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[摘 要]传统的城市垃圾处理方式，普遍存在着一些缺陷，而利用水泥窑协同处理生活垃圾是一种新型的，跨行业的生活垃圾处理模式，处理垃圾后的排放可以轻松达到国家环保控制标准，同时不影响水泥系统的运行及水泥產品的质量要求。对此，本文简单介绍其技术优势并提出几点发展建议。
[关键词]水泥窑协同处理；优势；水泥回转窑；二恶英控制
中图分类号：TQ172.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）39-0138-01
据不完全统计，我国城市垃圾填埋已达80亿吨，占地已约8亿平方米，垃圾已成为一大公害。全国现1300多座大型新型干法水泥窑，是垃圾焚烧炉的最好替代品，可有效缓解城市垃圾问题。水泥窑协同处置城市生活垃圾技术，既可将垃圾作为原、燃料，减少对资源的消耗，又可充分利用水泥回转窑内碱性微细浓固相的高温燃烧环境等优点，彻底将有害物质处理掉，真正实现垃圾处理的“无害化、资源化、集约化”的多元化目标要求。
1 我国城市生活垃圾的传统处理方法及特点
填埋、焚烧、堆肥是三种传统的处理技术，目前世界上所有的国家都是以这三种处理技术为主体。选择垃圾处理工艺要考虑到技术实用性和可靠程度、处理费用和承受能力、对环境污染程度和污染控制、资源化价值以及某些特殊的制约因素等。根据中国城市垃圾的特点和具体国情，中国国家有关部门制定的中国城市垃圾处理的技术政策已从80年代中期的着重发展卫生填埋和高温堆肥处理技术向发展卫生填埋、焚烧与综合利用技术并举的方向过度，逐步实现垃圾处理无害化、减量化、资源化的总目标。随着国民经济的发展和生活水平的提高，我国一些大中城市的垃圾成分发生了质的变化，焚烧、热解、气化和综合利用技术将被逐步采用，这其中以水泥窑协同处理最为合理和科学。可以说全国有1000多座大型新型干法水泥窑，是处理城市生活垃圾的最佳焚烧装置。
2 水泥窑协同处理城市垃圾的现状及优势
2.1 水泥窑协同处理生活垃圾的现状
利用水泥窑处理废弃物还有许多困难和问题，在协同处理这种没有分选的混合态的城市生活垃圾方面的实践则是非常少。但是由于水泥窑系统处理城市垃圾的好处是显而易见的，而且在国外也有非常成功的使用经验。而我国对此也进行了有益的尝试，可以说水泥窑协同处理城市垃圾的工作正在兴起，有效缓解城市垃圾处理压力。
2.2 水泥窑协同处理生活垃圾的优势
相比对传统的城市垃圾处理方式，利用水泥回转窑协同处理生活垃圾的技术无疑有着更加优异的表现，主要有以下几个方面：
（1）垃圾处理彻底，同时可杜绝废渣、废水、臭气、重金属的排放
垃圾焚烧产生的热量可替代部分原煤进行熟料煅烧和预热发电，减少燃料燃烧产生的二氧化碳排放；灰渣作为水泥原料进行利用。垃圾存放点采用负压环境操作，产生的臭气都抽入篦冷机一段或者气化炉内进行焚烧。游离态铁、铝以及其他重金属等金属可以分别回收或作为水泥熟料原料进入窑内煅烧，重金属离子可固定在水泥晶格内实现安定化。垃圾坑渗出的垃圾污水主要成分是有机物，具有不耐热的特性，经过过滤后送入贮存槽，采用专用泵喷射到气化炉内（夏天污水量大时，喷到分解炉），进行高温氧化处理，完全分解有机成分，实现无害化。整个过程中实现了垃圾全资源化，处理率达到100%。
（2）对垃圾适应性好：系统内设置一系列破碎、均化、计量、喂入设备，城市生活垃圾通过密闭垃圾车送入后不需分选就可以投入焚烧，对生活垃圾的适应性很强。
（3）处理流程简洁：利用水泥窑烧成系统代替垃圾焚烧处理工艺的尾气净化系统，简化了处理流程，降低了相应投资。
2.3 水泥窑处理生活垃圾的二恶英控制
垃圾焚烧中最主要的就是二恶英控制。二恶英类气体具有强烈毒性以及可富集性，是垃圾焚烧中极为棘手的问题。而在利用水泥工业处理生活垃圾过程中，生产水泥所用的原料就是固硫、固氯剂，而且系统内的固气比和气体温度远远超过气化熔融焚烧炉，处理过程中二恶英产生的条件较弱。从而抑制了二恶英的产生。
（1）从源头上减少了二恶英产生所需的氯源
由垃圾带入烧成系统的氯离子和常规生料中的氯离子在水泥煅烧系统内可以被水泥生料完全吸收，夹带在熟料中的铝酸盐和铁铝酸盐的熔剂性矿物被带出烧成系统，不会成为二恶英的氯源，使得二恶英失去形成的条件。
（2）高温焚烧确保二恶英不易产生
窑内气相温度最高可达1800℃，物料稳定温度约为1450℃，气体停留时间长达20s，可以保证有机物完全燃烧和彻底分解。喷入烧成系统的可燃物处于悬浮状态.不存在潮湿不完全燃烧区域。可以有效避免二恶英的产生。
3 利用水泥回转窑处理生活垃圾应注意的问题
3.1 氯
城市生活垃圾中含有大量的氯化物，而水泥窑对原料中氯的含量是有限制的。通常生料中氯含量应小于0.015%，而垃圾灰中的氯的含量大于5%，是允许含量的几百倍，它会在系统中700℃的区域生成低温共熔物。在窑尾、风管和排风机等气体通过的地方，附着结皮和造成堵塞。如果氯含量超标，垃圾水泥在水化时会溶出大量的氯离子，硬化体在养护和使用过程中也会释放出含氯水化物，这会侵蚀水泥中的钢筋等增强材料。为解决这一问题，必须在入回转窑前做好垃圾的分选，降低入窑垃圾的含氯量，确保水泥生产过程的连续性和稳定性，避免对水泥质量产生影响。
3.2 二恶英
水泥煅烧时的温度很高，超过了产生二恶英的温度范围，破坏了它的生成条件，所以水泥回转窑在焚烧废弃物时不会产生二恶英。但在气体冷却过程中可能产生二恶英，所以出窑废气在增湿塔里应该急速冷却到250℃以下，以防止在250～350℃的温度范围内重新生成二恶英。
4 发展水泥窑协同处理分选生活垃圾的建议
生活垃圾处理是一个系统工程，凡是有利于实现减量化、资源化和无害化的技术都可以尝试。基于以上技术分析以及干法水泥窑技术在水泥行业应用比例较高，因此协同处置生活垃圾具有较好的应用前景。以某地区为例，2010年水泥年产量约为l049万t.按照生产1t水泥添加10%的可燃生活垃圾计算，每年可处理105万t可燃生活垃圾，占2010年生活垃圾总量的16.5%。相当于2座日处理能力为1500t的垃圾焚烧厂的年焚烧量。此项技术也为已经封场的填埋场开挖再利用提供了新途径。但此项技术目前正处于起步摸索阶段。
4.1 建立完善的垃圾预处理系统
我国垃圾处理一般都是原生垃圾.如果利用水泥窑进行焚烧处理，需将可燃物和不可燃物分开，以分别作为替代燃料和原料.因此需建立垃圾预处理系统。可优先利用现有的具有分选功能的综合处理厂或转运站；也可在生活垃圾产生地建设垃圾机械分选线，在人工回收的同时，将可燃物和不可燃物分开。再运往水泥厂焚烧处理。
4.2 制定技术标准和规范
利用水泥工业处理生活垃圾技术在垃圾处理减量化、资源化和无害化方面得到完美体现。因此在不断加强该项技术研究的同时，国家相关部门应该着手组织制定对应标准和技术规范.以推动该项技术的运用和发展。尤其迫切的是需要制定符合该工艺的烟气排放标准.建议水泥窑处理生活垃圾的烟气排放标准除了满足水泥工业烟气排放标准外，还必须满足国家及地方生活垃圾焚烧大气污染物排放标准。
5 结语
水泥窑协同处理生活垃圾使固体废物所具有的热量和物质转化为水泥工业的替代燃料和替代原料，达到了节约能源和废物处理的双重目的，实现了垃圾处理的“无害化、减量化和资源化”。本文目的在于为企业和政府提供一些参考资料，以期促进水泥企业积极地利用水泥窑协同处理城市生活垃圾，政府能够制定相应的政策与支撑条件，以促进水泥窑协同处理城市生活垃圾技术的推广实施。
[关键词]水泥窑协同处理；优势；水泥回转窑；二恶英控制
中图分类号：TQ172.7 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）39-0138-01
据不完全统计，我国城市垃圾填埋已达80亿吨，占地已约8亿平方米，垃圾已成为一大公害。全国现1300多座大型新型干法水泥窑，是垃圾焚烧炉的最好替代品，可有效缓解城市垃圾问题。水泥窑协同处置城市生活垃圾技术，既可将垃圾作为原、燃料，减少对资源的消耗，又可充分利用水泥回转窑内碱性微细浓固相的高温燃烧环境等优点，彻底将有害物质处理掉，真正实现垃圾处理的“无害化、资源化、集约化”的多元化目标要求。
1 我国城市生活垃圾的传统处理方法及特点
填埋、焚烧、堆肥是三种传统的处理技术，目前世界上所有的国家都是以这三种处理技术为主体。选择垃圾处理工艺要考虑到技术实用性和可靠程度、处理费用和承受能力、对环境污染程度和污染控制、资源化价值以及某些特殊的制约因素等。根据中国城市垃圾的特点和具体国情，中国国家有关部门制定的中国城市垃圾处理的技术政策已从80年代中期的着重发展卫生填埋和高温堆肥处理技术向发展卫生填埋、焚烧与综合利用技术并举的方向过度，逐步实现垃圾处理无害化、减量化、资源化的总目标。随着国民经济的发展和生活水平的提高，我国一些大中城市的垃圾成分发生了质的变化，焚烧、热解、气化和综合利用技术将被逐步采用，这其中以水泥窑协同处理最为合理和科学。可以说全国有1000多座大型新型干法水泥窑，是处理城市生活垃圾的最佳焚烧装置。
2 水泥窑协同处理城市垃圾的现状及优势
2.1 水泥窑协同处理生活垃圾的现状
利用水泥窑处理废弃物还有许多困难和问题，在协同处理这种没有分选的混合态的城市生活垃圾方面的实践则是非常少。但是由于水泥窑系统处理城市垃圾的好处是显而易见的，而且在国外也有非常成功的使用经验。而我国对此也进行了有益的尝试，可以说水泥窑协同处理城市垃圾的工作正在兴起，有效缓解城市垃圾处理压力。
2.2 水泥窑协同处理生活垃圾的优势
相比对传统的城市垃圾处理方式，利用水泥回转窑协同处理生活垃圾的技术无疑有着更加优异的表现，主要有以下几个方面：
（1）垃圾处理彻底，同时可杜绝废渣、废水、臭气、重金属的排放
垃圾焚烧产生的热量可替代部分原煤进行熟料煅烧和预热发电，减少燃料燃烧产生的二氧化碳排放；灰渣作为水泥原料进行利用。垃圾存放点采用负压环境操作，产生的臭气都抽入篦冷机一段或者气化炉内进行焚烧。游离态铁、铝以及其他重金属等金属可以分别回收或作为水泥熟料原料进入窑内煅烧，重金属离子可固定在水泥晶格内实现安定化。垃圾坑渗出的垃圾污水主要成分是有机物，具有不耐热的特性，经过过滤后送入贮存槽，采用专用泵喷射到气化炉内（夏天污水量大时，喷到分解炉），进行高温氧化处理，完全分解有机成分，实现无害化。整个过程中实现了垃圾全资源化，处理率达到100%。
（2）对垃圾适应性好：系统内设置一系列破碎、均化、计量、喂入设备，城市生活垃圾通过密闭垃圾车送入后不需分选就可以投入焚烧，对生活垃圾的适应性很强。
（3）处理流程简洁：利用水泥窑烧成系统代替垃圾焚烧处理工艺的尾气净化系统，简化了处理流程，降低了相应投资。
2.3 水泥窑处理生活垃圾的二恶英控制
垃圾焚烧中最主要的就是二恶英控制。二恶英类气体具有强烈毒性以及可富集性，是垃圾焚烧中极为棘手的问题。而在利用水泥工业处理生活垃圾过程中，生产水泥所用的原料就是固硫、固氯剂，而且系统内的固气比和气体温度远远超过气化熔融焚烧炉，处理过程中二恶英产生的条件较弱。从而抑制了二恶英的产生。
（1）从源头上减少了二恶英产生所需的氯源
由垃圾带入烧成系统的氯离子和常规生料中的氯离子在水泥煅烧系统内可以被水泥生料完全吸收，夹带在熟料中的铝酸盐和铁铝酸盐的熔剂性矿物被带出烧成系统，不会成为二恶英的氯源，使得二恶英失去形成的条件。
（2）高温焚烧确保二恶英不易产生
窑内气相温度最高可达1800℃，物料稳定温度约为1450℃，气体停留时间长达20s，可以保证有机物完全燃烧和彻底分解。喷入烧成系统的可燃物处于悬浮状态.不存在潮湿不完全燃烧区域。可以有效避免二恶英的产生。
3 利用水泥回转窑处理生活垃圾应注意的问题
3.1 氯
城市生活垃圾中含有大量的氯化物，而水泥窑对原料中氯的含量是有限制的。通常生料中氯含量应小于0.015%，而垃圾灰中的氯的含量大于5%，是允许含量的几百倍，它会在系统中700℃的区域生成低温共熔物。在窑尾、风管和排风机等气体通过的地方，附着结皮和造成堵塞。如果氯含量超标，垃圾水泥在水化时会溶出大量的氯离子，硬化体在养护和使用过程中也会释放出含氯水化物，这会侵蚀水泥中的钢筋等增强材料。为解决这一问题，必须在入回转窑前做好垃圾的分选，降低入窑垃圾的含氯量，确保水泥生产过程的连续性和稳定性，避免对水泥质量产生影响。
3.2 二恶英
水泥煅烧时的温度很高，超过了产生二恶英的温度范围，破坏了它的生成条件，所以水泥回转窑在焚烧废弃物时不会产生二恶英。但在气体冷却过程中可能产生二恶英，所以出窑废气在增湿塔里应该急速冷却到250℃以下，以防止在250～350℃的温度范围内重新生成二恶英。
4 发展水泥窑协同处理分选生活垃圾的建议
生活垃圾处理是一个系统工程，凡是有利于实现减量化、资源化和无害化的技术都可以尝试。基于以上技术分析以及干法水泥窑技术在水泥行业应用比例较高，因此协同处置生活垃圾具有较好的应用前景。以某地区为例，2010年水泥年产量约为l049万t.按照生产1t水泥添加10%的可燃生活垃圾计算，每年可处理105万t可燃生活垃圾，占2010年生活垃圾总量的16.5%。相当于2座日处理能力为1500t的垃圾焚烧厂的年焚烧量。此项技术也为已经封场的填埋场开挖再利用提供了新途径。但此项技术目前正处于起步摸索阶段。
4.1 建立完善的垃圾预处理系统
我国垃圾处理一般都是原生垃圾.如果利用水泥窑进行焚烧处理，需将可燃物和不可燃物分开，以分别作为替代燃料和原料.因此需建立垃圾预处理系统。可优先利用现有的具有分选功能的综合处理厂或转运站；也可在生活垃圾产生地建设垃圾机械分选线，在人工回收的同时，将可燃物和不可燃物分开。再运往水泥厂焚烧处理。
4.2 制定技术标准和规范
利用水泥工业处理生活垃圾技术在垃圾处理减量化、资源化和无害化方面得到完美体现。因此在不断加强该项技术研究的同时，国家相关部门应该着手组织制定对应标准和技术规范.以推动该项技术的运用和发展。尤其迫切的是需要制定符合该工艺的烟气排放标准.建议水泥窑处理生活垃圾的烟气排放标准除了满足水泥工业烟气排放标准外，还必须满足国家及地方生活垃圾焚烧大气污染物排放标准。
5 结语
水泥窑协同处理生活垃圾使固体废物所具有的热量和物质转化为水泥工业的替代燃料和替代原料，达到了节约能源和废物处理的双重目的，实现了垃圾处理的“无害化、减量化和资源化”。本文目的在于为企业和政府提供一些参考资料，以期促进水泥企业积极地利用水泥窑协同处理城市生活垃圾，政府能够制定相应的政策与支撑条件，以促进水泥窑协同处理城市生活垃圾技术的推广实施。