利用水泥窑协同处置市政污泥的技术优势及相关产业政策分析

白召军 薛俊杰 武亚磊

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

利用水泥窑协同处置市政污泥的技术优势及相关产业政策分析

白召军 薛俊杰 武亚磊

河南建筑材料研究设计院有限责任公司（450002）

新型干法水泥窑具有处理温度高、物料停留时间长等优势，利用其协同处置市政污泥等固体废弃物具有处理能力大、环境污染小、可利用现有生产设施、投资少、建设周期短的特点，国家产业政策对此类项目予以鼓励。但目前该产业仍处于起步阶段，存在一些问题，水泥企业应结合自身实际，选择合适的处理工艺和技术。

协同处置；市政污泥；技术特点；产业政策

市政污泥是一种由有机残片、细菌菌体、无机颗粒、胶体等组成的极其复杂的非均质体，其含有大量的氮、磷、钾等多种营养元素和有机质可利用成分，也含有有毒、有害（二噁英）、难降解的有机物（多氯联苯等），重金属（铜、铬、砷、汞、镉等），病原菌及寄生虫（卵）等物质，容易对环境造成新的二次污染和生态环境破坏，污染土壤、水源甚至食物链。污泥还含有很高的附着水和结合水，脱水污泥含水率仍在80%以上。由于污泥所具有的物理、化学性质，对其进行减量化、无害化处置较为困难，也十分迫切。

1 市政污泥主要处置方法

当前我国处理城市垃圾的方法主要有填埋、堆肥和焚烧[1]。

填埋是目前使用最多的方法，但该方法需要占用大量的土地，达到3 m2/t废弃物。采用该方法处置污泥往往会散发出不良的气味，并存在污染地下水、容易着火和传播传染病等危险因素。随着土地资源的日益紧缺，这种方法的处置费用也日益升高。

堆肥是市政污泥资源化的好途径，即利用微生物来分解污泥中的有机成分，形成富含腐殖质的二次土壤应用于农业生产中。但是这种方法存在着如何降低重金属含量及及堆肥肥力低下的问题。从国内现有情况看，该方法不能适应我国国情，难以市场化运作。

焚烧是污泥减量化、无害化最有效的处理方法。旋转窑焚烧法、流化床焚烧法已经用于固态废弃物的处理。新建市政污泥的专用焚烧炉，基建投资及运行费用均较高。污泥焚烧温度较低（一般850～1 200℃）、物料停留时间短(一般为2 s)，致使其二次污染的控制较为困难。目前，国内水泥工业技术和装备水平均取得了较大的进步，产能过剩情况较为严重。利用水泥工业现有旋窑的窑内温度高、物料停留时间长等特点，可以在物质和能源两方面对污泥进行回收和综合利用，在经济效益和环境保护上均具有显著的优点。

2 利用水泥窑协同处置市政污泥的技术优点

处理温度高，物料停留时间长。目前，水泥工业基本都采用新型干法水泥工艺，回转窑内温度一般在1 350～1 650℃，甚至更高。物料在窑中高温下停留时间长，从窑尾到窑头总停留时间＞30 min。气体温度高于1 100℃的停留时间＞3 s,燃烧气体的总停留时间20 s左右，污泥可充分燃烧，产生的呋喃、多氯联苯等有机污染物几乎全部分解[2]。根据安徽铜陵海螺、湖南双峰海创等企业监测数据，废气中各污染物（尤其是二噁英）排放浓度均可满足《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》（GB 30485-2013）中限值要求。

处理规模大。由于水泥回转窑具有处理温度高、焚烧空间大、热容量大以及焚烧停留时间长等特点，加之水泥回转窑运转率高（一般年运转率＞85%），保证了污泥处理的规模。

污泥中带入的重金属大部分被固化在熟料矿物的晶体结构中或水泥的水化产物中，形成不溶解的矿物质。

焚烧后的残渣均成为无害盐类,可替代硅质、铝质原料，从而减少了水泥生产中对黏土质原料的使用量，又可彻底将焚烧残渣无害化处置。

不产生飞灰。锻烧排出废气粉尘（含重金属）经窑尾布袋除尘器收集后作为原料返回生料均化库，或者适量地掺入水泥作混合材，没有危险废弃物飞灰产生。水泥窑窑尾废气中排放的重金属一般都少于窑系统摄入量的5%,其排放浓度远低于欧盟规定标准。

投资少、建设周期短。只需在原有水泥厂作部分设备和流程改造，不需重新征地建厂，并且能大部分沿用水泥生产管理制度，投资少，建设周期短。

国内也进行了水泥窑协同处置市政污泥的有益探索[3]。2006年国家发展改革委在辽宁省批准了第一条利用新型干法水泥窑处置城市污泥生产线，年处置污泥58万吨。北京首条水泥窑污泥处置线在2009年10月正式投产，年污泥处理能力可达22万吨。2009年3月9日,广州市投资7 000多万元建设的水泥窑处置污泥项目，正式投产运行，年污泥处理能力达到18万吨。广西柳州，华润水泥(南宁)、江苏苏州市，湖北黄石市、宜昌市等都在2010年开始实施污泥进入水泥窑协同处置的工程。

3 水泥窑协同处置市政污泥相关产业政策

3.1 相关产业政策及产业规划

《产业结构调整指导目录（2011年本）（2013年修正）》中，国家鼓励“利用现有2 000吨/日及以上新型干法水泥窑炉处置工业废弃物、城市污泥和生活垃圾，纯低温余热发电”。《水泥行业规范条件（2015年本）》中，国家支持现有企业围绕协同处置城市和产业废物开展功能拓展改造。

《国务院关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见》（国发【2013】41号）中指出，支持利用现有水泥窑无害化协同处置城市生活垃圾和产业废弃物，进一步完善费用结算机制，协同处置生产线数量比重不低于10%。另外，在财税政策上，修订完善资源综合利用财税优惠政策，支持生产高标号水泥、高性能混凝土以及利用水泥窑处置城市垃圾、污泥和产业废弃物。

《国务院办公厅关于促进建材工业稳增长调结构增效益的指导意见》（国办发【2016】34号）中要求,利用水泥窑协同处置城市生活垃圾或危险废物、电石渣等固废伴生水泥项目，必须依托现有新型干法水泥熟料生产线进行不扩产能的改造。严防借开展协同处置、发展工业玻璃之名建设新增水泥熟料、平板玻璃产能的项目。

国家发改委、科技部、工信部、财政部、环保部、住建部、能源局七部委针对近年来国内一些水泥窑、电厂等协同处置固体废弃物的一些探索，于2014年5月下发了《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），从指导思想、主要目标、重点领域、工作重点、保障措施等几个方面对促进生产过程协同资源化处置城市及产业废弃物工作提出了指导意见。水泥行业要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，利用现有水泥窑协同处置生活垃圾的项目开展试点。加强示范引导和试点研究，加大支持投入，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。

建材工业“十三五”发展规划也明确支持和鼓励水泥窑协同处置市政污泥等固体废弃物，并制定了发展目标和保障措施。工业和信息化部《关于印发建材工业发展规划（2016-2020年）》（工信部规【2016】315号）中指出：发展循环经济，支持利用现有新型干法水泥窑协同处置生活垃圾、城市污泥、污染土壤和危险废物等。发挥建材窑炉特别是新型干法水泥熟料生产线独特优势，推动建材工业向绿色功能产业转变。关键技术培育重点：水泥窑协同处置技术，专用水泥制备成套技术与装备，水泥基复合材料设计及智能制造成套技术与装备。“十三五”时期建材工业主要发展目标：水泥窑协同处置生产线占比由2015年的约7%增加至2020年的15%。

为化解水泥行业产能严重过剩矛盾，有效压减过剩熟料产能，减轻采暖期大气污染，2016年10月底，工信部和环保部联合下发的《关于进一步做好水泥错峰生产的通知》（工信部联原【2016】351号）中要求，2016～2020年，河南等北方15个省（自治区、直辖市）所有水泥生产线，包括利用电石渣生产水泥的生产线都应进行错峰生产，其中，承担居民供暖、协同处置城市生活垃圾及有毒有害废弃物等任务的生产线原则上可以不进行错峰生产，但要适当降低水泥生产负荷。这也在一定程度上说明了国家对于水泥窑协同处置固体废弃物这类项目的肯定态度，也有利于推动水泥窑协同处置市政污泥等废弃物的实施。

3.2 产业政策及产业规划

国家相关产业政策对于利用水泥窑协同处置市政污泥是持支持和鼓励态度的。在当前水泥行业产能严重过剩的大背景下，相关企业可结合自身实际，利用好政策东风，积极探索开展利用现有水泥窑协同处置市政污泥等废弃物的工作，实现水泥行业的绿色转型，树立承担社会责任、保护环境的良好形象，实现企业与城市和谐共存。

近年来，虽然我国一些水泥企业开展了利用水泥窑协同处置市政污泥、工业废物、污染土壤和危险废物的实践，同时开展了水泥窑协同处置生活垃圾和垃圾焚烧飞灰的探索,积累了一些经验，但目前该项产业仍处于起步阶段,面临一些突出问题，主要包括：废弃物预处理、稳定运行保障和二次污染控制等关键技术、处理工艺及关键设备不够成熟,企业运行管理经验不足，废弃物特性及处理中污染成分的迁移转化规律等有待明确，缺乏针对性排放标准、污染控制标准、产品质量控制标准等风险控制标准和完善的控制措施,管理体制不够健全，缺乏政策激励。因此，企业在新上此类项目时应加强行业内交流,结合自身实际情况确定合适的处理工艺、技术和设备，谨慎投资，切忌盲目跟风。

各地政府应根据本地废弃物处理和可协同处置设施现状，加强组织协调，统筹规划布局，做好项目示范和引导。为提高处置企业的积极性，政府应研究完善财税政策，符合水泥窑协同处置市政污泥等废弃物处置条件的项目和企业，可按规定享受相关优惠政策。同时，遵循污染者付费的原则，通过政策引导建立废弃物的关联企业之间的交易处理市场，增强关联企业的主动性和积极性。

需要特别指出的是，政府相关部门应严格准入和管控,不得以水泥窑协同处置为名新建产能，严防重复建设、低水平建设。

4 结论

利用干法水泥窑协同处置市政污泥，能切实做到减量化、资源化、无害化，符合国家发展循环经济、节能降耗的要求。将水泥行业与市政污泥等固体废弃物处置相结合，有利于实现经济社会可持续发展，具有深远的社会效益、经济效益和环保效益。水泥工业应利用好水泥窑协同处置的优势，积极开展关键技术的研究和实践，利用好政策东风，在政府部门统筹规划布局和积极引导下，实现水泥行业的绿色化转型，承担应有的社会责任。

[1]饶姗姗,汪喜生,邹庐泉,等.干法水泥窑处理市政污泥的运行分析[J].给水排水,2008,34(s2).

[2]孙莹.水泥窑在市政污泥处理处置中的应用[J].给水排水, 2011,37(12)：30-33.

[3]齐砚勇.水泥窑协同处置污泥技术[J].四川水泥,2012(2)：48-52.