在上世紀(jì)70年代，西方水泥廠就開始嘗試可燃性廢物作為替代燃料研究和協(xié)同處置固廢實(shí)踐，美國、歐洲、日本等利用水泥窯處置危險(xiǎn)廢物也已經(jīng)有40多年的經(jīng)驗(yàn)， 2005年德國有80%以上的水泥廠都開展了廢物協(xié)同處置業(yè)務(wù)。在我國，2006年發(fā)布了《水泥工業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展政策》，開始鼓勵(lì)水泥廠作為固廢處理綜合利用企業(yè)；2013年發(fā)布的《循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展戰(zhàn)略及近期行動(dòng)計(jì)劃》才明確提出推進(jìn)水泥窯協(xié)同資源化處理廢棄物；截至到2018年，我國已取得危廢經(jīng)營許可證的水泥窯協(xié)同處置項(xiàng)目60個(gè)，規(guī)模約368萬噸/年。雖然起步較晚，但是通過借鑒國外的經(jīng)驗(yàn)，加上政府的重視，我國水泥窯協(xié)同處置危廢的發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入快車道。

 

 

整個(gè)行業(yè)來看，目前國內(nèi)有水泥窯1700余條，樂觀估計(jì)符合危廢處置選址條件等影響規(guī)定的水泥生產(chǎn)線約300條左右，保守估計(jì)約200條左右。目前，已取證項(xiàng)目60個(gè)，在批及再建項(xiàng)目約60個(gè)，整個(gè)水泥行業(yè)仍處于協(xié)同處置危廢發(fā)展高峰期。2017-2018年，我國水泥窯協(xié)同處置危廢項(xiàng)目分別新增19個(gè)與26個(gè)，新增規(guī)模分別為104萬噸/年和166萬噸/年，產(chǎn)能進(jìn)入加速釋放期。簡單預(yù)估，未來若整個(gè)水泥行業(yè)的危廢處置能力全部釋放，年處置危廢能力將達(dá)到1200-1800萬噸/年。

 

 

現(xiàn)在，危廢處理資源化利用最為熱門的方式是焚燒處置。2018年，我國焚燒類危險(xiǎn)廢物處置合計(jì)產(chǎn)能634萬噸/年，其中傳統(tǒng)焚燒工藝占比55%，水泥窯協(xié)同處置占比45%。那么，我們來探討下優(yōu)勢和不足的地方。

 

優(yōu)勢方面：

 

一是投資少，周期短。水泥窯協(xié)同處置單位投資額僅為新建、擴(kuò)建專業(yè)焚燒爐的1/3左右，依托于水泥廠已有設(shè)備，投資運(yùn)行費(fèi)用低；同時(shí)，在審批手續(xù)和項(xiàng)目落地建設(shè)改造方面，與傳統(tǒng)焚燒爐工藝相比，水泥窯技術(shù)改造、設(shè)備安裝施工等方面建設(shè)周期較焚燒爐縮短一半以上。

 

二是資源化利用充分。反應(yīng)機(jī)理上，水泥窯系統(tǒng)焚燒與傳統(tǒng)焚燒爐一樣，都屬于高溫?zé)峄瘜W(xué)反應(yīng)技術(shù)，即在高溫條件下，使有機(jī)物氧化分解成小分子，最后變成CO2、H2O等無機(jī)物，不同的是其窯內(nèi)的反應(yīng)環(huán)境，相較于傳統(tǒng)焚燒爐，水泥窯內(nèi)溫度高，熱容量大，工況穩(wěn)定，停留時(shí)間長，更易形成穩(wěn)定的氧化環(huán)境，使危廢得到均勻、穩(wěn)定的燃燒，通過性能測試結(jié)果，有機(jī)標(biāo)識(shí)物的焚毀率（DRE）不小于99.999%。

 

三是綜合環(huán)境效益好。城市生活垃圾焚燒過程中產(chǎn)生的主要污染物包括廢煙氣、二噁英、重金屬等，這點(diǎn)在焚燒爐和回轉(zhuǎn)爐中是類似的，其中最主要且危害嚴(yán)重的是二噁英和重金屬的污染。二噁英是世界上毒性最強(qiáng)的化合物，無色、無味，沸點(diǎn)與熔點(diǎn)較高, 熔點(diǎn)302-305℃，500℃開始分解，850℃以上高溫下停留超2s,即可分解 99.99%，而重金屬難降解且生物富集性強(qiáng)，致癌致畸形嚴(yán)重。水泥窯內(nèi)高溫對(duì)廢物中的有機(jī)有害物質(zhì)進(jìn)行焚毀，絕大部分重金屬元素可以固化在水泥熟料中，不需要二次處置。水泥窯中的堿性環(huán)境吸收焚燒氣體中大量的SO2、HCL、HF等酸性氣體，無機(jī)成分進(jìn)入熟料，廢氣通過水泥窯原配的完善強(qiáng)大的尾氣處理系統(tǒng)處理后達(dá)標(biāo)排放。

 

水泥窯協(xié)同處置技術(shù)工藝路線方面，目前普遍的危險(xiǎn)廢物處置工藝為“三態(tài)獨(dú)立處置工藝”和SMP混合處置工藝系統(tǒng)，飛灰協(xié)同處置領(lǐng)域主要采用水洗、干法除氯兩種工藝，污染土處置主要采用熱脫附技術(shù)路線。同時(shí)各個(gè)水泥集團(tuán)也在市政垃圾協(xié)同處置領(lǐng)域采用了多種各自特色的處置工藝技術(shù)等。

 

不足方面：

 

一是對(duì)危廢預(yù)處理要求較高。對(duì)于不滿足入水泥窯要求的入廠廢物，必須通過破碎、分選、中和、干燥、配伍、混合等進(jìn)行預(yù)處理，使廢物轉(zhuǎn)變?yōu)槔砘再|(zhì)均勻，保證水泥窯運(yùn)行工況連續(xù)穩(wěn)定的入窯物，目前各家專業(yè)協(xié)同處置環(huán)保公司和處置單位都在探索和開發(fā)各自有針對(duì)性的預(yù)處理工藝。

 

二是為防止對(duì)水泥質(zhì)量產(chǎn)生影響，對(duì)廢物中重金屬含量以及有害元素含量有限量要求。對(duì)危廢投放量、投放速度也有限制要求。相比焚燒爐處理危廢種類范圍略有減少。

 

三是受水泥廠生產(chǎn)運(yùn)行影響，當(dāng)停窯或維修檢修時(shí)，危廢處理也將停止進(jìn)行。

 

四是新開展的很多協(xié)同處置水泥企業(yè)“專業(yè)和復(fù)合型”的人才十分短缺。因?yàn)樗喔G協(xié)同處置既要懂得危險(xiǎn)廢物處置行業(yè)法律法規(guī)、危險(xiǎn)廢物各種危險(xiǎn)特性和運(yùn)營全環(huán)節(jié)的安全處置要求，還要統(tǒng)籌兼顧和指導(dǎo)減少對(duì)水泥窯熱工平衡的干擾、熟料質(zhì)量的穩(wěn)定和窯尾大氣排放的達(dá)標(biāo)影響等，無專業(yè)人才的新建協(xié)同處置水泥企業(yè)，起步為艱和摸著石頭過河，在規(guī)范化和安全運(yùn)營方面存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

 

 

隨著人們對(duì)危廢協(xié)同處置的聚焦關(guān)注、資源投入，水泥窯協(xié)同處置固體廢物領(lǐng)域也將出現(xiàn)處置量更大、對(duì)水泥生產(chǎn)干擾更小、處置種類范圍更寬的新技術(shù)工藝路線，另外水泥窯協(xié)同處置技術(shù)和裝備也在不斷發(fā)展，尤其是預(yù)處理設(shè)施和裝備朝著自動(dòng)化和個(gè)性化方向發(fā)展；雖然水泥窯協(xié)同處置危廢將是未來主力軍但不能完全取代傳統(tǒng)危廢焚燒項(xiàng)目，水泥窯協(xié)同處置危廢是在保證水泥產(chǎn)品質(zhì)量及人員設(shè)備環(huán)境安全的前提下，協(xié)同處置適合處置的危廢，與傳統(tǒng)危廢焚燒項(xiàng)目應(yīng)是互相補(bǔ)充配合的；水泥窯協(xié)同處置企業(yè)在將來發(fā)展的道路上會(huì)與傳統(tǒng)和專業(yè)處置廢物企業(yè)存在和伴隨“區(qū)域內(nèi)相互競爭和相互整合”的過程。