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水泥窑协同处置废弃物对环境的影响怎样

点击: 发布:2016-01-13

水泥窑协同处置废弃物,从宏观政策层面而言,已经得到国家的明确支持。国家发改委也在日前表示,将研究落实 “利用水泥窑协同处理垃圾废弃物”投资、价格、财税和金融等方面的政策。然而,业内对协同处置依然热议不断。我们在此以作者高长明的文章讨论为本,来互相交流这样的课题。

作为我国新发生的一些技术项目,尤其是涉及环保方面的,因为没有太多真实的长期的数据可供分析,因此,出现热议也是理所当然的。只是在项目建设 前,如果能有系统的严谨的设计,或者有效的数据分析,则能更好地为整个项目的运行实施提供极大的前瞻性的帮助。因此,或许本文作者的观点不一定百分之百的 正确,但作为主要话题来探讨,也是非常有意义的。本期报道反映截然不同的两方观点,希望引发业界更深入的探讨,以便推动协同处置科学规范发展。

国标和规范基本覆盖了水泥窑协同处置固废有关环境安全、排放标准、设计技术规范,以及固废的取样、性能特性检测试验方法等各方面的问题,内容比较齐全完善,技术水平较高,指导性强,利于实施和监管按照较理想情况预测,2020年水泥工业每年协同处置垃圾约2000万吨,大致占垃圾总量的10%左右,其余的90%仍须发电和其他方式来处理,不会改变垃圾发电为主的状况围绕水泥窑协同处置垃圾,近来众说纷纭,莫衷一是。水泥行业内部也有一些不同的看法。为此,笔者基于掌握的有关资料与信息,对各种疑虑作一释疑和答辩,供社会各界参考,欢迎指正。

疑虑一:水泥窑协同处置垃圾,其废气与重金属排放能达到怎样的排放标准?水泥中重金属的浸析是否超标,对环境安全有无影响?

由权威性第三方对各种污染物的排放浓度进行了实际检测,结果显示都达到欧盟标准要求。大量试验表明,重金属固化率高,对环境安全无影响1990年~2010年,全世界水泥工业的400多台水泥窑,累计协同焚烧了各种可燃废弃物共计约2.5亿吨。水泥窑烧废弃物,其对化石燃料的热能替代率≥25%的情况下,由权威性第三方对各种污染物的排放浓度进行了实际检测。

共计检测次数为:二恶英/呋喃3000多次,重金属8000多次,HCl、SO2、NOx、HF、TOC、粉尘等两万多次,熟料中重金属两万多次,熟料中重金属的浸析率1.2万多次。所有的检测数据几乎100%达到欧盟标准要求。

据此,挪威科学与工业研究基金会撰写提出了《有关水泥工业POPs的监测综合报告》,即著名的SINTEF报告,并得到联合国环境规划署的认同。报告的主要结论如下:

1、水泥窑协同烧可燃废弃物时,其废气中的二恶英/呋喃的排放绝大多数为<0.02ngTEQ/Nm3,远低于欧盟2000/76/EC指令规定的<0.1ngTEQ/Nm3标准。

2、废弃物中可能带入水泥窑系统中的二恶英等在水泥熟料煅烧过程中99.999%都被高温分解,焚毁去除。

3、废弃物中可能带入水泥窑系统中的各种重金属95%以上均被固化在熟料矿物的晶体结构中或水泥水化产物中,形成不溶解的矿物质,其在水泥砂浆或混凝土结构中的浸析率均<1.0%,可以保障环境安全。

至于水泥中重金属浸析的环境安全问题,中材国际南京水泥工业设计研究院做了大量研究试验,证实在实际生产中垃圾带入水泥中的额外重金属极其少量,对含有8种重金属的胶砂试块进行浸析率检测后,其值均<1×10-5cm/d,浸泡180天后,其重金属固化率均>99%。低于《地表水环境质量标准》(GB3838-2002)中关于II类地表水的限值,不会对环境安全造成危害,结论与SINTEF报告吻合。

事实上,我国近20台水泥窑协同烧垃圾已分别有1年~5年之久,从未发生过扰民事件。海螺、金隅、中材、华新等公司旗下从事烧垃圾的水泥企业一直都受到近邻公众接纳。

疑虑二:协同处置会不会影响水泥质量?

检测结果表明,协同处置对水泥质量没有任何影响全国近20台协同处置垃圾的水泥窑,每年生产熟料约1000万吨,折合成水泥近1600万吨。如果这些水泥的质量真有问题的话,那么首先在其附近的水泥市场上早就应该暴露出来。而实际上这种事情却从未发生。

在海螺、金隅、中材溧阳、华新等有关水泥厂的生产台账与水泥质量检测记录报表中,也从未发现过有水泥质量下降甚至波动的记载,出厂水泥始终保持国内一流水平。

大连市环境科学研究院,对大连市4家烧废弃物的水泥厂生产的水泥质量进行了全面系统的对比,检测结果同样证明水泥窑协同处置废弃物对水泥质量没有任何影响(详见新世纪水泥导报2014年第5期)。

疑虑三:对水泥窑的操作运行有无不利影响?

垃圾中可能带入的挥发性成分不会成为协同处置的技术障碍,水泥工业企业可以妥善解决问题我国垃圾中氯离子含量较高。这种高挥发性成分在水泥窑系 统中会循环积累,形成堵塞有碍窑的正常运行。针对这一问题水泥企业完全可以调整配料方案,改变窑操作参数,或必要时采取旁路放风等措施有把握地妥善解决问 题。

  这都是水泥工业早已掌握的成熟技术。垃圾中可能带入的K2O,Na2O,Cl-,S等挥发性成分也不会成为水泥窑协同处置垃圾的技术障碍,因为这些都是水泥工业本职范围内可以早日妥善解决的问题。

水泥窑的热效率高于发电效率,其节煤意义不可小觑一台5000t/d水泥窑协同处置垃圾300t/d~400t/d,可替代标煤约30t/d~60t/d不等,视水泥窑所采用的垃圾焚烧方式与装备配置的不同而异。与那些处理1000t/d或更多的垃圾电厂相比,其处置量虽然较少,但是与为数众多的简易型中小型垃圾电厂相比,却不分伯仲。我认为这样的规模应该同样可以接受。

至于替代煤量,因为水泥窑的热效率高于发电效率,在相同的垃圾焚烧300t/d的条件下,平均的标煤替代量前者为30t/d~60t/d,后者只是30t/d。亦即吨垃圾的平均标煤当量前者为0.1吨~0.2吨,后者仅为0.1吨。说明垃圾中热能的有效回收利用率前者为后者的1~2倍,其节煤意义不可小觑。

疑虑五:水泥窑烧垃圾的技术和装备尚不够成熟,有关环保等标准还不够完善,是否值得推广?

标准和规范内容比较齐全完善,技术水平较高,指导性强,利于实施和监管我国水泥工业对协同处置废弃物(包括垃圾)的探索研究试验已有10多年的历程,直到2010年左右才开始陆续建设投产了10余台烧垃圾的水泥窑。有关的垃圾预处理与燃烧系统经过不断改进,逐步定型化,至今均已生产正常,环保指标均已达到国标要求。应该说,在环保与技术装备等方面基本上已达到成熟可靠的水平。

至于有关标准,截至目前,已批准实施的有国标和规范4项,分别是《水泥窑协同处置工业废物设计规范》(GB50634-2010)、《水泥窑协同处置污泥工程设计规范》(GB50757-2012)、《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》(GB30485-2013)、《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》(HJ662-2013)。还有即将实施的《水泥窑协同处置固体废物技术规范》(GB30760-2014)和最新修订版《水泥工业大气污染物排放标准》(GB4915-2013)。

另外还制定了有关固废取样、分析、检测试验方法等4项国标,再辅以《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)和《危险废弃物集中焚烧处置设施运行监督管理技术规范(试行)》(HJ515-2009)等。

以上国标和规范基本覆盖了水泥窑协同处置固废有关环境安全、排放标准、设计技术规范,以及固废的取样、性能特性检测试验方法等各方面的问题,内容比较齐全完善,技术水平较高,指导性强,利于实施和监管。

疑虑六:水泥工业是否会将垃圾发电取而代之?

水泥工业的替代燃料按热能计,垃圾最多不超过15%,不会改变垃圾发电为主的状况水泥工业可采用的替代燃料品种及来源繁多,垃圾只是其中接近最低质的一种。参照发达国家的经验,水泥工业的替代燃料按热能计,垃圾大都占10%以下,最多不超过15%。否则就会影响到整个水泥工业运行的经济效益状况。

鉴于现今我国“垃圾围城”十分严重,因此我们首先把注意力集中到垃圾,近期可以适当集中地多烧一些垃圾,但中长期规划而言,水泥工业根本就没打算喧宾夺主地试图取垃圾发电而代之。因为这样做是不科学的。

按照较理想情况预测,2020年水泥工业每年协同处置垃圾约2000万吨,大致占垃圾总量的10%左右,其余的90%仍须用发电和其他方式来处理,不会改变垃圾发电为主的状况。

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