“十三五”水泥窑协同处置城市垃圾技术发展趋势浅谈

洪微萍（潮州市建筑工程质量检测站）



“十三五”水泥窑协同处置城市垃圾技术发展趋势浅谈

洪微萍
（潮州市建筑工程质量检测站）

【摘要】本文对国内外的水泥窑协同处置城市垃圾技术进行概述，总结了国内在“十二五”期间在这方面取得的技术进步，并分析了其存在的一些关键问题，结合“十三五”水泥行业的发展趋势，对于水泥窑协同处置城市垃圾技术在未来的发展提出了一些建议以供参考。

【关键词】水泥窑；城市垃圾

城市垃圾是城市化进程中产生的垃圾总称，一般来源于居民生活垃圾、建筑工程垃圾、市政绿化垃圾、工厂固体废弃物等方面。随着国内经济的发展，城市垃圾的量急剧增加，据有关资料统计，国内城市垃圾存量超过70亿吨，每年的增加量超过3亿吨，但与之相应的处置技术发展相对落后，大多数的城市垃圾仍然采用传统的填埋、焚烧、堆放等处置方式，不可避免的会对水体、大气、土壤造成一定的污染，如何有效处置的城市垃圾已成为国内城市快速发展的一个重要问题。

对于城市垃圾的处置，国内外都认为采用水泥窑协同处置城市垃圾是最为有效的方式。国外使用水泥回转窑技术处置城市垃圾已经有30多年，经验丰富，相对而言国内则起步较晚，截至2015年国内的1700台新型干法窑中，仅有20台2000～2500t/d的新型干法窑配套了城市垃圾协同处置工艺［1］，因此国内使用水泥窑协同处置城市垃圾还有很大的潜力可以挖掘，也是未来国内水泥行业发展的一个重要方向。本文拟结合国内水泥行业在“十三五”的发展探讨水泥窑协同处置城市垃圾技术在国内的发展趋势。

1　水泥窑协同处置城市垃圾技术应用现状

水泥窑协同处置城市垃圾技术大体上可以分为两大类［2］，一是机械生物预处理与回转窑联合处理技术，通过机械破碎、筛分回收城市垃圾中的高热值物质如塑料、纸张、有机物，将其作为用作水泥窑的替代燃料（RDF），二是水泥窑与焚烧/气化联合处理技术，该技术是将垃圾焚烧或气化后产生的高温气体引入窑系统之中，为水泥生产提供一定的热量。这两种技术相比较，机械生物预处理与回转窑联合处理技术应用较为广泛，在欧美地区被广泛应用于城市垃圾的处置，而水泥窑与焚烧/气化联合处理技术由于其使用原状垃圾，其中含有的氯、碱等有害物质对于预分解窑系统的稳定运行有着极大的影响，而且其成分与热值波动大，也对水泥窑系统的热工制度有影响，因此该技术只在少数地区有应用。总体而言，欧美等发达国家在垃圾分类方面有着很好的基础，城市垃圾的构成相对较为稳定，热值较高，因此发达国家的水泥窑协同处置城市垃圾技术是以RDF为主流［3］，如图1所示，大部分发达国家的燃料替代率在30%以上，其中荷兰的燃料替代率更是达到了90%以上。

图1　部分发达国家水泥燃料替代率（截至2009年）

国内的水泥窑协同处置城市垃圾起步较晚。就国内的水泥窑协同处置城市垃圾技术应用而言，首先要考虑国内城市垃圾的构成特点，根据有关统计（表1）［4］，国内的城市垃圾组成复杂，不同地区的构成差异也较大，其中有机类垃圾占40%～60%，无机类的垃圾约占30%～50%，这样的构成比例造成使得国内的城市垃圾综合热值比国外低。基于国内城市综合热值较低、无机物占比较高的特点，在借鉴国外的RDF技术同时要将其纳入考虑，国内的城市垃圾协同处置应该从燃料替代和原材料替代两个方面进行考虑，首先对城市垃圾进行分选预处理，将有机类城市垃圾和无机类城市垃圾进行分离，有机类城市垃圾用作替代燃料，无机类城市垃圾用作水泥生产原料，以城市垃圾深度分类为基础的水泥窑协同处置技术将是其主要发展方向。

近些年国内的水泥企业都在结合其地域城市垃圾特点的基础上，进行了诸多研发和应用，正在逐步推进水泥窑协同处置技术的应用，已经有了不少成功的案例，例如北京水泥厂的年处置20万吨城市来及协同处置示范线、广州越堡水泥厂的城市污泥处置示范线、海螺集团的CKK协同处置示范线、华新环境工程公司的生活垃圾资源化生态工厂和水泥窑协同处理设施等，但是受限于各种因素，开发出适合国情的协同处置技术及配套相应的各种政策措施仍有很多工作要做。

表1　2004年全国主要城市垃圾构成

2　“十二五”、“十三五”水泥行业发展与协同处置

图2　2010- 2015年全国水泥产量统计

“十二五”期间水泥行业以“节能减排，淘汰落后产能”为政策导向，取得了良好的效果，全国水泥产能从2010年的18.82亿吨增至2015年的23.48亿吨（见图2），其中新型干法窑水泥所占比例已经达到90%以上，已经完成了“十二五”预定的水泥行业产能优化目标，节能减排也取得了一定成效。但是在水泥行业的“十二五”规划中设定的协同处置目标——“到2012年，在国内主要大中城市周边布局协同处置生产线，到2015年，部分中等城市周边布局协同处置生产线”，综合现有的情况来看，这一目标并没有实现，国内只有少量的水泥的生产线配套了城市垃圾协同处置工艺，据统计，国内在建、拟建的水泥窑协同处置城市垃圾项目约130余项，处理能力约为1000万吨，相较于国内城市垃圾的存量和增长量，这部分协同处置能力还远不能满足处置需求。因此可以预期，在“十二五”水泥窑协同处置城市垃圾技术的基础上，“十三五”期间水泥必会将其作为重点推进。

“十三五”水泥行业的一个重要发展趋势就是对现有的新型干法窑进行技术优化，推广第二代新型干法水泥窑，推进水泥行业的低碳绿色化。第二代新型干法水泥窑其实质是对现有的新型干法窑进行改良［5］，降低能耗与污染物排放，提高其协同处置工业废弃物、城市垃圾、污泥的功能，协同处置是第二代新型干法窑的核心之一。结合刚过去的“十二五”时期，国内经济下行，水泥行业受严重影响，水泥产能过剩，2015年水泥产量已经出现下滑，预期未来较长时间内水泥行业的发展基调以“去产能”为主。对水泥企业而言，在水泥行业下行的大环境下，“十三五”期间需要结合国家的政策导向，对生产线进行改造，将水泥窑协同处置城市垃圾作为生产的一个重要组成部分，实现企业的绿色化，既能为企业在新的形势下保证良好的经济效益，也可以树立良好的社会形象。

3　国内水泥协同处置城市垃圾存在的问题

自从上世纪90年代国内开始水泥窑协同处置城市垃圾的有关研究，在法律法规、技术储备、工程应用等方面都有很多成果［6］，推动了水泥协同处置技术的发展，但仍存在的许多问题，比较典型的有如下三个方面：

⑴城市垃圾预处理技术不成熟。欧美的水泥窑协同处置技术的一个核心就是城市垃圾的预处理，通过城市垃圾的分类和处置提高城市垃圾的性能稳定性，降低了协同处置的难度，有利于推广应用，国内则缺乏这一成套的城市垃圾预处理体系，导致协同处置的效果稳定性差，技术推广不易；

⑵国家的激励政策力度不足。协同处置城市垃圾会增加水泥企业的生产成本，水泥企业的利益不能得到一定的保障，技术难以推广。以铜陵的CKK协同处置生产线为例，其处理城市垃圾的综合成本为每吨210元，政府给予补贴每吨192元，这是较为合理的，而其余地区的补贴仅为每吨50～60元，补贴力度不足以抵消协同处置带来的成本增加，极大的阻碍了水泥企业的积极性；

⑶配套的法律法规不健全。虽然国家针对回转窑协同处置城市垃圾技术出台了很多相关的政策，但仍没有形成一个完备的体系，例如大多数法规都是针对技术进行规范，对于从城市垃圾分类到回转窑处置这个过程中的垃圾分类、运输等前置环节规范较少，致使对于城市垃圾的质量较难把控，无形中增加了技术难度。

4　水泥窑协同处置城市垃圾技术建议与展望

结合“十三五”国内水泥行业发展趋势，以及国内水泥窑协同处置城市垃圾的存在的问题，提出如下建议：

⑴加强城市垃圾预处理技术的研发。政府应该大力推进城市垃圾的预处理技术研发，在源头上加强城市垃圾分类工作，并鼓励专业机构开发针对性强的成套城市垃圾预处理技术，成立城市垃圾预处理公司，形成城市垃圾预处理产业，与水泥窑协同处置进行对接；

⑵加强政策扶持力度。对使用水泥窑协同处置城市垃圾技术进行详细的评估，确定其对于现有的水泥企业生产效益影响，补贴力度要能够保障水泥企业的效益，有条件的可以考虑适当加大补贴提高企业的积极性；

⑶进一步健全相关法律法规体系。除了在技术层面制定更为细致的执行规范之外，在与之相关的垃圾分类、运输、补贴等也要制定有关规范，形成包含垃圾分类回收到最终协同处置全过程的法律法规体系，使得水泥窑协同处置城市垃圾的每个环节都做到有法可依。●

【参考文献】

［1］高长明.水泥窑协同处置城市垃圾问题的再释疑［J］.水泥，2015（06）：6-9.

［2］王昕，刘晨，颜碧兰，等.国内外水泥窑协同处置城市固体废弃物现状与应用［J］.硅酸盐通报，2014（8）：1989-1995.

［3］富丽.我国水泥窑协同处置废弃物现状分析与展望［J］.建筑材料与应用，2012（4）∶68-70.

［4］刘刚，刘健，何恩良.城市垃圾资源化与循环经济利用［J］.企业经济，2005（8）∶8-9.

［5］第二代新型干法水泥和第二代中国浮法玻璃装备研发小组.第二代新型干法水泥和第二代中国浮法玻璃技术装备研发标准［J］.建材发展导向，2014（20）∶6-12.

［6］孟宪红.水泥窑协同处置有望在“十三五”实现突破［J］.中国建材，2016（01）∶84-87.