第二節 水泥生產協同處置廢棄物技術及發展
一、協同處置廢棄物中有害物質限量規定
我國部分水泥企業使用大量的工業廢物代替水泥生產過程中的部分原料和燃料,少數企業使用污泥、城市生活垃圾和廢皮革等代替部分燃料和原料。使用廢物作為原料的成分比較重要,必須符合生產熟料的成分要求。對用于協同處置廢棄物中有害物質限量的規定及在用于協同處置的廢棄物中有害物質限量問題上,歐洲沒有統一的規定,各國根據具體情況制定本地區的限量標準。奧地利、瑞士、德國、西班牙、比利時、法國等國都對可接受的廢棄物提出了限制要求。表6.1為奧地利、瑞士和德國對“可用于協同處置的廢棄物中各種有害物質含量”的限值要求,表6.2為西班牙、比利時、法國對替代燃料中各種有害物質的限值要求,表6.3為西班牙、比利時、法國、瑞士對替代原料中各種有害物質的限值要求。
表6.1 奧地利、瑞士和德國對“可用于協同處置的廢棄物中各種有害物質含量”的限值要求

①水泥工業與當局和相關行業的自愿承諾。
②BUWAL,瑞士的協同處理準則。
③廢棄物行業的自愿承諾以及德國北萊茵維斯法里亞政府的法規。
④凈熱值為25MJ/kg。
⑤平均凈熱值為18MJ/kg。
⑥PET。
⑦PET,聚酯。
⑧特殊情況,Hg的廢氣清理。
注:數據來源,水泥生產過程協同處理廢棄物指南,GTZ-Holcim,2005。
表6.2 西班牙、比利時、法國對替代燃料中各種有害物質的限值要求

注:數據來源,水泥生產過程協同處理廢棄物指南,GTZ-Holcim,2005。
表6.3 西班牙、比利時、法國和瑞士對替代原料中各種有害物質的限值要求

注:數據來源,水泥生產過程協同處理廢棄物指南,GTZ-Holcim,2005。
從表6.1、表6.2可以看出,奧地利、瑞士和德國等國家對水泥窯協同處置的可燃廢物中的重金屬含量的要求更加嚴格一些,德國的限值最為嚴格。其中,各國對鹵素(主要是Cl)、S、PCBs和重金屬中的易揮發性元素Hg、Tl及可形成劇毒物質三氧化二砷的As元素的限值都比較嚴格,以保證處置的安全性。
從表6.3可以看出,瑞士對用于水泥窯協同處置的替代原料中重金屬含量的限值要求比較嚴格,明確規定了各重金屬元素的限值。而比利時和法國則更加注重替代原料中的有機有害成分,對重金屬含量限值沒有進行限值要求。西班牙則是對有機有害成分和重金屬中危害比較大的元素進行了限值規定。對比表6.2和表6.3可以看出,西班牙、比利時、法國等國家對替代燃料的要求比替代原料的要求更加嚴格。
另外,由于替代燃料的含水率、熱值會影響水泥窯燃料的整體品質,灰分會影響水泥熟料的成分,因此,歐盟的瑞典、意大利對替代燃料的熱值、含水率、灰分也進行了規定。意大利規定替代燃料含水率最大25%,熱值最低15MJ/kg,灰分最大20%。歐盟和美國也對水泥廠焚燒廢棄物產生的大氣污染物規定了排放限值,見表6.4。
表6.4 歐盟、美國關于水泥廠焚燒廢棄物的大氣污染物排放限值

①由原料條件所限產生的排放不計在內。
②Ⅰ表示1級,TEQ表示毒性當量。
③TOC表示總有機碳含量。
瑞士提出熟料和水泥中的污染物含量必須滿足規定的標準限值要求(見表6.5),否則必須減少廢棄物處置量。
表6.5 瑞士熟料和水泥中的有害物質標準限值

注:*表示廢棄物處理和利用不會造成熟料和水泥中該元素的顯著上升。
二、污泥的處理技術與裝備
目前,國內處理污泥的企業相對還是比較少的,處理方法為:作為生料配料處置,直接送煙室焚燒處置,直接干化后焚燒處置,間接干化后焚燒處置等。水泥窯協同處置污泥工程建設內容應包括(水泥窯協同處置污泥工程設計規范征求意見稿)進廠接收系統、分析鑒別系統、儲存與輸送系統、焚燒系統、熱能利用系統、煙氣凈化系統、自動化控制系統、在線監測系統、電氣系統、壓縮空氣供應、供配電、給排水、污水處理、消防、通信、暖通空調、機械維修、車輛沖洗等。水泥窯接收污泥的泥質特性應滿足表6.6的要求。
表6.6 水泥窯接收污泥泥質特性

水泥窯協同處置污泥預處理系統中的污染物排放標準應符合相關國家標準的有關規定:大氣污染物應符合《水泥工業大氣污染物排放標準》GB 4915的有關規定,污水處理程度及污水排放應符合現行國家標準《污水綜合排放標準》GB 8978的有關規定,排放惡臭氣體還應符合現行國家標準《惡臭污染物排放標準》GB 14554的有關規定。污泥焚燒產生煙氣并沒有相應國家污染控制標準,可參考《生活垃圾焚燒污染控制標準》GB 18485規定執行。利用固體廢物生產水泥,水泥中重金屬的有限量限制應符合表6.7的要求。
表6.7 水泥中重金屬的限量

1.污泥作為生料配料
污泥作為原料,與其他原料一起烘干后入預熱器和窯高溫煅燒,可燃成分能充分燃燒,灰分入窯形成熟料。例如浙江某水泥公司(5000t/d)采用此方法處置污泥,每天處置造紙污泥200~300t,單位產品消耗污泥量0.055t,焚燒污泥政府補助120元/t,扣除運費外,每噸補助55元左右。工藝流程為專用汽車運輸(含水污泥)→污泥料倉→帶計量的鉸刀→皮帶輸送→原料倉→輸送設備→預熱器。
此方法處置污泥投資少,方法簡單。污泥作為原料利用時需重點關注的問題是,作為原料之一搭配使用,因其含水量高(75%左右),生料制備過程中需要注意水的用量。污泥含一定量的可燃成分對預熱器系統有一定影響,應調整好用量,防止結皮和預熱器系統出口溫度過高的問題。污泥中含有一定量可燃成分,粉磨后進入預熱器系統充分燃燒,釋放出的熱量正好提供生料預熱和分解,從而減少燃料用量,在一定程度上降低了能耗。使用污泥量適當時對熟料質量無不利影響。另外,污泥和生料一起經過烘干,一方面污泥中水分蒸發部分提高污泥熱值,對節約能源有好處;另一方面,會產生二英等有害物質,如果未經處理排放會造成大氣污染。
2.利用水泥窯直接焚燒污泥的工藝技術
國內少數企業利用水泥窯直接焚燒污泥。例如,湖州南方水泥有限公司利用水泥窯直接焚燒污泥。工藝流程為專用汽車運輸(濕污泥)→污泥接受倉(密閉)→帶計量的污泥泵→煙室。
湖州南方水泥公司2×5000t/d熟料生產線協同處置400t/d含水率80%濕污泥,每條熟料生產線處置污泥200t/d。污泥倉內含水率80%的污泥將通過液壓泵輸送至分解爐,經過850℃以上高溫的焚燒處置,水量被基本蒸發。污泥灰分再經由1400℃的水泥回轉窯處理,剩余灰渣固化進入水泥,實現100%無公害處理。政府每噸污泥補助160元左右,處理后的污泥完全融合到水泥中,水泥品質未受到任何不良影響。此方法的優點是對環境沒有污染,投資少,缺點是能耗較高,不能大量處理污泥,處理量較大的時候對水泥強度有所影響。處置污泥過程要注意氯離子和重金屬離子對熟料產生過程和質量的影響。
通過運行觀察,湖州南方水泥公司利用水泥窯處置污水處理廠污泥是一種安全、簡潔、高效的方法,技術方法可行(見圖6.1)。

圖6.1 湖州南方水泥公司利用水泥窯處置污泥系統
3.利用水泥窯廢氣直接干化污泥然后焚燒干化污泥工藝技術
目前,國內只有廣州市越堡水泥有限公司利用水泥窯廢氣直接干化污泥然后焚燒干化污泥。濕污泥輸送系統工藝流程見圖6.2,污泥干化車間工藝流程見圖6.3,工業污泥干化、處置系統的主機設備見表6.8。

圖6.2 濕污泥輸送系統工藝流程

圖6.3 污泥干化車間工藝流程
表6.8 工業污泥干化、處置系統工藝主機設備

設備的功能集成能力強,干燥機集污泥的破碎、干化、氣固的分離于一體,工藝銜接布置緊湊,整個系統的占地面積小。系統的操作運行簡單,連鎖工藝控制參數很少。污泥直接干化過程的必須控制的安全要素一般是:氧氣含量<12%、粉塵濃度<60g/m3、顆粒溫度<110℃。
日設計處理污泥能力600t/d,6臺干燥爐(每臺干燥污泥能力100t/d),污泥儲存和輸送系統設備進口自德國,政府每噸污泥補助200多元。廣州市越堡水泥有限公司采取直接干化處理污泥(含水80%左右)然后焚燒半干化污泥(含水30%左右,熱值2000~3000kcal/kg)的工藝技術,窯頭窯尾排出的廢氣(290℃左右)從干燥器的上部進入,濕污泥從干燥器下部進入干燥器,從干燥器干化污泥后出來煙氣的溫度140℃左右,排出的煙氣經過袋式除塵器(防爆)后排出,干化后的半干化污泥通過輸送系統送到建立在分解爐上面(A5)的干化污泥倉,然后通過計量輸送到分解爐進行焚燒。廣州越堡公司采取利用煙氣直接干化污泥然后焚燒的方法,優點是利用了廢氣的熱量,產生的半干化污泥熱值高,可以代替部分燃料,海德堡經過30年的跟蹤研究,焚燒污泥對水泥質量沒影響,二英等其他氣體排放達標。經過干化處理可以提高水泥窯處理城市污泥量。缺點是由于排出的煙氣量大,臭氣氣體量相應較多,因而臭氣比較大,需要采取合適的處理臭氣的方法,否則對環境有一定影響。該廠采用生物除臭處理臭氣。
4.利用水泥窯廢氣間接干化污泥然后焚燒干化污泥工藝技術
目前,國內只有北京新北水水泥有限責任公司采用間接干化(利用導熱油,導熱油溫度200~300℃)污泥(干化后污泥含水20%~30%),然后直接輸送到分解爐焚燒,污泥中蒸發出來的水經過處理達標后排放,工藝流程見圖6.4。

圖6.4 間接干化污泥然后焚燒干化污泥工藝技術
設計處置污泥(含水80%~85%)能力500t/d,目前每天處置400t/d,政府補助275元/t。從分解爐和煙室抽取余熱煙氣進鍋爐加熱導熱油,利用導熱油間接干化(導熱油溫度200~300℃)污泥(干化污泥含水20%~30%),然后直接輸送到分解爐焚燒,污泥中蒸發出來的水經過處理達標后排放,外排氣體進水泥窯系統焚燒。間接式干化器進口意大利設備(6臺9000萬元),總共投資1.8億元,焚燒污泥后水泥質量符合標準,對重金屬做溶出檢驗,除銅鋅超標,其余達到歐洲標準。北京市環保部門每年做兩次有害氣體檢測(包括二英),符合北京市排放標準。
三、城市垃圾的處理技術與裝備
1.預氣化工藝
銅陵海螺水泥有限公司利用水泥新型干法窯及氣化焚燒爐相結合處置城市生活垃圾CKK(conch kawasaki kiln system)技術,設計日處理能力600t(利用一條4500t/d和一條5000t/d新型干化水泥窯)。目前,日處理能力300t的生產線已投入運行,投資1億元。該技術是利用垃圾氣化處理技術,先把垃圾氣化成可燃氣體,再把此可燃氣體通入新型干法水泥窯,在分解爐900℃左右高溫,利用堿性物料多的特點,吸收處理垃圾過程中產生的二英等有害物質,最終使垃圾做到“無害化、減量化和資源化”,垃圾滲濾液進氣化爐焚燒。工藝流程見圖6.5。

圖6.5 城市垃圾預氣化工藝
垃圾處理系統總體工藝流程概述:垃圾收集車運送的垃圾在垃圾儲倉內儲存,用行車進行攪拌和均化,在破碎后繼續用行車進行攪拌和均化并將垃圾輸送至供料裝置,定量送至氣化燃燒爐中。投入至爐內的垃圾與爐內的高溫流動介質(流化砂)接觸,一部分通過燃燒向流動介質提供熱源,另一部分氣化后形成部分可燃性氣體送往分解爐內,經分解爐、預熱器處理及廢氣處理系統凈化后排出。同時,垃圾中的不燃物在流動介質中一邊沉降一邊移動,到了爐底部時從垃圾中進行分離排出,摻入到水泥生料中或作為混全材摻入到水泥中。
(1)垃圾預處理系統 垃圾預處理系統由計量設施、儲存設施、破碎設施及輸送設施組成。進廠垃圾車經計量后送至卸料平臺,經密封門卸入垃圾儲庫內,在垃圾儲庫內垃圾由行車進行垃圾均化,然后喂入垃圾破碎機,破碎后的垃圾回到儲庫內,由行車喂入氣化焚燒爐的喂料倉。垃圾預處理系統見圖6.6、垃圾焚燒系統見圖6.7。

圖6.6 垃圾預處理系統

圖6.7 垃圾焚燒系統
(2)不燃物處理系統 該系統是將垃圾燃燒后的不燃物由氣化爐排出,由能夠有效維持氣化爐性能的排出裝置、各種輸送設備及分離裝置、砂循環裝置、砂儲存裝置構成。不燃物處理系統見圖6.8。

圖6.8 不燃物處理系統
(3)通風系統 該系統是由向氣化爐內提供燃燒空氣的供風系統及氣化焚燒爐產生的可燃氣體向分解爐輸送的管道系統組成。通風系統見圖6.9。

圖6.9 通風系統
(4)點火及喂煤系統 該系統是為將氣化爐啟動、停止以及低熱值垃圾進行助燃而設置的裝置。當垃圾熱值很低時(低于850kcal/kg)需要加入適量的碎煤進行助燃,以保證垃圾的穩定燃燒。點火及喂煤系統見圖6.10、垃圾污水處理系統見圖6.11。

圖6.10 點火及喂煤系統

圖6.11 垃圾污水處理系統
(5)氯旁路系統 該系統是將水泥生產的堿、氯等有害物質排出系統外的裝置。在窯尾煙室部位,聚集有高濃度的堿、氯等元素,在此設抽取口抽出含高濃度有害物質的氣體,鼓入冷風對其進行快速冷卻,使其產生氯類結晶體,經過收塵袋收集下來,將有害物排出系統。收集下來的粉塵作為混合材摻入水泥中或另行處理。氯旁路系統見圖6.12。

圖6.12 氯旁路系統
該技術主要組成部分包括:前處理和供料系統,垃圾焚燒系統,點火及喂料系統,灰渣處理系統,垃圾污水處理系統,有害物質分離系統等。其主要工藝設備為流化床氣化爐、回轉式剪切破碎機和雙梁橋式行車等。
垃圾的熱量除在氣化爐中及氣體輸送過程中通過表面散熱損失一小部分外,其余全部進入水泥窯系統中,有效地利用垃圾焚燒的熱量,每噸垃圾處理后可折算標煤約183kg,垃圾處理過程中灰渣和灰分全部摻入水泥生產線中,每噸垃圾可產生替代原料107kg,余熱發電的輸出功率提高6%~7%。按設計年處理生活垃圾19.8萬噸,年減排CO2約16萬噸。使用城市生活垃圾作為燃料使用后,窯系統用煤量略降0.5t/h,系統電耗上升2kW·h/t。使用城市生活垃圾作為燃料使用后,熟料中K2O檢測值分析,在CKK投入運行以前,K2O在0.55%~0.75%之間波動,CKK投入運行以后,沒有明顯變化,平均為0.668%,與運行前持平。出窯熟料Na2O檢測值較CKK運行前低0.009%,總體變化不大。出磨與入窯生料中Cl-在CKK投產前結果保持一致。熟料中Cl-總體較運行前高0.006%,達到0.013%。熟料強度、f-CaO合格率基本沒有影響。生產線進行2次二英監測,均達標。氣化爐不燃物中二
英排放濃度(含量)見表6.9。
表6.9 氣化爐不燃物中二英排放濃度(含量)

該方法用于處置城市生活垃圾。不適合處理的垃圾如下:①法律規定禁止處理的廢物,如危險廢物等。②消化處理時會發生危險的物品:廢油類,液化氣瓶,火藥,摩托車,蓄電池等。③除上述物品以外的不適合處理物:大件不燃性垃圾,如家電、金屬家具;長條狀的布、繩類;完整的汽車輪胎;保齡球;長鐵絲;自行車;金屬零部件等。
2.預焚燒工藝
洛陽黃河同力水泥廠采用回轉式焚燒爐協同處置生活垃圾,生活垃圾處理能力350t/d,目前在調試中,工藝流程見圖6.13。

圖6.13 回轉式焚燒爐協同處置生活垃圾預焚燒工藝流程
水泥窯內直接焚燒的局限在于城市生活垃圾的低熱值、高水分而使處理量減小,如把大量的低熱值、高水分的城市生活垃圾投入水泥窯,會破壞系統的平衡,影響水泥窯的產量和水泥質量。為此,采取在水泥窯旁設置垃圾焚燒爐處理原生城市生活垃圾,是根據我國國情、吸取國外經驗而自主創新的一項新技術。這項技術可以全部利用垃圾的熱能和灰渣,使污染物排放低,不需要二次處理,投資省,費用低。合肥水泥研究設計院在國內首次開發成功這項技術并在四川廣旺能源集團天臺水泥廠得到成功應用。
該技術是不需要建設專門的垃圾焚燒廠或垃圾處理車間,而是把垃圾焚燒爐在新型干法水泥窯旁邊,由垃圾焚燒爐和水泥窯聯合處理生活垃圾,垃圾由運輸車運到水泥廠,經計量后倒入垃圾儲存池內儲存。用抓斗從垃圾池把垃圾送入板式輸送機,人工挑出大件垃圾和可回收物,其余被帶式輸送機送入喂料小倉,輸送過程中由除鐵器除去磁性金屬。用喂料機把小倉內的垃圾均勻地喂入焚燒爐,利用熟料冷卻產生的熱風作為燃燒空氣,熱風從水泥窯窯頭罩抽取,進入回轉式垃圾焚燒爐,垃圾在熱風的作用下燃燒,垃圾焚燒產生的高溫煙氣(約1100℃)進入窯尾分解爐和預熱器,與水泥生料換熱,為水泥生料分解提供熱量,然后被窯尾廢氣處理系統凈化后排放。垃圾焚燒產生的灰渣直接進入回轉窯作為水泥原料而混合于熟料之中。垃圾焚燒灰渣也可以從焚燒爐排出作為混合材,用于磨制水泥。處理過程全部封閉,垃圾在垃圾池儲存期間有機物腐敗產生的臭氣等由排風機抽出,經除塵器除塵后進入冷卻劑頭部的鼓風機再被鼓入冷卻劑,與1400℃左右的熟料接觸,在高溫下被分解而凈化。
該技術以冷卻機水泥熟料熱風作為垃圾燃燒空氣,采用回轉式垃圾焚燒爐,解決了我國垃圾成分復雜、水分高、熱值低的缺陷,不需外加燃料,能處理大量的城市生活垃圾,使得垃圾的熱量和物質全部被利用,同時很好地解決了垃圾儲存時散發的臭氣等有機氣態物的污染,做到了垃圾的資源化、無害化、無殘留物的處理目的。
3.生物干化工藝
華新水泥(武穴)有限公司有兩條熟料水泥生產線,一條日產熟料5000t,另外一條日產熟料3200t。
該公司利用日產熟料5000t的生產線協同處置生活垃圾。處置生活垃圾主要工藝流程為:垃圾車→卸料坑→破碎機→吊車→儲池(發酵干化,發酵干化廢氣經過生物凈化后達標排放)→一次篩分(除鐵器,二次破碎)→機械分選→輸送皮帶(灰渣入生料磨)→除鐵器→成品儲庫→入分解爐焚燒。核心技術是引進自豪瑞公司的協同處置技術,主要是發酵干化、分選及廢氣凈化技術,關鍵設備為分選設備、破碎機和廢氣凈化設備等。該項目設計處置生活垃圾能力300t/d,總投資8000萬元。從2011年4月開始運營,最大處置能力可達500t/d。每小時焚燒3~4t垃圾衍生燃料(RDF,含水率20%±5%,熱值2500~2800kcal/kg),最高焚燒過10t/h垃圾衍生燃料。RDF氯離子含量在0.5%~2%之間,沒有結皮現象,不影響產量。
4.垃圾衍生燃料(RDF)+替代原料工藝
溧陽天山水泥有限公司的生活垃圾處理能力450t/d。處理工藝流程是:城市生活垃圾經預處理,把原生態的生活垃圾分為水泥廠易于處理的可燃垃圾和不可燃垃圾兩個大類,針對不同的垃圾類型采用不同的處理方式。
(1)可燃垃圾處理工藝 把可燃垃圾運送至廠區的堆棚,經過輸送和計量,作為熟料生產的替代燃料而進入分解爐。由于城市生活垃圾中氯含量較水泥生產的控制要求偏高,易給預分解系統造成結皮堵塞,因此,需在窯尾上升煙道上增設旁路放風系統,減少有害氣體的循環富集。放風比例通常為1%~3%、最大為5%,在垃圾投運時開啟。可燃垃圾處理工藝流程見圖6.14。

圖6.14 可燃垃圾處理工藝流程
(2)不可燃垃圾處理工藝 把不可燃垃圾運送至廠區堆棚,經計量和質量檢測,進入生料粉磨系統進行粉磨。不可燃垃圾處理工藝流程見圖6.15。

圖6.15 不可燃垃圾處理工藝流程
目前,可燃垃圾處理能力為8~12t/h(日運行20~22h)。所處理的物料為未經細破的可燃垃圾,粒度≥60mm,最長可達1000mm以上,含水率在35%~40%。減少了可燃垃圾二次處理的電耗,降低了垃圾處理的成本。
不可燃垃圾處理能力為10~12t/h(日運行18~22h)。因直接喂入生料立磨,該處理系統可消除不可燃垃圾所含高水分(>60%)對燒成系統的影響,并且利用生料粉抑制不可燃垃圾的發酵,消除異味。
每天處理可燃垃圾在190~250t左右,不可燃垃圾230t左右,扣除設備檢修和市場因素的影響,生產線年運行時間在300天左右,全年可處理可燃垃圾57000t、不可燃垃圾69000t左右。
粉塵、廢氣、重金屬、二英、臭氣等各環保控制指標的排放數值均遠優于相關標準的限值。放射性強度與當地自然界的本底值相同。溧陽天山水泥有限公司生活垃圾處理環保控制指標見表6.10,生料和熟料中重金屬測試結果見表6.11。
表6.10 溧陽天山水泥有限公司生活垃圾處理環保控制指標

表6.11 生料和熟料中重金屬測試結果

注:TLO—未檢出。
國家標準《水泥工廠設計規范》(GB 50295—2008)規定熟料及水泥中重金屬含量要求見表6.12。
表6.12 熟料及水泥中重金屬含量限值

從熟料檢測結果中可以看出,熟料中的重金屬含量滿足設計規范的要求。
四、污染土、廢皮革和其他危險廢物處理技術與裝備
利用水泥窯協同處置危險廢物應有一定的限制,需要注意幾個技術方面的問題。一是對水泥質量的影響。將廢棄物引入現有的水泥窯,有可能破壞工藝過程或影響產品的質量,如廢物中過高的S、Cl、F等的含量會造成水泥窯運行問題。因此,必須對廢棄物作仔細研究,并對適合處理的廢棄物做出限定。二是污染物排放達標。將廢棄物引入現有的水泥窯,可能產生額外的或更高負荷的污染物排放,因此,需要對用作燃料的廢物進行嚴格的篩選和控制,對系統排放的氣體進行更加嚴格的限制,增加必要的在線測量裝置和收塵設備。三是配備化驗、測量和安全設備。為了保證廢物,尤其是廢物在收集、儲存、運輸、裝卸、計量、投入過程中的安全,需要增加一系列化驗、測量和安全設備,這樣增加了操作、控制的難度和復雜性,同時也需要一定的人力資源消耗。四是增加預處理設施。為了便于工藝操作,提高廢物處理效率,保證水泥廠的安全生產,必須對某些廢物進行預處理。
利用水泥窯處置危險廢物應遵循的基本原則如下。一是同其他廢物處置方式一樣,應盡可能在廢棄物最小量化的基礎上進行。二是應比其他廢棄物處置方式在經濟上、生態上、環保上更加可行。三是水泥廠處置廢棄物是在水泥生產過程中進行的,廢棄物處置不能影響水泥廠的正常生產,不能影響水泥的產品質量,不能對生產設備造成損壞,不能對操作工人健康造成危害,不能對廠區及周圍環境造成明顯影響。四是不能帶來水泥廠污染物排放的顯著升高。五是必須滿足國家及地方相關法律法規和廢物處置規劃的要求。
1.污染土、漆渣、醫療廢物和其他危險廢物的處理
目前,我國水泥企業中處置污染土、漆渣和醫療廢物的企業約10家。
北京新北水水泥有限責任公司處置污染土、漆渣和醫療廢物。年處置污染土大約10萬噸,通過將污染土摻于原材料中,利用其含有的SiO2代替部分砂巖。由于飛灰中鉀離子、鈉離子和氯離子含量過高,首先采用水洗的方法把鉀離子、鈉離子和氯離子洗出來,然后利用余熱蒸發器蒸發水分,飛灰入窯焚燒。對產品做重金屬溶出檢驗,重金屬被固化,對水泥混凝土質量沒有影響,對氯離子吸附得很好,氮氧化物有一定排放,相對于水泥本身排放可忽略不計。氣體排放完全符合北京市的排放標準。二英/呋喃(PCDD/Fs)排放0.005ngⅠ-TEQ/Nm3,符合北京市排放標準。污染土處置工藝流程:專用汽車運輸(污染土)→污染土倉(密閉)→污泥泵系統和漿渣系統→水泥窯系統(分解爐或煙室)。
把漆渣和醫療廢物等危險廢物,通過輸送系統輸送到分解爐或煙室燃燒處置。漆渣入廠后先在分揀車間進行分類,然后進入漿渣制備系統從窯尾入窯焚燒。
處置廢棄物的流程:取樣檢測是不是所要處置的30大類→對水泥產品質量不影響→對人體無傷害→對環境不造成新污染→評定后提出處置方案→處置效果檢驗。北京新北水水泥有限責任公司處置污染土現場見圖6.16。

圖6.16 北京新北水水泥有限責任公司處置污染土現場
2.廢皮革的處理
目前,我國處理廢皮革的水泥企業很少。以廣州市珠江水泥有限公司日產4000t生產線處理廢皮革為例說明。
廣州市珠江水泥有限公司處置工藝流程:廢皮革儲存庫→切碎后廢皮革→輸送計量系統→煙室。廢皮革預處理及燃燒喂入方式:設立廢料處理站,通過一系列工序包括對廢皮革進行篩選、烘干、破碎、搭配和包裝等預處理,使廢皮革水分小于10.0%,尺寸小于30mm×30mm,以便輸送和焚燒。在三次風管與分解爐底部交接彎位附近開一喂料口,作為廢皮革的喂入點,利用調速螺旋輸送機均勻地將廢皮革喂到計量秤上計量(使用煙草行業的計量秤),再通過下料管進入三次風管。該處為負壓,廢皮革能自動吸入三次風管,并在該處增加鎖風裝置,防止倒燃。
用廢舊皮革代替部分燃煤。廢舊皮革經過處理后入窯焚燒,代替部分燃煤,1t廢皮革可代替0.77t燃煤。但由于廢皮革中S、Cl-含量較高,要控制廢皮革在燃料總量中的比重,以實現達標排放。二英/呋喃(PCDD/Fs)排放0.029ngⅠ-TEQ/Nm3(廢皮革試驗檢測結果)。
燃燒廢舊皮革要注意廢舊皮革的有害成分,如氯、水分等,同時注意廢舊皮革的喂入方式及喂入點的選擇。只要把廢皮革的摻入量控制在總燃料量的15%以下,對水泥生產就沒有危害,對水泥質量不會產生較大影響。