摘 要：針對(duì)我國(guó)目前危險(xiǎn)廢棄物的處置方法主要以焚燒和安全填埋為主的現(xiàn)狀，采用水泥窯協(xié)同處置危廢的方法，利用已有 回轉(zhuǎn)窯，通過(guò)對(duì)水泥窯協(xié)同處置危廢的工藝分析，該方法具體優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在：煅燒溫度高，高溫停留時(shí)間長(zhǎng)，湍流堿性工況，危險(xiǎn) 廢物無(wú)害化徹底；焚燒灰渣直接利用；危險(xiǎn)廢物中有機(jī)、無(wú)機(jī)成分得到了充分利用；排放氣體高效處置；回轉(zhuǎn)窯熱容量大，工況 穩(wěn)定，危險(xiǎn)廢物處理量大。 

關(guān)鍵詞：水泥窯；協(xié)同處置；危險(xiǎn)廢棄物；工藝分析 

前言:現(xiàn)代工業(yè)的快速發(fā)展，導(dǎo)致工業(yè)廢棄物的產(chǎn)生 量不斷增長(zhǎng)，這些廢棄物，尤其是危險(xiǎn)廢棄物，若得 不到安全有效的處置，勢(shì)必會(huì)嚴(yán)重危害人類健康及 自然環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年產(chǎn)生的各類工業(yè)固體 廢棄物6億多t，其中危險(xiǎn)工業(yè)廢棄物3 000多萬(wàn)t ， 而無(wú)害化處置量不足1 000萬(wàn)t。如何尋求科學(xué)、合 理的危廢處置方法，是當(dāng)下工業(yè)和環(huán)保領(lǐng)域急需解 決的問題。 

一、我國(guó)危廢產(chǎn)生及處置現(xiàn)狀  

1 、我國(guó)危廢產(chǎn)生量 

根據(jù)2015年《全國(guó)環(huán)境統(tǒng)計(jì)公報(bào)》，2014年我國(guó) 工業(yè)危廢產(chǎn)生量3 634萬(wàn)t，山東、湖南、四川、浙江、 江蘇、上海等地產(chǎn)生量最大，2003~2014年中國(guó)工業(yè) 危險(xiǎn)廢物處置情況見表 1。從處置情況來(lái)看，綜合 利用量2 062萬(wàn)t，無(wú)害化處置量929萬(wàn)t，綜合利用率 為56%，無(wú)害化處置率僅為25%，大量危廢得不到安 全、有效的處置。這些危險(xiǎn)廢棄物具有腐蝕性、可燃 性和浸出毒性，會(huì)嚴(yán)重污染大氣、水源和土壤?，F(xiàn)有 的處置方式及能力已不堪重負(fù)，尋求一條新的出路 迫在眉睫。

2、我國(guó)危廢處置現(xiàn)狀 

我國(guó)目前危險(xiǎn)廢棄物的處置方法主要以焚燒和 安全填埋為主。安全填埋處置方式的缺陷在于需占 用大量的土地且選址嚴(yán)格，廢棄物入場(chǎng)前需進(jìn)行固 化、穩(wěn)定化預(yù)處置，導(dǎo)致填埋成本高，且長(zhǎng)期的環(huán)境 安全性不好，一旦滲漏，勢(shì)必會(huì)對(duì)土壤和地下水造成 不可挽回的嚴(yán)重污染。焚燒法的缺陷在于設(shè)備投資及運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用很高?，F(xiàn)有焚燒爐的焚燒溫度一般在850~1 200℃，物料停 留時(shí)間一般為2 s，這樣的燃燒工況對(duì)一般的廢棄物 尚可，但對(duì)于危險(xiǎn)廢棄物，存在分解不徹底，產(chǎn)生二 惡英劇毒物的風(fēng)險(xiǎn)。且焚燒處置后的飛灰及爐渣， 仍為危險(xiǎn)廢棄物，還需進(jìn)一步處置。新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯由于其獨(dú)有的先天優(yōu)勢(shì)， 在處置廢棄物領(lǐng)域越來(lái)越受到重視，目前國(guó)內(nèi)已進(jìn) 入到了水泥窯協(xié)同處置危廢的工業(yè)化實(shí)際應(yīng)用階 段，工程項(xiàng)目陸續(xù)投產(chǎn)。

二、水泥窯協(xié)同處置危廢的優(yōu)勢(shì)及應(yīng)用情況 
1、水泥窯協(xié)同處置危廢的優(yōu)勢(shì)分析 

水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物是國(guó)際公認(rèn)的處置危 險(xiǎn)廢物的終極手段，具有節(jié)能、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)的優(yōu)勢(shì)，在 發(fā)達(dá)國(guó)家的水泥行業(yè)已有三十多年安全運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)。具體優(yōu)勢(shì)體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面： 

（1）煅燒溫度高，高溫停留時(shí)間長(zhǎng)，湍流堿性工 況，危險(xiǎn)廢物無(wú)害化徹底。水泥窯內(nèi)氣體最高溫度 可以達(dá)到1 800 ℃以上，物料溫度1 450 ℃，可保證廢 棄物焚毀安全；危險(xiǎn)廢物在爐中停留時(shí)間長(zhǎng)，氣體在 窯內(nèi)停留時(shí)間 4 s 以上，物料停留時(shí)間超過(guò) 30 min， 有充分的焚燒時(shí)間；水泥窯內(nèi)高溫氣體呈強(qiáng)烈的湍 流狀態(tài)，氣固兩相混合均勻，有利于廢棄物的分解；水泥窯內(nèi)呈堿性氣氛，可以吸收廢棄物焚燒過(guò)程中 產(chǎn)生的酸性氣體。

（2）焚燒灰渣直接利用，無(wú)灰渣二次處理問 題。在水泥熟料燒成過(guò)程中，危險(xiǎn)廢物焚燒灰渣參 與了熟料形成過(guò)程的反應(yīng)，進(jìn)入了熟料組成，可使有 害廢料中的重金屬元素固化在水泥熟料礦物晶格 中，達(dá)到被固化的效果，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)廢物的徹底無(wú)害化 處置，避免了二次處理。 

（3）危險(xiǎn)廢物中的有機(jī)成分和無(wú)機(jī)成分得到了 充分利用。危險(xiǎn)廢物所含有機(jī)質(zhì)和可燃成分在水泥 窯中煅燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，可部分滿足自身水分蒸發(fā) 的需要，焚燒后的殘?jiān)饕枪桎X無(wú)機(jī)質(zhì)，恰好是水 泥組份需要的硅鋁質(zhì)原料。因此，危險(xiǎn)廢物中的有 機(jī)成分和無(wú)機(jī)成分均能得到充分利用。

（4）排放氣體高效處置，環(huán)保指標(biāo)好。水泥生 產(chǎn)時(shí)分解爐內(nèi)為高濃度堿性氧化鈣微粉環(huán)境，對(duì)處 理廢物的過(guò)程有吸硫、氯作用，因此能改善和降低污 染物綜合排放量。新型干法水泥窯工藝技術(shù)特點(diǎn)決 定了出窯熟料和窯尾廢氣處于急冷狀態(tài)，不存在二 惡英再析出的溫度條件。新型干法水泥窯系統(tǒng)是負(fù) 壓狀態(tài)運(yùn)轉(zhuǎn)，煙氣和粉塵不會(huì)外溢，從根本上防止了 處理過(guò)程中的再污染。 

（5）回轉(zhuǎn)窯熱容量大，工況穩(wěn)定，危險(xiǎn)廢物處理 量大。水泥回轉(zhuǎn)窯規(guī)格比一般焚燒爐要大的多，熱 穩(wěn)定性好，可提供連續(xù)穩(wěn)定的焚燒環(huán)境。回轉(zhuǎn)窯內(nèi) 溫度為1 000~1 450 ℃的高溫物料近百噸，可以作為 危險(xiǎn)廢物燃燒的熱穩(wěn)定填料，能抵抗危險(xiǎn)廢物處理 量的波動(dòng)和進(jìn)料溫度波動(dòng)。因此，處理量大，處理穩(wěn) 定、徹底。 

（6）利用已有回轉(zhuǎn)窯，投資低。焚燒廢棄物與 水泥生產(chǎn)同時(shí)進(jìn)行，實(shí)現(xiàn)廢棄物的協(xié)同處置?？梢?充分利用現(xiàn)有的工藝設(shè)備，減少投資和運(yùn)行費(fèi)用。  

2、水泥窯協(xié)同處置危廢的應(yīng)用 

發(fā)達(dá)國(guó)家在上世紀(jì)70~90年代就開始使用水泥 窯處置可燃性廢棄物的試驗(yàn)研究及初步工業(yè)化嘗 試。1974 年加拿大的 Lawrence 水泥廠進(jìn)行了首次 試驗(yàn)。隨后美國(guó)的Peer less、Lone Star、Alpha、Pauld? ing 等 10 多家工廠亦隨后進(jìn)行了這方面的試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果表明，回轉(zhuǎn)窯處置可燃性危險(xiǎn)廢棄物，對(duì)環(huán) 境和水泥質(zhì)量無(wú)不良影響，且節(jié)約了能源。之后開 始大規(guī)模推廣應(yīng)用，至 1989 年，美國(guó)、加拿大已有 100多家水泥廠、石灰廠參與處置可燃性廢液；德國(guó) 1999 年替代燃料的比例已達(dá)全國(guó)熟料總熱耗的 20％；2000年，西、北歐各國(guó)水泥工業(yè)燃燒處理的危 險(xiǎn)性可燃廢棄物總量為120萬(wàn)t，全地區(qū)水泥工業(yè)利 用可燃廢料的替代率為15％。我國(guó)水泥行業(yè)從上世紀(jì)90 年代后期開始了水 泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾、污泥級(jí)固體廢棄物的 研究及工業(yè)試驗(yàn)工作。

2005年11月，北京水泥廠處 理10萬(wàn)t/年工業(yè)廢棄物示范線投入生產(chǎn)，在國(guó)內(nèi)水 泥行業(yè)首次實(shí)現(xiàn)了大規(guī)模利用水泥窯協(xié)同處置廢棄 物的良好開端。在處置一般工業(yè)固體廢棄物實(shí)踐經(jīng) 驗(yàn)的基礎(chǔ)上，之后處置對(duì)象發(fā)展到危險(xiǎn)廢物。上海 萬(wàn)安企業(yè)總公司，早在1996年就開始進(jìn)行利用水泥 窯處置制藥廠含氟有毒廢液的試驗(yàn)。目前北京金隅 集團(tuán)、上海萬(wàn)安企業(yè)總公司、華新水泥、中材國(guó)際等 多家企業(yè)已經(jīng)利用水泥窯處置各種危險(xiǎn)廢物，處置危險(xiǎn)廢物后，水泥窯排放的廢氣達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求， 同時(shí)水泥產(chǎn)品的質(zhì)量也符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。

3、水泥窯可處置的危廢類別  

危險(xiǎn)廢棄物種類繁多，成分復(fù)雜，存在多種形 態(tài)，在利用水泥窯進(jìn)行處置時(shí)必須遵守兩個(gè)基本準(zhǔn) 則，其一：處置要絕對(duì)安全可靠，不能帶來(lái)新的環(huán)境 污染或污染轉(zhuǎn)移；其二：不能影響水泥熟料正常的生 產(chǎn)質(zhì)量。大量實(shí)驗(yàn)研究及工業(yè)化試生產(chǎn)實(shí)踐證實(shí)， 水泥窯可以處置的類別有：廢酸、廢堿、有機(jī)溶劑廢 物、乳化液、固體危險(xiǎn)廢物、醫(yī)藥廢物、廢藥物藥品、 精餾殘?jiān)U礦物油等，約占《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》總 數(shù)的50%左右。各類危廢是否可采用水泥窯處置的 具體分類見表2。 

三、水泥窯協(xié)同處置危廢的工藝分析

 危廢種類繁多、性狀各異，利用水泥窯處置時(shí)，必須把握一個(gè)最基本的處置原則，既要做到最大程 度的無(wú)害化，又要采取措施將焚燒過(guò)程中對(duì)水泥生 產(chǎn)造成的影響降至最低。實(shí)際操作時(shí)，需對(duì)進(jìn)廠廢 棄物的類別、形態(tài)、成分、危害性等信息進(jìn)行嚴(yán)格的 分析和把握，根據(jù)不同特性，分別制定無(wú)害化、資源 化的處置方案。不同特性類別的危險(xiǎn)廢物，輔以預(yù) 處理工藝，再通過(guò)不同的處置系統(tǒng)和位置入窯焚燒。危廢入窯的位置包括窯尾分解爐、窯尾上升煙道、回 轉(zhuǎn)窯、窯頭罩及窯頭燃燒器。

以上幾種入窯方式各 有優(yōu)缺點(diǎn)，從窯頭主燃燒器噴入對(duì)廢棄物預(yù)處理的 要求較高；從窯頭喂入，對(duì)有害成分的焚毀率最高；從窯尾喂入，廢棄物停留時(shí)間最長(zhǎng)。處置措施及入燒成系統(tǒng)的位置首先取決于危廢 的存在狀態(tài)。對(duì)于固態(tài)危廢，常規(guī)做法是先進(jìn)行破 碎處理，再由皮帶機(jī)輸送至窯尾分解爐高溫位置。半固體危廢，經(jīng)預(yù)處理、攪拌混合后泵送至窯尾分解 爐高溫處。液態(tài)危廢，則經(jīng)調(diào)質(zhì)混合后，由泵送至窯 頭高溫處置。待處置廢棄物的燃燒特性，也是決定 入窯位置的另一因素?？扇紡U棄物應(yīng)在窯頭噴入， 不可燃或低熱值的廢棄物應(yīng)從窯尾加入。當(dāng)廢棄物的處置量過(guò)大，勢(shì)必會(huì)影響生料配料 和燒成工況。在這種情況下，須根據(jù)廢棄物的成分 和熱值，對(duì)生料配料和燒成系統(tǒng)工藝參數(shù)進(jìn)行適當(dāng) 調(diào)整。當(dāng)處置堿、氯、硫等有害組份含量過(guò)高的廢棄 物時(shí)，若有害組份含量超出水泥生產(chǎn)控制標(biāo)準(zhǔn)，會(huì)造 成預(yù)分解系統(tǒng)結(jié)皮堵塞，影響生產(chǎn)系統(tǒng)的正常運(yùn)行， 此時(shí)除了嚴(yán)控配料外，還可同時(shí)實(shí)施旁路放風(fēng)措施， 以減少有害組份的循環(huán)富集。 

四、結(jié)語(yǔ) 

利用水泥回轉(zhuǎn)窯協(xié)同處理危險(xiǎn)廢物技術(shù)成熟、 可靠，可處置《國(guó)家危險(xiǎn)廢物名錄》中一半以上的危 險(xiǎn)廢棄物，水泥窯特有的高溫堿性工況可確保實(shí)現(xiàn) 廢棄物處置的無(wú)害化。且較現(xiàn)有焚燒方式相比，投 資省、運(yùn)行費(fèi)用低，具有很好的社會(huì)效益、環(huán)境效益、 經(jīng)濟(jì)效益，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和發(fā)展規(guī)劃。處置時(shí) 需先對(duì)廢棄物的組份、性狀及燃燒特性進(jìn)行嚴(yán)格的 分析，以確定合理的入窯方式和位置。