0 前 言
根據((2015年全國環(huán)境統計公報》數據顯示，當年全國工業(yè)危險廢物產(chǎn)生量3 976．1萬(wàn)t，綜合利用量2049．7萬(wàn)t，貯存量810．3萬(wàn)t，處置量1 174．0萬(wàn)t，全國工業(yè)危險廢物綜合利用處置率為79．9％。大量未得到妥善處理處置的危險廢物，會(huì )造成生態(tài)環(huán)境破壞、占用土地、污染土壤及地下水等環(huán)境風(fēng)險。
目前單純的危險廢物集中處置廠(chǎng)的處理量遠達不到處置要求，而水泥窯協(xié)同處置危險廢物技術(shù)因其優(yōu)勢越來(lái)越受到關(guān)注，通過(guò)對水泥生產(chǎn)線(xiàn)新增危險廢物預處理設施、改造投料接口等實(shí)踐，充分利用水泥回轉窯內高溫、強堿性工況，危險廢物在高溫狀態(tài)停留時(shí)間長(cháng)、無(wú)灰渣排除、無(wú)需二次處置等口。但是危險廢物在水泥窯中焚燒的同時(shí)也會(huì )帶來(lái)污染物排放量增加的問(wèn)題，主要是氯化氫(HCl)、氟化氫(HF)、重金屬、二惡英等特征污染物，因而對于可能由協(xié)同處置帶來(lái)的大氣污染物排放問(wèn)題應重點(diǎn)關(guān)注。
此外，協(xié)同處置危險廢物生產(chǎn)的水泥產(chǎn)品中的重金屬在使用過(guò)程中也存在污染環(huán)境的風(fēng)險。因此在水泥窯協(xié)同處置危廢過(guò)程中應遵循處置全過(guò)程控制的原則，在水泥系統穩定運行的前提下，保證水泥產(chǎn)品質(zhì)量和污染物達標排放。1 廢 物 投 加 種 類(lèi) 控 制
禁止在水泥窯內協(xié)同處置的廢物，主要基于其對于水泥系統正常生產(chǎn)運行、水泥產(chǎn)品質(zhì)量、排氣筒煙氣排放等可能產(chǎn)生的影響和不可控風(fēng)險。
1．1含汞廢物
水泥回轉窯內的溫度遠高于汞的揮發(fā)溫度，在協(xié)同處置危險廢物過(guò)程中，廢物帶入的汞大部分轉化為單質(zhì)汞在預熱器內揮發(fā)，最終隨著(zhù)窯尾煙氣外排，只有極少量進(jìn)入窯內或熟料中。
美國PCA數據顯示，水泥熟料中汞含量一般低于檢測限值，水泥產(chǎn)品中汞含量為0．000014mg／g和0．0000028～0．001 2 mg／g產(chǎn)品，均處于較低含量水平。
浙江大學(xué)測算了我國水泥窯生產(chǎn)線(xiàn)汞排放因子，結果顯示采用布袋除塵和電除塵器的新型干法水泥生產(chǎn)線(xiàn)汞排放因子分別為單位熟料13．8 mg／t和22．9mg／t。蘇達根等人利用原子吸收分光光度法、震蕩溶出等方法研究了水泥窯內重金屬污染的防治，結果顯示無(wú)論何種水泥窯，汞(Hg)逸放率高達89％一96％L”。
在我國水泥行業(yè)已成為繼燃煤鍋爐及電廠(chǎng)和金屬冶煉行業(yè)之后的第三大汞排放源。煙氣脫汞的專(zhuān)門(mén)技術(shù)有溴化活性炭噴射技術(shù)、汞焙燒爐技術(shù)等。溴化活性炭噴射技術(shù)將粉狀溴化活性炭在靜電除塵器或者布袋除塵器前噴人，煙氣中的汞與活性炭上的溴反應并被活性炭吸附，最后經(jīng)除塵器捕集。該法可達80％脫汞效率，但是投資運行成本極高，在水泥工業(yè)中較少見(jiàn)。汞烘焙爐技術(shù)是將除塵器收集的含汞灰塵利用汞焙燒爐工藝清潔，然后將飛灰返回到窯系統內。目前該技術(shù)的實(shí)驗室初步研究可使袋收塵器中灰塵脫汞率達95％，有待進(jìn)一步研究。鑒于專(zhuān)門(mén)脫汞技術(shù)的困難，實(shí)際運行中要從源頭上減少人窯的汞含量，保證尾氣中汞及其化合物達標排放。
《水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護技術(shù)規范》HJ662--2013中規定重金屬汞(Hg)的最大允許投加量為單位熟料0．23 mg／kg。鑒于此，水泥窯協(xié)同處置時(shí)禁止加入含汞類(lèi)廢物，包括日常生活中涉及的含汞燈管、開(kāi)關(guān)、溫度計，工業(yè)生產(chǎn)中印刷、電池制造、金屬采選等產(chǎn)生的含汞廢物。
1．2 其他重金屬類(lèi)廢物
由危險廢物和常規原燃料帶人窯內的重金屬，根據不同的揮發(fā)特性，進(jìn)入大氣、熟料以及窯內循環(huán)的比例有較大差別。有前人在新型干法水泥廠(chǎng)進(jìn)行了水泥窯共處置工程試驗，分析了13種重金屬在不同相的分配情況，結果表明重金屬的分配不受危險廢物投加的影響，不揮發(fā)和半揮發(fā)類(lèi)元素在煙氣中分配率遠低于在熟料中的分配率。
德國水泥研究所研究了微量元素在水泥回轉窯系統的揮發(fā)特性，結果顯示易揮發(fā)元素T1在預熱器內形成內循環(huán)和冷凝在窯灰形成外循環(huán)，一般不進(jìn)入熟料和煙氣中，但隨著(zhù)內外循環(huán)的積累，凈化后煙氣中Tl的排放濃度會(huì )逐漸增加。有研究者探索在水泥窯共處置危險廢物時(shí)的cr、As、Pb等重金屬流向分布規律，結果表明不同溫度下，重金屬在煅燒熟料、顆粒物和尾氣中的殘留率有較大差別。因而進(jìn)入水泥窯內的重金屬種類(lèi)及投加量要進(jìn)行嚴格控制，保證水泥產(chǎn)品中重金屬達標以及尾氣排放達標。
（圖片來(lái)源于網(wǎng)絡(luò )）
禁止進(jìn)入水泥窯的含重金屬類(lèi)廢物包括未經(jīng)拆解的廢電池、廢家用電器和電子產(chǎn)品。其中，廢電池種類(lèi)繁多，包括鋅碳電池、堿錳電池、氧化銀電池等，此類(lèi)廢物不經(jīng)拆解直接進(jìn)入水泥窯內，影響水泥系統的穩定運行、尾氣排放和水泥產(chǎn)、質(zhì)量。廢家電和電子產(chǎn)品應拆解后根據各自特性分別回收利用。對于《國家危險廢物名錄》中未被禁止進(jìn)入水泥窯內的含有鈹、鉻、銅、鋅、砷、鎘等重金屬的危險廢物，控制這些有害元素的投加速率是污染控制的重要手段，其最大允許投加量為鉈+鎘+鉛+15×砷(TI+Cd+Pb+15As)不大于230 mg／kg，鈹+鉻+lOx錫+50x銻+銅+錳+鎳+釩(Be+Cr+10Sn+50Sb+cu+Mn+Ni+V)不大于1 150mg／kg，在實(shí)際工程運行過(guò)程中應嚴格控制投加量，確保滿(mǎn)足相關(guān)標準和規范的限值要求。
1．3 爆炸性及反應性廢物
爆炸性廢物及反應性廢物有可能在收集、運輸、貯存、預處理過(guò)程中發(fā)生不可控的爆炸及劇烈反應風(fēng)險，可能對操作人員造成傷害，若在水泥窯內發(fā)生爆炸或者劇烈反應，會(huì )對水泥生產(chǎn)系統產(chǎn)生很大影響。因此爆炸性及反應性危險廢物禁止進(jìn)入水泥窯協(xié)同處置，該類(lèi)廢物包括炸藥、火工及焰火產(chǎn)品制造工業(yè)中產(chǎn)生的廢污泥、廢活性炭，金屬表面處理及熱處理加工中產(chǎn)生的具有反應性的無(wú)機氰類(lèi)廢物等。
1．4放射性廢物
放射性廢物應遵循專(zhuān)門(mén)的核廢物法律法規，由特定的許可規定才可以處理處置。若置于水泥窯中協(xié)同處置，會(huì )對水泥生產(chǎn)正常的操作、水泥產(chǎn)品質(zhì)量、操作人員人身安全等造成不可控或者未知的風(fēng)險，因而此類(lèi)廢物應禁止進(jìn)入水泥窯協(xié)同處置。放射性廢物主要包括核燃料生產(chǎn)過(guò)程、反應堆運行過(guò)程、核燃料后處理、核工業(yè)生產(chǎn)和實(shí)驗以及使用放射性物質(zhì)的部門(mén)學(xué)校、科研單位等產(chǎn)生的廢物。
1．5未知特性和未經(jīng)鑒定的廢物
此類(lèi)廢物因其未知性和不確定性，會(huì )對水泥生產(chǎn)系統的穩定運行帶來(lái)不可控的風(fēng)險，同時(shí)也會(huì )引起水泥產(chǎn)品質(zhì)量不穩定、污染排放超標、職業(yè)健康危害等。水泥企業(yè)在與固廢生產(chǎn)企業(yè)簽訂處置合同前，要對廢物類(lèi)別進(jìn)行評估，考察是否屬于禁止入窯類(lèi)、危廢類(lèi)別是否符合危廢經(jīng)營(yíng)許可證規定的類(lèi)別要求、協(xié)同處置過(guò)程中的人員健康和環(huán)境安全風(fēng)險是否能夠有效控制等。
此外，還應對擬協(xié)同處置的固體廢物進(jìn)行取樣及特性分析。固廢分析參數一般應包括物理性質(zhì)：尺寸、容重等；
化學(xué)特性：pH值、閃點(diǎn)等；
工業(yè)分析：水分、揮發(fā)分、灰分、熱值；
礦物成分：CaO，Si02，A1203，Fe203；
有害元素分析：K，Na，Mg，C1，F，S，P，重金屬等，主要有機物種類(lèi)和含量，對于替代燃料還包括C，H，O含量，燃盡性，粘度等；▲▲▼▲▲特性分析：腐蝕性、反應性、易燃性、相容性。
根據分析檢測結果，判斷危險廢物類(lèi)別是否適宜進(jìn)入水泥窯協(xié)同處置，在類(lèi)別符合的基礎上嚴格控制有害元素的投加量，或通過(guò)適當的預處理方法，將危險廢物中的有害元素投加速率控制在合理的范圍，以免發(fā)生煙氣排放超標、結皮堵塞的不良現象。
2 結 論
通過(guò)對水泥窯協(xié)同處置危險廢物過(guò)程中的危廢投加種類(lèi)進(jìn)行控制，最大限度地降低危險廢物處置過(guò)程中可能帶來(lái)的環(huán)境風(fēng)險。在水泥窯穩定運行的前提下，保證水泥產(chǎn)、質(zhì)量和污染物達標排放，實(shí)現危險廢物的資源化、無(wú)害化處理，既能解決危險廢物日益增長(cháng)的壓力，同時(shí)具有良好的環(huán)境、經(jīng)濟效益。
| 作者：戴佳佳
| 作者單位：常州市建筑科學(xué)研究院集團股份有限公司
來(lái)源：《水泥工程》2018年第3期
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