水泥窑协同处理危险弃废物的可行性分析与应用

　　危险废物是指列入国家《危险废物名录》或根据国家规定的危险废物鉴定标准和鉴定方法认定的具有危险废物特性的废物。危险废物具有腐蚀性、急性毒性、浸出毒性、反应性、污染性等会对生态环境和人类健康构成严重危害。由于其处理难度大，处理设施投资与处理成本高，是我国固体废物管理中的薄弱环节。水泥窑协同处理危险废物能同时实现减量化、无害化以及资源化，是最有效的处理危险废物的方法。
 

　　1 传统危险弃废物处理方法               
 

 
　　当前国内对危险废弃物处理技术主要是填埋和焚烧两种[1]。         
 

　　1.1 安全填埋处理        
 

　　安全填埋为国家规定的危险废物的最终处置手段。可填埋的危险废物包括《国家危险废物名录》中除医疗及与衬层不相容的以外的所有危险废物。但安全填埋处理要占用大量的土地，对场址的选择及建设要严格符合国家《危险废物安全填埋处置工程建设技术要求》，填埋成本很高。并且对其浸出毒性超过允许进入填埋场控制限值时，必须进行固化、稳定化后方可入场填埋。而固化、稳定化后其体积可能成倍的增加，增加了填埋负荷，还存在二次污染的可能。因此安全填埋不属于国家政策支持与鼓励的方向。          
 

　　1.2 焚烧处理           
 

　　焚烧法处理危险废弃物因其能同时实现减量化、无害化以及资源化，是我国危险废物集中处理中心主要采用的方法。但传统的焚烧法需要建立专门的焚化炉，设备投资及运转费用很高。而且焚化炉焚烧温度一般在850-1200℃，物料停留时间一般为2s，致使有机物很难完全分解，并且焚烧过程中易产生剧毒物二恶英。焚烧炉渣及飞灰仍为危险废弃物，需按危险废弃物进行填埋或处理。                 
 

　　2 水泥窑处理危险废弃的可行性分析[2,3]             
 

　　2.1 处理温度高                          
 

　　一般专业焚烧炉温度为850-1200℃，而水泥回转窑内物料温度在1450-1550℃，废弃物中的有机物能够彻底分解，焚毁去除率达99.99%。             
 

　　2.2 燃烧状态稳定                
 

　　现使用的水泥窑主要是新型干法回转窑，对于熟料生产量达2000吨/天规模的回转窑，其筒体规格为4.3×66m，以每小时100-240转的速度旋转，焚烧空间极大，不仅可以接受大量废弃物，而且可以维持均匀、稳定的焚烧气氛。                
 

　　2.3 焚烧停留时?长            
 

　　一般专业焚烧炉烟气停留时间为2s，水泥回转窑物料从窑尾到窑头总停留时间大于30分钟，烟气在高于1300℃温度停留时间大于4s。                
 

　　2.4固化稳定有害元素              
 

　　水泥回转窑内呈碱性气氛，能对酸性物质如HCl、SO2、CO32-等起中和作用，使成盐类固定下来。危险废弃物焚烧残渣及重金属被固熔在水泥熟料晶格之中，避免二次污染。
 

　　2.5 防止大气污染            
 

　　水泥窑系统呈负压状态，烟气和粉尘不会外溢；水泥窑的尾气处理系统，使燃烧废气经较长路径和良好的冷却和除尘设备，达到排放标准。                
 

　　3 水泥窑共处置危险废弃物的应用            
 

　　为探讨危险废弃物在水泥生产中再利用的可行性及技术发展之路，大连东泰产业废弃物处理有限公司发挥在产业废弃物处理及污染治理方面所积累的技术，与水泥生产企业达成合作协议，在对物料充分分析的基础上，对部分危险废弃物进行了水泥窑协同处理和利用实验。
 

　　3.1 水泥生产成分要求         
 

　　水泥协同处理的危险废弃物，不应对水泥生产过程和水泥产品质量产生不利影响。

　　水泥熟料化学成分(％)有一定范围要求 ，氧化钙62-67，氧化硅20-24，氧化铝4-7，氧化铁3-5，另含有5%的少量其它氧化物如氧化镁、三氧化硫、氧化钛、五氧化二磷以及氧化钾氧化钠等。                
 

　　根据水泥生产运行经验及国外协同处理危险废弃物的安全手册和品质基准，对水泥生产有害物质含量提出了要求，见表1。
 

　　3.2 水泥窑处理危险废弃物            
 

　　对拟作水泥协同处理的危险废弃物成分进行分析，结果见表2
 

　　注：未注单位中热值单位为kcal/kg，其余均为%，R2O=Na2O+0.658K2O，-为由物料性质判断不需检测    
 

　　由表2中数据可知，该6种危险废弃物中对水泥生产有害物质的含量均不超过水泥生产要求，其中废树脂、废催化剂主要含有水泥生产必需的氧化硅、氧化铝，可作为水泥生产的替代原料；废玻璃丝布、油泥不仅富含氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化钙，而且热值很高，既能作为水泥生产替代原料，又可为水泥生产提供热量；废活性炭、废涂料渣有很高的热值，可作为水泥生产的替代燃料。          
 

　　以上废弃物在水泥窑中试烧后，对水泥产品质量进行测试，完全符合国家标准。由此可见对一部分危险废弃物在水泥窑中处理，不仅不影响水泥生产工况和产品质量，而且能达到资源化的目的，为水泥生产提供原料与燃料，也避免了传统危险废物处理的飞灰和残渣的二次处理的问题[5]。           
 

　　4 结语          
 

　　同一般废弃物相比，危险废弃物的处理需要更高的要求，水泥回转窑广泛的物料适应性使之成为处理危险废弃物的最佳选择。如何把危险废弃物的处理与水泥生产中对原料、燃料的需求结合起来, 既处理危险废弃物, 又可以部分解决水泥生产对原料、燃料的巨大需求问题, 这已经成为水泥界与危险废物处理的一项科研课题。            
 

　　参考文献           
 

　　[1] 岳战林.新型干法水泥窑焚烧技术在危险废物处置中的应用[J].节能与环保,2010,2:39-41.
 

　　[2] 胡芝娟.利用水泥窑处置城市工业废弃物技术研究与应用[J].资源节约与环保,2008,6:36-38.       
 

　　[3] 杨雷,马保国.危险废弃物在新型干法水泥生产中的热解处理技术[J].水泥技术,2008,5:80-83.      
 

　　[4] 张绍周等.水泥化学分析[M].北京:化学工业出版社.2007.                  
 

　　[5] 张忠伟等.浅析利用高温水泥窑处置废弃物的现状研究[J].环保前线,2009,4:30-31.
 

　　作者简介：迟振新(1976-)，男，本科，职称工程师，研究方向：产业废弃物处理。