邯郸市固体废弃物综合利用技术研究

杨 光，王 钊，杨廷超，王 磊

（1.河北工程大学 能源与环境工程学院河北省大气污染成因与影响重点实验室，河北 邯郸 056038；2.河北科技大学河北省固体废弃物资源化技术创新中心，河北 石家庄 050000；3.河北省煤田地质局 水文地质队，河北 邯郸 056001）

0 引 言

长期以来，我国注重经济发展和工业生产，在一定程度上无法平衡经济发展和环境保护的天秤。在人们生活水平不断提升的当下，人们对于生活环境要求更高，更加注重环境保护问题，层出不穷的生态绿色化科技，也为工业废弃物处理、循环再利用提供了强大科学技术保障。

我国生态环境保护工作正在如火如荼开展，为了全面贯彻环境保护要求，就应该重视固体废物处理工作，借助资源化技术和综合利用技术对固体废物实施科学高效处理，充分认识到固体废物资源处理和综合利用的意义，真正实现资源科学合理综合运用，保护我们赖以生存的家园。

本文以邯郸市为例，对邯郸市固体废弃物的产生情况进行总结，讨论了邯郸市固体废弃物综合利用技术现状，对固体废弃物综合利用产品进行了详细分析。

1 邯郸市固体废弃物产生情况

邯郸是京津冀地区工农城深度融合的典型城市，区域内大宗固体废物产生量大，主要来自于钢铁企业、热电厂、煤矿企业等。大宗固体废物主要包括一般工业固体废物、建筑垃圾、农业废弃物等几大类，其中，一般工业固废包括钢渣、水渣、脱硫石膏、粉煤灰、煤矸石等。随着环保监管的日益严格，各类固体废物处置需求急剧增加。

1.1 一般工业固废

1.1.1 钢铁企业产废情况

邯郸市共有17家钢铁企业，其中武安13家，峰峰2家，永年1家，复兴区1家，涉县1家。2020年，这些钢铁企业一般工业固废产生总量约3 306.46万t，综合利用量为2 171万t，处置量为874.26万t，贮存量为261.74万t，自行处置利用率为92.10%。主要包括冶炼废渣、炉渣、煤矸石、粉煤灰等。其中，冶炼废渣产量占比最大，占钢铁企业产废总量的40%。

1.1.2 热电厂产废情况

邯郸市周边热电厂16家，其中峰峰3家、涉县1家、武安1家、邯郸市4家（已陆续退城进郊）。产生固体废弃物主要包括粉煤灰（干、湿2种）、脱硫石膏、炉渣等，产废总量约522万t/a，其中，粉煤灰产量占比最大，占电厂产废总量的78.76%。

1.1.3 煤矿产废情况

煤矿企业的主要固废为煤矸石，邯郸市仅两大主要矿区就有29座矸石山，其中，邯矿集团12座，峰峰集团17座。峰峰矿区周边产矿点九龙、黄沙、薛村、小屯、大淑村、梧桐庄6个矿点，日产出量约3 750 t，（另有五矿、申家庄矿、万年、观台、一矿、二矿、孙庄矿、牛儿庄矿、新三矿、王凤矿、通二矿11个矿点已停产），矸石储存量约2 000万t，需要处理量约3 000余万t，其中急需处理掉的有一矿、二矿矸石山。

1.1.4 焦化厂产废情况

邯郸市的焦化企业主要分布在峰峰、武安和磁县西边，其中峰峰矿区有8家企业，年产生固废约17.28万t，峰峰矿区年产焦油等固废6.6万t。焦化厂主要废弃物包括焦油渣、催化剂废料、污泥、炉渣、除尘灰等，其中炉渣和除尘灰占91.40%。

1.2 建筑垃圾

2020年，邯郸市共有建筑垃圾处理设施20座，主要采取资源化利用和填埋消纳处置两种方式。2020年建筑垃圾综合利用量为1 457万t，资源化利用量为345.11万t。邯郸市主城区产生的建筑垃圾主要分为拆迁类建筑垃圾和开挖类建筑垃圾两大类，包括废混凝土、废砖、废沙灰等。其中，拆迁类建筑垃圾年均产生量约为160万t，开挖类建筑垃圾年均产生700万t。目前，主城区建筑垃圾年均处理量达800万t，其中100万t用于资源化再生利用，其余部分分别用于场地回填、施工项目回填、园林绿化和消纳场填埋。

1.3 农林废弃物

邯郸市农林废弃物主要包括畜禽粪污、秸秆和农膜，其中，畜禽粪污年产生量1 200万t，综合利用率达到75%以上；秸秆可收集量650万t，综合利用率达到秸秆总量的98%以上；农膜使用量2.43万t，回收率达到了73.26%。

2 邯郸市固体废弃物综合利用路径

综合利用途径多样化。目前，邯郸市一般工业固废处置方向为企业自身回炉配烧、研磨与尾渣铺路、制作空心砖、制作水泥原料等。邯钢集团建设钢渣等多条固废处理生产线，积极推进与科研院校的技术升级合作；峰峰矿区、磁县经开区大力推进煤矸石等大宗工业固废的综合利用，全面打造煤基循环经济产业园。

2.1 一般工业固废

2.1.1 钢渣及矿渣综合利用

推广钢渣微粉和钢铁渣复合微粉应用技术，发展钢铁渣在路面基层材料、采矿充填胶凝材料及建筑材料中的应用，实现钢铁渣集约化、规模化综合利用。目前，邯郸市已建成多家矿渣微粉生产企业，生产设备选用最先进的立式辊磨生产线，节能、环保、自动化程度高，台时产量高，电耗低。采用先进可靠的DCS集散式计算机控制系统，以达到高效、节能、科学生产、优化控制的目的。

2.1.2 煤矸石综合利用

以煤矸石高附加值、规模化利用为目标，以煤矸石胶结充填、采空区回填、筑基修路、生产建筑材料、煤矸石发电为重点，推进煤矸石综合利用。目前，邯郸市采用隧道窑焙烧技术年生产6 000万块以上的煤矸石烧结多孔砖生产线已建成168条，工艺成熟，装备先进。

2.1.3 粉煤灰综合利用

开发应用大掺量粉煤灰混凝土技术，改造提升粉煤灰生产砌块等新型建筑材料的技术水平、产品质量，加大粉煤灰加气混凝土砌块、板材，粉煤灰混凝土轻质隔墙板、粉煤灰砖等的生产能力，继续扩大在建材领域的应用规模。目前，作为掺合料粉煤灰已广泛应用于当地水泥、商混和砂浆生产企业，邯郸市利用粉煤灰生产蒸压加气砌块、蒸压砖、轻质墙板等工艺成熟，装备先进。

2.1.4 脱硫石膏综合利用

脱硫石膏主要产生自电厂、钢厂等工业企业的脱硫塔等烟气处理设施，其主要成分与天然石膏相同，可以广泛应用于建材行业。除了生产胶结材料外，部分企业采用电厂、钢厂等脱硫石膏生产优质高强石膏粉、镁基材料等优质建材。

2.2 建筑垃圾

建筑垃圾资源化处置后的再生产品有再生骨料、再生砂、再生微粉等，可用于道路基层、建筑基层，生产路面透水砖、再生混凝土、市政设施制品等建材产品。邯郸市主城区近两年拆迁类建筑垃圾产生量约为年均160余万t，全部按要求运送至邯郸市全有绿色生态建材有限公司进行资源化综合利用，经破碎、筛选等各种技术性工艺后，制作各种新型环保砖、再生骨料混凝土和干粉预制砂浆，年均处理利用建筑垃圾100万t，高峰时期处理能力150万t。

2.3 农业废弃物

2016年至2018年邯郸市利用中央财政资金分别建设了永年、临漳、鸡泽等农作物秸秆综合利用示范县，共利用中央财政资金3 800万，通过整县推进，使示范县秸秆全量化综合利用率得到巩固提高，基本实现全量化利用，秸秆直接还田质量大幅提升，秸秆离田利用质量和效益得到加强，初步探索建设了可持续的秸秆收储运体系。建成中国节能环保集团公司生物天然气项目、规模猪场沼气发酵项目、鸡牛场粪便生产有机肥项目等，其中中节能生物天然气项目采用芬兰先进工艺，有效解决了天然气短缺等民生问题，形成农业秸秆处理的新模式。到2023年，全市秸秆基本实现全面综合利用，离田利用占比达到19.49%，较2019年提高10.8%，能源化利用产业发展壮大，能源化利用占比达到8.08%，较2019年提高6个百分点，饲料化利用率达到7.8%，形成政府推动、市场驱动、主体带动的秸秆综合利用长效机制，秸秆综合利用产业化规模化水平得到大幅提升。

3 邯郸市固体废弃物资源化综合利用技术

经过多年的探索，邯郸市不断加强固废综合利用技术研发，加快推进技术引进、转化和应用，形成了一批具有代表性的综合利用技术、工艺和设备，并得到了大规模使用。

3.1 水泥窑协同处置技术

采用水泥窑协同处置技术，将粉煤灰、煤矸石、炉渣等固废作为铝质原料，钢渣作为铁质原料，河道淤沙作为硅质原料与石灰石共同加入生料磨进行粉磨，经粉磨成粉料后经斜槽、提升机等输送设备输送入预热器，经预热器换热后入窑，物料在窑内经1 450℃高温煅烧后，进入篦冷机换热后，入熟料库，形成熟料产品。熟料与脱硫石膏、水渣（或矿粉）、粉煤灰等固废材料经辊压机、球磨机粉磨后入库形成水泥，实现多种废弃物的协同处置和综合利用。

3.2 建筑垃圾再生集料技术

建筑垃圾资源化处置后的再生产品包括再生骨料、再生砂、再生微粉等，可用于路基施工、混凝土、干混砂浆、水泥生产等，该技术主要由预处理堆放区、破碎分拣区、分级储存区、深加工联合粉磨区组成。处理后产生的塑料、木块等大块有机物可采用直接焚烧处置的方式。小粒径的再生微粉，可以作为混合材用于水泥生产。

3.3 芬兰秸秆制天然气技术

引进全球最先进的横向塞流式干法发酵工艺，从芬兰定制全自动化生产线，以农作物秸秆为原料，经微生物发酵，生产生物天然气。主要建设原料储存库、集装箱式厌氧反应器、沼气净化提纯设备、有机肥加工车间等配套设施。

4 邯郸市固体废弃物综合利用产品

邯郸市多途径的综合利用方式，形成了以水泥、多孔砖、蒸压砖、再生骨料为主的多元化利废产品。产品市场较好，经济、社会和环境效益十分可观。

4.1 水泥及其制品

邯郸市依托处置大宗固体废弃物的龙头骨干企业，釆用水泥窑协同处置技术，将粉煤灰、煤矸石、炉渣等固废作为铝质原料，钢渣作为铁质原料，河道淤沙作为硅质原料与石灰石共同加入生料磨进行粉磨，物料在窑内经1 450℃高温煅烧后，形成熟料产品。熟料与脱硫石膏、水渣（或矿粉）、粉煤灰等固废材料经粉磨后入库形成水泥，实现多种废弃物的协同处置和综合利用。新峰公司生产水泥种类包括：PSA42.5水泥、PO42.5水泥、PO42.5R水泥和PO52.5水泥等。其中，金隅太行水泥公司水泥总产量为330.26万t/a，产值为83 302.15万元；熟料产量为106.30万t/a，产值为26 706.15万元；矿粉产量为83.60万t/a，产值为19 009.28万元；商品混凝土产量为194.00万方/a，产值为62 080.00万元。新峰公司生产熟料500万t、水泥400万t、商品混凝土43万m3，实现产值220 000万元。

4.2 煤矸石烧结多孔砖

邯郸市利用煤矸石主要生产烧结多孔砖和多孔砌块，目前，采用隧道窑焙烧技术年生产6 000万块以上的煤矸石烧结多孔砖生产线已建成168条，工艺成熟，装备先进。总产量折标砖约96亿块，产值约45亿元，利润总额约6亿元，直接安排就业人数约9 600人。

4.3 矿渣资源化利用建材产品

邯郸市钢铁企业众多，产生的矿渣具有极高的利用价值，经粉磨加工成矿渣微粉，用于水泥和商砼掺合料，产品附加值很高。2018年，新峰公司资源综合利用矿渣量为200万t，全年利废产品总产值为40 000万元，利废产品总利润为4 000万元，就业人数70人。此外，峰峰矿区采用矿渣、废渣、煤矸石掺和玄武岩、白云石等为主要原料，可生产矿渣岩棉制品15万t/a，产生了较大的经济效益。

4.4 粉煤灰资源化建材产品

热电厂锅炉烟气产生的粉煤灰比表面积较大，具有较高的吸附性，孔隙率高达50%~80%，有很强的吸水性，可广泛应用于生产水泥、胶凝材料、蒸制粉煤灰砖、用作骨料甚至土壤改良剂，市场用途极为广泛，应用前景光明。目前，峰峰矿区热电厂粉煤灰主要用来生产矿用胶结材料，用于矿井井下充填、喷浆等。粉煤灰基矿用胶结材料系列产品产量为20万t/a，年可处理粉煤灰等电厂固体废弃物约15万t，减少了粉煤灰排放等造成的环境污染问题，安排了部分富余劳动力，约为企业创效100万元/a。

4.5 建筑垃圾资源化利用产品

利用主城区建筑垃圾主要生产环保型免烧承重墙体标准砖。总产量1.5亿块标砖，产值约0.85亿元，利润总额0.16亿元，直接安排就业人数约为160人。

4.6 秸秆制天然气

临漳县以农作物秸秆为原料，经微生物发酵，生产生物天然气，达产后可实现年处理农作物秸秆10万t，年产生物天然气1 700万m3、食品级二氧化碳1.02万t、生物有机肥7万t。

5 结 语

固体废物资源化二次处理利用的意义重大，是我国工业发展、绿色生态环保建设的根本措施。近年来虽然国内固体废物的处理及其利用水平有所提升，而且也在探索适合国情的处理方案，但是较之于西方发达国家而言仍有一定的差距。未来发展过程中，应当全面贯彻落实好减量化、无害化以及资源化固体废物处理技术研发的原则，实现绿色节能、资源，高效利用，为构建“资源节约型、环境友好型”社会打下良好基础保障。