水泥窑协同处置危险废物管理与技术进展研究

摘要 水泥窑协同处置危险废物技术已在我国研究应用十余年，作为国家规划的危险废物处置项目的辅助设施，能有效地缓解我国焚烧设施处置能力不足的问题。通过分析我国水泥窑协同处置技术和管理现状，针对现阶段存在的发展战略定位、工艺技术局限、鼓励政策缺乏和技术研发不足等问题，提出了完善水泥窑协同处置危险废物的管理与技术的建议。

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关键词 水泥窑；协同处置；危险废物

文/孙绍锋 蒋文博 郭瑞 许涓

近年来，我国危险废物的产生量整体呈逐年增高趋势，如果利用处置不当，将严重威胁人体健康和环境安全。目前，我国危险废物处置主要以填埋和焚烧两种方式为主。由于危险废物填埋场占用土地资源且存在泄漏等环境风险，《“十二五”危险废物污染防治规划》中明确指出严格限制可利用或可焚烧处置的危险废物进入填埋场，减少危险废物填埋量。危险废物焚烧是实现危险废物减量化和无害化的有效途径，但是危险废物焚烧设施运行维护成本较高，并且部分地区现有焚烧处置能力已严重不足，影响了危险废物处置效率。

因此，基于当前的危险废物处理形势，我国借鉴国外发达国家经验提出了水泥窑协同处置危险废物的新思路。水泥窑协同处置具有因地制宜、拾遗补缺的特点。危险废物可作为水泥行业的燃料或原料，降低水泥生产成本，同时又实现了危险废物无害化处置。2013年，我国水泥窑协同处置危险废物的数量约为专业焚烧炉处置危险废物数量的9倍。因此，使用水泥窑协同处置危险废物作为国家规划的危险废物处置项目的辅助设施，可以有效地缓解我国焚烧设施处置能力不足的问题。

水泥窑协同处置危险废物的现状

水泥窑协同处置技术在经济和环保两方面都显示出了巨大优势，在发达国家均已形成较大的产业规模，在现代化城市固体废物处理中发挥着重要作用。

国外水泥窑协同处置的应用

水泥窑是发达国家焚烧处置固体废物的重要设施，得到了广泛的认可和应用。德国、瑞士、法国、英国、意大利、挪威、瑞典、美国、加拿大、日本等发达国家利用水泥窑协同处置危险废物和城市生活垃圾已经有30多年的历史，积累了成熟而丰富的经验，并且建立了较为完善的从废物源头管理到水泥窑协同处置终端的质量保证体系，拥有较为成熟的水泥窑协同处置预处理技术和发达的处置设备。特别是欧盟国家，水泥窑协同处置固体废物的技术和运营处于世界先进水平，其法规、标准十分完备。2007年，欧洲水泥行业处理固体废物的数量已超过600万吨，其中近20cYo是危险废物。

我国水泥窑协同处置危险废物的发展

在我国，北京水泥厂有限责任公司于1998年初步尝试利用水泥回转窑处置废油墨渣、树脂渣、油漆渣、有机废液等危险废物，建成了全国第一条处置工业废弃物环保示范线，成功将废弃物处置技术与水泥熟料煅烧技术相结合。截至2013年底，我国已建成、建设中及拟建设水泥窑协同处置固体废物的企业总数超过200家，其中约250的企业涉及协同处置危险废物，全国水泥窑协同处置危险废物的总能力近2万吨／日。2013年，我国水泥窑协同处置危险废物的数量达到55.9万吨。

水泥窑协同处置危险废物技术特点分析

技术发展现状

水泥窑协同处置技术的难点和关键点在于如何对种类繁多、成分复杂、稳定性差的危险废物进行分类预处理，并选择合适的投加位置及方式。我国自20世纪90年代开展利用水泥窑协同处置废物以来，部分水泥窑协同处置企业在危险废物预处理及人窑技术等方面作出了创新性的研究，拥有了浆渣制备系统、污泥泵处置系统、废液处置系统以及替代燃料制备系统等具有自主知识产权的危险废物预处理工艺线。

进入水泥窑的危险废物应具有相对稳定的化学组成和物理特性，其重金属以及氯、氟、硫等有害元素的含量及投加量应满足相关标准要求，因此，危险废物进入水泥窑之前应进行必要的预处理。我国危险废物的预处理一般根据危险废物不同性质而分类处理。热值高且稳定的危险废物优先作为水泥窑替代燃料进行利用；符合水泥原料成分且含量较高的可作为替代原料而利用。对于不能作为替代燃料或替代原料的固态危险废物的预处理技术主要是破碎分选，一般采用螺旋输送器或人工直接投料的方式人窑处置：半固态、液态危险废物主要在混合配伍后采用污泥泵、隔膜泵等直接泵送人水泥窑。水泥窑协同处置危险废物工艺技术路线如图1所示。

水泥窑协同处置主要根据危险废物的特性、进料装置的要求以及投加口的工况特点，选择窑头高温段、窑尾高温段或者生料配料系统等作为投加位置，如图2所示。窑头高温段主要适合投加含水率低的液态物质及含高氯、高毒、难降解有机物质等危险废物；窑尾高温段主要适合含水率高、大块状等危险废物；生料配料系统对危险废物的要求相对较高，只能投加不含有机物和挥发、半挥发性重金属的固态危险废物。

技术推广优势

国内水泥生产企业主要利用新型干法水泥窑处置危险废物，该技术之所以具有较高的可行性主要是基于其先进的工艺条件。与传统的焚烧炉相比，新型干法水泥窑的技术优势体现在：

处置温度高。水泥窑内物料烧成温度一般在1450℃左右，而普通专用焚烧炉的最高温度为1100℃左右。在焚烧温度较高的水泥回转窑中，危险废物中有机物的有害成分焚毁率可达99.99%以上，即使难以分解的稳定有机物也能完全分解。

焚烧空间大。水泥窑的旋转筒体直径一般在3.0～5.0米、长度在45～100米，远高于普通专用焚烧炉。由此可见，水泥窑的焚烧空间大，不仅可以接受处理大量的危险废物，而且可以保持均匀、连续、稳定的焚烧环境。

停留时间长。水泥窑简体长、斜度小、旋转速度低，危险废物在窑中高温下停留时间长，一般危险废物从窑尾到窑头总停留时间大于30分钟，气体停留时间大于6秒，焚烧彻底且有效地遏制了二噁英的产生。

处置规模大。水泥窑具有较高的运转率，国内一般水泥企业的年运转率为90%左右。因此，水泥窑协同处置危险废物的规模大，从替代原料的角度考虑也有较大的提升空间。

此外，水泥窑协同处置危险废物可以避免一般专业焚烧炉燃烧废气、废渣产生的二次污染问题；使废物中的重金属在高温下得到固化并稳定留存于熟料矿物中；同时，危险废物可替代部分水泥生产所需的原料，实现资源再利用。

水泥窑协同处置危险废物的标准和管理制度

近年来，为了防止危险废物环境污染、规范水泥窑协同处置行为，我国出台了一系列相关政策性文件和标准规范，极大促进了水泥窑协同处置危险废物行业的发展，提高了我国利用水泥窑协同处置危险废物的规范性、安全性和有效性，有效控制了水泥窑协同处置危险废物的环境风险。

国家有关水泥窑协同处置的标准

自20世纪90年代末期起，我国水泥窑协同处置技术一直参照水泥生产的行业相关标准。为了进一步规范水泥窑协同处置产业发展，防范环境安全，“十二五”期间我国相继发布了《水泥窑协同处置污泥工程设计规范》（GB 50757）、《水泥工业大气污染物排放标准》（GB 4915）、

《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》（GB 30485）和《水泥窑协同处置固体废物技术规范》（GB 30760）等标准规范，规定了水泥窑协同处置危险废物的设施技术要求、人窑废物特性要求、运行技术要求、污染物排放限值、生产的水泥产品污染物控制要求、监测方法、监测频次和监督管理要求等方面的内容。

相关鼓励政策

2012年，环境保护部、国家发改委、工业和信息化部、卫生部联合发布的《“十二五”危险废物污染防治规划》提出“鼓励使用水泥回转窑等工业炉窑协同处置危险废物”，大大增加了水泥生产企业开展水泥窑协同处置危险废物的积极性。

2014年，国家发展改革委、科技部、工业和信息化部、财政部、环境保护部、住房城乡建设部、国家能源局七部委联合印发《关于促进生产过程协同资源化处理城市及产业废弃物工作的意见》（发改环资[2014] 884号），明确提出将水泥行业作为重点领域，推进利用现有水泥窑协同处置危险废物、污水处理厂污泥、垃圾焚烧飞灰等，并且积极开展试点示范工程和相关技术攻关，加大资金政策的支持投入，扩大可利用废弃物范围，制定有针对性的污染控制标准，完善现有标准，规范环境安全保障措施。该文件进一步明确了水泥窑协同处置将作为危险废物处置的重要方向，并将通过试点示范和资金支持等方式推动水泥窑协同处置危险废物的产业发展。

水泥窑协同处置危险废物存在的主要问题

水泥窑协同处置危险废物技术在我国已发展十几年，但较发达国家尚处于起步阶段，同时受我国国情限制，水泥窑协同处置危险废物产业的发展仍存在管理和技术方面的问题。

战略定位不明确

近年来，水泥窑协同处置危险废物迅速发展，但是由于我国水泥窑协同处置技术应用起步较晚，还存在技术不成熟、运营不完善等诸多问题。水泥窑协同处置技术并不能完全取代传统焚烧工艺，二者应属于竞争并协同的关系。目前水泥行业正处于产业结构调整阶段，难免会出现一些企业利用水泥窑协同处置废物来逃避关停水泥窑甚至继续建设新的水泥窑项目。因此，对于水泥窑协同处置危险废物的战略定位问题显得较为突出，需要科学统筹、合理规划，防止蜂拥而起、一哄而上，更要杜绝以此扩大产能等现象的发生。

选取合适的水泥窑协同处置企业较难

水泥窑协同处置危险废物应以保证水泥产品质量和各项生产工艺工况正常运行为原则，氯含量高、含六价铬、含汞的危险废物均可影响水泥产品品质，不适用于水泥窑协同处置。目前，我国仅有采用新型干法水泥生产工艺的窑炉可协同处置大部分种类的危险废物。而由于我国现阶段水泥行业产能过剩，大量具有新型干法水泥生产工艺的企业将会被淘汰。因此，以现有新型干法水泥生产企业为基础，选取具备危险废物贮存场所、预处理场所、危险废物入窑设施建设空间的水泥生产企业具有一定难度。

缺乏配套的经济政策保障

目前，我国针对水泥窑协同处置的优惠政策仅有财政部、国家税务总局、国家发展改革委于2009年12月联合颁布的《关于公布环境保护节能节水项目企业所得税优惠目录（试行）的通知》（财税[2009] 166号）。该通知规定凡符合国家产业政策和准入条件的水泥窑协同处置项目（含生活垃圾处理、工业固体废物处理、危险废物处理）自项目取得第一笔生产经营收入所属纳税年度起至第六年可享受税收优惠政策。利用水泥窑协同处置危险废物较早的企业享受政策优惠的时限将至，一旦水泥企业不再享受减免税收的待遇，势必会降低其处置危险废物的积极性。

水泥窑协同处置关键技术的研发不足

我国现阶段利用水泥窑协同处置危险废物的技术相对于发达国家仍属于“粗犷型”处置，精细化程度不够。危险废物进厂经过简单分类预处理后，主要分为固态、半固态、液态废物，使用不同的输送装置或投料口直接人窑处置或者将部分成分相对稳定、危害性小的混入生料配料。与发达国家采取分类储存废物和配料并使入窑的废物均质化、稳定化的技术相比，还存在很大差距；并且水泥窑协同处置高含氯废物技术一直难以突破。因此，须在危险废物预处理、配料以及拓宽水泥窑处置废物种类等方面开展技术难点攻关。

完善水泥窑协同处置危险废物的建议

合理布局、统筹规划

水泥窑协同处置行业是为了更好地与国家规划内危险废物集中处置设施形成合理竞争、优势互补的产业，应以更好地为我国危险废物处置提供有效途径为目的，水泥窑协同处置设施与国家规划内危险废物集中处置设施具有同等的重要性。因此，各地应根据当地危险废物处置需求和水泥生产企业的实际情况，统筹规划与合理布局水泥窑协同处置危险废物设施，将其纳入当地环境保护基础性设施建设并保障稳定运行。

建立技术准入标准

通过借鉴国外先进技术、运营和管理经验，进一步健全水泥窑协同处置标准规范体系，研究制定危险废物预处理技术导则和监管指南，水泥行业替代原料和替代燃料质量控制标准，以及水泥窑协同处置危险废物经营许可证审查指南等，加强对水泥窑协同处置危险废物的监督管理，防范水泥窑协同处置危险废物的环境风险。加快研究出台水泥窑协同处置危险废物建议参考目录，明确适合于水泥窑协同处置的危险废物种类。

完善相关优惠政策

落实《营业税暂行条例》有关规定，对水泥窑协同处置危险废物的企业免征营业税。进一步研究建立相关财税优惠政策，促进水泥窑协同处置行业健康发展。进一步落实危险废物处置收费制度，研究建立危险废物处置保证金制度，保障危险废物处置经费来源。研究将水泥窑协同处置危险废物企业纳入政府绿色采购目录，政府和企事业单位优先购买水泥窑协同处置的水泥产品。坚持政府引导、市场为主的原则，建立多元化投入机制，拓宽融资渠道，加大对水泥窑协同处置危险废物的投入。

加快技术难点攻关

我国危险废物性质复杂多变、不稳定性高，需要着重加强针对性质复杂危险废物预处理的技术研发，突破废弃物预处理、稳定运行保障以及二次污染控制等关键技术，提高水泥窑协同处置技术的适用性，加快先进适用技术特别是具有自主知识产权的技术和设备的推广应用。

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参考文献

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（孙绍锋系环境保护部固体废物与化学品管理技术中心高级工程师；蒋文博、郭瑞、许涓，环境保护部固体废物与化学品管理技术中心。郭瑞系通讯作者）