浅析 GB 30760—2014《水泥窑协同处置固体废物技术规范》

彭金平（中国质检出版社 中国标准出版社）

刘晨（中国建筑材料科学研究总院 全国水泥标准化技术委员会）

王克云［包钢（集团）有限公司 乌海矿业公司］

浅析 GB 30760—2014《水泥窑协同处置固体废物技术规范》

彭金平（中国质检出版社 中国标准出版社）

刘晨（中国建筑材料科学研究总院 全国水泥标准化技术委员会）

王克云［包钢（集团）有限公司 乌海矿业公司］

GB 30760—2014 《水泥窑协同处置固体废物技术规范》已于2015年4月1日正式实施。该标准是水泥行业协同处置固体废物标准体系的基础。本文从水泥窑协同处置废物类型的规定、协同处置固体废物的鉴别和检测、协同处置工艺技术和管理要求以及相关重金属含量限值等几个方面进行解读。希望能进一步推动水泥窑协同处置固体废物技术的推广。

水泥窑 协同处置 固体废物 GB 30760—2014

我国的水泥窑协同处置废物垃圾起步较晚，2011年，由住房和城乡建设部首次发布了GB 50634—2010《水泥窑协同处置工业废物设计规范》; 2014年,由环境保护部、质检总局、国家标准委等部委相继发布了GB 30485—2013 《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》、GB 50954—2014 《水泥窑协同处置垃圾工程设计规范》等系列标准。GB 30760—2014于2007年12月立项，2014年6月9日发布，它的实施将为水泥窑协同处置行业的标准化、规范化发展奠定基础。同时，将进一步调动企业的积极性，推动水泥工业处置工业废弃物、城市污泥等废物垃圾的不断发展。对大多数企业来说，水泥窑协同处置固体废物还是比较新的技术，标准涉及的固体废物品种复杂、覆盖的领域较多。

1 标准制定背景

2006年4月13日，国家发布了《关于加快水泥工业结构调整的若干意见》，提出“抓紧研究制定鼓励水泥工业资源综合利用和处理工业、城市垃圾方面的配套政策措施。加强低热质燃料的应用、城市垃圾处理、工业废渣及可燃废弃物的应用等研究。在充分试验研究的基础上完善标准体系，引导水泥工业科学、合理利用和处理废弃物”。国家发改委等部门在《关于抑制部分行业产能过剩和重复建设引导产业健康发展若干意见的通知》中针对水泥行业，明确提出“支持企业在现有生产线上进行余热发电、粉磨系统节能改造和处置工业废弃物、城市污泥及垃圾等”。2013年10月发布的《国务院关于化解产

能严重过剩矛盾的指导意见》中特别指出，支持利用现有水泥窑无害化协同处置城市生活垃圾和产业废弃物，进一步完善费用结算机制，协同处置生产线数量比重不低于10%。在《巴塞尔公约》条文中，水泥生产过程中危险废弃物的协同处理方法已被认为是对环境无害的处理方法。

“水泥窑协同处置”这一概念在业界已经提出多年，然而国内水泥窑协同处置的水平仍然不高。与传统废物填埋等方式相比，水泥窑协同处置有十分明显的优势，可实现废弃物无害化、资源化、减量化，具有显著的优越性，其主要特点如下：（1）处理温度高，焚烧空间大，停留时间长，可彻底分解废物中有害有机物，如二口恶 英、呋喃等；（2）残渣和飞灰最终均成为熟料的成分，不对环境造成二次污染；（3）回转窑内碱性环境可抑制酸性气体排放，以及抑制除汞、铊以外的其他绝大部分重金属排放；（4）可选择不同入炉位置和温度点，利用充足的气体停留时间和高温，处置废弃物，避免再生成二口恶英等有毒有害气体； （5）利用替代原料和燃料，节约能源，降低生产成本；（6）回转窑热容量大、工作状态稳定，废物处理量大； （7）水泥回转窑是负压状态运转，正常生产条件下烟气和粉尘不外溢，经过收尘系统处理后的洁净气体排入大气。

2 标准框架结构的分析

在制定过程中，GB 30760—2014遵循了以下原则：与我国有关的环境法律法规、环境保护的方针政策、我国产业结构调整政策、相关标准等协调一致；在参照国际先进标准的基础上，结合我国水泥企业实际情况和技术发展现状，制定符合我国国情的标准；以先进技术为依托，力求使标准做到技术上可行、经济上合理、具有可操作性。

因此，在框架结构上，GB 30760—2014规定了水泥窑协同处置固体废物的术语和定义、协同处置固体废物的鉴别和检测、处置工艺技术和管理要求、入窑生料和水泥熟料重金属含量限值及水泥可浸出重金属含量限值、检测方法及检测频次等技术内容。主要考虑了水泥窑协同处置固体废物时的准入门槛，对于引导企业健康合理地进行协同处置，避免废物的二次污染和影响水泥产品质量具有重要指导作用。

3 水泥窑协同处置废物类型

3.1 可用水泥窑进行协同处置的废物类型

GB 30760—2014中规定适用于水泥窑协同处置的废物主要包括： （1）危险废物； （2） 废塑料、废橡胶、废纸、废轮胎等生活垃圾；（3）城市和工业污水处理污泥； （4）动植物加工废物； （5）受污染土壤；（6）应急事件废物等固体废物。除排入水体的废水以外的其他液态废物的处置可参照GB 30760—2014执行。

3.2 不应协同处置的废物

GB 30760—2014规定不应用水泥窑进行协同处置的废物类型主要包括：（1）放射性废物；（2）具有传染性、爆炸性及反应性废物；（3）未经拆解的废电池、废家用电器和电子产品；（4）含汞的温度计、血压计、荧光灯管和开关；（5）有钙焙烧工艺生产铬盐过程中产生的铬渣；（6）石棉类废物；（7）未知特性和未经鉴定的固体废物。

不应在水泥窑中进行处置的理由是：（1）由于焚烧本身不会影响放射性物质的半衰期，因此，放射性废物一般采用铅罐封存的方式进行处理，故被排除在水泥窑可处理的废物之外；（2）具有传染性、爆炸性及反应性废物是被列入国家危险废物名录中，需要严格按照危险废物处理，不在该标准适用的处理废物范围内；（3）未经拆解的废电池、废家用电器和电子产品等体积较大，无法进入磨机等设备中，故需要专门进行拆解；（4）含汞的温度计、血压计、荧光灯管和开关中一般重金属、汞等元素含量高，高温易产生挥发性物质，无法通过水泥熟料固溶；（5）有钙焙烧工艺生产铬盐过程中产生的铬渣中水溶性六价铬的含量较高，水泥窑的氧化环境只能增加六价铬的溶出量；（6）石棉类废物在粉磨及煅烧过程中可能产生致癌微细颗粒。

因此，水泥窑处理废物，必须清楚地了解废物的特性，并经过鉴别和分析，否则容易对人体造成伤害，对环境造成污染。

4 水泥窑协同处置相关工艺技术和管理要求

4.1 对预处理工序的要求

GB 30760—2014对水泥厂区内的废物预处理工

序进行了规定，比如，要在生产处置厂区内对废物进行预处理，包括酸碱中和等化学处理，分选、水洗、破碎、粉磨、烘干等物理处理。预处理工艺应包括防扬尘、防异味发散、防泄漏等技术措施。对于有挥发性或化工恶臭的废物，应在密闭或负压条件下进行预处理。标准中强调，对于有挥发性或化工恶臭的废物，应在密闭条件下贮存、输送、转运。废物的贮存设施要有必要的防渗功能，输送、转运管道应有防爆等技术措施。同时，预处理过程中产生的废渣、废气和废液，应根据其物化性质，按照国家相关标准进行处理，达标后再排放。然后，将废物输送到新型干法预分解窑，通过高温焚烧及水泥熟料矿物化高温烧结过程，从而实现废物的分解与降解。

4.2 对配套设施的要求

GB 30760—2014还对水泥窑的基本规模，即配套设施进行了规定。预分解窑的设计熟料规模大于2000吨/天，窑尾应安装大气污染物连续监测装置，窑炉烟气排放应采用高效除尘器除尘。设在分解炉和回转窑系统上的投料点应保持负压操作，含有机挥发性物质或化工恶臭的固体废物，不能投入生料制备系统。另外，废物的投放过程和水泥窑中的协同处置过程应不影响水泥的正常生产。

对工艺技术和管理要求的规定旨在通过提升水泥窑整条生产线的技术和管理能力，保证水泥窑协同处理过程绿色、安全、环保。

5 入窑生料、熟料中重金属含量限值、大气污染排放量限值的规定及监测要求

这部分内容是GB 30760—2014中的重点。水泥的工艺是“两磨一烧”，生料、熟料和小磨水泥是质量控制的三个阶段性产品。水泥是大规模工业化生产产品，一旦最终水泥产品不合格，处理成本和代价将非常高。对于处置废物的水泥，其最终产品质量包括两方面的含义：一是GB 175—2007《通用硅酸盐水泥》等标准中规定的水泥强度、凝结时间、安定性等物理性能和氧化镁、氯离子等化学分析指标；二是重金属含量，尤其是溶出量不能对使用环境造成二次污染。因此，标准中规定了入窑生料中重金属含量参考限值、水泥熟料中重金属含量限值及熟料中可浸出重金属含量限值等指标。5.1 入窑生料中重金属含量参考限值

为确保水泥熟料中重金属含量满足要求，入窑生料中重金属含量参考限值见表1。

表1 入窑生料中重金属含量参考限值

从表1中可以看出这是从源头防止重金属的污染，因此在进行水泥窑协同处置操作时，水泥企业要做到监测生料中带入的重金属含量，严格按照标准中规定的限值要求，通过控制生料制备系统、分解炉和回转窑系统里投加的废物投加量等措施，确保在入窑生料中重金属含量不超过规定限值的条件下协同处置废物。

表1入窑生料中重金属含量参考限值是推荐性条款，主要是通过生料配比，将废物和天然原料生产的生料中重金属进行加权平均，避免生产出的熟料甚至水泥重金属超标，从而对环境造成影响。

5.2 水泥熟料中重金属含量限值及熟料中可浸出重金属含量限值

水泥窑协同处置废物时，水泥窑中的水泥熟料应满足GB/T 21372—2008的要求，水泥熟料中重金属元素含量不宜超过表2规定的限值。水泥熟料中可浸出重金属含量不应超过表3规定的限值。

表2 水泥熟料中重金属含量限值

表3 水泥熟料中可浸出重金属含量限值

水泥熟料的生产原料中，本身含有微量重金属元素。加之废物垃圾中含有一定量的重金属，那么在水泥窑协同处置过程中，这些重金属将汇同原料中的重金属一起进入水泥窑。另外，水泥熟料浸出液呈强碱性，酸中和容量较大，并且浸出液的初始pH值对重金属的浸出迁移性有影响。另外，养护时间对浸出液中重金属离子浓度也有影响，水泥样品水化越彻底，其对重金属固化效果越好。因此，可通过控制浸出液的酸碱性环境、调节养护时间等措施来相应地控制水泥熟料中各类可浸出重金属的含量限值。

表2水泥熟料中重金属含量限值是推荐性条款，主要是通过全熔融法，测定熟料中重金属元素含量，从而对熟料质量进行控制。表3水泥熟料中可浸出重金属含量限值是强制性条款，是不可逾越的底线。因此，相关企业在协同处置时应严格执行标准规定的指标要求。

5.3 大气污染排放量限值的规定及监测要求

水泥窑协同处置固体废物时，水泥窑排放的大气污染物应按照GB 4915、GB 30485和HJ 662进行检测并满足相关的要求。

在水泥窑协同处置过程中，应当根据不同类别的污染物，分阶段按不同频次开展对大气污染物的监测。如，处置危险废物时，应当每季度至少开展一次监测；处置非危险废物时，应当每半年至少开展一次监测；对烟气中的二口恶 英类，应当每年至少开展一次监测。水泥企业对排放污染物的采样、采样测试平台、排污口标志等均应按照标准规定严格执行。

6 结束语

国内外的理论和实践已经证明，利用水泥窑协同处置废物是无害化、减量化和资源化处置的重要途径，处理成本低。但全国范围的处理也刚刚起步，要达到发达国家的处置水平，还需要国家在政策等方面给予鼓励和引导。2015年4月23日，工业和信息化部等六部委办公厅联合下发《关于开展水泥窑协同处置生活垃圾试点工作的通知》，六部委联合开展水泥窑协同处置生活垃圾试点及评估工作目的在于推动化解水泥产能严重过剩矛盾，推进水泥窑协同处置城市生活垃圾，促进水泥行业降低能源资源消耗，建设资源节约型和环境友好型水泥企业，实现水泥行业转型升级、绿色发展。

在水泥窑协同处置废物技术实施过程中，需要执行更严格的法律法规，约束和规范工业固体废物、危险废物的填埋与焚烧处置，禁止污泥填埋，以使不规范的废弃物填埋与焚烧所引起的大气二口恶 英污染和地下水重金属污染最小化。对于废弃物的收集、储存、运输、处置和利用都应有明确的法规约束。针对我国固体废物的特性，应加快研发适合的水泥窑协同处置技术和核心装备。突破预处理、渗滤液处理、臭味控制与处理、自动化控制装备及其他配套装备的研发和产业化，提高水泥窑协同处置成套装备产业化水平。同时，研究和制定水泥窑协同处置固体废物的综合能耗、污染控制、预处理技术、产品质量控制和等级评价等相关标准规范，研究完善操作规范、技术流程和检测标准，逐步健全水泥窑协同处置技术标准体系，支撑水泥窑协同处置废物技术的发展和推广。

[1] GB 30760—2014 水泥窑协同处置固体废物技术规范

[2] GB 50634—2010 水泥窑协同处置工业废物设计规范

[3] GB 30485—2013 水泥窑协同处置固体废物污染控制标准

[4] GB 50954—2014 水泥窑协同处置垃圾工程设计规范

[5] GB/T 30576—2014 水泥窑余热锅炉技术条件

[6] GB 175—2007 通用硅酸盐水泥

[7] GB/T 21372—2008 硅酸盐水泥熟料

[8] GB 4915—2013 水泥工业大气污染物排放标准

Analysis of “Technical Specifi cation for Coprocessing of Solid Waste in Cement Kiln”( GB 30760—2014 )

Peng Jinping ( China Zhijian Publishing House )
Liu Chen ( China Building Materials Academy )
Wang Keyun ( Wuhai Mining Company, Baotou Steel co., LTD )

“Technical Specification for Coprocessing of Solid Waste in Cement Kiln”(GB 30760—-2014) has been implemented from April 1, 2015. This standard is the basic standard of the coprocessing of solid waste standard system in cement industry. The type of waste in cement kiln coprocessing, identifi cation and detection of solid waste, technical and management requirements, and related heavy metal content limitation were interpreted in this paper. The technology of coprocessing of solid waste in cement kiln was hoped to be further promoted.

cement kiln, coprocessing, solid waste, GB 30760—2014