利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)

　　編者按隨著人們生活水平的提高和城市化進程的不斷推進，與人們活動息息相關(guān)的城市生活垃圾越來越多、也越來越集中，垃圾包圍城市的問題越來越突顯?，F(xiàn)有垃圾處理工藝難以徹底消除垃圾對環(huán)境的影響，距離合理利用資源，實現(xiàn)環(huán)保無污染的控制目標(biāo)要求尚有一定的差距，同時也給政府決策帶來許多無形的壓力。因此，尋求一種環(huán)保、有效、徹底、經(jīng)濟的垃圾處理方案是擺在政府和企業(yè)之間亟待解決的問題。本文對利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)進行了簡要介紹，目的在于為企業(yè)和政府提供一些參考資料，以期促進水泥企業(yè)積極利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾，政府能夠制定相應(yīng)的政策與支撐條件，以促進水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)的推廣實施。

　　垃圾這種人人都產(chǎn)生，人人都想遠離的東西，由于其成分的復(fù)雜性、處理目標(biāo)和方法的多樣性，增添了方案選擇和決策的難度。在環(huán)境保護的要求下，徹底解決城市生活垃圾處理難的問題，已成為我國“十二五”期間的工作目標(biāo)之一。利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)，但就整體狀況來說仍處于難產(chǎn)時期，關(guān)鍵的問題是人們對該技術(shù)尚不了解。

　　利用水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)既可將垃圾作為原、燃料，減少對資源的消耗，又可充分利用水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)堿性微細濃固相的高溫燃燒環(huán)境等優(yōu)點，徹底將有害物質(zhì)處理掉，真正實現(xiàn)垃圾處理的“無害化、資源化、集約化”的多元化目標(biāo)要求，使水泥工業(yè)走上可持續(xù)發(fā)展的道路。

　　利用水泥窯協(xié)同處置垃圾的原則

　　在利用水泥窯爐協(xié)同處置城市生活垃圾的過程中，應(yīng)根據(jù)垃圾的形態(tài)、成分、特性確定其處理方案，以確保在不影響水泥生產(chǎn)系統(tǒng)正常運行和產(chǎn)品質(zhì)量的同時，垃圾能夠徹底地得到消解，且不產(chǎn)生新的污染，實現(xiàn)資源的合理利用和環(huán)境保護的控制目標(biāo)要求。在水泥工業(yè)處置生活垃圾方面，必須遵守如下原則。

　?。?）政府應(yīng)在資源利用、利益分配等方面為水泥企業(yè)提供合適的政策支持條件。

　　（2）處理過程應(yīng)不干擾水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的正常穩(wěn)定運行，也不影響水泥熟料產(chǎn)品質(zhì)量。

　?。?）處理過程不造成新的二次污染（如：重金屬、二惡英、臭氣、其他有毒害的物質(zhì)等），水泥產(chǎn)品在后續(xù)使用、再生以及廢棄處置過程中無重金屬等滲透污染，不給人類健康和環(huán)境帶來負面影響。

　?。?）水泥企業(yè)應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)系統(tǒng)的情況，確定合理的垃圾接納量和接納半徑，并在處理過程中獲得一定的經(jīng)濟利益。

　?。?）處置過程中的各項記錄應(yīng)具有可追溯性，不易在水泥生產(chǎn)過程固化的污染物需限制其濃度；燒成系統(tǒng)啟動和停窯等非穩(wěn)態(tài)過程中不得擅自處置廢棄物。

　　Sinoma的技術(shù)路線

　　由于我國城市生活垃圾為混合垃圾，為了不影響水泥熟料煅燒過程和產(chǎn)品質(zhì)量，最大限度地提升水泥窯系統(tǒng)的接納能力和過程控制能力，必須設(shè)置預(yù)處理系統(tǒng)。按水泥生產(chǎn)系統(tǒng)的接納要求，將垃圾預(yù)處理分選，然后再進行精細化處理，在滿足環(huán)境控制指標(biāo)要求的同時，提高城市生活垃圾的利用價值和經(jīng)濟效益。

　　城市生活垃圾成分復(fù)雜，按照水泥窯協(xié)同處置垃圾綜合利用要求，可將垃圾分為輕質(zhì)可燃物、有機廚余物、無機混合物、滲濾液四大部分。輕質(zhì)可燃物主要包括塑料、紙張、樹枝、織物、橡膠等，經(jīng)加工后用作原料；有機廚余物主要指廚房中產(chǎn)生的各種蔬菜、剩飯殘余、動物內(nèi)臟等，經(jīng)過發(fā)酵抑制后低溫烘干，用作原、燃料使用；無機混合物包括渣土、石塊、磚瓦、玻璃、陶瓷、廢砼等，直接用作水泥原料；處置過程中如有部分金屬也將被單獨分選回收；滲濾液經(jīng)污水系統(tǒng)處理達標(biāo)后，可直接排放或用于灌溉。Sinoma利用新型干法水泥窯處理垃圾時的技術(shù)路線如圖1所示。

　　除此以外，如果城市周邊沒有水泥生產(chǎn)線，可將預(yù)處理過程進一步延伸，作精細化處置，以滿足進一步利用的要求。

　　預(yù)處理過程的關(guān)鍵技術(shù)及控制要求

　　影響水泥窯系統(tǒng)穩(wěn)定和產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素及其控制指標(biāo)

　　大量的實驗研究和生產(chǎn)實踐證明：決定水泥窯接納城市生活垃圾能力的關(guān)鍵因素不是垃圾中主要化學(xué)成分高低，而是垃圾中的含水量、干擾成分及其主要化學(xué)成分的波動幅度，以及解決這些問題的代價高低。

　　1.含水量

　　隨季節(jié)的不同，垃圾的含水量差異很大，一般約為40%~70%，這是影響垃圾有效利用的重要因素之一，應(yīng)嚴格加以調(diào)整和控制。根據(jù)水泥生產(chǎn)系統(tǒng)余熱量的利用情況，決定進入系統(tǒng)的垃圾含水量，必要時應(yīng)采用補充方法，對垃圾廚余物進行脫水處理，否則將會對水泥生產(chǎn)系統(tǒng)帶來較大的影響。Sinoma在入窯垃圾含水量對窯系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響方面做了大量研究。結(jié)果表明：在控制水泥窯合適接納量的情況下，其水分應(yīng)控制在30%以內(nèi)。

　　2.鉀、鈉、硫、氯等干擾成分

　　眾所周知，鉀、鈉、硫、氯是干擾現(xiàn)代新型干法系統(tǒng)正常穩(wěn)定生產(chǎn)的重要因素，無論這些元素來自原料，還是燃料，均應(yīng)給予重視。這些元素在高溫?zé)上到y(tǒng)中，會隨著時間的推移而產(chǎn)生富集，造成預(yù)分解系統(tǒng)和回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)結(jié)皮、堵塞，干擾系統(tǒng)正常穩(wěn)定運行。由于堿、氯屬于高揮發(fā)性物質(zhì)，在富集過程中可采用旁路放風(fēng)技術(shù)加以控制。硫在高溫過程中會生成SO2，也易循環(huán)富集，引起窯尾煙室結(jié)皮堵塞或窯內(nèi)后結(jié)圈。由于硫揮發(fā)度低、相轉(zhuǎn)變較快，難以采用旁路放風(fēng)技術(shù)解決，應(yīng)對其嚴格控制。此外，過高的堿、氯、硫的化合物也會對回轉(zhuǎn)窯耐火材料造成化學(xué)侵蝕。因此，必須對上述腐蝕元素進行協(xié)同限量控制，其要求如下。

　　K2O＋Na2O<1.0%、硫堿比S/R在0.6~1.0、Cl<0.015%~0.020%（若有旁路放風(fēng)系統(tǒng)，Cl含量可適當(dāng)放寬）。

　　垃圾中氯含量比水泥原、燃料中的氯含量要高許多，實驗分析和實踐證明，在垃圾的這些干擾元素中，氯是決定性因素，因此為提高城市生活垃圾處理量，應(yīng)盡量控制城市生活垃圾中的氯含量，有條件可采用氯放風(fēng)技術(shù)。

　　3.生活垃圾成分波動對燒成系統(tǒng)的影響及控制

　　如果考慮一個5000t/d的水泥廠接納450t/d生活垃圾，熟料率值正?？刂埔蠓謩e為KH=0.900，LSF=93.29，SM=2.60，AM=1.60，生活垃圾焚燒后灰渣的摻入量（干基）占原料的3.770%。下面針對兩種情況，分析生活垃圾成分波動對水泥熟料產(chǎn)品質(zhì)量的影響。

　　（1）生活垃圾灰渣參與配料計算

　　在考慮生活垃圾摻入量不變的情況下，如果其焚燒后的灰渣成分產(chǎn)生±15%波動時，熟料各率值的波動情況如圖2~圖5所示。圖中粗線為平均值，虛線為標(biāo)準偏差線范圍。從圖中不難看出，KH值處于0.890~0.910之間的概率達97%，SM值處于2.50～2.70之間的概率達100%，AM值處于1.50～1.70之間的概率達100%。表1為各率值的平均值和標(biāo)準偏差。從上述分析可以看出，在配料時考慮垃圾灰渣參與配料，其成分發(fā)生±15％的波動時，對熟料的燒成質(zhì)量不會帶來不利的影響。

　?。?）生活垃圾不參與配料

　　在配料時不考慮生活垃圾的校正問題，當(dāng)生活垃圾摻入量和率值控制不變的情況下，如果其焚燒后的灰渣成分產(chǎn)生±15%波動，熟料各率值變化情況如表2所示。從表2中不難看出，KH值降低了0.066，LSF值降低了6.14，SM值增加了0.018，AM值降低了0.159。隨著垃圾接納量的增加，影響和偏差則更大。由此可見，在配料過程中不采取措施對所配生料進行必要調(diào)整和配合，將會造成水泥熟料不合格等一系列問題。必須降低垃圾的處理量，才能確保水泥熟料質(zhì)量達到控制要求。比較上述兩種計算結(jié)果可知：在利用水泥窯協(xié)同處置垃圾的過程中，必須考慮焚燒后灰渣參與配料計算問題，除非垃圾接納量少到一定的規(guī)模。同時還要考慮垃圾灰渣成分波動范圍可能對熟料燒成帶來的影響，達到控制水泥熟料質(zhì)量的目的。為了提高系統(tǒng)的垃圾處理能力，在垃圾預(yù)處理過程中必須對其進行均化處理。

　　4.可燃物燃燒對燒成系統(tǒng)的影響及控制

　　Sinoma課題組對生活垃圾中約60余種可燃物的燃燒特性做了大量的研究，結(jié)果表明：垃圾中各可燃組分在空氣中的熱失重過程大致可分為3階段：干燥階段、揮發(fā)分析出燃燒階段、固定碳燃燒階段，其中大多數(shù)植物類的熱值位于15MJ/kg～20MJ/kg范圍內(nèi)，動物類位于20MJ/kg左右，合成類相對復(fù)雜，熱值最低的棉紗布只有6.66MJ/kg，最高的聚乙烯可達47.4MJ/kg。垃圾中絕大部分可燃物的可燃性指數(shù)比煤的可燃性指數(shù)高得多，更容易燃燒。

　　此外，課題組還利用Fluent軟件平臺，模擬研究了回轉(zhuǎn)窯內(nèi)替代燃料用燃燒器的火焰特性及其他物理場的情況，結(jié)果表明：替代燃料熱量替代率為15%時，替代燃料的加入并未給水泥窯熱工狀態(tài)帶來不利影響。

　　5.重金屬含量對燒成系統(tǒng)的影響及控制

　　水泥生料中常見的重金屬種類有Cu、Zn、Cd、Pb、Cr、Ni、Mn、As等，大量的水泥生產(chǎn)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，其含量一般處于mg/kg數(shù)量級。生活垃圾中的常見重金屬與生料中的類似，含量也處于同一數(shù)量級，因此，生活垃圾作為水泥生產(chǎn)的替代原、燃料時，不會超過安全生產(chǎn)的許可范圍。

　　重金屬對燒成系統(tǒng)的影響主要表現(xiàn)在重金屬對熟料形成過程以及熟料質(zhì)量等影響。大量的研究指出：含量低于0.5%的Cr、Ni和Zn可以降低f-CaO的含量，對C3S的形成沒有任何影響；MnO2可以提高C3S的含量，其固溶度大約是1%；Ni優(yōu)先進入鐵相，即使很高含量，對于熟料的形成和水化作用都不明顯；0.5%的CuO至少可以把燒成溫度降低50℃，l%的CuO可以降低60%的f-CaO。由此可知：生料中的重金屬含量只有達到百分數(shù)量級上，才會對熟料中f-CaO含量、熟料的化學(xué)組分和礦物組成等產(chǎn)生不良影響。生活垃圾中的重金屬含量均屬微量，不會超過1‰，因此，不會對水泥產(chǎn)品的質(zhì)量帶來不利的影響，相反有些重金屬元素還具有助熔劑或者礦化劑的作用，對熟料的煅燒過程有利。

　　重金屬隨煙氣、粉塵排放到大氣中的濃度受其揮發(fā)性、在熟料中的固化率、以及粉塵中含量等的影響。水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的煅燒溫度一般控制在1400℃以上，難揮發(fā)的重金屬（如Zn、Cu、Co、Ni、Cr、Pb、Cd等）90%以上會發(fā)生化合反應(yīng)，進入熟料相的礦物晶格內(nèi)，其中即使有一定揮發(fā)性的重金屬也只在窯和預(yù)熱器系統(tǒng)內(nèi)形成動態(tài)平衡的內(nèi)循環(huán)，最終被固化在水泥熟料中，很少帶出窯外；極少數(shù)揮發(fā)性金屬（如Hg）以氣相狀態(tài)或者吸附在微細粉塵上，往復(fù)于系統(tǒng)循環(huán)，僅有痕量隨煙氣排出。

　　模擬結(jié)果和實際生產(chǎn)過程中，各重金屬含量的排放濃度處于痕量級別，均遠遠低于美國、歐盟及我國GB18485-2001和GB50295-2008等規(guī)范的限值，不會對環(huán)境造成污染。

　　處置過程對環(huán)境的影響及控制要求

　　在垃圾預(yù)處理和利用水泥窯焚燒垃圾的過程中，存在或產(chǎn)生硫化氫、硫醇、胺類等惡臭氣體的可能性；同時還可能產(chǎn)生二惡英，以及在煙氣中附加的其他有毒有害氣體，因此必須采取技術(shù)措施消除和盡量降低這些物質(zhì)，達到環(huán)境保護的指標(biāo)控制要求。一般情況下，城市生活垃圾不會含帶超劑量的放射性物質(zhì)，在水泥生產(chǎn)過程中，也不會產(chǎn)生大量焦油，在此對其不做評述。

　　1.惡臭氣體的控制

　　Sinoma課題組開展了有機廚余物發(fā)酵及其抑制實驗，常見的臭氣成分見表4所示。結(jié)果表明：加入10%的抑制劑后，可以在一定時間內(nèi)明顯抑制生活垃圾發(fā)酵過程、有效控制臭氣的產(chǎn)生，為垃圾的無臭處理提供時間保證。不難看出，臭氣的排放濃度遠低于國家標(biāo)準規(guī)定的限值，表明合理的操作和處理方式能有效控制垃圾不發(fā)酵或產(chǎn)生臭氣，不會對環(huán)境造成影響。

　　2.固體類污染物的控制

　　現(xiàn)有的水泥生產(chǎn)系統(tǒng)具有先進的除塵系統(tǒng)，實踐證明：粉塵的排放濃度完全能夠滿足30mg/m3的現(xiàn)有控制標(biāo)準。利用現(xiàn)代干法水泥生產(chǎn)系統(tǒng)焚燒生活垃圾，并沒改變原有系統(tǒng)的固體粉塵排放點和排放量。因此，水泥生產(chǎn)系統(tǒng)原有的收塵系統(tǒng)完全能夠有效地滿足環(huán)保規(guī)范的控制要求。

　　3.二惡英

　　利用水泥窯爐焚燒處置垃圾的過程，不具備二惡英產(chǎn)生的條件，從而能有效地抑制二惡英的產(chǎn)生，具體的論述如下。

　?。?）從源頭上減少了二惡英產(chǎn)生所需的氯源

　　為了保證窯系統(tǒng)操作的穩(wěn)定性和連續(xù)性，現(xiàn)代干法水泥生產(chǎn)系統(tǒng)常對生料中干擾生產(chǎn)操作的Cl-的含量進行控制。一般情況下，進入燒成系統(tǒng)的Cl-總含量低于0.015%~0.02%。而這部分Cl-在水泥煅燒系統(tǒng)內(nèi)可以被水泥生料完全吸收，以氯硅鈣石（2CaO·SiO2·CaCl2）的形式存在，最后夾帶在熟料礦物中被帶出燒成系統(tǒng)。即使在900℃~1000℃之間，氯以氣態(tài)離子狀態(tài)存在，經(jīng)冷卻后直接形成無機鹽，可采用旁路放風(fēng)系統(tǒng)排出，不會形成有機的多氯聯(lián)苯物質(zhì)，即二惡英有機物。

　?。?）高溫焚燒確保二惡英不易產(chǎn)生

　　為確保不產(chǎn)生二惡英，國家標(biāo)準GB18485-2001《生活垃圾焚燒污染控制標(biāo)準》中規(guī)定的焚燒爐技術(shù)要求指標(biāo)為：煙氣溫度≥850℃，煙氣停留時間≥2s，或煙氣溫度≥1000℃，煙氣停留時間≥1s。

　　在分解爐底部，溫度均在900℃以上，氣體停留時間大于7s，固體物料的停留時間高達20s以上，而回轉(zhuǎn)窯中氣相溫度最高可達1800℃以上，物料溫度約為1450℃，因此，無論將垃圾的可燃物加入分解爐或回轉(zhuǎn)窯，都完全可以保證有機物的完全燃燒和徹底分解，杜絕了二惡英的產(chǎn)生條件。

　　此外，在燃燒過程中高溫氣流與高溫、高細度的堿性物料（CaO、CaCO3、MgO、K2O、Na2O等）充分接觸，有利于抑制二惡英的產(chǎn)生。

　　技術(shù)研究合作方某水泥廠于2009年，針對水泥窯處置相關(guān)廢棄物時，檢測了其廢氣出口中顆粒物粉塵和二惡英排放濃度，結(jié)果如表4所示。采用現(xiàn)代干法水泥窯系統(tǒng)處置生活垃圾時，能夠有效地抑制二惡英的產(chǎn)生，其排放濃度完全能夠控制在國標(biāo)GB50295-2008中限值以下，達到國家規(guī)定的環(huán)保標(biāo)準要求。

　　4.其他毒害氣體的控制

　?。?）硫的氧化物（SOx）

　　水泥生產(chǎn)系統(tǒng)本身就是一種脫硫裝置，其燃燒產(chǎn)生的SOx將和生料中的堿性金屬氧化物生成相應(yīng)的鈣硅硫酸鹽等礦物，隨熟料排出窯外。因此隨氣體排放到大氣中的SOx，一般情況下低于20mg/Nm3，完全能夠滿足現(xiàn)行國家環(huán)保要求。

　?。?）氮氧化物NOx

　　Sinoma課題組開發(fā)設(shè)計了新一代的低NOx水泥生產(chǎn)系統(tǒng)，具體做法如下。

　?、俨捎眯滦透咝Ф嘟橘|(zhì)煤粉燃燒器；在不降低火焰整體溫度的情況下，削弱火焰峰值溫度，并在根部產(chǎn)生相當(dāng)量的還原氣氛，以降低高溫煅燒過程中的熱力NOx的產(chǎn)生。

　　②在回轉(zhuǎn)窯窯尾和分解爐之間增設(shè)一個有效的脫氮還原區(qū)，用于還原高溫產(chǎn)生的NOx。兩項技術(shù)綜合作用的結(jié)果，使現(xiàn)有的水泥生產(chǎn)系統(tǒng)NOx排放量大大降低。目前的生產(chǎn)實踐證明，NOx的排放濃度已降至500mg/Nm3（以10%氧含量為基準）以下，最低可達289mg/Nm3。滿足歐洲標(biāo)準500mg/Nm3的限值要求。

　?。?）氟化物、氯化物

　　大量的實踐檢測數(shù)據(jù)表明：生活垃圾中的氟化物含量很低，在水泥生產(chǎn)的封閉系統(tǒng)高溫條件下，氟化物會發(fā)生復(fù)合礦化反應(yīng)，即使有微量的F-存在，也會以復(fù)合鹽類物的形式進入熟料，不會單獨以氟化物的形式進入大氣中。在水泥生產(chǎn)過程中Cl不會單獨以HCl的形式存在，不必擔(dān)心利用水泥窯爐處置城市生活垃圾時會產(chǎn)生HCl，對環(huán)境造成影響。

　　技術(shù)研究合作單位某水泥廠于2009年，針對水泥窯處置相關(guān)廢棄物時，檢測了廢氣出口中有毒有害廢氣污染物的排放濃度，結(jié)果見表5。

　　由表5不難看出，焚燒廢棄物后，各主要有毒有害氣體的排放濃度均低于國家相關(guān)標(biāo)準規(guī)定的限值，不會對環(huán)境造成影響。

　　5.有機廚余物處置過程的環(huán)境指標(biāo)控制

　　（1）低溫烘干時的控制情況

　　經(jīng)預(yù)處理系統(tǒng)分選出來的廚余物，在添加發(fā)酵抑制劑后，壓制成型，再與原料混合后進入生料粉磨系統(tǒng)，進行低溫烘干處理，出磨氣體溫度控制在90℃～110℃。Sinoma課題組對烘干后的氣體進行了多次采樣分析。

　　磨機出口氣體中只有空氣峰，無其他氣體峰，可能原因是其他氣體含量很少，低于儀器的檢測限而無法檢出。這表明有機廚余物在立磨內(nèi)低溫烘干過程中無顯著毒害物質(zhì)產(chǎn)生，實際生產(chǎn)過程中依靠人的嗅覺也沒有發(fā)現(xiàn)明顯異味存在。

　?。?）中高溫燃燒時的控制情況

　　Sinoma課題組針對混入發(fā)酵抑制劑后的有機廚余物進行了中高溫燃燒實驗研究，將混有抑制劑的有機廚余物以堆積態(tài)方式置入管式爐內(nèi)，通過加熱至不同溫度，測得其產(chǎn)生的氣體成分，結(jié)果表明，加熱在300℃以下時，混有生料的有機廚余物基本無氣體產(chǎn)生；加熱至500℃以上時，產(chǎn)生的氣體中僅含有微量的揮發(fā)性長鏈酯類物質(zhì)。

　　將含有廚余物的合格生料粉放入自動控制的高溫懸浮實驗裝置，加熱至532℃，測量了含廚余生料在高溫懸浮態(tài)情況下NOx的產(chǎn)生量，其中試樣量為3004mg，空氣通入量為6L/min。

　　隨著反應(yīng)時間的增加，NOx的濃度出現(xiàn)了先增加再減小的趨勢，且其峰值濃度不到120ppm，不會對環(huán)境造成不良影響。

　　6.滲濾液的處理

　　垃圾滲濾液是一種成分復(fù)雜的高危害有機廢水，必須加以處理，才能排入環(huán)境，否則會造成嚴重的污染。城市生活垃圾滲濾液的處置大致可分為兩種情形，一是經(jīng)必要的預(yù)處理后匯入城市污水處理廠合并處理；二是在垃圾處理場區(qū)內(nèi)進行專門的現(xiàn)場處理。將垃圾滲濾液直接排入城市污水處理廠合并處理，可節(jié)省單獨建設(shè)滲濾液處理系統(tǒng)的費用，降低處理成本，是最為簡單的處理方案。但應(yīng)嚴格監(jiān)控滲濾液特有的水質(zhì)及變化特點，否則將對城市污水處理造成沖擊。

　　我國垃圾滲濾的處理已有豐富的經(jīng)驗，且有很多可參照的成功案例。若采用現(xiàn)場單獨處理時，應(yīng)針對滲濾液水量、水質(zhì)波動大，成分復(fù)雜，有機物含量多，BOD、COD和氨氮濃度高等特點，詳細測定垃圾滲濾液的各種成分，根據(jù)實際情況選擇合理的工藝組合。

　　7.水泥產(chǎn)品中重金屬的擴散與滲透

　　在水泥產(chǎn)品的長期使用過程以及水泥構(gòu)件作為廢棄物處置時，重金屬會隨著周邊環(huán)境的變化而發(fā)生遷移，不可避免地會對周邊環(huán)境產(chǎn)生一定的影響，影響的程度是人們關(guān)心的主要內(nèi)容。Sinoma課題組設(shè)計了更新浸取液的長期浸出試驗，模擬水泥制品在實際應(yīng)用過程中，在雨水尤其酸雨的反復(fù)淋濾等較為嚴格的場景下重金屬的浸出特性，長期浸泡的實驗結(jié)果如圖6所示；并通過翻轉(zhuǎn)振蕩實驗，考察了作為廢棄物時膠砂樣品中重金屬浸出遷移性，結(jié)果如表6所示。

　　研究結(jié)果表明：浸泡180d后，水泥制品對Cu、Cr、Ni、Pb的固化率均在99%以上，這表明在水泥產(chǎn)品使用過程中，重金屬的滲透是一個緩慢而長期的過 程，不會發(fā)生重金屬的滲透污染。由表6可知，即使使用pH=2.64的醋酸作為浸取液，所有浸出液中的重金屬濃度亦遠低于GB5085.3-2007危險廢物鑒別標(biāo)準浸出遷移性鑒別的要求，說明水泥構(gòu)件作為廢棄物填埋處理時，重金屬不會對環(huán)境造成浸出危害。

　　Sinoma實施的溧陽項目概況

　　溧陽市目前城市生活垃圾處理量為450t/d，共有垃圾處理場兩座，分別是溧陽市生活垃圾衛(wèi)生填埋場和溧陽垃圾焚燒處理中心，目前兩個垃圾處理場已處于超負荷運轉(zhuǎn)狀態(tài)。

　　溧陽市利用水泥窯無害化協(xié)同處置500t/d生活垃圾示范線項目，將建在江蘇省溧陽市上興鎮(zhèn)，廠址選擇擬定在溧陽市生活垃圾填埋場及江蘇天山水泥集團有限公司溧陽分公司廠區(qū)內(nèi)，年處理溧陽市城市生活垃圾總量18.25萬t。該工程擬分兩期投資建設(shè)，一期投資約7200萬元，建設(shè)日處理500t城市生活垃圾處理線；二期工程投資約4500萬元，建設(shè)有機廚余物發(fā)酵、沼氣發(fā)電系統(tǒng)設(shè)施，二期工程是對一期工程分選出的有機廚余物進行深度處理，實現(xiàn)資源的再生利用。

　　該項目建成后可以消解溧陽市每天產(chǎn)生的450t生活垃圾，不需要再規(guī)劃相應(yīng)的生活垃圾填埋用地，節(jié)約了土地資源。將生活垃圾中可燃物和無機物分別作為水泥生產(chǎn)的替代原料和燃料，提高了生活垃圾資源回收再利用。處理過程不會產(chǎn)生二次污染，確保了生活垃圾處理的“無害化、資源化、集約化”處置目標(biāo)。該項目的建成有助于溧陽市循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展，改善城市環(huán)境，具有很好的社會效益和環(huán)境效益。

　　綜合上述分析不難得出以下共識，理論分析和實踐生產(chǎn)檢測的結(jié)果均表明，在利用水泥窯爐協(xié)同處置城市生活垃圾時：

　　（1）能有效地控制粉塵、有毒有害氣體的排放，使其排放濃度低于國家相關(guān)規(guī)范的控制要求限值。

　?。?）系統(tǒng)出口廢氣中附著的重金屬和二惡英的排放濃度均遠低于國標(biāo)GB50295-2008中的控制要求限值，也滿足歐美等發(fā)達國家的相關(guān)標(biāo)準的要求。

　?。?）添加10%的發(fā)酵抑制劑，可以在60hr內(nèi)明顯抑制生活垃圾發(fā)酵過程，有效地控制臭氣產(chǎn)生，為廚余物的有效合理利用提供了條件。

　?。?）水泥產(chǎn)品在后續(xù)使用、再生以及廢棄處置過程中，有關(guān)重金屬的擴散和滲透對環(huán)境的影響能滿足GB5085.3-2007的要求，不會對環(huán)境造成不良影響。

　　（5）長期的研究成果將會在溧陽項目中得到集中展示，也許在以后的生產(chǎn)過程中還會存在一些預(yù)想不到的問題，相信會很快得到徹底解決。