關于城市垃圾處理的新探討

劉飛

摘要：我國的城市生活垃圾的現狀十分嚴峻，必須因地制宜的處理。本文結合對荊州城區的垃圾現狀及處理方法作了深入調查，認為傳統的填埋方式弊端眾多，垃圾焚燒和發電無法解決我國城市生活垃圾渣土多、水分大、熱值低的問題，因而也不適合我國具體情況；筆者認為充分利用遍布全國的水泥窯來協同處理遍布全國的城市生活垃圾是當前最適合我國的垃圾處理辦法。

關鍵詞：城市垃圾；水泥窖；二噁英；焚燒爐

Abstract: China''s present situation of urban living garbage is very serious, and must adjust measures to local conditions of treatment. According to the situation of garbage and jingzhou city processing method for the further investigation, think of the traditional way of landfill disadvantages, waste incineration and power generation cannot solve the urban domestic waste water and waste, the problem of low calorific value, and also not suitable for China''s specific conditions; The author thinks that make full use of all over the country to cement kiln coordination treatment all over the country of urban living garbage is the most suitable for China''s waste treatment measures.

Key words: the city garbage; Cement kiln; Dioxin; incinerator

中圖分類號：F291.1文獻標識碼：A 文章編號：

引言：

城市垃圾的處理屬于國際范圍的難題，發達國家大部分都走了先污染再治理的路子，盡管處理手段有所不同（有的只是燒掉，有的焚燒+發電），但是路徑基本上都是填埋—焚燒—綜合治理；我國城市垃圾的處理目前仍以填埋為主，但是焚燒處理的比例迅速上升，成為近期的一個趨勢。近年來，利用水泥窯協同處理城市垃圾是垃圾處理方面的新秀，筆者對這一新生事物做了廣泛的學習和研究。對于我國的特殊國情而言，用水泥窯協同處理也許是最好的處理辦法，預計未來水泥窯協同處理城市垃圾將成為城市垃圾處理的重要手段。

1 荊州城區垃圾現狀及處理方法

筆者通過實地調查，收集了一些關于本市（荊州）垃圾處理的情況。荊州城區以前的垃圾處理都是采用填埋的方式，這樣既浪費了了土地又污染了環境，非常不合理。現在，在荊州市政府的協助下，在城墻小北門外20多公里遠的地方建設了一座集美熱電生活垃圾焚燒發電廠。這座發電廠將荊州城區七個垃圾中轉站中所有垃圾收集起來進行分類，然后燃燒發電，垃圾燃燒后的飛灰又賣給各種工廠，也可以制作成一種新型的墻體材料。發電廠提供數據顯示：荊州市年垃圾總量25萬噸，日平均垃圾量800噸左右，每年發電廠將垃圾用于發電1億千瓦時，供氣20萬噸，預計年產值達8840萬元，垃圾發電廠總投資2.5億元，于2009年開建，2011年5月份完工，6月份正式營運。如果荊州市的垃圾得到很好的處理，將能很好的促進荊州市人民的生活水平提高。

2 現行的傳統處理辦法

在全球范圍內，對于城市生活垃圾的處理，有熱力學辦法和非熱力學辦法。其中，熱力學辦法以焚燒為主，包括焚燒爐、熱裂解爐、熱氣化爐、等離子電弧爐等，利用高溫處理垃圾；非熱力學辦法以填埋為主，包括填埋、厭氧消解、再生固體燃料RDF、再生生物燃料等。

3 現代新型城市垃圾處理途徑——水泥窖協同處理法

我們知道，要想讓垃圾污染得到有效緩解，就必須找到一種恰當合理的處理方式。不再新建城市生活垃圾與可燃廢物焚燒爐廠或者填埋場，今后所有新產生的垃圾以及可燃廢物都要采取其他的更經濟、更安全的方法，盡可能地采用一步到位，全面即時處置，消納干凈，不留后患，盡量不用或少用焚燒爐和填埋場，并且有效減少投資成本。這個時候，用水泥窖處理垃圾的技術應運而生。下面就是水泥窖協同處理垃圾的幾點優勢。

3.1水泥窯具有天然的穩定高溫環境—消滅二噁英

我們先來看看二噁英的生成環境

圖1：二噁英的生成環境

水泥窖具有天然的穩定高溫環境消滅二噁英。由于水泥窯的固有特點，回轉窯體較長，具備從200度到2000度的多種環境，能夠處理燃點不同的垃圾；氣體最高溫度達到2200度，且在窯內停留6-10秒，可以較為徹底的消滅二噁英（要有效消解二噁英，必須在850度以上的高溫下停留2秒以上）；水泥窯中氣體湍流度（雷諾氏指數）達到100000級別，燃燒充分，可預防新的二噁英的生成。

3.2水泥窯具有天然的堿性環境—中和酸性氣體、固化重金屬

水泥的主要原料—石灰石—的主要成分是碳酸鈣，高溫下分解出二氧化碳和堿性的氧化鈣，因此水泥窯體中屬于天然的堿性環境，可有效吸收垃圾燃燒過程中產生的氯化氫、硫氧化物等酸性有害氣體，亦可有效固化重金屬。水泥窯的高溫及堿性工況使得垃圾處理過程中不易產生有害氣體，重金屬通過物理封固、替代、吸附等作用，被固化在水泥熟料的晶體結構中，垃圾焚燒后的灰渣成為水泥熟料的一部分。

3.3投資成本低

前面有所介紹，水泥窯有天然的穩定高溫環境，因此不必另外建設高溫爐；土地方面也只需稍加擴展即可，對垃圾稍加預處理即可送入水泥窯焚燒，投資成本最低。由于水泥窯具有負壓、穩定高溫、堿性環境，在處理垃圾方面，無需太多人工，也無需額外添加燃料，還可以充分利用城市生活垃圾的價值，處理的效果強于垃圾焚燒和發電，因此，所需的監督成本要少于其他處理手段。

4 水泥窖處理法的應用

4.1水泥窖法處理垃圾的實際應用

銅陵海螺水泥廠是我國用水泥窯協同處理城市生活垃圾的第一條生產線，于2010年3月份投入生產，其主要生產工藝為：

（1）垃圾儲存和喂料

該部分與傳統的垃圾焚燒發電廠相似，城市生活垃圾通過車輛輸送到密封垃圾儲料倉庫，發酵、破碎后的垃圾采用專用抓斗送入喂料小倉，準備入爐煅燒。儲料倉庫內為負壓，防止臭氣外漏，抽出的空氣供焚燒爐燃燒。

（2）垃圾焚燒

垃圾通過供料裝置均勻地向氣化焚燒爐內喂料，投入爐內的垃圾與爐內的高溫流動介質（流化砂）接觸，一部分通過燃燒向流動介質提供熱源，另一部分氣化后形成部分可燃性氣體送入水泥生產線的分解爐內，經分解爐、預熱器及廢氣處理系統凈化后排出，同時，焚燒后的垃圾廢渣在流動介質中一邊沉降一邊移動，到爐底時分離排除，作為原料摻入水泥原料中。

（3）灰渣處理

排出的爐渣和流化砂通過輸送設備送入流化砂分級裝置分離，流化砂重新入爐使用，廢渣通過金屬分離器分離出鐵和鋁，送入專用小倉，作為原料喂入生料磨。

（4）滲濾液處理

垃圾儲坑滲出的污水經污水過濾器送入污水儲存槽，采用密封泵將污水提升向氣化爐內噴射，通過高溫氣化爐進行蒸發氧化處理，完全分解有機成分，實現無害化，污水零排放的目的。

目前，該系統已在海螺安徽銅陵水泥廠5000t/d生產線上投入使用，設計產量為處理城市生活垃圾300t/d，該系統的運行為我國城市生活垃圾的處理探索出一條新的思路。

4.2水泥窖在處理垃圾時所面臨的困難

水泥窯有效處理和利用城市生活垃圾優點突出，但是也存在一定困難，主要源于城市生活垃圾中的含氯量及其成分波動造成的垃圾處理量受限，體現在兩個方面：一是過高的氯含量會導致新干線系統中700度的地方生成低溫共熔物，易造成預分解系統結皮，嚴重時造成堵塞；二是如果水泥產品中氯含量超出一定限度，在做成混凝土之后，可能會對其中的鋼筋產生一定腐蝕，影響鋼筋壽命。而生活垃圾中又含有大量的含氯塑料制品，如果不經過處理，直接進入回轉窯中，可能會影響水泥生產。

因此用水泥窯參與處理城市生活垃圾有兩種：一是將城市生活垃圾不經過分揀，直接送入水泥窯，受限于氯離子含量和水分含量，垃圾的處理量必須要降下來，可能只有300噸/天；二是增加一套分選設備，將塑料制品等分選出來，如此，垃圾處理量可以達到2000噸/天，但相應的技術難題還有待解決。

結束語

“垃圾圍城”的現象已經在我國多個城市出現，填埋式的處理辦法不能從根本上解決問題，隨著時間的推移和城市的發展，土地資源、地下水污染都是填埋辦法無法回避的。現在，水泥窯已經遍布全國，以利用水泥窯協同處理城市生活垃圾，進入城市發展的循環經濟中，這為水泥窖處理垃圾提供了天然的優勢，我們相信，用水泥窖協同處理城市垃圾將具有更好的社會效益！

參考文獻

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注：文章內所有公式及圖表請用PDF形式查看。