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水泥窑协同处置危险废物的研究分析

2018-04-20 14:33:41来源:中再危废 作者:滕玲玲 余华林浏览:评论:0

  水泥窑协同处置危险废物作为一种新兴的危险废物处置技术,对部分以往只能焚烧和填埋的危险废物进行再利用,既实现了资源利用又节约了处置成本。大量的研究表明,水泥窑协同处置技术切实可行,已经得到广泛认可和应用。2015年,工信部发布的《水泥行业规范条件( 2015年本)》明确要求,新建水泥项目应当统筹构建循环经济产业链,须兼顾处置当地固体废物鉴于水泥产业转型升级的压力和协同处置危险废物的利润空间,各地水泥窑协同处置危险废物项目陆续实施,逐渐形成产业规模。水泥窑协同处置危险废物产业的发展,对传统危险废物处置产生了很大的冲击,两者之间的矛盾凸显,正需要政府及相关部门的合理规划科学引导,以共同形成良好的危险废物利用处置市场。

  1 水泥窑协同处置危险废物和传统危险废物处置发展历程分析

  自2004年环保部( 环保总局) 印发《全国危险废物和医疗废物处置设施建设规划》以来,各地逐步新建了危险废物集中焚烧处置设施。但由于前期固体废物管理刚刚起步,各项管理制度尚不健全,危险废物的收集率并不高2007年,孙宁等[5]。对全国危险废物处置设施普查情况进行分析显示,全国危险废物处置设施的平均达产率低于40%,普遍存在吃不饱的情况。随着危险废物监管日益严格,企业危险废物管理意识增强,危险废物产生量急剧增加,导致原有的危险废物处置设施能力不足。尽管危险废物利用量也在逐年增加,但除了少数几类危险废物能实现综合利用,现有条件下,很多危险废物仍以焚烧为主。为提高本地处置能力,各省基本上都编制了本地危险废物处置设施建设规划。以浙江省为例的发达省份,基本上每个地市都有一个危险废物焚烧处置设施。部分处置设施特别是焚烧设施由于处置能力不足又在原有基础上进行扩建,逐渐形成了以特种危险废物利用为辅危险废物焚烧为主的危险废物基础设施格局。

  我国利用水泥窑协同处置废弃物的研究和实践始于20世纪90年代[6]。水泥窑协同处置危险废物和生活垃圾,在德国法国 英国等国家已经有30多年的历史,拥有了较为成熟的处理技术,也建立了完善的质量保证体系[7-8]。在我国,上海万安水泥厂在国内首创水泥窑协同处置危险废物,1995年北京水泥厂建成第一条水泥回转窑处置危险废物示范生产线[9]。水泥窑协同处置危险废物技术虽然得到不断发展,但因未形成标准体系,且参与的水泥企业较少,发展较慢2013年底,环保部同时颁发了 水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范 ( HJ662-2013) 和 水泥窑协同处置固体废物污染控制标准 ( GB30485-2013) ,在此基础上水泥窑协同处置固体废物逐渐形成规模 水泥窑协同处置技术的实施和推广,打破了原有的危险废物处置设施格局 从各地公布的危险废物经营许可证颁发信息看,水泥窑协同处置明显增加 在协同处置固体废物的水泥企业中,协同处置危险废物地约占25%,全国水泥协同处置危险废物的总能力近2万吨/日[7]。以浙江为例,截止2015年底水泥窑协同处置危险废物的能力为18. 03万吨/年,占全省焚烧填埋等处置能力的50. 57%。

  2 水泥窑协同处置危险废物和传统危险废物处置的优劣分析

  2.1优势分析

  传统危险废物处置存在工艺单一 处置费用较高等特点,相比之下,水泥窑协同处置的优势非常明显。

  2. 1. 1成本优势

  水泥窑协同处置由于是在原有场地和生产线上进行改造,新增预处理、进料投加等设备,又以资源利用的方式对危险废物进行协同处置,具备投入少、成本小、建设期短等优势同种危险废物水泥窑协同处置价格远低于危险废物焚烧填埋的处置价格,有明显的竞争优势,也因此较受危险废物产生单位的欢迎 有资料表明,水泥窑协同处理危险废物的投资约为专业焚烧炉投资的1 /3 ~ 1 /5,年处理5000吨危险废物可获得利润500万元[8]。

  2. 1. 2环境优势

  比起传统危险废物处置,水泥窑协同处置焚烧彻底,污染小,没有新生危险废物。大量研究表明[7-8,10],水泥窑特有的结构和焚烧工艺可以彻底分解各种难降解的有机物,各类重金属也可以稳定的烧结到熟料中,同时在减少焚烧污染方面特别是遏制二恶英的产生有得天独厚的优势水泥回转窑内温度一般在1450 ℃以上,可以让各类有机物完全分解,使废物中的重金属固化后稳定的结合在熟料中; 水泥窑的空间大,有稳定的燃烧气氛,焚烧更稳定 充分; 水泥窑的筒体长斜度小旋转速度小等特点可以让危险废物在窑内的停留时间超过30 min,气体停留时间大于6 s,可以有效遏制二恶英的产生[7,11-13]。同时,相比较传统危险废物焚烧产生大量的灰渣,水泥窑协同处置危险废物过程中烟气处理产生的窑灰返回送往生料入窑系统,避免了新生危险废物带来的二次贮存处置问题。

  2. 1. 3容量优势

  水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范( HJ662 -2013) 要求协同处置固体废物的水泥窑必须要满足单线设计熟料生产规模不小于2000吨/天按照水泥生产工艺,单线设计熟料生产规模不小于2000吨/天,每年消耗的原料和燃料近百万吨根据李俊峰等的计算结果,熟料煅烧所需能源的50%可由代用燃料提供,生料配制所需原料的16%可由代用生料供,替代空间非常大[8,14-15]。因为专业焚烧炉全部利润都来自于危险废物焚烧,且处置能力基本较小,企业运行情况取决于收到的危险废物量水泥窑协同处置由于本身优势,危险废物协同处置能力基本都在万吨以上 以浙江为例,截止2015年颁发的两家水泥窑协同处置危险废物的年处理能力都在8万吨以上,处理能力大于同期任何一家危险废物焚烧填埋的专业处理单位。

  2.2劣势分析

  协同处置方式虽然优势明显,但受限制条件也比较突出。

  2. 2. 1受主产业影响

  水泥生产受产业政策 市场供求 行业波动影响,北方地区还会受到冬季市场影响,会连带影响危险废物的处置 。特别是危险废物处置主要依赖于水泥窑协同处置的区域,一旦水泥生产出现减产停产,将无法保证危险废物安全 及时处理,会带来严重的环境风险和社会问题。

  2. 2. 2技术支撑薄弱

  从水泥窑协同处置危险废物的标准体系来说,我国目前已经颁发的只有《水泥窑协同处置工业废物设计规范》 ( GB50634-2010) 、《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》和《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》,相比发达国家技术规范和法律法规,还需进一步完善。从水泥窑协同处置企业本身来讲,虽然现有水泥窑协同处置企业不少但尚未形成规模体系,研发能力差、实践经验不足、专业技术人员缺乏,难以有效保障协同处置的质量

  2. 2. 3废物种类受限

  水泥窑协同处置危险废物,首先要保证水泥品质及设备不受影响 危险废物成分复杂,其中的重金属、氯、氟、硫等都可能会对水泥品质和设备产生不良影响,一定程度上限制了协同处置的废物类别[16-17]。单从标准规范来看,水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范 规定,禁止进入水泥窑焚烧的危险废物为,放射性废物、爆炸性及反应性废物、未经拆解的废电池、废家用电器和电子产品、含汞的温度计、血压计、荧光灯管和开关、饹渣以及未知特性和未经鉴定的废物,并对入窑废物氯、氟、硫、重金属等特性含量限值进行规定。危险废物焚烧污染控制标准 ( GB18484 -2001) ,除易爆和具有反射性以外的危险废物均可进行焚烧,在总可焚烧种类上明显优于水泥窑协同处置。在实际处置过程中,由于水泥窑协同处置需要考虑协同危险废物对水泥品质、产量及设备的影响,只能局限某些来源和组成稳定的危险废物。

  3 水泥窑协同处置危险废物产业发展需合理引导

  3.1从严审核危险废物经营许可证的核发

  《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》中要求用于协同处置固体废物的水泥窑应满足单线设计熟料生产规模不小于2000吨/天、新型干法水泥窑、窑磨一体机等条件。可以满足标准要求以及考虑地域、气候等因素,目前国内适合开展协同处置生活垃圾的水泥生产线还不足200条[18]。水泥窑协同处置危险废物的危险废物经营许可证的发放,应在《危险废物经营许可证管理办法》的基础上严格执行《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》等技术规范的相关要求,避免因审核不严导致加重二次污染。

  3.2要根据本地危险废物产生处置情况科学规划

  要将水泥窑协同处置发展纳入到当地固体废物处置设施规划中,根据本地区主要危险废物和水泥产生企业匹配性,规划主要针对某几类产生量大、成分清楚、来源固定的危险废物的水泥窑协同处置设施。要因地制宜、慎重实施,避免不考察、不调研、不规划就全面铺开,造成资源浪费和市场混乱。

  3.3传统危险废物处置和水泥窑协同处置要合理分工

  水泥产业发达的地区可以鼓励发展水泥窑协同处置危险废物,来弥补危险废物处置设施的短缺,避免处置设施单一导致垄断性经营,从而推进区域危险废物规范化处置但水泥窑协同处置和传统危险废物处置设施多个处置类别相同,势必会产生竞争 为避免危险废废物处置设施和水泥窑协同处置危险废物之间的恶性竞争,当地监管部门要科学引导,合理分工,形成良好的市场氛围,共同为危险废物处置出力。

  3.4探索研发危险废物预处理技术

  目前水泥窑协同处置普遍存在混烧的可燃性废物数量太小、替代率过低等问题[19]。在欧洲、日本等发达国家,水泥窑协同处置已经避开了直接接受固体废物协同处置的方式,形成了完整的包括固体废物预处理在内的产业链,即将废弃物先行分类后,经严格的采样分析及监控生产配料来制成废弃物衍生燃料或固体回收燃料,实现固体废物的均质化和稳定化,配送给相应的水泥企业国内水泥窑协同处置固体废弃物已经初具规模,研发水泥窑协同处置的前端危险废物预处理技术的时机已经成熟 危险废物均质化预处理作为单独的产业,既能服务于水泥窑协同处置固体废物,也能服务传统危险废物焚烧,相互之间可以扬长补短形成完整的产业链。

  4 结论

  水泥窑协同处置危险废物作为一种资源利用方式,在很大程度上缓解了危险废物的处置和监管压力,应当发展 但水泥企业的主导产业仍是水泥生产,因其危险废物处置种类有限对水泥品质的影响等局限性,可作为一种配套、辅助、应急的方式,不能替代专业、综合型危险废物处置设施。水泥窑协同处置危险废物项目在实施上需理性对待,要综合考虑地区规划、现有处置设施、危险废物来源等实际情况分步推进; 项目实施后,需要和传统危险废物处置之间进行合理分工,才能形成良好的危险废物利用处置市场。

 

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