我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó),與此同時(shí)我國(guó)也是一個(gè)生活垃圾產(chǎn)生量非常大的一個(gè)國(guó)家。根據(jù)有關(guān)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù),我國(guó)每年的垃圾總量已經(jīng)達(dá)到了2.5億噸。同時(shí)城市垃圾的處理屬于國(guó)際范圍的難題,目前我國(guó)城市垃圾的處理仍以填埋為主,這種處理方式是非常不科學(xué)的。近年來(lái),很多學(xué)者對(duì)水泥窯協(xié)同處置生活垃圾項(xiàng)目作了研究和探討,發(fā)現(xiàn)利用水泥窯協(xié)同處理城市垃圾,在減量化、資源化、無(wú)害化等多個(gè)方面的優(yōu)勢(shì)明顯。
01
由于我國(guó)城市生活垃圾多為混合式原生態(tài)垃圾,其成分復(fù)雜,含水高、熱值低,在接納容量較大時(shí),無(wú)法直接利用水泥窯爐進(jìn)行處理,以免影響水泥系統(tǒng)的正常運(yùn)行。中材國(guó)際研發(fā)的"利用新型干法水泥窯爐協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)",包含預(yù)處理系統(tǒng)和水泥窯爐接納系統(tǒng)兩個(gè)部分。利用專門建設(shè)的預(yù)處理系統(tǒng)將原生態(tài)的垃圾分選成輕質(zhì)可燃物和含有無(wú)機(jī)物的廚余物,分別作為替代燃料和替代原料,喂入分解爐和生料磨中,進(jìn)行燃燒和烘干粉磨處置,達(dá)到徹底消解的目的。
我國(guó)城市垃圾的現(xiàn)狀及來(lái)源
我國(guó)城市生活垃圾增長(zhǎng)迅速,每年以 6%-8%的速度增長(zhǎng),2003 年以后,總量基本上穩(wěn)定在每年1.5億噸左右。目前,全國(guó)城市生活垃圾累積堆存量已達(dá) 70 億噸,占地約 80 多萬(wàn)畝,近年來(lái)又以平均每年 4.8%的速度持續(xù)增長(zhǎng)。全國(guó) 600 多座城市,除縣城外,已有三分之二的大中城市陷入垃圾的包圍之中,且有四分之一的城市已沒(méi)有合適場(chǎng)所堆放垃圾。根據(jù)統(tǒng)計(jì)資料,全世界每年產(chǎn)生4.9 億噸生活垃圾,而僅中國(guó)每年就產(chǎn)生1.5 億噸城市生活垃圾,對(duì)于人口密度大的中國(guó)城市而言,垃圾圍城已成城市痼疾。
一般來(lái)說(shuō),將城市生活垃圾分為為輕質(zhì)可燃物、廚余物、無(wú)機(jī)物三類,其中,輕質(zhì)可燃物是指紙張、樹葉、塑料、織物、竹木等質(zhì)量較輕、熱值較高的有機(jī)物;廚余物是指果、皮、剩菜、骨頭等廚房垃圾,含水量大;無(wú)機(jī)物包括金屬、玻璃、灰渣等,一般不可燃燒。由于我國(guó)的生活習(xí)慣和能源結(jié)構(gòu),城市生活垃圾中廚余物和渣土含量較大,二者合計(jì)占比達(dá)到 90%左右;而美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)的占比基本在 40%以下;廚余物的占比大,決定了生活垃圾的水分含量大;渣土占比大,決定了生活垃圾中惰性物質(zhì)占比大,燃燒困難。我國(guó)生活垃圾中廚余垃圾含量高,決定了我國(guó)生活垃圾水分含量高于發(fā)達(dá)國(guó)家。
傳統(tǒng)垃圾處理方法主要有填埋、堆肥、焚燒等方法。我國(guó)土地資源緊張,目前尚未建立完善的生活垃圾分類體系和機(jī)制,填埋法不利于節(jié)約土地,難以控制地下水、地表水的污染。堆肥法對(duì)垃圾成分要求高,工作面積大,處置周期過(guò)長(zhǎng),惡臭污染嚴(yán)重,堆肥產(chǎn)品的肥效低、存在有害成分等。焚燒法尾氣凈化系統(tǒng)投資、運(yùn)行成本高,難以徹底處理二惡英等有害物質(zhì)。
水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾的優(yōu)勢(shì)
在垃圾處理中,如果焚燒不充分,會(huì)產(chǎn)生有害氣體,造成環(huán)境的再次污染。二噁英是一種非常危險(xiǎn)的有害氣體,是環(huán)境內(nèi)分泌干擾物的代表,會(huì)引起人皮膚問(wèn)題甚至是癌癥,對(duì)人們有著很大的危害。研究調(diào)查顯示,城市垃圾的不完全燃燒是二噁英產(chǎn)生的主要來(lái)源。在水泥生產(chǎn)種對(duì)二噁英氣體的消除主要表現(xiàn)在兩個(gè)方面:①水泥回轉(zhuǎn)窯中的煅燒溫度可達(dá)一千六百多度,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)城市垃圾焚燒處理的溫度標(biāo)準(zhǔn),因此二噁英能夠在這種高溫環(huán)境中徹底分解;②在水泥生產(chǎn)中的堿性物質(zhì)能夠吸收二噁英氣體,有效防止二噁英在低溫環(huán)境中的再合成。
3.2 垃圾灰渣和水泥原料相似,能夠做水泥原料降低成本
輕質(zhì)可燃物、廚房殘余物和灰渣是我國(guó)垃圾的主要成分,灰渣是水泥生產(chǎn)的很好的原料,輕質(zhì)可燃物能夠代替煤炭作為燃料,廚余物在高溫脫水后也是很好的水泥原料。
垃圾灰渣與水泥幾種原料的成分相同,完全可以替代這些原料,由于垃圾中的氯離子含量較高不符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn),但只要能夠控制好垃圾填進(jìn)水泥回轉(zhuǎn)窯的比例,水泥的性能不會(huì)受到影響。
我國(guó)許多城市正處于垃圾包圍中,而我國(guó)共有一千多條新型水泥生產(chǎn)干線,分布在全國(guó)各地,因此水泥窯協(xié)同處置城市生活垃圾技術(shù)推廣條件充分,而且水泥窯一次處理垃圾的容量較大,處理速率較高。
水泥窯協(xié)同處置生活垃圾應(yīng)采取的環(huán)保措施
(1)垃圾儲(chǔ)存及運(yùn)輸時(shí)的惡臭氣體。在進(jìn)行生活垃圾處理的過(guò)程中,首先垃圾卸料車間、垃圾儲(chǔ)存以及輸送都應(yīng)該是密閉的,并且還要配備大功率風(fēng)機(jī)。然后車間的內(nèi)部要一直保持在負(fù)壓狀態(tài),并且車間內(nèi)部產(chǎn)生的惡臭氣味要利用風(fēng)機(jī)引到焚燒爐或者窯系統(tǒng)中進(jìn)行焚燒。最后通過(guò)窯尾將煙囪排放出去。除此之外在進(jìn)行窯系統(tǒng)設(shè)備檢查和維修的時(shí)候,要啟用垃圾儲(chǔ)存活性炭除臭系統(tǒng),并且對(duì)活性炭吸附除臭之后,還要滿足排放標(biāo)準(zhǔn),才可以進(jìn)行排放。
(2)垃圾焚燒廢氣。在很高溫度和堿性的環(huán)境下,SO2、HCl以及NO2等酸性氣體可以很大程度的抑制酸性物質(zhì)的排放,那么針對(duì)SO2、HCl而言,由于水泥熟料焚燒系統(tǒng)自身就是一種脫硫,并且除了HCl裝置之外,在窯內(nèi)氣流和強(qiáng)堿性物料CaO的充分接觸,所以對(duì)吸收SO2和HCl有非常大的好處,而后以多元相鈣鹽或者氯硅酸鹽的形式進(jìn)入灼燒基物料中,被可溶性礦物全部的包裹進(jìn)入熟料中。除此之外,NO2的來(lái)源主要是燃料本身帶入和窯內(nèi)在很高溫度的作用下煅燒反應(yīng)而生成的。對(duì)于現(xiàn)在擁有的熟料生產(chǎn)線可以采用比較新型的煤粉燃燒器,并且在要煤粉的數(shù)量進(jìn)行控制,主要控制在50%~60%之間,這樣就可以有效的分解鍋爐內(nèi)的煅燒的新工藝,從而就降低了NO2排放的溶度。
在進(jìn)行生活垃圾儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中,首先對(duì)于產(chǎn)生的滲濾液和地面沖洗水等生產(chǎn)廢水需要經(jīng)過(guò)過(guò)濾之后才能夠送進(jìn)到貯存槽,然后還要采用密閉泵將污水進(jìn)行提升,以及將它們送到焚燒鍋爐或者分解鍋爐中進(jìn)行霧化處理。最后利用高溫對(duì)其進(jìn)行氧化處理,這樣就可以完全的進(jìn)行有機(jī)成分的分解,這樣就就對(duì)人體沒(méi)有危害,并且還實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)污水不向外排放的目的。
(1)對(duì)于焚燒之后產(chǎn)生的垃圾灰渣,其主要成分是CaO、SiO2等。同時(shí)對(duì)環(huán)境有危害的物質(zhì)主要是重金屬以及一些可能存在二英的物質(zhì),不燃物作為生料配料進(jìn)入生料磨和水泥回轉(zhuǎn)窯處理后,二英能夠在水泥窯內(nèi)得到有效分解,重金屬能夠固化到水泥熟料中。
(2)進(jìn)行垃圾儲(chǔ)倉(cāng)和廢氣處理的過(guò)程中,活性碳每一個(gè)年度要重新的更換一次,其中在廢活性碳吸附中,廢氣的主要成分包括氨、硫化氫等。同時(shí)由于這些廢氣的成分都可以在很高的溫度下氧化,因此將可以將廢活性碳與生活垃圾放在一起,將它們放進(jìn)到垃圾系統(tǒng)中進(jìn)行處理。
水泥窯協(xié)同處理城市垃圾是符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)和可持續(xù)發(fā)展的內(nèi)在要求的新型垃圾處理方法。該處理方法雖然目前還有許多困難和問(wèn)題,但其應(yīng)用潛力十分巨大,必將成為垃圾處理行業(yè)發(fā)展中一個(gè)新的亮點(diǎn),給國(guó)家和社會(huì)帶來(lái)良好的環(huán)境效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。
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