合利用率達(dá)到秸稈總量的98%以上；農(nóng)膜使用量2.43萬(wàn)t，回收率達(dá)到了73.26%。

2 邯鄲市固體廢棄物綜合利用路徑

綜合利用途徑多樣化。目前，邯鄲市一般工業(yè)固廢處置方向?yàn)槠髽I(yè)自身回爐配燒、研磨與尾渣鋪路、制作空心磚、制作水泥原料等。邯鋼集團(tuán)建設(shè)鋼渣等多條固廢處理生產(chǎn)線，積極推進(jìn)與科研院校的技術(shù)升級(jí)合作；峰峰礦區(qū)、磁縣經(jīng)開(kāi)區(qū)大力推進(jìn)煤矸石等大宗工業(yè)固廢的綜合利用，全面打造煤基循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園。

2.1 一般工業(yè)固廢

2.1.1 鋼渣及礦渣綜合利用

推廣鋼渣微粉和鋼鐵渣復(fù)合微粉應(yīng)用技術(shù)，發(fā)展鋼鐵渣在路面基層材料、采礦充填膠凝材料及建筑材料中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)鋼鐵渣集約化、規(guī)?；C合利用。目前，邯鄲市已建成多家礦渣微粉生產(chǎn)企業(yè)，生產(chǎn)設(shè)備選用最先進(jìn)的立式輥磨生產(chǎn)線，節(jié)能、環(huán)保、自動(dòng)化程度高，臺(tái)時(shí)產(chǎn)量高，電耗低。采用先進(jìn)可靠的DCS集散式計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)，以達(dá)到高效、節(jié)能、科學(xué)生產(chǎn)、優(yōu)化控制的目的。

2.1.2 煤矸石綜合利用

以煤矸石高附加值、規(guī)?；脼槟繕?biāo)，以煤矸石膠結(jié)充填、采空區(qū)回填、筑基修路、生產(chǎn)建筑材料、煤矸石發(fā)電為重點(diǎn)，推進(jìn)煤矸石綜合利用。目前，邯鄲市采用隧道窯焙燒技術(shù)年生產(chǎn)6 000萬(wàn)塊以上的煤矸石燒結(jié)多孔磚生產(chǎn)線已建成168條，工藝成熟，裝備先進(jìn)。

2.1.3 粉煤灰綜合利用

開(kāi)發(fā)應(yīng)用大摻量粉煤灰混凝土技術(shù)，改造提升粉煤灰生產(chǎn)砌塊等新型建筑材料的技術(shù)水平、產(chǎn)品質(zhì)量，加大粉煤灰加氣混凝土砌塊、板材，粉煤灰混凝土輕質(zhì)隔墻板、粉煤灰磚等的生產(chǎn)能力，繼續(xù)擴(kuò)大在建材領(lǐng)域的應(yīng)用規(guī)模。目前，作為摻合料粉煤灰已廣泛應(yīng)用于當(dāng)?shù)厮?、商混和砂漿生產(chǎn)企業(yè)，邯鄲市利用粉煤灰生產(chǎn)蒸壓加氣砌塊、蒸壓磚、輕質(zhì)墻板等工藝成熟，裝備先進(jìn)。

2.1.4 脫硫石膏綜合利用

脫硫石膏主要產(chǎn)生自電廠、鋼廠等工業(yè)企業(yè)的脫硫塔等煙氣處理設(shè)施，其主要成分與天然石膏相同，可以廣泛應(yīng)用于建材行業(yè)。除了生產(chǎn)膠結(jié)材料外，部分企業(yè)采用電廠、鋼廠等脫硫石膏生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高強(qiáng)石膏粉、鎂基材料等優(yōu)質(zhì)建材。

2.2 建筑垃圾

建筑垃圾資源化處置后的再生產(chǎn)品有再生骨料、再生砂、再生微粉等，可用于道路基層、建筑基層，生產(chǎn)路面透水磚、再生混凝土、市政設(shè)施制品等建材產(chǎn)品。邯鄲市主城區(qū)近兩年拆遷類(lèi)建筑垃圾產(chǎn)生量約為年均160余萬(wàn)t，全部按要求運(yùn)送至邯鄲市全有綠色生態(tài)建材有限公司進(jìn)行資源化綜合利用，經(jīng)破碎、篩選等各種技術(shù)性工藝后，制作各種新型環(huán)保磚、再生骨料混凝土和干粉預(yù)制砂漿，年均處理利用建筑垃圾100萬(wàn)t，高峰時(shí)期處理能力150萬(wàn)t。

2.3 農(nóng)業(yè)廢棄物

2016年至2018年邯鄲市利用中央財(cái)政資金分別建設(shè)了永年、臨漳、雞澤等農(nóng)作物秸稈綜合利用示范縣，共利用中央財(cái)政資金3 800萬(wàn)，通過(guò)整縣推進(jìn)，使示范縣秸稈全量化綜合利用率得到鞏固提高，基本實(shí)現(xiàn)全量化利用，秸稈直接還田質(zhì)量大幅提升，秸稈離田利用質(zhì)量和效益得到加強(qiáng)，初步探索建設(shè)了可持續(xù)的秸稈收儲(chǔ)運(yùn)體系。建成中國(guó)節(jié)能環(huán)保集團(tuán)公司生物天然氣項(xiàng)目、規(guī)模豬場(chǎng)沼氣發(fā)酵項(xiàng)目、雞牛場(chǎng)糞便生產(chǎn)有機(jī)肥項(xiàng)目等，其中中節(jié)能生物天然氣項(xiàng)目采用芬蘭先進(jìn)工藝，有效解決了天然氣短缺等民生問(wèn)題，形成農(nóng)業(yè)秸稈處理的新模式。到2023年，全市秸稈基本實(shí)現(xiàn)全面綜合利用，離田利用占比達(dá)到19.49%，較2019年提高10.8%，能源化利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展壯大，能源化利用占比達(dá)到8.08%，較2019年提高6個(gè)百分點(diǎn)，飼料化利用率達(dá)到7.8%，形成政府推動(dòng)、市場(chǎng)驅(qū)動(dòng)、主體帶動(dòng)的秸稈綜合利用長(zhǎng)效機(jī)制，秸稈綜合利用產(chǎn)業(yè)化規(guī)?；降玫酱蠓嵘?/p>

3 邯鄲市固體廢棄物資源化綜合利用技術(shù)

經(jīng)過(guò)多年的探索，邯鄲市不斷加強(qiáng)固廢綜合利用技術(shù)研發(fā)，加快推進(jìn)技術(shù)引進(jìn)、轉(zhuǎn)化和應(yīng)用，形成了一批具有代表性的綜合利用技術(shù)、工藝和設(shè)備，并得到了大規(guī)模使用。

3.1 水泥窯協(xié)同處置技術(shù)

采用水泥窯協(xié)同處置技術(shù)，將粉煤灰、煤矸石、爐渣等固廢作為鋁質(zhì)原料，鋼渣作為鐵質(zhì)原料，河道淤沙作為硅質(zhì)原料與石灰石共同加入生料磨進(jìn)行粉磨，經(jīng)粉磨成粉料后經(jīng)斜槽、提升機(jī)等輸送設(shè)備輸送入預(yù)熱器，經(jīng)預(yù)熱器換熱后入窯，物料在窯內(nèi)經(jīng)1 450℃高溫煅燒后，進(jìn)入篦冷機(jī)換熱后，入熟料庫(kù)，形成熟料產(chǎn)品。熟料與脫硫石膏、水渣（或礦粉）、粉煤灰等固廢材料經(jīng)輥壓機(jī)、球磨機(jī)粉磨后入庫(kù)形成水泥，實(shí)現(xiàn)多種廢棄物的協(xié)同處置和綜合利用。

3.2 建筑垃圾再生集料技術(shù)

建筑垃圾資源化處置后的再生產(chǎn)品包括再生骨料、再生砂、再生微粉等，可用于路基施工、混凝土、干混砂漿、水泥生產(chǎn)等，該技術(shù)主要由預(yù)處理堆放區(qū)、破碎分揀區(qū)、分級(jí)儲(chǔ)存區(qū)、深加工聯(lián)合粉磨區(qū)組成。處理后產(chǎn)生的塑料、木塊等大塊有機(jī)物可采用直接焚燒處置的方式。小粒徑的再生微粉，可以作為混合材用于水泥生產(chǎn)。

3.3 芬蘭秸稈制天然氣技術(shù)

引進(jìn)全球最先進(jìn)的橫向塞流式干法發(fā)酵工藝，從芬蘭定制全自動(dòng)化生產(chǎn)線，以農(nóng)作物秸稈為原料，經(jīng)微生物發(fā)酵，生產(chǎn)生物天然氣。主要建設(shè)原料儲(chǔ)存庫(kù)、集裝箱式厭氧反應(yīng)器、沼氣凈化提純?cè)O(shè)備、有機(jī)肥加工車(chē)間等配套設(shè)施。

4 邯鄲市固體廢棄物綜合利用產(chǎn)品

邯鄲市多途徑的綜合利用方式，形成了以水泥、多孔磚、蒸壓磚、再生骨料為主的多元化利廢產(chǎn)品。產(chǎn)品市場(chǎng)較好，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)和環(huán)境效益十分可觀。

4.1 水泥及其制品

邯鄲市依托處置大宗固體廢棄物的龍頭骨干企業(yè)，釆用水泥窯協(xié)同處置技術(shù)，將粉煤灰、煤矸石、爐渣等固廢作為鋁質(zhì)原料，鋼渣作為鐵質(zhì)原料，河道淤沙作為硅質(zhì)原料與石灰石共同加入生料磨進(jìn)行粉磨，物料在窯內(nèi)經(jīng)1 450℃高溫煅燒后，形成熟料產(chǎn)品。熟料與脫硫石膏、水渣（或礦粉）、粉煤灰等固廢材料經(jīng)粉磨后入庫(kù)形成水泥，實(shí)現(xiàn)多種廢棄物的協(xié)同處置和綜合利用。新峰公司生產(chǎn)水泥種類(lèi)包括：PSA42.5水泥、PO42.5水泥、PO42.5R水泥和PO52.5水泥等。其中，金隅太行水泥公司水泥總產(chǎn)量為330.26萬(wàn)t/a，產(chǎn)值為83 302.15萬(wàn)元；熟料產(chǎn)量為106.30萬(wàn)t/a，產(chǎn)值為26 706.15萬(wàn)元；礦粉產(chǎn)量為83.60萬(wàn)t/a，產(chǎn)值為19 009.28萬(wàn)元；商品混凝土產(chǎn)量為194.00萬(wàn)方/a，產(chǎn)值為62 080.00萬(wàn)元。新峰公司生產(chǎn)熟料500萬(wàn)t、水泥400萬(wàn)t、商品混凝土43萬(wàn)m3，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)值220 000萬(wàn)元。

4.2 煤矸石燒結(jié)多孔磚

邯鄲市利用煤矸石主要生產(chǎn)燒結(jié)多孔磚和多孔砌塊，目前，采用隧道窯焙燒技術(shù)年生產(chǎn)6 000萬(wàn)塊以上的煤矸石燒結(jié)多孔磚生產(chǎn)線已建成168條，工藝成熟，裝備先進(jìn)?？偖a(chǎn)量折標(biāo)磚約96億塊，產(chǎn)值約45億元，利潤(rùn)總額約6億元，直接安排就業(yè)人數(shù)約9 600人。

4.3 礦渣資源化利用建材產(chǎn)品

邯鄲市鋼鐵企業(yè)眾多，產(chǎn)生的礦渣具有極高的利用價(jià)值，經(jīng)粉磨加工成礦渣微粉，用于水泥和商砼摻合料，產(chǎn)品附加值很高。2018年，新峰公司資源綜合利用礦渣量為200萬(wàn)t，全年利廢產(chǎn)品總產(chǎn)值為40 000萬(wàn)元，利廢產(chǎn)品總利潤(rùn)為4 000萬(wàn)元，就業(yè)人數(shù)70人。此外，峰峰礦區(qū)采用礦渣、廢渣、煤矸石摻和玄武巖、白云石等為主要原料，可生產(chǎn)礦渣巖棉制品15萬(wàn)t/a，產(chǎn)生了較大的經(jīng)濟(jì)效益。

4.4 粉煤灰資源化建材產(chǎn)品

熱電廠鍋爐煙氣產(chǎn)生的粉煤灰比表面積較大，具有較高的吸附性，孔隙率高達(dá)50%~80%，有很強(qiáng)的吸水性，可廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)水泥、膠凝材料、蒸制粉煤灰磚、用作骨料甚至土壤改良劑，市場(chǎng)用途極為廣泛，應(yīng)用前景光明。目前，峰峰礦區(qū)熱電廠粉煤灰主要用來(lái)生產(chǎn)礦用膠結(jié)材料，用于礦井井下充填、噴漿等。粉煤灰基礦用膠結(jié)材料系列產(chǎn)品產(chǎn)量為20萬(wàn)t/a，年可處理粉煤灰等電廠固體廢棄物約15萬(wàn)t，減少了粉煤灰排放等造成的環(huán)境污染問(wèn)題，安排了部分富余勞動(dòng)力，約為企業(yè)創(chuàng)效100萬(wàn)元/a。

4.5 建筑垃圾資源化利用產(chǎn)品

利用主城區(qū)建筑垃圾主要生產(chǎn)環(huán)保型免燒承重墻體標(biāo)準(zhǔn)磚?？偖a(chǎn)量1.5億塊標(biāo)磚，產(chǎn)值約0.85億元，利潤(rùn)總額0.16億元，直接安排就業(yè)人數(shù)約為160人。

4.6 秸稈制天然氣

臨漳縣以農(nóng)作物秸稈為原料，經(jīng)微生物發(fā)酵，生產(chǎn)生物天然氣，達(dá)產(chǎn)后可實(shí)現(xiàn)年處理農(nóng)作物秸稈10萬(wàn)t，年產(chǎn)生物天然氣1 700萬(wàn)m3、食品級(jí)二氧化碳1.02萬(wàn)t、生物有機(jī)肥7萬(wàn)t。

5 結(jié) 語(yǔ)

固體廢物資源化二次處理利用的意義重大，是我國(guó)工業(yè)發(fā)展、綠色生態(tài)環(huán)保建設(shè)的根本措施。近年來(lái)雖然國(guó)內(nèi)固體廢物的處理及其利用水平有所提升，而且也在探索適合國(guó)情的處理方案，但是較之于西方發(fā)達(dá)國(guó)家而言仍有一定的差距。未來(lái)發(fā)展過(guò)程中，應(yīng)當(dāng)全面貫徹落實(shí)好減量化、無(wú)害化以及資源化固體廢物處理技術(shù)研發(fā)的原則，實(shí)現(xiàn)綠色節(jié)能、資源，高效利用，為構(gòu)建“資源節(jié)約型、環(huán)境友好型”社會(huì)打下良好基礎(chǔ)保障。