郭志明　韓　震　王浩宇　李　揚(yáng)

(中國輻射防護(hù)研究院，太原　030006)

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利用水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物項(xiàng)目環(huán)評中關(guān)注的問題及探討

郭志明韓震王浩宇李揚(yáng)

(中國輻射防護(hù)研究院，太原030006)

利用水泥窯協(xié)同處置固體廢物尤其是危險(xiǎn)廢物是目前解決水泥生產(chǎn)企業(yè)的發(fā)展，并有效處置固體廢物物的一種有效方式。但由于水泥窯對處置廢物種類的不確定性，而導(dǎo)致了環(huán)境影響評價(jià)過程中對污染因子識(shí)別的困難，以及對污染物排放源強(qiáng)估算的困難。本文從水泥窯協(xié)同處置廢物主要特點(diǎn)出發(fā)，針對利用水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物評價(jià)中，對污染因子及現(xiàn)狀監(jiān)測因子的確定提出了自己的觀點(diǎn)，并對污染源強(qiáng)的估算提出了一點(diǎn)思路，以期為從事該行業(yè)的評價(jià)人員提供一些參考。

水泥回轉(zhuǎn)窯；協(xié)同處置；固體廢棄物；污染因子；污染源項(xiàng)

為了應(yīng)對產(chǎn)能過剩困境和固體廢物處置的環(huán)境問題，創(chuàng)新發(fā)展是水泥企業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必經(jīng)之路，處置工業(yè)固體廢棄物等環(huán)保業(yè)務(wù)是水泥行業(yè)綠色發(fā)展的方向。危險(xiǎn)廢物的處置以減量化、資源化、無害化為前提條件，新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯具有的處理溫度高、燃燒狀態(tài)穩(wěn)定、焚燒停留時(shí)間長、能夠固化重金屬元素、有效防止大氣污染等特點(diǎn)，使得利用回轉(zhuǎn)窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物充分體現(xiàn)了廢物處置的減量化和無害化原則，而廢物中的可燃組分和其他礦物成分在水泥窯高溫煅燒分解過程中，也可部分替代水泥回轉(zhuǎn)窯的燃料和原料，實(shí)現(xiàn)真正意義的固廢資源化。因此利用水泥窯協(xié)同處置固體廢棄物尤其是危險(xiǎn)廢物已成為當(dāng)前水泥行業(yè)和廢物處置行業(yè)的最佳選擇。

1　利用水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物的優(yōu)點(diǎn)

(1)由于新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯本身具有煅燒溫度高、物料停留時(shí)間長的特點(diǎn)，因此對于有機(jī)廢物及揮發(fā)性有機(jī)廢氣的處置較為徹底，使有害的揮發(fā)性氣體經(jīng)高溫分解為無害的CO2、H2O。

(2)水泥窯具有相對封閉的堿性環(huán)境。水泥窯反應(yīng)產(chǎn)生的大量的堿性物質(zhì)可以中和廢物中的酸性物質(zhì)，使其成為穩(wěn)定的鹽類，有效地抑制了酸性物質(zhì)的排放，而且降低了二噁英物質(zhì)的生成風(fēng)險(xiǎn)。

(3)石灰石等原料在水泥窯中發(fā)生部分熔融，與硅質(zhì)元素等發(fā)生反應(yīng)生成以CaO、SiO2、Al2O3(包括Fe2O3)為主要成份的硅酸鈣水泥熟料，可以有效的將多種重金屬元素固化在水泥晶格中，實(shí)現(xiàn)對重金屬的合理處置。

(4)除去禁止進(jìn)入水泥窯協(xié)同處置的廢物以外，水泥窯可以接納包括多種危險(xiǎn)廢物在內(nèi)的固體廢物，且不受廢物形態(tài)的限制(即可接受液態(tài)、固態(tài)、半固態(tài)等)，對廢物種類的廣泛接納性是其它專業(yè)焚燒爐所不具備的。

(5)處理廢物量大。在保證水泥窯正常運(yùn)轉(zhuǎn)的工況條件及產(chǎn)生的水泥品質(zhì)的前提下，利用水泥窯協(xié)同處置固體廢物的量要比單獨(dú)的廢物焚燒爐具有更大的處置量。主要原因在于水泥窯自身煅燒原料量較大，且隨著協(xié)同處置廢物的回轉(zhuǎn)窯規(guī)模的越大，其運(yùn)行工況受摻加危險(xiǎn)廢物的影響越小。

(6)水泥窯自身完備的污染防治措施。新型干法水泥回轉(zhuǎn)窯配套有完備的污染防治措施，對協(xié)同處置固體廢物后產(chǎn)生新的污染物同樣起到了非常有利的凈化措施。如窯尾設(shè)置有高效率的布袋除塵器，可以凈化處置廢物后吸附在細(xì)小顆粒物上的重金屬、二噁英等污染物；水泥窯設(shè)置有增濕塔、窯尾余熱利用鍋爐等設(shè)施，對高溫?zé)煔庥屑彼俳禍氐淖饔茫瑥亩行У臏p少了二噁英等污染物的產(chǎn)生環(huán)節(jié)；同時(shí)窯內(nèi)堿性環(huán)境對中和酸性氣體起到了中和作用。

(7)利用已有水泥窯協(xié)同處置固廢還可以降低投資成本，如建設(shè)專業(yè)的焚燒爐或選擇安全填埋等，均需要進(jìn)行大量的投資，同時(shí)還會(huì)帶來新的環(huán)境問題。利用已有水泥窯處置固體廢棄物，利用已有的焚燒設(shè)施，只需建設(shè)廢物的暫存及預(yù)處理車間，因而其投資相對較小。

因此利用水泥窯協(xié)同處置固體廢棄物相較于安全填埋、專業(yè)焚燒爐等方式具有不可比擬的優(yōu)勢。

2　利用水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物的不確定性因素

正是由于水泥窯自身的特點(diǎn)，也導(dǎo)致了水泥窯對廢物種類的廣泛接納性以及廢物量的不確定性。以水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物為例，除了《水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范》中明確規(guī)定禁止進(jìn)入水泥窯協(xié)同處置的廢物種類以外，可以入窯的廢物種類基本上含蓋了《國家危險(xiǎn)廢物名錄》中絕大部分危廢種類。

由于水泥窯對危險(xiǎn)廢物的廣泛接納性，即入廠廢物種類的復(fù)雜性和不確定性，導(dǎo)致了入窯焚燒及預(yù)處理過程中產(chǎn)生的污染物種類繁多和不確定性。因此在進(jìn)行利用水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物評價(jià)過程中，增加了對評價(jià)因子和環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀監(jiān)測因子確定的難度。本文試圖通過對廢物焚燒后污染物的產(chǎn)生情況，以及廢物在預(yù)處理過程中污染物的產(chǎn)生、排放情況進(jìn)行分析并歸類，以期對利用水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物的評價(jià)因子和現(xiàn)狀監(jiān)測因子進(jìn)行簡化。

(1)入窯焚燒產(chǎn)生的污染物種類

任何廢物經(jīng)過高溫焚燒后都會(huì)產(chǎn)生新的污染物，最終排入環(huán)境。利用水泥窯協(xié)同處置固廢也不例外。除常規(guī)污染物顆粒物、SO2、NOx外，水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物還會(huì)導(dǎo)致許多新增的污染物類型：

有機(jī)廢氣：由于進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯的廢物種類具有不確定性的特點(diǎn)，理論上會(huì)導(dǎo)致處置后產(chǎn)生的污染物種類的不確定性。但有一點(diǎn)是可以明確的，即可以通過高溫分解的廢物中的有機(jī)物能夠達(dá)到徹底分解，焚毀去除率達(dá)99.99%。(水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)物料溫度在1450～1550℃，物料從窯尾到窯頭總停留時(shí)間大于30分鐘，煙氣在高于1300℃溫度停留時(shí)間大于4s)。也就是經(jīng)過高溫焚燒后外排的污染物中有機(jī)廢氣的含量會(huì)非常低，基本上可以不考慮。

酸性氣體：水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)呈堿性氣氛，對酸性物質(zhì)能夠起到中和的作用，生成鹽類物質(zhì)固定下來，有效地抑制了酸性物質(zhì)的排放。但考慮到氯、氟、硫等有害元素的量會(huì)隨著入窯廢物量的增大而增加，產(chǎn)生HCl、HF等物質(zhì)的排放，為此國家規(guī)定了明確的排放限值，即最高允許排放濃度限值分別為HCl：10mg/m3、HF：1mg/m3。

二噁英類：二噁英的產(chǎn)生一方面是隨著廢物進(jìn)入焚燒設(shè)施，也可能在焚燒過程中產(chǎn)生，還會(huì)在焚燒結(jié)束后煙氣冷卻過程中形成。因此利用水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物應(yīng)首先關(guān)注二噁英的排放。

重金屬物質(zhì)：水泥窯協(xié)同處置固體廢物另一個(gè)主要優(yōu)勢在于對重金屬物質(zhì)的去除，含有重金屬的廢物經(jīng)高溫焚燒后，重金屬物質(zhì)不會(huì)被灼減，一般的焚燒爐只能將其作為殘?jiān)M(jìn)行二次處置。而利用水泥窯處置含有重金屬的物質(zhì)，其中大部分重金屬元素會(huì)被固熔在水泥熟料晶格之中，最終成為水泥中的一種元素組成，從而避免了二次污染的可能。但對于高揮發(fā)性重金屬(如Hg等)不能被有效的固熔，因此利用水泥窯協(xié)同處置含有重金屬的物質(zhì)還應(yīng)關(guān)注通過煙氣中排放的包括Hg在內(nèi)的重金屬污染物。

以上分析表明，固體廢棄物經(jīng)過回轉(zhuǎn)窯高溫煅燒后，其產(chǎn)生的污染物種類相對單一，《水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn)》中對此進(jìn)行了明確規(guī)定，即需要關(guān)注的污染因子包括：酸性氣體類(HCl、HF)、重金屬類(Hg、Tl+Cd+Pb+As、Be+Cr+Sn+Sb+Cu+CO+Mn+Ni+V)、二噁英類。

(2)廢物預(yù)處理過程產(chǎn)生污染物類別

水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物另一個(gè)需要關(guān)注的產(chǎn)污環(huán)節(jié)就是廢物的暫存和預(yù)處理過程。根據(jù)廢物的種類以及預(yù)處理的方式的不同，其產(chǎn)生的污染物種類也不盡相同。其中評價(jià)過程中除了關(guān)注固態(tài)廢物處理過程產(chǎn)生的顆粒物污染物外，重點(diǎn)關(guān)注的是氣態(tài)污染物，即揮發(fā)性有機(jī)廢氣(VOCs)。

由于在進(jìn)行環(huán)境影響評價(jià)期間，企業(yè)擬收集和處置的危險(xiǎn)廢物種類并不確定，一般要求涉及的廢物種類盡可能的多，即收集的廢物種類廣泛，可以解決利用水泥窯協(xié)同處置過程中原料(廢物)來源的保障性，同時(shí)可以解決水泥廠所輻射一定范圍內(nèi)盡可能多的危險(xiǎn)廢物的最終處置。因此利用水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物的環(huán)境影響評價(jià)過程中所確定的收集種類，一般包括除了《水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范》中明確禁止入窯協(xié)同處置的廢物種類以外的全部危險(xiǎn)廢物。

收集和預(yù)處理廢物種類的不確定性和廣泛性，導(dǎo)致了其在暫存和預(yù)處理過程中產(chǎn)生和排放污染物種類的不確定性，如果把每一種廢物產(chǎn)生的污染物都作為評價(jià)因子或現(xiàn)狀監(jiān)測因子，無疑是不可能完成的。因此合理確定危險(xiǎn)廢物預(yù)處理過程的評價(jià)因子和現(xiàn)狀監(jiān)測因子，對危險(xiǎn)廢物協(xié)同處置項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)起到關(guān)鍵的作用。

3　評價(jià)因子及監(jiān)測因子的確定

對利用水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物在預(yù)處理和暫存過程中產(chǎn)生的污染因子的確定，應(yīng)選擇對某一類污染物具有代表性的污染物為原則，可根據(jù)危險(xiǎn)廢物在廠內(nèi)暫存和預(yù)處理的特點(diǎn)，重點(diǎn)考慮如產(chǎn)生異味物質(zhì)、易揮發(fā)性物質(zhì)、對人體毒害較大的物質(zhì)等類別作為評價(jià)因子和現(xiàn)狀監(jiān)測因子為宜；危險(xiǎn)廢物在回轉(zhuǎn)窯中焚燒過程中應(yīng)重點(diǎn)考慮酸性氣體、重金屬和二噁英作為評價(jià)因子和現(xiàn)狀監(jiān)測因子。

因子的確定不宜過多，只需能夠反映入廠廢物的排污特征為主，其原因在于一方面現(xiàn)狀監(jiān)測需要考慮其經(jīng)濟(jì)性；另一方面評價(jià)因子只需具有代表性而非全部，如對每一種污染物進(jìn)行評價(jià)是不切合實(shí)際情況的，也是不可能完成的(原因在于可入窯的危險(xiǎn)廢物種類太多且不確定)。

根據(jù)危險(xiǎn)廢物在廠內(nèi)暫存(液態(tài)廢物多以封閉式罐體為主、固態(tài)或半固態(tài)廢物多采用防滲池進(jìn)行短時(shí)間貯存)和預(yù)處理(多以簡單的破碎、篩分為主)的特點(diǎn)，在確定危險(xiǎn)廢物在廠內(nèi)暫存和預(yù)處理過程的評價(jià)因子可以參考以下方面進(jìn)行選擇和確定：即產(chǎn)生異味物質(zhì)(如H2S、NH3等)、易揮發(fā)性物質(zhì)(如非甲烷總烴類等或VOCs)、對人體毒害較大的物質(zhì)(如苯系物)等。

根據(jù)危險(xiǎn)廢物在焚燒過程排放的污染物特點(diǎn)，評價(jià)因子可以參考選擇酸性氣體(HCl、HF)、重金屬(高揮發(fā)類金屬Hg、易揮發(fā)類金屬Tl、半揮發(fā)類金屬As)和二噁英等。

4　污染源項(xiàng)的估算

由于協(xié)同處置單位對危險(xiǎn)廢物具有廣泛的接納性，在不同時(shí)段內(nèi)接納和入窯的廢物的種類及數(shù)量均不確定，這即是協(xié)同處置廢物單位的優(yōu)勢(可以接納多種來源的廢物，且供應(yīng)數(shù)量無需穩(wěn)定)，另一方面也導(dǎo)致在進(jìn)行環(huán)境影響評價(jià)過程中對污染物產(chǎn)生和排放源項(xiàng)估算的不確定性。

一般情況下對污染型項(xiàng)目污染源項(xiàng)的估算有多種方法，其中最為可靠的是實(shí)測數(shù)據(jù)，但一般企業(yè)進(jìn)行評價(jià)期間是不可能完成的；第二種可以采用類比估算法，即收集同類型企業(yè)的實(shí)測數(shù)據(jù)與評價(jià)項(xiàng)目進(jìn)行合理的對比分析，并加以利用；還可以采用物料衡算法，即通過對物料平衡分析，給出產(chǎn)排污情況。很顯然這一點(diǎn)不適用于利用水泥窯協(xié)同處置廢物項(xiàng)目。以上分析表明，最為可行的污染源項(xiàng)估算即參考同類企業(yè)的實(shí)測數(shù)據(jù)，結(jié)合項(xiàng)目自身的實(shí)際情況，經(jīng)過合理分析對比后，并加以調(diào)整或利用。

利用類比同類企業(yè)實(shí)測數(shù)據(jù)作為一個(gè)新建項(xiàng)目污染源項(xiàng)估算依據(jù)的出發(fā)點(diǎn)基于以下幾點(diǎn)：

(1)正常運(yùn)轉(zhuǎn)的回轉(zhuǎn)窯其環(huán)保措施滿足協(xié)同處置廢物的要求，且通過窯尾排放的廢氣參數(shù)基本是穩(wěn)定的，其煙氣量、煙氣溫度等相關(guān)指標(biāo)隨協(xié)同處置廢物后的變化量不大，一般情況下不會(huì)超過10%。即協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物不會(huì)對水泥窯的正常工況條件產(chǎn)生影響。

(2)回轉(zhuǎn)窯如果進(jìn)行協(xié)同處置廢物，其入窯廢物的最大加入量是確定滿足《水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范》中最大入窯添加量限值的，且不應(yīng)影響水泥熟料和水泥產(chǎn)品品質(zhì)為前提條件。

(3)基于以上兩點(diǎn)，實(shí)際投入運(yùn)營的協(xié)同處置水泥窯或進(jìn)行試燒試驗(yàn)得到的污染物排放類別和排放量即具有了可參考性和可利用性。雖然由于實(shí)測數(shù)據(jù)只是反映某一企業(yè)某一時(shí)間段的(短時(shí)間)的污染物產(chǎn)生及排放情況，考慮到協(xié)同處置企業(yè)的對廢物種類、處置量的不確定性，利用一個(gè)短時(shí)間的實(shí)測數(shù)據(jù)估算全年的污染物產(chǎn)生排放情況，應(yīng)該是比較保守的一種估算。

(4)協(xié)同處置企業(yè)除考慮窯尾的有組織污染物排放情況，還應(yīng)同時(shí)考慮廢物暫存及預(yù)處理過程的污染物產(chǎn)生及排放情況。鑒于相關(guān)要求對暫存和預(yù)處理過程產(chǎn)生的廢氣要求經(jīng)過收集后進(jìn)入回轉(zhuǎn)窯進(jìn)行焚燒處置，因此需要考慮的暫存及預(yù)處理過程的污染物產(chǎn)生及排放的時(shí)間只限于回轉(zhuǎn)窯檢修和停車的有限時(shí)間段。其污染物產(chǎn)生及排放量的估算亦應(yīng)參照排放同類污染物企業(yè)的實(shí)測數(shù)據(jù)進(jìn)行合理的估算。

5　結(jié)論與探討

(1)本文針對利用水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物項(xiàng)目的特點(diǎn)進(jìn)行了歸納，說明了利用水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物的特點(diǎn)，即廢物種類繁雜、處置量不固定，由此導(dǎo)致評價(jià)過程中污染因子及評價(jià)因子的不確定性。

(2)結(jié)合協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物項(xiàng)目的特點(diǎn)，作者認(rèn)為在評價(jià)過程中采用具有代表性的污染物作為污染因子及評價(jià)因子的方法，即能夠反映項(xiàng)目的特點(diǎn)同時(shí)可有效減輕監(jiān)測及評價(jià)的難度。

(3)對于污染源項(xiàng)的估算以采用類比已投入運(yùn)營項(xiàng)目的實(shí)測資料或試燒實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以有效代表項(xiàng)目的實(shí)際情況。

[1]環(huán)境保護(hù)部.水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護(hù)技術(shù)規(guī)范.HJ662-2013[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2013.

[2]環(huán)境保護(hù)部.國家發(fā)展和改革委員會(huì).國家危險(xiǎn)廢物名錄，2008-06-06.

[3]環(huán)境保護(hù)部.國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標(biāo)準(zhǔn).GB30485-2013[M].北京：中國環(huán)境科學(xué)出版社，2013.

Cement Kiln Co-processing of Hazardous Waste Project EIA Concerns and Discussion

GUO Zhiming，HANZhen，WANGHaoyu，LIYang

(China Institute for Radiation Protection，Taiyuan Shanxi 030006，China)

This paper from cement kiln co-processing waste the main features，aiming at the use of cement kiln co-processing of hazardous waste evaluation of factors and current situation of pollution monitoring factors determine put forward their own views，and pollution intensity estimates presented some ideas in order to rating in the industry provide some reference.

cement rotary kiln；Co-Processing；Solid waste；pollution factor；pollution source

郭志明，學(xué)士，副研究員，研究方向?yàn)榄h(huán)境影響評價(jià)

韓震，碩士，副研究員，研究方向?yàn)榄h(huán)境影響評價(jià)

X21

A

1673-288X(2016)05-0049-03

引用文獻(xiàn)格式：郭志明等.利用水泥窯協(xié)同處置危險(xiǎn)廢物項(xiàng)目環(huán)評中關(guān)注的問題及探討[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2016，41(5)：49-51.