工業(yè)窯爐協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物技術(shù)進(jìn)展

核心提示：工業(yè)窯爐協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物技術(shù)進(jìn)展

 引言
 

       2017年4月21日，國(guó)家發(fā)改委等14部委聯(lián)合發(fā)布的《循環(huán)發(fā)展引領(lǐng)行動(dòng)》提出“推進(jìn)生產(chǎn)系統(tǒng)協(xié)同處理城市及產(chǎn)業(yè)廢棄物。因地制宜推進(jìn)水泥行業(yè)利用現(xiàn)有水泥窯協(xié)同處理危險(xiǎn)廢物、污泥、生活垃圾等，因地制宜推進(jìn)火電廠協(xié)同資源化處理污水處理廠污泥，推進(jìn)鋼鐵企業(yè)消納鉻渣等危險(xiǎn)廢物。穩(wěn)步推進(jìn)有關(guān)試點(diǎn)示范，建立長(zhǎng)效機(jī)制。”
 

      工業(yè)窯爐協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物是指利用企業(yè)現(xiàn)有的高溫工業(yè)窯爐（如水泥窯、燒結(jié)機(jī)、煉鐵高爐、回轉(zhuǎn)窯以及燃煤鍋爐等）將危險(xiǎn)廢物與其他原料或燃料協(xié)同處理，在滿足企業(yè)正常生產(chǎn)要求、保證產(chǎn)品質(zhì)量與環(huán)境安全的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢物的無(wú)害化處置和資源化利用。
 

       由于工業(yè)窯爐內(nèi)部溫度較高，利于危險(xiǎn)廢物的焚燒處置，在危險(xiǎn)廢物焚燒過(guò)程中產(chǎn)生的熱能，可替代部分化石燃料燃燒產(chǎn)生的熱能。此外在水泥窯等窯爐內(nèi)，危險(xiǎn)廢物焚燒殘?jiān)赏喔G產(chǎn)品一同用作建筑材料，可替代部分天然原材料。工業(yè)窯爐協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物過(guò)程減少了對(duì)化石燃料和天然原料的消耗，同時(shí)也可降低溫室氣體和其他大氣污染物的排放。
 

      目前我國(guó)存在著危險(xiǎn)廢物產(chǎn)生量大而危險(xiǎn)廢物處理設(shè)施建設(shè)緩慢、處置能力不足等現(xiàn)狀。工業(yè)窯爐協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物技術(shù)的優(yōu)勢(shì)在于既可減少危險(xiǎn)廢物處置設(shè)施建設(shè)投資，又能有效利用危險(xiǎn)廢物中的能源和資源，是緩解我國(guó)危險(xiǎn)廢物處置能力不足有效途徑之一。
 

水泥窯協(xié)同處置技術(shù) 
 

       水泥窯是一種建材設(shè)備，主要用于水泥生料的煅燒。水泥窯協(xié)同處置技術(shù)是目前發(fā)達(dá)國(guó)家焚燒處置危險(xiǎn)廢物和城市生活垃圾的重要途徑，也是清潔、高效利用城市固體廢棄物及危險(xiǎn)廢物的有效途徑，該工藝不僅能充分利用危險(xiǎn)廢物中的可燃組分為高溫煅燒過(guò)程提供燃料，其中的部分無(wú)機(jī)固體組分還可作為煅燒原料從而減少一些高鈣礦石的使用量，此外重金屬還可分散吸附在水泥熟料上，并在規(guī)定的濃度限值以內(nèi)安全地應(yīng)用于建材產(chǎn)業(yè)等。1974年，加拿大Lawrence水泥廠進(jìn)行了垃圾焚燒飛灰等危險(xiǎn)廢物及其他可替代燃料的協(xié)同處置研究，此后，美國(guó)、德國(guó)、日本、荷蘭等國(guó)也相繼開(kāi)展了此項(xiàng)研究。目前，歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家中已有大部分水泥廠采用協(xié)同處置技術(shù)處理作為替代燃料的危險(xiǎn)廢物，且這些廢物的數(shù)量和種類也從最初的生活垃圾發(fā)展為廢塑料、廢輪胎、含油污泥等多種危險(xiǎn)廢物，并逐步建立完善了其標(biāo)準(zhǔn)管理技術(shù)體系，積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。
 

       我國(guó)水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物技術(shù)發(fā)展起步相對(duì)較晚，2005年北京水泥廠首次實(shí)現(xiàn)了我國(guó)水泥窯大規(guī)模協(xié)同處置，建成了年處理10萬(wàn)噸工業(yè)廢棄物的示范線，危險(xiǎn)廢物的年處理規(guī)模也超過(guò)1萬(wàn)噸。目前，金隅集團(tuán)多家水泥企業(yè)投資的環(huán)保示范線已成功投入生產(chǎn)，紅獅水泥、華新水泥、金圓股份、都江堰拉法基水泥、溧陽(yáng)中材、華潤(rùn)紅水河等多家公司也都在進(jìn)行水泥窯協(xié)同處置項(xiàng)目。
 

       截至2018年，我國(guó)已取得危廢經(jīng)營(yíng)許可證的水泥窯協(xié)同處置危廢項(xiàng)目60個(gè)，處置規(guī)模約368萬(wàn)噸/年。其中，剔除8個(gè)資質(zhì)僅包含HW33的項(xiàng)目后，綜合類危廢處置項(xiàng)目合計(jì)52個(gè)，處置規(guī)模約284萬(wàn)噸/年。我國(guó)焚燒類危險(xiǎn)廢物處置合計(jì)產(chǎn)能634萬(wàn)噸/年，其中傳統(tǒng)焚燒工藝占比55%，水泥窯協(xié)同處置占比45%，占據(jù)了半壁江山。
 

       目前，水泥窯協(xié)同處置固體廢物已成為我國(guó)水泥工業(yè)尋求綠色發(fā)展的主流方向，替代原料從最初的常規(guī)工業(yè)廢渣如煙氣脫硫石膏、煤矸石、電廠粉煤灰、高爐礦渣、硫酸渣等發(fā)展到含重金屬和有機(jī)物的土壤以及焚燒飛灰等，隨著水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物理論與實(shí)踐的不斷發(fā)展，我國(guó)在該方面的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及政策規(guī)范也在逐漸完善。
 

電廠燃煤鍋爐協(xié)同處置技術(shù)
 

       鍋爐是一種把煤、石油或可燃性材料等內(nèi)部的化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)樗蛘羝麩崮艿臒崃υO(shè)備。電廠燃煤鍋爐是除水泥窯以外的主要協(xié)同處置高溫工業(yè)窯爐。目前電廠鍋爐協(xié)同處置的廢物主要包括禽畜養(yǎng)殖廢物、垃圾衍生燃料、有機(jī)酸、包裝廢物、廢油和秸稈等農(nóng)業(yè)廢物，廢物作為燃料應(yīng)用的替代率約為10%，流化床鍋爐以及僅協(xié)同處置木屑的煤粉爐的燃料替代率相對(duì)較高；芬蘭大約有40臺(tái)電廠鍋爐（主要是流化床鍋爐）使用廢物作為替代燃料，每年協(xié)同處置廢物約40萬(wàn)噸，替代燃料為5-30%；荷蘭現(xiàn)有9所協(xié)同處置電廠，主要用于處置焦炭、污水污泥、生物質(zhì)顆粒、城市垃圾、咖啡渣、動(dòng)物脂肪和骨粉等；在美國(guó)，電廠鍋爐協(xié)同處置的主要是生物質(zhì)廢物，僅在弗羅里達(dá)州就有三座協(xié)同處置生物質(zhì)廢物的燃煤電廠。
 

       我國(guó)以火力發(fā)電為主，電廠鍋爐多，燃料消耗量大，且燃煤鍋爐內(nèi)部的高溫環(huán)境滿足協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物的條件。研究表明，電廠鍋爐協(xié)同處置干化污泥過(guò)程對(duì)鍋爐運(yùn)行及煙氣污染物排放的影響，結(jié)果表明在摻燒比小于3%的情況下對(duì)電廠鍋爐的運(yùn)行幾乎沒(méi)有影響。然而，國(guó)內(nèi)僅有少數(shù)電廠鍋爐開(kāi)展了固體廢物協(xié)同處置業(yè)務(wù)，廢物種類也主要限于污泥和生物質(zhì)類。
 

      2018年7月9日，河南華潤(rùn)電力古城有限公司取得河南省環(huán)保廳頒發(fā)的危險(xiǎn)廢物經(jīng)營(yíng)許可證，成為全國(guó)首家火電協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物的企業(yè)。該項(xiàng)目通過(guò)技術(shù)改造，將生物制藥公司產(chǎn)生的危險(xiǎn)廢物藥渣摻燒原煤后送入高溫爐膛無(wú)害化處置，減少了藥渣污染，節(jié)約了資源，也降低了企業(yè)生產(chǎn)成本，助力地區(qū)污染物總量減排，實(shí)現(xiàn)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保效益共同提升。
 

煉鐵高爐協(xié)同處置技術(shù) 
 

       煉鐵高爐是現(xiàn)代煉鐵的主要設(shè)施，利用煉鐵高爐協(xié)同處置固體廢物技術(shù)的應(yīng)用始于1995年，德國(guó)一個(gè)鋼鐵企業(yè)開(kāi)始利用煉鐵高爐協(xié)同處置廢塑料，既減少了廢物的處理費(fèi)用，也降低了鋼鐵產(chǎn)業(yè)的成本。隨后德國(guó)日本等國(guó)家相繼開(kāi)發(fā)出了鼓風(fēng)爐處理電鍍污泥技術(shù)、鉻渣回轉(zhuǎn)窯解毒技術(shù)以及成熟的高爐噴吹塑料技術(shù)等。國(guó)外研究人員對(duì)幾種廢棄塑料制品和潤(rùn)滑油在煉鐵高爐中協(xié)同處置情況進(jìn)行了研究，結(jié)果表明這些廢物不但不會(huì)影響煉鐵的品質(zhì)，反而能大大減少燃料的使用。
 

       我國(guó)在鋼鐵工業(yè)窯爐協(xié)同處置固體廢物技術(shù)方面也進(jìn)行了相關(guān)研究：中鋼集團(tuán)武漢安全環(huán)保研究院有限公司等采用鋼鐵工業(yè)爐窯協(xié)同處置廢活性炭、焦油渣、廢油漆桶、含鉻廢物、醫(yī)療廢物（塑料類）等五類危險(xiǎn)廢物取得較好的綜合效益；首鋼技術(shù)研究院在冶金燒結(jié)工藝處置垃圾焚燒飛灰和有機(jī)污泥等新技術(shù)方面開(kāi)展了研究；中國(guó)鋼研科技有限公司和武漢鋼鐵公司建成了利用煉鐵回轉(zhuǎn)窯協(xié)同處置電解鋅渣的示范工程。
 

       然而，由于鋼鐵生產(chǎn)相比建材生產(chǎn)需要更精細(xì)的過(guò)程控制，對(duì)外來(lái)雜質(zhì)的承受限度也相對(duì)較低，可用于煉鐵高爐協(xié)同處置的危險(xiǎn)廢物類型還很有限。

結(jié)語(yǔ)
 

       利用工業(yè)窯爐協(xié)同處置固體廢物特別是危險(xiǎn)廢物已成為目前國(guó)內(nèi)外固體廢物處置及資源化技術(shù)的重要發(fā)展方向之一。經(jīng)過(guò)40多年的發(fā)展歷程，如今國(guó)內(nèi)外都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了部分特定工業(yè)窯爐如水泥窯、電廠鍋爐及煉鐵高爐等協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物技術(shù)，然而每一種爐型協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物的可行性、環(huán)境安全性以及環(huán)境污染控制等問(wèn)題始終是各界學(xué)者及相關(guān)產(chǎn)業(yè)工作人員共同關(guān)心的問(wèn)題。