摘要:歐盟消納可燃廢物與城市垃圾的新動向
眾所周知,建材工業(yè)是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)“三廢”綜合利用的主要產(chǎn)業(yè)。自上世紀(jì)五六十年代開始,我國就已開始利用工業(yè)廢渣制造水泥產(chǎn)品,礦渣、粉煤灰、煤矸石、電石渣、鋼渣、磷渣、銅渣、赤泥、糖渣、排煙脫硫石膏等相繼進(jìn)入水泥生產(chǎn)領(lǐng)域,不但用作水泥混合材,還用作了水泥生產(chǎn)配料。在消納城市生活垃圾、工業(yè)有毒有害污染物和可燃廢棄物等研究利用方面,目前我國已有北京水泥廠等企業(yè)做出了大膽嘗試,取得了令人矚目的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益,但與一些先進(jìn)國家相比還有較大差距。
現(xiàn)本報(bào)刊登的我國著名水泥專家、中國水泥協(xié)會高級顧問高長明的署名文章《歐盟消納可燃廢物與城市垃圾的新動向》,對歐盟各國政府就消納可燃廢物與城市垃圾制定的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)作出詳盡的介紹,對各國水泥工業(yè)利用工業(yè)和城市生活廢棄物替代燃料的現(xiàn)狀和優(yōu)勢,以及其中的新動向、新技術(shù)作了剖析,并且對我國水泥工業(yè)消納可燃廢物與城市垃圾的可行性進(jìn)行了全面分析,提出了切實(shí)可行的寶貴建議。文章對我國中央及地方政府有關(guān)部門制定相關(guān)戰(zhàn)略決策,各地水泥行業(yè)企業(yè)高效、經(jīng)濟(jì)、安全地消納社會可燃廢物與城市垃圾,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo),發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)都有十分重要的意義。
歐盟消納可燃廢物與城市垃圾的新動向新決策
歐盟各國對待全社會———工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)和居民生活各種廢棄物的基本策略是,首先是要求企業(yè)和居民在生產(chǎn)與生活過程中盡可能地少產(chǎn)生或不產(chǎn)生廢物;其次是對那些不可避免的廢物(例如廢金屬等)則要求各行各業(yè)都要盡可能地回收循環(huán)利用;再次是對一些尚無法回收再利用的廢物則由政府引導(dǎo),采用市場運(yùn)作方式,設(shè)法妥善處置之。各國都頒布了相關(guān)的法律和規(guī)章,保證上述基本策略的實(shí)施。
在那些目前尚無法回收并按原用途、原成分、原性能循環(huán)利用的廢物中又可分為無機(jī)和有機(jī)的兩大類,前者如粉煤灰、礦渣、夾層石、硫酸渣等,因其中不含有害環(huán)境的元素或成分,大都可以直接用于建材業(yè)或建筑業(yè),妥善地消納掉;而后者是含有若干有機(jī)質(zhì)的廢物,因其中多少都含有一些可燃質(zhì)和某些有害成分,故又稱為可燃廢物。這就是本文所討論的對象。
所謂可燃廢物種類繁雜,固體的有:廢塑料、廢紡織品、廢地毯、廢紙、廢玻纖、廢橡膠、廢輪胎、廢服裝、廢家具、廢皮革、城市生活垃圾、下水污泥、動物骨肉,醫(yī)療廢物等;液體的有:廢機(jī)油、焦油、酸堿渣液、廢油墨、石化廢液、化工廢液、石臘液、瀝青渣液、廢油漆涂料、廢溶劑等;氣體的有:垃圾填埋場沼氣、化糞池沼氣、燃?xì)饣癄t氣體等。
過去30多年歐洲諸國處置消納可燃廢物與城市垃圾的主要技術(shù)路線有兩條,一條是采用機(jī)械與生化方法,以填埋為主,輔以厭氧堆肥和制造再生固體燃料(R D F );另一條是采用焚燒與熱裂解方法,以焚燒發(fā)電為主。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),2006~2007年,西歐和北歐可燃廢物與生活垃圾的所謂無害化處置率已達(dá)98%以上,其中填埋占40%、焚燒爐占18%、水泥廠占11%、堆肥占10%、制造再生固體燃料占18%(其中有一部分供水泥廠用),其他占3%。同時(shí),日本的上述處置率為100%,其中焚燒發(fā)電占85%,填埋、堆肥和其他各占5%。
歐盟和日本在上世紀(jì)80年代中期,原本以為他們這樣做就可以妥善地解決可燃廢物與生活垃圾的處置消納問題了。然而延續(xù)到上世紀(jì)90年代后期,歐洲和日本卻相繼發(fā)生了幾起廢物(垃圾)填埋場滲透液泄漏事故,以及日本垃圾焚燒爐殘?jiān)惋w灰的凈化再處置難題。于是他們一方面修訂并大幅提高了填埋場的防滲漏標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范;另一方面日本在2002年推出了“生態(tài)水泥”(J I S R 5124)新標(biāo)準(zhǔn),企圖把每年約250萬噸的垃圾焚燒爐灰渣制造成水泥,解決其對環(huán)境的二次污染隱患。
這樣又經(jīng)歷了6~8年,歐盟和日本都發(fā)現(xiàn)他們分別采取的兩種不同的補(bǔ)救措施成本太高,收效不大,最主要的是不能根治二次污染之隱患。經(jīng)過慎重而痛苦的反思和論證,自2007年至今,德、英、丹、荷、挪等國終于相繼作出了新決策,而且已經(jīng)開始付諸實(shí)施。那就是不再新建可燃廢物與城市垃圾填埋場和焚燒爐廠;今后所有新產(chǎn)生的可燃廢物和垃圾都要采取其他的更安全更經(jīng)濟(jì)的方法,盡可能地全部即時(shí)處置,一步到位,消納干凈,不留后患,盡量少用或不用填埋場和焚燒爐。有關(guān)的法規(guī)也正在研討修訂之中。
于是人們的目光很自然地被引導(dǎo)到厭氧堆肥、再生固體燃料制造和開發(fā)可再生能源及生物燃料等方面,同時(shí)對水泥工業(yè)消納可燃廢物與城市垃圾的前景也頗為看好。
歐洲水泥工業(yè)采用替代燃料的現(xiàn)狀及其優(yōu)勢
近20年,歐洲水泥工業(yè)在實(shí)現(xiàn)熟料生產(chǎn)對天然化石燃料(煤、石油、天然氣)零消耗方面成績斐然。上世紀(jì)80年代,德國剛有兩家水泥廠開始試驗(yàn)少量采用可燃廢物作為替代燃料,尚屬萌芽階段。現(xiàn)今西歐和北歐諸國,水泥工業(yè)采用替代燃料,全國按熱耗計(jì)的替代率已達(dá)60%~70%。實(shí)際上,水泥工業(yè)已經(jīng)成為消納可燃廢物的生力軍之一。同時(shí)在不斷地實(shí)踐與改進(jìn)之中,各種可燃廢物的預(yù)處理裝備及其在水泥窯系統(tǒng)中的計(jì)量、喂料與燃燒裝備均已相當(dāng)成熟可靠。
十幾年以前,如果說歐洲水泥工業(yè)燒可燃廢物是為了節(jié)約天然燃料資源、協(xié)助社會消納廢物、保護(hù)環(huán)境的話,那么在天然燃料價(jià)格不斷高漲的今天,水泥工業(yè)本身還能獲得降低燃料成本的經(jīng)濟(jì)效益。顯然,水泥企業(yè)能夠采用的各種替代燃料越多,其致力于環(huán)保的公眾形象就越好,經(jīng)濟(jì)收益也越多,何樂而不為。隨著替代燃料(可燃廢物)在歐盟水泥工業(yè)的全面普及,水泥界和社會各界已經(jīng)提出了“今天的替代燃料,明天的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”的口號。水泥工業(yè)各種固體、液體及R D F 的替代燃料的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均已基本定稿,正在逐步試行之中,預(yù)計(jì)2010年前即可頒布實(shí)施。
2002年,德國科技部、資源環(huán)境部會同水泥工業(yè)聯(lián)合會向全世界通報(bào),經(jīng)過30年的跟蹤監(jiān)測與調(diào)查結(jié)果證明,德國水泥工業(yè)已經(jīng)率先在重化工業(yè)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)了對其周圍生態(tài)環(huán)境(空氣、水、土壤、動植物、微生物、食物鏈等)的零污染。
為了確保水泥企業(yè)燒廢物時(shí)的環(huán)境質(zhì)量安全,早在1998年,德國就專門頒布了水泥廠燒廢料時(shí)各種污染物的允許排放標(biāo)準(zhǔn)(17.B l m S c h V )。其中新增了對二英與呋喃的控制值,并對20種重金屬細(xì)化嚴(yán)格了控制值,對粉塵、S O2、N OX、T O C 、H C l 、H F 、N H3等均大幅嚴(yán)格了控制值,使這個排放標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)比原先水泥廠燒煤時(shí)的排放標(biāo)準(zhǔn)(T A -L u f t )嚴(yán)格得多,從而奠定了水泥工業(yè)采用替代燃料的環(huán)境保障、科學(xué)基礎(chǔ)和法律準(zhǔn)則。水泥廠只要采用可燃廢物,無論其種類和數(shù)量多寡都必須遵守這個排放標(biāo)準(zhǔn)。2000年,歐盟批準(zhǔn)了17.B l m S c h V 標(biāo)準(zhǔn)并頒布實(shí)施(2000/761E G ),這充分表明,歐盟在這方面的工作堪稱科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、全面系統(tǒng),具有很高的信譽(yù)和權(quán)威。
長期大量的實(shí)踐業(yè)已證實(shí),現(xiàn)代新型干法水泥窯(P C 窯)系統(tǒng)與廢物(垃圾)焚燒爐相比具有明顯優(yōu)勢,概括如下:
1.水泥工業(yè)可以消納的可燃廢物種類很多,適用范圍廣。無論是固體或液體的,塊狀、粒狀或膏狀的,一般的、有危險(xiǎn)性或有毒性的,它們都可以在水泥窯或預(yù)分解爐內(nèi)燃燒殆盡。
2.按照各種廢物的性能與特點(diǎn),它們可以分別用作水泥工業(yè)的混合材、替代原料或替代燃料,使之物盡其用。
3.水泥的消費(fèi)量和生產(chǎn)規(guī)模很大,水泥窯的單機(jī)產(chǎn)能很高,所以水泥工業(yè)對各種廢物的消納量相當(dāng)巨大,而且發(fā)展?jié)摿捎^。
4.水泥窯對各種可燃廢物有很強(qiáng)的適應(yīng)能力,只要略作調(diào)整,燒廢料就不會影響水泥熟料的正常性能和質(zhì)量,也不會影響窯的正常操作運(yùn)行。
5.水泥窯內(nèi)溫度高(1600℃),熱容量和熱慣性特大,廢料在高溫區(qū)的停留時(shí)間長(5~15秒),其中所含的有害成分均能被徹底分解燒盡,加之水泥窯系統(tǒng)中高濃度氣固懸浮體及其堿性氣氛對酸性有害成分的中和與吸附作用,致使窯廢氣中的重金屬、氯化合物、二英、呋喃等含量遠(yuǎn)低于國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),確保環(huán)境安全,這一點(diǎn)在金隅集團(tuán)北京水泥廠已有佐證。
6.可燃廢物在水泥窯內(nèi)燃燒后的殘?jiān)?,即使其中含有硫、氯或某些重金屬等有害物質(zhì),這些殘?jiān)捕既抗倘墼谒嗍炝系木Ц裰?,在水泥混凝土中不能再逸出或析出,沒有二次污染,一步到位,沒有隱患,確保環(huán)境安全。對此,德國杜塞多夫水泥研究院和水泥工業(yè)聯(lián)合會的長期跟蹤研究報(bào)告提供了充分的證據(jù)。
7.可燃廢物在水泥窯內(nèi)燃燒所產(chǎn)生的熱能全部直接用于窯系統(tǒng)內(nèi)的氣固相或固熔相的熱交換過程中,熱能傳遞交換效率很高,至少是垃圾焚燒爐發(fā)電的6倍以上。
8.水泥窯對可燃廢物熱值的適應(yīng)范圍相當(dāng)大,尤其是對那些兼作替代原料和替代燃料的廢物,例如下水污泥和矸石等,無論其熱值多少,總之都能相應(yīng)地充分利用。這是垃圾焚燒爐難望其項(xiàng)背的。
固然,水泥窯獨(dú)特的工藝過程賦予了它一定的優(yōu)勢,但是必須指出,上述各項(xiàng)優(yōu)勢卻并非PC窯水泥廠與生俱來的,而是歐盟水泥工業(yè)在充分發(fā)揮其固有特長的基礎(chǔ)上,不斷技改創(chuàng)新和裝備配套逐步完善而收獲的成果。這正是我國水泥工業(yè)需要加緊研發(fā)、迎頭趕上的一個關(guān)口。要充分估計(jì)到攻關(guān)的艱巨性,更要有信心,相信我們的實(shí)力一定能行。
令歐盟水泥界自豪的是,水泥廠正在成為既能生產(chǎn)水泥,又能消納社會廢物的理想場所;水泥工業(yè)在社會上的口碑很不錯,其公眾形象與我國小水泥相比形成鮮明對照,令人汗顏。小水泥的陰影還殃及整個水泥工業(yè),抹去陰影需要時(shí)日及我們加倍的努力。
我國水泥工業(yè)消納可燃廢物與城市垃圾的可行性
筆者從我國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、環(huán)境保護(hù)部和上海環(huán)衛(wèi)設(shè)計(jì)院等單位獲悉,我國現(xiàn)今的城市生活垃圾產(chǎn)生量每年約1.5億噸(原生狀態(tài))。全國已投運(yùn)的各種水平和規(guī)模的垃圾焚燒爐有50臺套,處置量每年近1400萬噸。在建的焚燒爐為25臺套?!笆晃濉庇?jì)劃新建垃圾焚燒爐82臺套(含發(fā)電)和約200個垃圾填埋場等,用于處置城市垃圾的總投資為600億元。預(yù)計(jì)到2010年,全國城市垃圾的處置率將由2007年的40%上升到70%,垃圾焚燒的處置率將由2005年的6%上升到18%,垃圾的正規(guī)填埋處置率將上升到總量的50%以上。
我國現(xiàn)在還要大力發(fā)展垃圾填埋場和焚燒爐廠嗎?隱患如何處理?原來的規(guī)劃要不要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷恼{(diào)整?從全國長遠(yuǎn)利益考慮,懇請國家有關(guān)主管部門對這種技術(shù)路線進(jìn)行復(fù)議;我國現(xiàn)有800多臺PC水泥窯是否能夠?yàn)榇俗龀鲆恍┓瞰I(xiàn),也敬請審酌。
茲以消納城市生活垃圾為例,對我國PC窯水泥廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行分析。
即使是我國水泥企業(yè)自己投資建一個用垃圾制造再生固體燃料(RDF)的車間,在目前煤價(jià)平均600元/噸的條件下,投資回收期為3年左右。這里還未計(jì)入消納垃圾的國家政策性補(bǔ)貼,所以在經(jīng)濟(jì)上是可行的。
其實(shí)我國眾多的新型干法水泥廠,首先可以從當(dāng)?shù)睾袜徑貐^(qū)已有的各種可燃廢物著手,采用較簡捷的技術(shù)裝備,逐步開展試燒可燃廢物的各項(xiàng)工作,監(jiān)測排放,注意環(huán)保。當(dāng)?shù)赜惺裁磸U料就燒什么,積累經(jīng)驗(yàn),逐步增加比例,提高替代率。這樣,一次性投資也不會太大,便于新增設(shè)備的操作和人員的管理,比較現(xiàn)實(shí)。
我國一些外資和中外合資的大型水泥集團(tuán),例如越秀一海德堡、華新一豪西姆、法國拉法基等,他們在歐洲的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)支撐下,已經(jīng)拉開了在中國的水泥廠燒可燃廢物的序幕。希望各地政府能支持并做好各項(xiàng)協(xié)調(diào)工作。這對我國生態(tài)環(huán)境與水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展都是有利的,符合中央政府的生態(tài)文明建設(shè)方針。
建議中國水泥協(xié)會報(bào)請有關(guān)部門,專門制定頒布一項(xiàng)《水泥廠燒可燃廢物時(shí)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,使水泥企業(yè)有章可循,不必去借助套用別的排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)國家有關(guān)主管部門應(yīng)該像對待垃圾焚燒爐發(fā)電一樣,對水泥窯燒可燃廢物予以相應(yīng)的政策扶持。在處置廢物(垃圾)量相同的情況下,利用現(xiàn)有水泥窯所需的基建投資估計(jì)僅為新建焚燒爐發(fā)電廠的1/4以下;其所替代而節(jié)省的煤量足以抵消垃圾焚燒爐的實(shí)際發(fā)電量;更主要的是水泥窯沒有殘?jiān)亩挝廴倦[患,運(yùn)行時(shí)能確保環(huán)境安全。
在我國各行各業(yè)都在尋求高效、經(jīng)濟(jì)、安全地消納社會可燃廢物與城市垃圾的歷程中,利用水泥窯只是諸多手段中的一種,而且要在水泥廠中真正把這些廢物燒盡用好,消納干凈,水泥界還有許多技術(shù)裝備需要研發(fā)創(chuàng)新,在逐步落實(shí)到具體生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中還有許多艱苦細(xì)致的工作要做。讓我們共同努力,克服困難,只要大方向正確,中國水泥界有信心、有能力在協(xié)同消納社會可燃廢物的事業(yè)中做出更多的貢獻(xiàn)。
眾所周知,建材工業(yè)是發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、實(shí)現(xiàn)“三廢”綜合利用的主要產(chǎn)業(yè)。自上世紀(jì)五六十年代開始,我國就已開始利用工業(yè)廢渣制造水泥產(chǎn)品,礦渣、粉煤灰、煤矸石、電石渣、鋼渣、磷渣、銅渣、赤泥、糖渣、排煙脫硫石膏等相繼進(jìn)入水泥生產(chǎn)領(lǐng)域,不但用作水泥混合材,還用作了水泥生產(chǎn)配料。在消納城市生活垃圾、工業(yè)有毒有害污染物和可燃廢棄物等研究利用方面,目前我國已有北京水泥廠等企業(yè)做出了大膽嘗試,取得了令人矚目的社會效益、環(huán)境效益和經(jīng)濟(jì)效益,但與一些先進(jìn)國家相比還有較大差距。
現(xiàn)本報(bào)刊登的我國著名水泥專家、中國水泥協(xié)會高級顧問高長明的署名文章《歐盟消納可燃廢物與城市垃圾的新動向》,對歐盟各國政府就消納可燃廢物與城市垃圾制定的標(biāo)準(zhǔn)法規(guī)作出詳盡的介紹,對各國水泥工業(yè)利用工業(yè)和城市生活廢棄物替代燃料的現(xiàn)狀和優(yōu)勢,以及其中的新動向、新技術(shù)作了剖析,并且對我國水泥工業(yè)消納可燃廢物與城市垃圾的可行性進(jìn)行了全面分析,提出了切實(shí)可行的寶貴建議。文章對我國中央及地方政府有關(guān)部門制定相關(guān)戰(zhàn)略決策,各地水泥行業(yè)企業(yè)高效、經(jīng)濟(jì)、安全地消納社會可燃廢物與城市垃圾,實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排目標(biāo),發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)都有十分重要的意義。
歐盟消納可燃廢物與城市垃圾的新動向新決策
歐盟各國對待全社會———工業(yè)、農(nóng)業(yè)、服務(wù)業(yè)和居民生活各種廢棄物的基本策略是,首先是要求企業(yè)和居民在生產(chǎn)與生活過程中盡可能地少產(chǎn)生或不產(chǎn)生廢物;其次是對那些不可避免的廢物(例如廢金屬等)則要求各行各業(yè)都要盡可能地回收循環(huán)利用;再次是對一些尚無法回收再利用的廢物則由政府引導(dǎo),采用市場運(yùn)作方式,設(shè)法妥善處置之。各國都頒布了相關(guān)的法律和規(guī)章,保證上述基本策略的實(shí)施。
在那些目前尚無法回收并按原用途、原成分、原性能循環(huán)利用的廢物中又可分為無機(jī)和有機(jī)的兩大類,前者如粉煤灰、礦渣、夾層石、硫酸渣等,因其中不含有害環(huán)境的元素或成分,大都可以直接用于建材業(yè)或建筑業(yè),妥善地消納掉;而后者是含有若干有機(jī)質(zhì)的廢物,因其中多少都含有一些可燃質(zhì)和某些有害成分,故又稱為可燃廢物。這就是本文所討論的對象。
所謂可燃廢物種類繁雜,固體的有:廢塑料、廢紡織品、廢地毯、廢紙、廢玻纖、廢橡膠、廢輪胎、廢服裝、廢家具、廢皮革、城市生活垃圾、下水污泥、動物骨肉,醫(yī)療廢物等;液體的有:廢機(jī)油、焦油、酸堿渣液、廢油墨、石化廢液、化工廢液、石臘液、瀝青渣液、廢油漆涂料、廢溶劑等;氣體的有:垃圾填埋場沼氣、化糞池沼氣、燃?xì)饣癄t氣體等。
過去30多年歐洲諸國處置消納可燃廢物與城市垃圾的主要技術(shù)路線有兩條,一條是采用機(jī)械與生化方法,以填埋為主,輔以厭氧堆肥和制造再生固體燃料(R D F );另一條是采用焚燒與熱裂解方法,以焚燒發(fā)電為主。據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì),2006~2007年,西歐和北歐可燃廢物與生活垃圾的所謂無害化處置率已達(dá)98%以上,其中填埋占40%、焚燒爐占18%、水泥廠占11%、堆肥占10%、制造再生固體燃料占18%(其中有一部分供水泥廠用),其他占3%。同時(shí),日本的上述處置率為100%,其中焚燒發(fā)電占85%,填埋、堆肥和其他各占5%。
歐盟和日本在上世紀(jì)80年代中期,原本以為他們這樣做就可以妥善地解決可燃廢物與生活垃圾的處置消納問題了。然而延續(xù)到上世紀(jì)90年代后期,歐洲和日本卻相繼發(fā)生了幾起廢物(垃圾)填埋場滲透液泄漏事故,以及日本垃圾焚燒爐殘?jiān)惋w灰的凈化再處置難題。于是他們一方面修訂并大幅提高了填埋場的防滲漏標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)規(guī)范;另一方面日本在2002年推出了“生態(tài)水泥”(J I S R 5124)新標(biāo)準(zhǔn),企圖把每年約250萬噸的垃圾焚燒爐灰渣制造成水泥,解決其對環(huán)境的二次污染隱患。
這樣又經(jīng)歷了6~8年,歐盟和日本都發(fā)現(xiàn)他們分別采取的兩種不同的補(bǔ)救措施成本太高,收效不大,最主要的是不能根治二次污染之隱患。經(jīng)過慎重而痛苦的反思和論證,自2007年至今,德、英、丹、荷、挪等國終于相繼作出了新決策,而且已經(jīng)開始付諸實(shí)施。那就是不再新建可燃廢物與城市垃圾填埋場和焚燒爐廠;今后所有新產(chǎn)生的可燃廢物和垃圾都要采取其他的更安全更經(jīng)濟(jì)的方法,盡可能地全部即時(shí)處置,一步到位,消納干凈,不留后患,盡量少用或不用填埋場和焚燒爐。有關(guān)的法規(guī)也正在研討修訂之中。
于是人們的目光很自然地被引導(dǎo)到厭氧堆肥、再生固體燃料制造和開發(fā)可再生能源及生物燃料等方面,同時(shí)對水泥工業(yè)消納可燃廢物與城市垃圾的前景也頗為看好。
歐洲水泥工業(yè)采用替代燃料的現(xiàn)狀及其優(yōu)勢
近20年,歐洲水泥工業(yè)在實(shí)現(xiàn)熟料生產(chǎn)對天然化石燃料(煤、石油、天然氣)零消耗方面成績斐然。上世紀(jì)80年代,德國剛有兩家水泥廠開始試驗(yàn)少量采用可燃廢物作為替代燃料,尚屬萌芽階段。現(xiàn)今西歐和北歐諸國,水泥工業(yè)采用替代燃料,全國按熱耗計(jì)的替代率已達(dá)60%~70%。實(shí)際上,水泥工業(yè)已經(jīng)成為消納可燃廢物的生力軍之一。同時(shí)在不斷地實(shí)踐與改進(jìn)之中,各種可燃廢物的預(yù)處理裝備及其在水泥窯系統(tǒng)中的計(jì)量、喂料與燃燒裝備均已相當(dāng)成熟可靠。
十幾年以前,如果說歐洲水泥工業(yè)燒可燃廢物是為了節(jié)約天然燃料資源、協(xié)助社會消納廢物、保護(hù)環(huán)境的話,那么在天然燃料價(jià)格不斷高漲的今天,水泥工業(yè)本身還能獲得降低燃料成本的經(jīng)濟(jì)效益。顯然,水泥企業(yè)能夠采用的各種替代燃料越多,其致力于環(huán)保的公眾形象就越好,經(jīng)濟(jì)收益也越多,何樂而不為。隨著替代燃料(可燃廢物)在歐盟水泥工業(yè)的全面普及,水泥界和社會各界已經(jīng)提出了“今天的替代燃料,明天的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)”的口號。水泥工業(yè)各種固體、液體及R D F 的替代燃料的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)均已基本定稿,正在逐步試行之中,預(yù)計(jì)2010年前即可頒布實(shí)施。
2002年,德國科技部、資源環(huán)境部會同水泥工業(yè)聯(lián)合會向全世界通報(bào),經(jīng)過30年的跟蹤監(jiān)測與調(diào)查結(jié)果證明,德國水泥工業(yè)已經(jīng)率先在重化工業(yè)領(lǐng)域中實(shí)現(xiàn)了對其周圍生態(tài)環(huán)境(空氣、水、土壤、動植物、微生物、食物鏈等)的零污染。
為了確保水泥企業(yè)燒廢物時(shí)的環(huán)境質(zhì)量安全,早在1998年,德國就專門頒布了水泥廠燒廢料時(shí)各種污染物的允許排放標(biāo)準(zhǔn)(17.B l m S c h V )。其中新增了對二英與呋喃的控制值,并對20種重金屬細(xì)化嚴(yán)格了控制值,對粉塵、S O2、N OX、T O C 、H C l 、H F 、N H3等均大幅嚴(yán)格了控制值,使這個排放標(biāo)準(zhǔn)遠(yuǎn)比原先水泥廠燒煤時(shí)的排放標(biāo)準(zhǔn)(T A -L u f t )嚴(yán)格得多,從而奠定了水泥工業(yè)采用替代燃料的環(huán)境保障、科學(xué)基礎(chǔ)和法律準(zhǔn)則。水泥廠只要采用可燃廢物,無論其種類和數(shù)量多寡都必須遵守這個排放標(biāo)準(zhǔn)。2000年,歐盟批準(zhǔn)了17.B l m S c h V 標(biāo)準(zhǔn)并頒布實(shí)施(2000/761E G ),這充分表明,歐盟在這方面的工作堪稱科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、全面系統(tǒng),具有很高的信譽(yù)和權(quán)威。
長期大量的實(shí)踐業(yè)已證實(shí),現(xiàn)代新型干法水泥窯(P C 窯)系統(tǒng)與廢物(垃圾)焚燒爐相比具有明顯優(yōu)勢,概括如下:
1.水泥工業(yè)可以消納的可燃廢物種類很多,適用范圍廣。無論是固體或液體的,塊狀、粒狀或膏狀的,一般的、有危險(xiǎn)性或有毒性的,它們都可以在水泥窯或預(yù)分解爐內(nèi)燃燒殆盡。
2.按照各種廢物的性能與特點(diǎn),它們可以分別用作水泥工業(yè)的混合材、替代原料或替代燃料,使之物盡其用。
3.水泥的消費(fèi)量和生產(chǎn)規(guī)模很大,水泥窯的單機(jī)產(chǎn)能很高,所以水泥工業(yè)對各種廢物的消納量相當(dāng)巨大,而且發(fā)展?jié)摿捎^。
4.水泥窯對各種可燃廢物有很強(qiáng)的適應(yīng)能力,只要略作調(diào)整,燒廢料就不會影響水泥熟料的正常性能和質(zhì)量,也不會影響窯的正常操作運(yùn)行。
5.水泥窯內(nèi)溫度高(1600℃),熱容量和熱慣性特大,廢料在高溫區(qū)的停留時(shí)間長(5~15秒),其中所含的有害成分均能被徹底分解燒盡,加之水泥窯系統(tǒng)中高濃度氣固懸浮體及其堿性氣氛對酸性有害成分的中和與吸附作用,致使窯廢氣中的重金屬、氯化合物、二英、呋喃等含量遠(yuǎn)低于國家有關(guān)標(biāo)準(zhǔn),確保環(huán)境安全,這一點(diǎn)在金隅集團(tuán)北京水泥廠已有佐證。
6.可燃廢物在水泥窯內(nèi)燃燒后的殘?jiān)?,即使其中含有硫、氯或某些重金屬等有害物質(zhì),這些殘?jiān)捕既抗倘墼谒嗍炝系木Ц裰?,在水泥混凝土中不能再逸出或析出,沒有二次污染,一步到位,沒有隱患,確保環(huán)境安全。對此,德國杜塞多夫水泥研究院和水泥工業(yè)聯(lián)合會的長期跟蹤研究報(bào)告提供了充分的證據(jù)。
7.可燃廢物在水泥窯內(nèi)燃燒所產(chǎn)生的熱能全部直接用于窯系統(tǒng)內(nèi)的氣固相或固熔相的熱交換過程中,熱能傳遞交換效率很高,至少是垃圾焚燒爐發(fā)電的6倍以上。
8.水泥窯對可燃廢物熱值的適應(yīng)范圍相當(dāng)大,尤其是對那些兼作替代原料和替代燃料的廢物,例如下水污泥和矸石等,無論其熱值多少,總之都能相應(yīng)地充分利用。這是垃圾焚燒爐難望其項(xiàng)背的。
固然,水泥窯獨(dú)特的工藝過程賦予了它一定的優(yōu)勢,但是必須指出,上述各項(xiàng)優(yōu)勢卻并非PC窯水泥廠與生俱來的,而是歐盟水泥工業(yè)在充分發(fā)揮其固有特長的基礎(chǔ)上,不斷技改創(chuàng)新和裝備配套逐步完善而收獲的成果。這正是我國水泥工業(yè)需要加緊研發(fā)、迎頭趕上的一個關(guān)口。要充分估計(jì)到攻關(guān)的艱巨性,更要有信心,相信我們的實(shí)力一定能行。
令歐盟水泥界自豪的是,水泥廠正在成為既能生產(chǎn)水泥,又能消納社會廢物的理想場所;水泥工業(yè)在社會上的口碑很不錯,其公眾形象與我國小水泥相比形成鮮明對照,令人汗顏。小水泥的陰影還殃及整個水泥工業(yè),抹去陰影需要時(shí)日及我們加倍的努力。
我國水泥工業(yè)消納可燃廢物與城市垃圾的可行性
筆者從我國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部、環(huán)境保護(hù)部和上海環(huán)衛(wèi)設(shè)計(jì)院等單位獲悉,我國現(xiàn)今的城市生活垃圾產(chǎn)生量每年約1.5億噸(原生狀態(tài))。全國已投運(yùn)的各種水平和規(guī)模的垃圾焚燒爐有50臺套,處置量每年近1400萬噸。在建的焚燒爐為25臺套?!笆晃濉庇?jì)劃新建垃圾焚燒爐82臺套(含發(fā)電)和約200個垃圾填埋場等,用于處置城市垃圾的總投資為600億元。預(yù)計(jì)到2010年,全國城市垃圾的處置率將由2007年的40%上升到70%,垃圾焚燒的處置率將由2005年的6%上升到18%,垃圾的正規(guī)填埋處置率將上升到總量的50%以上。
我國現(xiàn)在還要大力發(fā)展垃圾填埋場和焚燒爐廠嗎?隱患如何處理?原來的規(guī)劃要不要進(jìn)行適當(dāng)?shù)男薷恼{(diào)整?從全國長遠(yuǎn)利益考慮,懇請國家有關(guān)主管部門對這種技術(shù)路線進(jìn)行復(fù)議;我國現(xiàn)有800多臺PC水泥窯是否能夠?yàn)榇俗龀鲆恍┓瞰I(xiàn),也敬請審酌。
茲以消納城市生活垃圾為例,對我國PC窯水泥廠的技術(shù)經(jīng)濟(jì)可行性進(jìn)行分析。
即使是我國水泥企業(yè)自己投資建一個用垃圾制造再生固體燃料(RDF)的車間,在目前煤價(jià)平均600元/噸的條件下,投資回收期為3年左右。這里還未計(jì)入消納垃圾的國家政策性補(bǔ)貼,所以在經(jīng)濟(jì)上是可行的。
其實(shí)我國眾多的新型干法水泥廠,首先可以從當(dāng)?shù)睾袜徑貐^(qū)已有的各種可燃廢物著手,采用較簡捷的技術(shù)裝備,逐步開展試燒可燃廢物的各項(xiàng)工作,監(jiān)測排放,注意環(huán)保。當(dāng)?shù)赜惺裁磸U料就燒什么,積累經(jīng)驗(yàn),逐步增加比例,提高替代率。這樣,一次性投資也不會太大,便于新增設(shè)備的操作和人員的管理,比較現(xiàn)實(shí)。
我國一些外資和中外合資的大型水泥集團(tuán),例如越秀一海德堡、華新一豪西姆、法國拉法基等,他們在歐洲的技術(shù)與經(jīng)驗(yàn)支撐下,已經(jīng)拉開了在中國的水泥廠燒可燃廢物的序幕。希望各地政府能支持并做好各項(xiàng)協(xié)調(diào)工作。這對我國生態(tài)環(huán)境與水泥工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展都是有利的,符合中央政府的生態(tài)文明建設(shè)方針。
建議中國水泥協(xié)會報(bào)請有關(guān)部門,專門制定頒布一項(xiàng)《水泥廠燒可燃廢物時(shí)的污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》,使水泥企業(yè)有章可循,不必去借助套用別的排放標(biāo)準(zhǔn)。同時(shí)國家有關(guān)主管部門應(yīng)該像對待垃圾焚燒爐發(fā)電一樣,對水泥窯燒可燃廢物予以相應(yīng)的政策扶持。在處置廢物(垃圾)量相同的情況下,利用現(xiàn)有水泥窯所需的基建投資估計(jì)僅為新建焚燒爐發(fā)電廠的1/4以下;其所替代而節(jié)省的煤量足以抵消垃圾焚燒爐的實(shí)際發(fā)電量;更主要的是水泥窯沒有殘?jiān)亩挝廴倦[患,運(yùn)行時(shí)能確保環(huán)境安全。
在我國各行各業(yè)都在尋求高效、經(jīng)濟(jì)、安全地消納社會可燃廢物與城市垃圾的歷程中,利用水泥窯只是諸多手段中的一種,而且要在水泥廠中真正把這些廢物燒盡用好,消納干凈,水泥界還有許多技術(shù)裝備需要研發(fā)創(chuàng)新,在逐步落實(shí)到具體生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)的過程中還有許多艱苦細(xì)致的工作要做。讓我們共同努力,克服困難,只要大方向正確,中國水泥界有信心、有能力在協(xié)同消納社會可燃廢物的事業(yè)中做出更多的貢獻(xiàn)。