何捷:水泥窑协同处置固体废物项目进展
中国建材研究总院教授何捷
摘要:本文概述了水泥窑协同处置固体废物国内外进展情况,以及国家工业与信息化部试点项目进展情况。同时,对协同处置固体废物生产线建设过程中重点关注的几个方面和行业技术规范条件的相关研究进展进行说明。
关键词:水泥窑,协同处置,固体废物,污染控制,行业技术规范
利用水泥窑协同处置固体废物在“十二五”末期取得了一些进展。协同处置废弃物技术可以充分利用水泥窑高温,碱性环境等一系列特点,吸收处理过程中产生的有害气体,固化重金属,最终使固体废物得到“无害化、减量化、资源化”处置,这一技术特点得到了行业以及社会的认可。
一、水泥窑协同处置固体废物现状
1. 协同处置固体废物在国外得到普遍应用
自上世纪70年代,欧洲、日本、美国等发达国家开始进行水泥窑协同处置固体废物的实践。至2009年,在美国水泥协会注册的90家水泥企业中,有63家企业利用替代燃料生产水泥,替代燃料使用量为200万吨,其中一半是危险废物生产的替代燃料。
同样在2009年,欧盟27国水泥工业用固体废物作为替代燃料的平均替代率达到了28%,其中,德国、荷兰等国家水泥工业的燃料替代率已达到60%以上。固体废物种类中废轮胎占8.8%,工业和商业废物占34.4%,废油占1.9%,动物骨灰占3.4%,生活垃圾占5.4%,其他废物占4.5%。可以看到水泥窑协同处置技术在欧美等国家得到快速发展和普遍应用。
2. 国内水泥窑协同处置危险废物
国内水泥窑协同处置固体废物研究自九十年代起步,最早是以协同处置危险废物为突破口,得到北京、上海等部分地方政府的认可。根据国家环保部统计数据显示,截至2014年底,协同处置危险废物生产线16家,涉及12个省市,年核准处置量103.4万吨,实际处置量52.6万吨,利用率仅50.9%。与1600余家持有危废处理许可证企业总数相比,力量非常弱小。除北京金隅红树林环保技术有限责任公司等几家公司以外,大部分企业获准进行协同处置的危险废物种类都较单一,以各类污染土壤、冶炼废渣为主。进入2015年后,危险废物经营许可证的审批颁发由国家环保部转为省、自治区、直辖市人民政府环境保护主管部门审批颁发,同时大宗的工业危险废物处置遭遇瓶颈,引起部分有地方资源和相关基础的水泥企业极大的兴趣,积极投入到协同处置危险废物的前期可研与环评工作中。
值得注意的是,危险废物无害化处置技术相对复杂、处理难度较高,国家环保部为规范水泥窑协同处置技术的应用,编制《水泥窑协同处置危险废物经营许可证审查指南》,目前正在广泛征求意见。该指南针对水泥窑协同处置危险废物经营单位的特点和存在的主要问题,对运输、贮存、协同处置工艺与设施等进一步细化了相关要求。
表1 协同处置危险废物企业(截至2014底)
Table1 Enterprises of co-processing of hazardous waste (by the end of 2014)
序号 NO. |
持证单位名称 Names of license enterprise |
核准水泥窑共处置规模 (吨/年) Approved of the co-processing scale (t/a) |
---|---|---|
1 |
北京金隅红树林环保技术有限责任公司 Beijing Jinyu Mangrove Environmental Protection Technology Co., Ltd. |
100000 |
2 |
上海万安华新水泥有限公司 Shanghai Wan’anHuaxin Cement Co., Ltd. |
19800 |
3 |
宁波科环新型建材股份有限公司 Ningbo KehuanNew Building Materials Co., Ltd. |
80000 |
4 |
大连东泰产业废弃物处理有限公司 Dalian Dongtai Industrial Waste Treatment Co., Ltd. |
5000 |
5 |
河北金隅红树林环保技术有限责任公司 HebeiJinyu Mangrove Environmental Protection Technology Co., Ltd. |
8000 |
6 |
吉林亚泰水泥有限公司 Jilin Yatai Cement Co., Ltd. |
7500 |
7 |
山西晋投夏工水泥有限公司 Shanxi JintouXiagong Cement Co., Ltd. |
750 |
8 |
河南锦荣水泥有限公司 Henan Jinrong Cement Co., Ltd. |
146000 |
9 |
华新环境工程(武穴)有限公司 Huaxin Environmental Engineering (Wuxue) Co., Ltd. |
7200 |
10 |
会泽滇北工贸有限公司(水泥厂) HuizeDianbeiLtd.(Cement Factory) |
45000 |
11 |
云南壮山实业股份有限公司 Yunnan Zhuangshan Industrial Co., Ltd. |
36000 |
12 |
陕西富平水泥有限公司 Shaanxi Fuping Cement Co., Ltd. |
90000 |
13 |
陕西实丰水泥股份有限公司 Shaanxi Shifeng Cement Co. Ltd. |
69000 |
14 |
西安蓝田尧柏水泥有限公司 Xi'an LantianYaobai Cement Co., Ltd. |
302000 |
15 |
尧柏特种水泥集团有限公司蒲城分公司 Yaobai Special Cement Group Co., Ltd. Pucheng Branch |
110000 |
16 |
柳州金太阳工业废物处置有限公司 Liuzhou Golden Sun Industrial Waste Disposal Ltd. |
8000 |
总计total |
1034250 |
3. 水泥窑协同处置生活垃圾
水泥窑协同处置生活垃圾是近十年开展起来的,也是处于起步阶段。生活垃圾填埋处理现阶段在全国仍处于主导地位,而“十二五”期间垃圾焚烧发电在各类政策鼓励和资本支持下迎来爆发式增长。与这两种主流无害化处置方式相比,利用水泥窑协同处置生活垃圾市场份额小、针对性鼓励政策少,作为生活垃圾无害化处置技术的补充,进展较为缓慢。表2为各省市2014年底已投入运行的垃圾焚烧设施规模与处置量,以及相关省份利用水泥窑协同处置生活垃圾生产线数量。2015年底垃圾焚烧设施达到224座,总焚烧规模20.78万吨/日,约占无害化处理能力的40%,其中,江西、贵州、甘肃、陕西、青海、宁夏、西藏、新疆等八个省尚没有垃圾焚烧处置设施。与之相比,能够正常运行的水泥窑协同处置生产线仅有11条,涉及省份较少,处置量更少。
表2 已投入运行的垃圾焚烧设施(2014)
Table2 Waste incineration facilities which have been put into operation(2014)
省份 province |
垃圾焚烧设施Waste incineration facilities (座) |
焚烧量Incinerated (万吨/年 Ten thousand tons/a year) |
焚烧比例Incineration ratio (%) |
生活垃圾水泥窑协同处置生产线 production line of co-processing of MSW in cement kiln (条line) |
---|---|---|---|---|
北京 Beijing |
3 |
156.11 |
21.4% |
1(试验线Trial running) |
天津 Tianjin |
4 |
106.58 |
51.1% |
0 |
河北 Hebei |
7 |
150.53 |
28.3% |
1(试验线Trial running) |
山西 Shanxi |
5 |
117.47 |
28.7% |
0 |
内蒙古 Inner Mongolia |
1 |
24.48 |
7.9% |
0 |
辽宁Liaoning |
2 |
70.58 |
8.4% |
0 |
吉林 Jilin |
3 |
96.22 |
30.8% |
0 |
黑龙江Heilongjiang |
3 |
12.27 |
3.8% |
0 |
上海Shanghai |
5 |
238.48 |
39.2% |
0 |
江苏 Jiangsu |
28 |
871.63 |
65.9% |
1 |
浙江Zhejiang |
32 |
768.64 |
62.5% |
0 |
安徽 Anhui |
6 |
129.49 |
28.0% |
1 |
福建 Fujian |
13 |
376.9 |
64.3% |
0 |
山东Shandong |
16 |
386.93 |
40.4% |
0 |
河南 Henan |
4 |
137.31 |
17.8% |
1(停运Outage) |
湖北 Hubei |
11 |
344.23 |
51.6% |
4 |
湖南 Hunan |
2 |
30.58 |
5.1% |
1 |
广东Guangdong |
21 |
661.65 |
34.6% |
1 |
广西 Guangxi |
2 |
12.04 |
3.7% |
1 |
海南 Hainan |
3 |
61.64 |
42.8% |
0 |
重庆Chongqing |
2 |
135.22 |
34.1% |
0 |
四川 Sichuan |
8 |
249.72 |
33.6% |
0 |
云南 Yunnan |
6 |
194.29 |
58.5% |
0 |
贵州 Guizhou |
0 |
0 |
0 |
2 |
4. 水泥窑协同处置市政污泥
近几年,由于城市扩容、人口增加、污水处置设施完善及填埋土地吃紧等多方因素影响,市政污泥的无害化处置压力越来越大,一些地区纷纷建设水泥窑协同处置市政污泥项目。根据2015年工信部协同处置试点项目的统计数据,建成运行的水泥窑协同处置污泥企业24家,处置技术分为干化入窑和直接入窑两类,处置能力总计近5000吨/日。现有的污泥协同处置技术解决了部分中等城市的污泥无害化问题,起到很好的示范作用。但是,由于污泥水分含量高,无论是否进行预处理,对整个系统能耗影响都较大。总体来说,多方原因造成污泥协同处置规模提升较为困难,而处置技术有待于进一步提高与完善。
二、工信部水泥窑协同处置试点项目进展
“十二五”以来,水泥窑协同处置固体废物项目得到国家相关部委的支持。2012年10月,国家环境保护部、发改委、工信部、卫生部等四大部委联合发布的《“十二五”危险废物污染防治规划》中提出鼓励利用水泥回转窑等工业炉窑协同处置危险废物。2014年5月,发改委、工信部、财政部及环保部等七部委联合发布了《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,要求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。提出示范引导和试点研究要求,消除市场和制度瓶颈,扩大可利用废弃物范围,制定有针对性的污染控制标准,规范环境安全保障措施。2014年10月30日全国政协召开双周协商座谈会,主题为“利用水泥窑协同处置垃圾废弃物”。委员们认为,在固体废弃物日益增多,“垃圾围城”日趋严重、污染治理设施不足的情况下,利用现有水泥窑协同处置生活垃圾和固体废弃物,是一件值得重视的好事,对促进水泥行业绿色转型发展,保护生态环境、实现循环经济具有重要意义。
由于协同处置生活垃圾总体上处于起步阶段,具有一定的技术基础,但在财政、环保、建设、能源、物价等政策、体制方面存在诸多制约问题。2015年4月,由工信部牵头联合七部委发布《关于开展水泥窑协同处置生活垃圾试点的通知》,积极开展水泥窑协同处置生活垃圾试点工作,通过开展行业基础调研,对典型生产线进行试点评估,期望研究行业发展主要存在的问题,提出水泥窑协同处置生活垃圾的可行政策建议,推动其有序发展。表3是专家评审出的第一批协同处置生活垃圾试点企业。
表3 水泥窑协同处置生活垃圾试点企业名单
Table3 List of pilot enterprises of co-processing MSW in cement kiln
序号NO. |
地区area |
协同处置企业名称 Co-processing company name |
协同处置依托水泥企业 Co-processing relying on cement companies |
1 |
安徽省 Anhui province |
安徽铜陵海螺水泥有限公司 Anhui TonglingConch Cement Co., Ltd. |
安徽铜陵海螺水泥有限公司 Anhui TonglingConch Cement Co., Ltd. |
2 |
贵州省 Guizhou province |
贵定海螺盘江水泥有限责任公司 Guiding Panjiang Conch Cement Co., Ltd. |
贵定海螺盘江水泥有限责任公司 Guiding Panjiang Conch Cement Co., Ltd. |
3 |
遵义欣环垃圾处理有限公司/遵义三岔拉法基瑞安水泥有限公司 Zunyixinhuan Garbage Disposal Ltd. / ZunyiSancha Lafarge Shui On Cement Co., Ltd. |
遵义三岔拉法基瑞安 水泥有限公司 ZunyiSancha Lafarge Shui On Cement Co., Ltd. |
|
序号NO. |
地区area |
协同处置企业名称 Co-processing company name |
协同处置依托水泥企业 Co-processing relying on cement companies |
4 |
湖北省 Hubei province |
华新环境工程有限公司 Huaxin Environmental Engineering Co., Ltd. |
华新水泥(武穴)有限公司 Huaxin Cement (Wuxue) Co., Ltd. |
5 |
湖南省 Henan province |
华新环境工程(株洲)有限公司 Huaxin Environmental Engineering (Zhuzhou) Co., Ltd. |
华新水泥(株洲)有限公司 Huaxin Environmental Engineering (Zhuzhou) Co., Ltd. |
6 |
江苏省 Jiangsu province |
溧阳中材环保有限公司 LiyangSinoma Environmental Protection Co., Ltd. |
溧阳天山水泥有限公司 LiyangTianshan Cement Co., Ltd. |
进入2016年,水泥窑协同处置固体废物项目再次获得国家工信部和财政部的节能减排专项支持。2016年5月25日,工信部与财政部相关领导在北京召开专家评审会议,最终确定以贵州省为第一个试点省份。评审专家组综合考虑企业设备设施基础条件、工艺技术可靠性和省市县配套政策等多重因素,优选包括贵州前期两个试点在内的八个项目作为试点示范。值得注意的是该专项支持的方式与以往鼓励政策有所不同,明确资金主要由地方政府统筹安排,资金将用于建立健全协同处置固体废物长效机制,推进实施重点项目,以保障协同处置项目的长期稳定连续运行。
三、水泥窑协同处置固体废物行业技术规范研究
从2005年国家相关部门启动水泥窑协同处置固体废物标准的制订工作以来,已经陆续颁布了GB30485-2013《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》、HJ662-2013《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》、GB30760-2014《水泥窑协同处置固体废物技术规范》、GB/T308100-2014《水泥胶砂中可浸出重金属的测定》等国家和行业标准。这些标准的实施对协同处置项目实施过程中的环境安全性起到了保障作用。
依据工信部等七部委《关于开展水泥窑协同处置生活垃圾试点的通知》中“逐步健全水泥窑协同处置生活垃圾标准体系”的要求,中国建筑材料科学研究总院正在开展协同处置生活垃圾和污泥的行业技术规范研究工作。技术规范主要涉及企业布局和建设要求、工艺和装备、产品质量、能源消耗和资源综合利用、环境保护、安全生产、职业健康和社会责任以及监督管理等方面的要求。技术规范将总结试点企业的经验,在前期标准制定的基础上,进一步完善各项管理及技术要求。从而推动水泥窑协同处置技术工作深入开展,加强协同处置行业管理,规范协同处置行业生产经营行为,积极推进资源综合利用效率,加强利用水泥窑协同处置产业规模化、现代化,优化资源配置,确保环境安全性、质量安全性,促进协同处置行业科学健康可持续发展。
四、小结
综上所述,利用水泥窑协同处置固体废物符合大力发展循环经济理念,是水泥行业实现绿色转型的一个机遇。虽然,很多地方水泥窑协同处置项目在环评和立项审批、工程资金支持等方面仍存在一定困难,且固体废物特别是污泥和生活垃圾收集运输难,供给量不足,垃圾处理费用补贴与结算困难重重。但同时也可以看到国家相关部委已经在积极推进协同处置工作的规划与布局,尝试加大投资支持力度,探索补偿机制、税收优惠等政策。在未来十年,建议有地域条件的企业积极参与协同处置设施的建设和运营,优化技术与工艺,充分发挥水泥窑的优势,最大限度地实现固体废物无害化、减量化、资源化,实现可持续发展。
本研究成果受到国家科技支撑计划项目“农村固体废弃物制备建筑材料关键技术研究(编号:2014BAL03B01)”的资助。
(此文为2016’中国国际水泥峰会主题报告摘选)
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