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水泥窑协同处置城市生活垃圾势在必行

更新日期: 2016年08月09日 作者: 闫 力 【字体:

    一、我国城市生活垃圾的处理现状

    改革开放以来,随着我国城市人口的增加和城市居民生活消费水平的稳步提高,城市生活垃圾产生量不断增加。据统计,2004年全国城市生活垃圾清运量约1.5亿吨,2014年约1.8亿吨。

    处理城市生活垃圾能力上,2004年,各类无害化处理厂575座,处理能力为22万吨/日,全国城市生活垃圾无害化处理率达50.8%。其中城市生活垃圾填埋场457座,处理能力约为19万t/d;城市生活垃圾焚烧厂47座,处理能力约为1.5万t/d;堆肥厂70座,处理能力约为2万t/d。2014年,各类无害化处理厂818座,全国城市生活垃圾无害化处理率达91.8%,处理能力为53万吨/日。其中城市生活垃圾填埋场604座,处理能力约为34万t/d;城市生活垃圾焚烧厂188座,处理能力约为19万t/d;其他处理方式(含堆肥等综合处理方式)26座,处理能力约为1万t/d。

    从以上数据可知,经过10年发展,我国城市生活垃圾处理能力日益增强,日处理垃圾能力和无害化处理率基本翻倍,生活垃圾处理方式总的变化趋势为,填埋处理能力持续增长,焚烧处理能力大幅提高,堆肥处理能力逐年萎缩,新型处理能力逐年兴起。

    二、我国城市生活垃圾的成分特点

     随着经济的发展,居民生活消费水平的提高和城市生活能源结构的改善,我国城市生活垃圾构成也发生了巨大变化。据统计,从2004年至2014年间,废塑料、废纸、织物和木竹类的平均含量增加近40%,其中以塑料增长幅度最大,接近50%。预计未来,我国城市生活垃圾中的高热值可燃物含量仍会稳步增加。

    三、城市生活垃圾处理技术现状

    经过长时期的研究与实践,目前形成了多种多样的生活垃圾处理方法和技术,较为传统的仍然是填埋、焚烧、堆肥,和另外兴起的水泥窑协同处置。焚烧是目前世界各国广泛采用的城市垃圾处理技术,国外工业发达国家,特别是日本和西欧,普遍致力于推进垃圾焚烧技术的应用。但我国仍然以填埋为主,但焚烧处理比例在逐渐上升,由于水泥窑协同处置的优势凸显,该方式也在逐渐兴起。

    表1为传统的填埋、堆肥、焚烧、水泥窑这四种主要垃圾处理方式的比较:

    从表中可见,与传统的几种垃圾处理方式相比,水泥回转窑具有更加理想的焚烧生活垃圾的条件。利用新型干法水泥回转窑焚烧城市生活垃圾可实现无害化及资源化,具有显著的优越性。其优越性主要体现在以下几个方面:

    1.水泥回转窑内温度高,焚烧停留时间长。水泥回转窑内气体和物料温度分别达到1750℃和1450℃。同时,燃烧气体和高温物料在高温水泥回转窑中的停留时间长。回转窑内气体在1100℃以上高温区通过时间长达45min以上,物料达30min左右。

    2.水泥回转窑容积大、焚烧空间大、热容量大、热惯量大、工况稳定,且窑内有大量高温熔体,因此具有很强的热稳定性。不仅可处理大量的垃圾、废料,而且可维持均匀、稳定的燃烧气氛。

    3.在高温水泥回转窑中,由于生活垃圾中的无机物质与有机物质分解后与其它物质结合后,不会释放出危害大气的气体,另一方面,产生的灰渣会作为水泥熟料的成分之一,结合在水泥熟料的矿物相中,其中的有害重金属粒子会以氧化物的形式固化在熟料矿物中,因此对水泥质量亦无不良影响,从而可做到彻底焚烧而无二次污染。

    4.水泥窑内为碱性气氛,可对燃烧产生的酸性气体,如HCl、SO2、CO2等能起到中和作用,使它们变成盐类固定下来。另一方面,也能将垃圾中可能存在的重金属元素固定在氧化物固体中,毋须对焚烧后含重金属的灰渣在进行处理。因而,水泥回转窑起到了净化尾气和重金属高温固化的双重作用。

    5.水泥窑内高温气体湍流强烈,有利于气固两相的混合、传热、传质、分解、化合、扩散,可确保处理垃圾的完全燃烧、分解、有害物质的固定。

    6.新型干法水泥窑系统在负压下运转,杜绝了烟尘外溢,避免了焚烧过程中的二次污染。由于水泥窑具有上述优势,因而新型干法水泥窑被认为是焚烧城市生活垃圾的最佳焚烧装置之一,而且与建设专用焚烧炉相比,具有建设投资省、运行费用低、经济效果好、无害化彻底等优点。

    四、我国水泥窑协同处置城市生活垃圾的相关政策与措施

    关于城市生活垃圾的处理,20 1 0年4月,住建部、发改委和环保部联合颁布《生活垃圾处理技术指南》,指导各地选择适宜的生活垃圾处理技术路线,有序开展生活垃圾处理设施规划、建设、运行和监管,并指出现有生活垃圾处理技术包括卫生填埋、焚烧处理、生物处理、水泥窑协同处置等技术。2014年5月,发改委联合科技部等7部门发布《关于促进生产过程协同资源化处理城市及产业废弃物工作的意见》,指出要在水泥、电力、钢铁等行业培育一批协同处理废弃物的示范企业,在有废弃物处理需求的城市建成60个左右协同资源化处理废弃物示范项目。2015年4月,工信部联合住建部等6部门印发《关于开展水泥窑协同处置生活垃圾试点工作的通知》,决定联合开展水泥窑协同处置生活垃圾试点及评估工作。2016年3月,工信部印发《绿色制造2016专项行动实施方案》,将会同财政部组织实施水泥窑协同处置城市生活垃圾示范工程建设,支持固体废物工程技术研究机构、固体废物资源综合利用与生态发展创新中心等技术创新平台建设。

    此外,我国许多城市正积极推进城市生活垃圾的袋装化收集和分类收集,生活垃圾中的各类可回收利用物可得到直接回收利用或纳入再循环过程,这将不仅使进入处理流程的垃圾中无机垃圾成分大幅度降低,有机垃圾成分进一步提高,而且为在我国发展垃圾焚烧发电、制肥和综合利用创造了许多有利的前提条件。

    总之,从我国城市生活垃圾的处理方式、成分特点、技术路线及政策导向来看,具备节能、经济、环保优势的水泥窑协同处置城市生活垃圾技术正在成为一种新型无害化处理城市生活垃圾的方式登上历史舞台,也成为取代传统处理城市生活垃圾的必然选择。

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