浅谈水泥生产中固态危险废物的协同处置

摘要

介绍利用水泥生产线处置固态危险废物的经验，将其直接用于水泥熟料的生产配料，在生料磨内利用窑尾废气进行烘干粉磨，制成生料均化后，再经五级预热器、分解炉喂入窑内煅烧，在1 700 ℃下通过高温焚烧及水泥熟料矿物化高温烧结过程实现固体废物毒害特性分解、降解、消除、惰性化、稳定化，实现危险废物的减量化、无害化和资源化处置，既无害化处理了危险废物，同时又为水泥生产提供了部分热值并代替部分原料。此方法简单、节能、环保，是目前固态危险废物的最经济、最彻底的处理方法。

1 固态危险废物处置情况

我公司一条5000t/d生产线主要设备为丹麦史密斯ATOX50辊压磨、Φ4.8 m×72m回转窑和M113辊式煤磨，配套9MW纯低温余热发电站和一般固废和危险废物处置系统。公司于2009年启动固态危险废物的无害化处置和资源化利用协同处置项目。2011年，我公司与一家专业从事固体废物水泥窑协同处置的公司展开合作，建立危险废物处置系统，协同处置危险废物。该协同处置将危废处置与水泥生产过程有效结合起来，直接利用现有的新型干法生产过程，在1 700 ℃高温条件下分解固化危废中的有毒有害成分，既无害化处理了危险废物，同时又为水泥生产提供了部分热值和代替部分原料。项目总投资2 991万元，设计年处置危废量可达10万吨，于2013年正式投入使用，随着危废处置技术和处置流程的不断改进，危废处置量逐年递增，危废处置情况见表1。

表1 危废处置情况 t

2 水泥窑处置危险废物的方法

随着工业的发展，工业生产过程排放的危险废物日益增多，填埋法和污泥焚烧法等都存在诸多问题，寻找更合理更彻底更节能更环保处置方法势在必行。

由于固态危险废物中含有热量和水泥熟料生产所需要的成分，可以把固态危险废物经过处理或直接用于生料配料，经过立磨粉磨成合格生料后，喂入五级预热器、分解炉进入窑内，通过高温焚烧及水泥熟料矿物化高温烧结过程实现固体废物毒害特性分解、降解、消除、惰性化、稳定化，从而达到彻底处置固态危险废物的作用，既节能又环保。

用机械脱水方法或化学脱水方法去除危险废物中的水分，达到含水40%左右的干污泥，可以直接用于水泥熟料的生产配料。固态危险废物具有较高的烧失量，其化学成分与石灰石或黏土质原料相近，能部分替代石灰石和黏土用于配料，也部分降低了水泥工业对资源的消耗。固态危险废物与水泥生料成分分析见表2。

固态危险废物直接用于水泥熟料生产配料的方法简单、节能、环保，是目前固态危险废物的最经济、最彻底的处理方法。窑尾废气处理系统有配套的脱硝系统、脱硫系统，并安装在线监测系统，实时监测尾气排放符合GB 4915—2013《水泥工业大气污染物排放标准》。生产流程及控制点见图1。

我公司日处置固态危险废物量在200t左右，未用危废之前生料磨机每小时洒水量在10t左右，处置危废后生料磨机每小时洒水量降到3 t左右，节约了用水。同时由于固态危险废物水分含量比原材料大，利于料层的稳定，降低了磨机振动，磨机产量提高约30 t/h。由于固态危险废物含有微量元素、重金属和少量热值，因此掺入固态危险废物的生料在窑中煅烧，有利于液相的形成和熟料的固相反应和烧结反应，提高了生料的易烧性，降低了煤耗。由于反应充分，既提高了熟料质量又提高了产量。重金属等有害成分通过反应固化于熟料的晶格中，消除了对环境的影响。

3 固态危险废物处置过程中的质量控制

危险废物进厂前需了解产废企业工艺过程，确定危险废物种类、物理性能、化学成分等基本属性，并根据其特性确定需要分析的参数，提前由危废处置公司或质量控制部派人去产废企业取样做评估检测，符合进厂控制要求的，通知危废处置公司生产部可以安排进厂计划，不符合控制要求的禁止进厂。

完成评估样品检验分析后，根据现场的投加设施、工艺条件判定是否适宜本企业水泥窑协同处置，如确认能处置，由危废处置公司生产部负责封装保存评估样品，用于事故和纠纷的调查，样品应该保存到停止处置该种危险废物之后。危废处置公司提前两天按质量管理部指标要求的日处置均值安排日处置计划，物料必须是最近评估过的计划内物料（评估时间超过半年，进厂前必须重新评估）。安排进厂计划时须按质量管理部下发的固态危废进厂控制标准，超出控制范围的物料严禁进厂，以OA形式发放至相关人员。特殊物料必须说明（如干料、湿料、第一次进厂等）。进厂物料如果多次检测各项数据都在控制指标内且相对稳定，可以先取样进固废车间处置后检测，其他进厂物料一律先进厂取样检测，数据正常后再进固废车间处置。进厂数据超出内控指标在50%以内的物料需等待搭配处置且需走审批流程，后续严禁进厂，超出内控指标50%以上的物料要求退货。地磅员根据每天进厂计划和随车转移联单比对，信息相符且在计划内给予进厂，没有计划、废物联单不符或有误，地磅员有权拒绝进厂。我公司对应急库有监管职责，应急库库存物料需符合质量管理部控制要求，并控制应急库在合理库存量。

过程产品加强控制出磨生料、C5热生料、出窑熟料的氯硫铬、重金属、可浸出重金属等内控指标，确保出厂产品质量合格。

4 结论

固态危险废物在我公司水泥熟料生产中的应用是成功的，具有节能、环保、实用的效果，日处理量虽然只有200 t左右，但可以解决杭州市部分危险废物问题，且处理彻底。同时经在线实时监测系统检测公司大气排放物符合GB 4915—2013《水泥厂大气污染物排放标准》；水泥熟料经浙江省水泥质量检验认证中心检验符合GB 30760—2014《水泥窑协同处置固体废物技术规范》、GB 31893—2015《水泥中水溶性铬（VI）限量》、GB/T 21372—2008《硅酸盐水泥熟料》等标准要求。该项技术在达到环保和产品标准的同时为公司创造了效益，同时也为浙江省危废处理寻找了一条途径。