关于城市垃圾处理的新探讨

刘飞

摘要：我国的城市生活垃圾的现状十分严峻，必须因地制宜的处理。本文结合对荆州城区的垃圾现状及处理方法作了深入调查，认为传统的填埋方式弊端众多，垃圾焚烧和发电无法解决我国城市生活垃圾渣土多、水分大、热值低的问题，因而也不适合我国具体情况；笔者认为充分利用遍布全国的水泥窑来协同处理遍布全国的城市生活垃圾是当前最适合我国的垃圾处理办法。

关键词：城市垃圾；水泥窖；二噁英；焚烧炉

Abstract: China''s present situation of urban living garbage is very serious, and must adjust measures to local conditions of treatment. According to the situation of garbage and jingzhou city processing method for the further investigation, think of the traditional way of landfill disadvantages, waste incineration and power generation cannot solve the urban domestic waste water and waste, the problem of low calorific value, and also not suitable for China''s specific conditions; The author thinks that make full use of all over the country to cement kiln coordination treatment all over the country of urban living garbage is the most suitable for China''s waste treatment measures.

Key words: the city garbage; Cement kiln; Dioxin; incinerator

中图分类号：F291.1文献标识码：A 文章编号：

引言：

城市垃圾的处理属于国际范围的难题，发达国家大部分都走了先污染再治理的路子，尽管处理手段有所不同（有的只是烧掉，有的焚烧+发电），但是路径基本上都是填埋—焚烧—综合治理；我国城市垃圾的处理目前仍以填埋为主，但是焚烧处理的比例迅速上升，成为近期的一个趋势。近年来，利用水泥窑协同处理城市垃圾是垃圾处理方面的新秀，笔者对这一新生事物做了广泛的学习和研究。对于我国的特殊国情而言，用水泥窑协同处理也许是最好的处理办法，预计未来水泥窑协同处理城市垃圾将成为城市垃圾处理的重要手段。

1 荆州城区垃圾现状及处理方法

笔者通过实地调查，收集了一些关于本市（荆州）垃圾处理的情况。荆州城区以前的垃圾处理都是采用填埋的方式，这样既浪费了了土地又污染了环境，非常不合理。现在，在荆州市政府的协助下，在城墙小北门外20多公里远的地方建设了一座集美热电生活垃圾焚烧发电厂。这座发电厂将荆州城区七个垃圾中转站中所有垃圾收集起来进行分类，然后燃烧发电，垃圾燃烧后的飞灰又卖给各种工厂，也可以制作成一种新型的墙体材料。发电厂提供数据显示：荆州市年垃圾总量25万吨，日平均垃圾量800吨左右，每年发电厂将垃圾用于发电1亿千瓦时，供气20万吨，预计年产值达8840万元，垃圾发电厂总投资2.5亿元，于2009年开建，2011年5月份完工，6月份正式营运。如果荆州市的垃圾得到很好的处理，将能很好的促进荆州市人民的生活水平提高。

2 现行的传统处理办法

在全球范围内，对于城市生活垃圾的处理，有热力学办法和非热力学办法。其中，热力学办法以焚烧为主，包括焚烧炉、热裂解炉、热气化炉、等离子电弧炉等，利用高温处理垃圾；非热力学办法以填埋为主，包括填埋、厌氧消解、再生固体燃料RDF、再生生物燃料等。

3 现代新型城市垃圾处理途径——水泥窖协同处理法

我们知道，要想让垃圾污染得到有效缓解，就必须找到一种恰当合理的处理方式。不再新建城市生活垃圾与可燃废物焚烧炉厂或者填埋场，今后所有新产生的垃圾以及可燃废物都要采取其他的更经济、更安全的方法，尽可能地采用一步到位，全面即时处置，消纳干净，不留后患，尽量不用或少用焚烧炉和填埋场，并且有效减少投资成本。这个时候，用水泥窖处理垃圾的技术应运而生。下面就是水泥窖协同处理垃圾的几点优势。

3.1水泥窑具有天然的稳定高温环境—消灭二噁英

我们先来看看二噁英的生成环境

图1：二噁英的生成环境

水泥窖具有天然的稳定高温环境消灭二噁英。由于水泥窑的固有特点，回转窑体较长，具备从200度到2000度的多种环境，能够处理燃点不同的垃圾；气体最高温度达到2200度，且在窑内停留6-10秒，可以较为彻底的消灭二噁英（要有效消解二噁英，必须在850度以上的高温下停留2秒以上）；水泥窑中气体湍流度（雷诺氏指数）达到100000级别，燃烧充分，可预防新的二噁英的生成。

3.2水泥窑具有天然的碱性环境—中和酸性气体、固化重金属

水泥的主要原料—石灰石—的主要成分是碳酸钙，高温下分解出二氧化碳和碱性的氧化钙，因此水泥窑体中属于天然的碱性环境，可有效吸收垃圾燃烧过程中产生的氯化氢、硫氧化物等酸性有害气体，亦可有效固化重金属。水泥窑的高温及碱性工况使得垃圾处理过程中不易产生有害气体，重金属通过物理封固、替代、吸附等作用，被固化在水泥熟料的晶体结构中，垃圾焚烧后的灰渣成为水泥熟料的一部分。

3.3投资成本低

前面有所介绍，水泥窑有天然的稳定高温环境，因此不必另外建设高温炉；土地方面也只需稍加扩展即可，对垃圾稍加预处理即可送入水泥窑焚烧，投资成本最低。由于水泥窑具有负压、稳定高温、碱性环境，在处理垃圾方面，无需太多人工，也无需额外添加燃料，还可以充分利用城市生活垃圾的价值，处理的效果强于垃圾焚烧和发电，因此，所需的监督成本要少于其他处理手段。

4 水泥窖处理法的应用

4.1水泥窖法处理垃圾的实际应用

铜陵海螺水泥厂是我国用水泥窑协同处理城市生活垃圾的第一条生产线，于2010年3月份投入生产，其主要生产工艺为：

（1）垃圾储存和喂料

该部分与传统的垃圾焚烧发电厂相似，城市生活垃圾通过车辆输送到密封垃圾储料仓库，发酵、破碎后的垃圾采用专用抓斗送入喂料小仓，准备入炉煅烧。储料仓库内为负压，防止臭气外漏，抽出的空气供焚烧炉燃烧。

（2）垃圾焚烧

垃圾通过供料装置均匀地向气化焚烧炉内喂料，投入炉内的垃圾与炉内的高温流动介质（流化砂）接触，一部分通过燃烧向流动介质提供热源，另一部分气化后形成部分可燃性气体送入水泥生产线的分解炉内，经分解炉、预热器及废气处理系统净化后排出，同时，焚烧后的垃圾废渣在流动介质中一边沉降一边移动，到炉底时分离排除，作为原料掺入水泥原料中。

（3）灰渣处理

排出的炉渣和流化砂通过输送设备送入流化砂分级装置分离，流化砂重新入炉使用，废渣通过金属分离器分离出铁和铝，送入专用小仓，作为原料喂入生料磨。

（4）渗滤液处理

垃圾储坑渗出的污水经污水过滤器送入污水储存槽，采用密封泵将污水提升向气化炉内喷射，通过高温气化炉进行蒸发氧化处理，完全分解有机成分，实现无害化，污水零排放的目的。

目前，该系统已在海螺安徽铜陵水泥厂5000t/d生产线上投入使用，设计产量为处理城市生活垃圾300t/d，该系统的运行为我国城市生活垃圾的处理探索出一条新的思路。

4.2水泥窖在处理垃圾时所面临的困难

水泥窑有效处理和利用城市生活垃圾优点突出，但是也存在一定困难，主要源于城市生活垃圾中的含氯量及其成分波动造成的垃圾处理量受限，体现在两个方面：一是过高的氯含量会导致新干线系统中700度的地方生成低温共熔物，易造成预分解系统结皮，严重时造成堵塞；二是如果水泥产品中氯含量超出一定限度，在做成混凝土之后，可能会对其中的钢筋产生一定腐蚀，影响钢筋寿命。而生活垃圾中又含有大量的含氯塑料制品，如果不经过处理，直接进入回转窑中，可能会影响水泥生产。

因此用水泥窑参与处理城市生活垃圾有两种：一是将城市生活垃圾不经过分拣，直接送入水泥窑，受限于氯离子含量和水分含量，垃圾的处理量必须要降下来，可能只有300吨/天；二是增加一套分选设备，将塑料制品等分选出来，如此，垃圾处理量可以达到2000吨/天，但相应的技术难题还有待解决。

结束语

“垃圾围城”的现象已经在我国多个城市出现，填埋式的处理办法不能从根本上解决问题，随着时间的推移和城市的发展，土地资源、地下水污染都是填埋办法无法回避的。现在，水泥窑已经遍布全国，以利用水泥窑协同处理城市生活垃圾，进入城市发展的循环经济中，这为水泥窖处理垃圾提供了天然的优势，我们相信，用水泥窖协同处理城市垃圾将具有更好的社会效益！

参考文献

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[2]杨青.城市生活垃圾综合处理的方法。山西科技2002.3

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注：文章内所有公式及图表请用PDF形式查看。