水泥窯協同處置城市生活垃圾技術及推廣應用

楊占龍

（華潤水泥（鶴慶）有限公司， 云南 大理 671502）

0 前言

據資料顯示，國內城市垃圾無害化處理能力僅僅只有 34、89%，而國內城市垃圾堆存量目前已經來到了70億噸，其占用我國土地5億平方米。數量如此驚人的城市垃圾讓多座城市飽受城市污染問題，嚴重影響著人們的身體健康。當前國內常用垃圾處理方式包括焚燒、填埋，而這些方式實際上卻會造成更多的危險廢棄物，故許多發達國家早已禁止使用這一思路。水泥窯則不同，水泥窯是一種能夠徹底清除垃圾且安全可靠的技術。該技術能夠提高城市環保水平，實現城市經濟與環境的平衡發展。

1 城市生活垃圾情況

1.1 垃圾成分

當前國內所用的生活垃圾收集方法為混合收集，雖然很多城市的垃圾桶有標明可回收垃圾與不可回收垃圾，可是其效果卻并不盡如人意。在城市進一步發展的過程中，尤其是城市人口數量的快速增長，不論是垃圾成分、種類還是數量都獲得了急劇的變化與增長。據了解當前國內城市垃圾中，生活垃圾無機成分可達50%，其中包括大量的石塊、廢棄磚瓦、灰土。而有機成分則為 38%，其中包括大量的廚房垃圾?？晒┗厥盏膹U棄品也就是金屬、玻璃、橡膠、塑料、紙只有9%[1]。除此之外城市垃圾大多還有著比較高的含水量，該數字通常為 63%左右，尤其是夏季。很多城市垃圾中 Cu、Pb、Zn、Cd、Hg、Cr、As的含量都不高，這些元素來自于廢棄的電池、家電。這些重金屬以混合物、單質形式存留在生活垃圾當中。

1.2 垃圾分類

結合水泥窯城市垃圾處理要求，垃圾需要現分為下述四大種類包括：第一種橡膠、織物、樹枝、紙張、塑料這些輕質可燃物。第二種由廚房生產帶來的各種動物內臟、剩飯剩菜有機物，這些有機物可以在低溫烘干、發酵抑制的過程中變為燃料、原料后合理使用。第三類由廢砼、陶瓷、玻璃、磚瓦、石塊、渣土等材質組成的無機物，如果這類混合物中出現了金屬物質，則要進一步單獨劃分與回收。第四類滲濾液在廢水系統處理以后，如果水質指標能夠達到相應規定，則這類廢水將用于灌溉與直接排放。

2 水泥窯協同處置城市生活垃圾技術

2.1 海螺CKK系統

該系統為日本川崎與海螺集團共同研發而成，是一種氣化爐與新型干法窯組成的垃圾處理技術。在垃圾被運送到指定位置以后進行稱重，隨后將這些垃圾倒入垃圾坑充分破碎攪拌，最后投入氣化爐。這些生活垃圾在氣化爐高達 500攝氏度的環境下，和流化沙充分的混合并沸騰[2]。這其中的一部分垃圾會因為缺少足夠的氧氣燃燒，所以會自行產生熱量維持溫度，而其他垃圾則在氣化反應中變成氣化煙氣，煙氣將到達分解爐繼續燃燒。煙氣可燃氣體可以被用作替代燃料。此外煙氣中存在的諸如二惡英等物質將會在高溫環境下充分分解與固化，真正意義上實現無害化與徹底消除。最后垃圾坑中將會產生一定量的臭氣與滲濾液，這些廢棄物將會進入氣化爐充分焚燒，并從氣化爐底部完成垃圾灰渣的排出。使用水冷設備控制氣化爐溫度，從而分理處包括鋁、鐵等金屬物質，剩下的物質就是無機物灰渣，這些灰渣可以用于水泥生產。

2.2 華新HWT技術

該技術是華新公司以豪瑞集團廢物處理經驗結合國內垃圾特征研發的水泥窯廢物處理技術。首先垃圾會被運輸車送到預處理廠，隨后進一步破碎垃圾，將其送入干化期。一般來說干化期市建委15至18d，實現含水率的控制[3]。結束干化后，將這些垃圾送入分選車間，挑選出可燃物、有機質作為燃料送入分解爐，從分解爐中選出磚瓦碎塊、灰渣等作為水泥生產原料。該過程出現的所有滲濾液將直接用焚燒處理的方式解決。

2.3 中材國際技術

在長達10年的研發時間中，中材國際開發出了新型干法水泥窯城市垃圾處理系統，其包括水泥生產與預處理兩部分內容。首先將垃圾送入處理區域并做分選處理，隨后從中挑選出可燃物包括紙片、橡膠、塑料，再挑出不可燃物包括廚房垃圾、無機物。這兩種物質將會送到水泥廠。在經過壓縮脫水工序后，可燃物作為燃料送入分解爐，而不可燃物則參與水泥原料的配置過程，送入原料磨粉磨，該過程出現的污水、臭氣會在處理系統處理后送入對應的環境。

從上述結果可以看出，三者在技術路線上有著比較大的區別，海螺 CKK采用氣化爐預處理垃圾，其產生的廢渣與可燃氣將成為水泥生產原料與替代燃料。華新HWT技術需要先脫水干化垃圾，隨后選出不可燃物與可燃物，作為水泥生產原料與替代燃料。中材國際直接分處不可燃物與可燃物，隨后投入生料磨與分解爐作為原料與燃料。不同技術有著不同的特色。海螺 CKK并沒有配備滲濾液與臭氣處理系統，而這最后都會送入水泥窯。在處理較大數量的垃圾時，這項技術很有可能會遇到生產不穩定的問題。華新HWT有臭氣處理系統，滲濾液會送回水泥窯中處理。中材國際同樣配備了滲濾液與臭氣處理系統，可以有效提高垃圾處理能力與接納量。

3 技術要點

3.1 含水量

對水泥質量與垃圾利用率來說，含水量是需要重點關注的因素，不同季節、不同材料的垃圾有著不同的含水量。通常情況下，多雨季節情況下，垃圾都會有比較高的含水量，一般為 70%甚至更高。為了確保水泥質量達標就必須做好垃圾含水量控制。在控制與處理含水量的過程中，需要結合水泥窯對余熱的利用情況。結合資料與實踐結果表明，在含水量為 30%以內的情況下，水泥窯生產質量將會達到最高。所以如果出現較高的垃圾含水量，就必須先行處理垃圾含水問題，做脫水工作，控制器含水量范圍。

3.2 重金屬

在城市垃圾中重金屬實際上是必然會出現的成分，是一種很難控制的要素。結合資料與研究得之，在面對進料量限制的情況下，重金屬進料量實際上并不會影響到尾氣、熟料、窯灰。此外垃圾重金屬和添加廢物也不會出現任何關系。重金屬在水泥的包裹下能夠有效提高熟料強度，并降低熟料成品所需溫度，實現燃料節約控制的目的。水泥性能與生活垃圾重金屬含量實際上并無關系。簡單來說就是垃圾中的重金屬并不會影響到水泥性能。在生產水泥的過程中無需考慮這些重金屬要素。

3.3 鉀硫氯

鉀硫氯等元素都會影響到水泥窯系統與預處理系統正常運行，是導致水泥窯、預處理等系統堵塞的根本原因。所以應用水泥窯處理城市垃圾的過程中，需要認真處理這些干擾要素。假設高溫情況下不能徹底解決這些問題，那么在時間的推移過程中，系統就會出現堵塞的情況，甚至影響到系統正常工作。硫等元素非常容易會發，需使用放風技術處理。而硫這種元素不易揮發，所以不能使用放風技術，必須做好硫量控制。此外為減少上述因素對水泥窯的侵蝕，還要處理好氯含量，保障垃圾利用率與水泥性能。

4 結語

水泥生產與垃圾處理的結合不僅符合節能環保要求，同時也順應了時代建設的選擇。本文通過分析城市垃圾成分、分類簡述了城市垃圾現狀。并通過敘述三種比較常見的水泥窯技術，提出了對水泥窯技術處理垃圾的看法。最后重點討論了處理的主要對象與技術因素，希望能夠幫助更多人了解這項技術，共創美好和諧藍天。