国外水泥工业消纳废弃物的现状(下)

2020-03-13韩仲琦

水泥技术 2020年1期

韩仲琦

（上接2019年第6期）

3 国外有关“协同处置”的法律法规与标准

从20世纪80年代中开始，德国、日本、美国、瑞士和加拿大等发达国家就已经开始利用水泥工业处置废弃物，逐步建成了从废弃物产生源头到水泥厂产品出厂的质量保证体系。日本、欧盟等国家和地区利用水泥窑协同处置废弃物的法律法规、标准较完备，对可以在水泥厂处置的废弃物种类作了规定，并规定了在水泥厂具有不同用途（替代燃料、替代原料和混合材）的废弃物中各种重金属的最高含量限值，对部分重金属还给出了其在熟料和水泥中的最高含量限值，同时也制定了焚烧危险废弃物的水泥窑大气污染物排放标准。

3.1 德国和欧盟的一般环境保护规定

——BImSch G德国“联邦污染防治法”，是德国环境保护方面的基本法，1986年4月和1990年9月分别进行了两次修订。

——TA－Luft德国“空气保洁技术指南”，1986年2月27日公布，同年3月1日生效，1994年3月进行了补充修订，其中有专为水泥工业制定的指标。

——17.BImSch V德国“联邦污染防治法”第17项实施条例，“关于废料和类似可燃物质燃烧设备”条例，1990年11月23日公布，用于所有燃烧废弃物的设备，1998年进行了修订。

3.2 欧洲水泥工业关于“协同处置”的法规

表5中第1、3、4栏的法规是专为水泥工业制定的，第2、5栏适用于协同处置设备。德国水泥厂一般执行第1栏规定，若水泥窑掺烧废弃物，还必须执行第2栏标准。欧盟提出水泥厂一般应遵守第3栏提出的建议指标，焚烧有害废弃物时执行第5栏标准。1997年4月，欧盟又制定了一个焚烧无害废料的排放标准，有关专家据此专为水泥工业提出了一个草案，即第4栏中的规定值，不论水泥窑是否焚烧废弃物都应遵守此规定。

德国规定，若水泥窑采用在烟道中喷NH3或尿素以降低NOx时，NH3的排放极限允许值达到日平均值≤10mg/m3，半小时的平均值≤20mg/m3。欧盟的规程中规定，燃烧废料时，燃烧室的温度、停留时间、氧含量等都应符合废料燃烧设备要求，掺烧量须＞40%；德国17.BImSch V则规定掺烧量不限，但＞25%时应符合废料燃烧设备要求。

二恶英/呋喃的检测手段尚不完善，使用和不使用废料还难以区分二恶英/呋喃的排放量，所以仅规定都≯0.1ngTE/m3，并以标准状况、干基、O2含量为10%的气体为基准。

另外，欧洲水泥协会与欧盟有关部门自1997年6月以来，一直在根据EU-规程96/61/EG研究制定减少水泥工业环境污染的BAT措施，德国制定了“水泥厂降低污染排放”的VDI-规程2094（VDI——德国工程师协会）。

3.3 欧洲对废弃物中有害物质限量的规定

在针对用于协同处置的废弃物中有害物质限量问题上，欧洲没有统一的规定，各国根据具体情况制定本地区的限量标准。奥地利、瑞士、德国、西班牙、比利时和法国等国家都对可接受的废弃物提出了限制要求。奥地利、瑞士和德国等国家提出了“可用于协同处置的废弃物中各种有害物质含量”的限值要求，西班牙、比利时和法国提出了“替代燃料中各种有害物质”的限值要求，西班牙、比利时、法国和瑞士提出了对替代原料中各种有害物质的限值要求。奥地利、瑞士和德国等国家对水泥窑协同处置的可燃废弃物中重金属含量的要求更加严格一些，德国的限值最为严格。其中，各国对卤素（主要是Cl）、S、PCBs和重金属中的易挥发性元素Hg、Ti的限值要求都比较严格，以保证处置的安全性。瑞士对用于水泥窑协同处置的替代原料中重金属含量的限值要求比较严格，明确规定了各重金属元素的限值，而比利时和法国则更加注重替代原料中的有机有害成分，对重金属含量没有进行限值要求；西班牙则是对有机有害成分和重金属中危害比较大的元素进行了限值规定。对于Cl、F、S元素，西班牙、比利时和法国对替代原料的要求比替代燃料更加严格；而对于重金属元素，比利时对替代燃料的限值要求更为严格。另外，由于替代燃料的含水率、热值会影响水泥窑燃料的整体品质，灰分会影响水泥熟料的成分，因此瑞典、意大利对替代燃料的热值、含水率和灰分也进行了规定。

表5 水泥工业排放物允许极限规定值

3.4 日本有关废弃物处置的法律法规

20世纪90年代初，日本提出了建设循环型社会，相继制定或修订了诸如《循环型社会形成推进基本法》、《废弃物处理法》、《资源有效利用促进法》、《容器包装再生利用法》、《家电再生利用法》、《建材再生利用法》和《汽车再生利用法》等。从20世纪90年代末期开始推动废弃物分类工作，并于2000年以后建设了大量废弃物处理设施和企业，水泥工业相继建立了处置城市原态垃圾、垃圾焚烧灰、飞灰等协同处置的范例企业。

日本有关废弃物处置的法律法规如下：

（1）促进循环经济社会发展法，包括推进循环经济社会发展的基本法以及基本计划等。

（2）废弃物处理法，包括的内容较多，在废弃物处理一节中制订了垃圾减量化与再利用、一般废弃物处置的规定、产业废弃物处置规定等。此外还有劳动安全对策、特定产业废弃物对策、二恶英防治、下水道设施及有毒有害废弃物输入输出的规定等。

（3）环境安全方面的法律规定，包括环保基本法、废弃物最终处理的环保评价、土壤水质污染防治对策以及减少环境负荷的规定等。

（4）费用负担与资助方面的规定，包括为防治环境风险（公害）的费用由相关单位负责，按相关的财政法规执行等。

（5）有关环保的其他法令，包括申诉与讼诉法、新能源利用方面的法律等。在上述法规中的废弃物处理方面，对废弃物的定义、处置方法（含填埋、焚烧等）都进行了详细规定，如含有金属的产业废弃物的判定标准、可填埋产业废弃物的判断标准、废弃物焚烧方法、再生利用污泥的申请书及必要的文件、处理废弃物时产生的恶臭、噪声及振动的对策。

在处罚违反废弃物管理规定的法律方面有严格的条文，如任何人不得随意丢弃或焚烧处理废弃物，不得随意保管、收集、运输和处置废弃物。

4 水泥工业消纳废弃物的发展趋势与水泥绿色化

4.1 衍生燃料的研究与发展

水泥工业协同处置废弃物是社会消纳废弃物的一部分，因此首先要从社会层面考虑对废弃物的分类与预处理，一方面提供给协同处置使用，另一方面将可回收或其他领域可使用的衍生燃料提供给别的领域使用，实现资源的循环再利用。21世纪初，美国检查及材料协会（ASTM）开发的“废弃物衍生燃料（RDF）”取得了很大进展，除水泥制造外还可用于干燥工程、供热工程和发电工程等领域。另外，加拿大生物燃料Enerkem Inc.公司采用热化学法对RDF和其他一些废弃物进行高效气化，制成一氧化碳和氢的复合气体生物燃料，可供更多工业领域使用，有效减轻了社会废弃物的处理压力。日本也对“衍生燃料”进行了研究并在新能源方面取得了突出进展。据此分析，今后水泥产业的协同处置要密切关注衍生燃料的开发进展情况。

4.2 处置废弃物的应用基础研究

（1）废弃物处置对产品质量影响和控制方法研究

主要研究的内容是：处置废弃物后熟料的化学性能、细度、凝结时间、安定性、抗压强度等性能是否变化或变化规律。

（2）废弃物焚烧过程中环境风险控制技术

处置废弃物的水泥窑废气排放对环境安全的风险是重要的内容，协同处置废弃物对熟料和水泥、混凝土的影响，如强度的变化、有无毒性和长期使用的风险评估等。

4.3 《关于汞的水俣公约》

汞是一种重金属，可在大气中作远距离迁移，亦可在人为排入环境后持久存在，同时有能力在各种生态系统中进行生物累积，能对人体健康和环境产生重大不利影响。国际社会针对管控汞问题达成高度共识，于2013年10月就具有全球法律约束力的汞文书文本内容达成一致，并将其命名为《关于汞的水俣公约》，已于2017年8月16日起生效。目前国际上共有包括我国在内的128个签约方，中国人大常委会已批准。

水俣是日本熊本县的一座城市，1956年曾发生严重的汞污染事件，在日本被称为“水俣病”。

水泥窑产生的汞是继煤电厂和金属冶炼之后的汞的第三大排放源，中国已成为世界最大的大气汞排放国。另外，水泥工业推行协同处置废弃物使用的代用燃料、代用原料成分异常复杂，可能产生汞超标排放的风险，如在协同处置污泥时，窑尾废气中的汞指标就可能超标，因此在协同处置的操作中要重视对汞的检测与控制。但从另一方面说，推行协同处置可以减少水泥窑的煤炭使用量，即有利于减少汞的产生量。