利用水泥厂协同处置城市垃圾势在必行

一、日本生态水泥的面世及其在我国的反响

　　　2001年4月日本一家新成立的叫做原生态水泥株式会社，在日本最大的太平洋水泥公司多年的协助与共同研发后，有一条取名为“生态水泥厂”的生产线在日本千叶县投产了。该厂每年能消纳62000 t 垃圾焚烧炉灰和30000t工业废弃物，最大产能为11万t/a生态水泥。这种水泥生产技术解决了困惑日本多年的垃圾焚烧炉灰的处置问题，也为减少遍及全国的垃圾焚烧炉灰对生态环境的二次污染问题找到了一个途径，那就是设法将其用作水泥原料的主要组份来生产水泥。但因垃圾焚烧炉灰中含氯、苯及各种重金属元素等有害成分很高，尽管在该项生产技术中对其增设了浸洗、烘干、均化等工序，而且在水泥窑尾还采取了大量旁路放风以及废气脱硫、脱氮、清除二悪英的净化等工序，最后还加设了从水泥窑灰中回收有关重金属的设施；但是其所生产出来的水泥与日本现有的水泥标准仍有差异。所以必须给它另行命名，因而严格地讲，在2002年以前只能是非正式地称其为“生态水泥”。

　　2002年开始，有关日本千叶县生态水泥厂投产，用大配比的垃圾焚烧炉灰渣替代主要原料来生产生态水泥的信息陆续西渡而来。正值那时我国水泥工业对生态环境保护意识的觉醒和发展，于是生态水泥这个词汇逐渐在我国广为流行，延续到今天已经成为我国水泥界最时髦的词汇之一。有人自告奋勇给生态水泥下定义，有人提倡我国也要发展生态水泥，有人称道赞扬生态水泥，还有人拿生态水泥给自己的产品贴金。一时间把生态水泥这个词汇捧得好不热闹，至今仍热度不减。如果我们只是泛泛地讲要将全社会的各种废弃物资源化，实现减量化、再利用、再循环的3R原则，促进循环经济而提到一个虚拟的生态水泥的话，这或许可以理解为一种理想，无需当真。假如有人真把日本那种具体的生态水泥作为先进技术的话，那就很须要澄清真相了。 

二、从日本生态水泥中应吸取的教训和经验

　　实际上，日本生态水泥是在一个特定的社会历史条件下的产物，可以说是日本上世纪80-90年代在处置城市生活垃圾技术路线抉择重大失策而酿成的苦果。日本全国人口约1.27亿，每年产生工业废弃物4亿吨，居民生活垃圾5000万吨。因土地有限，除循环利用一部分以外，对所有废弃物和垃圾都必须立即实施减量化（主要是焚烧），体积和重量都缩减到原始状态的1/20左右，再进行填埋处置。为了及时处置每年近5000万吨的居民生活垃圾，那时1-2年内，日本全国就匆忙地新建了2000多台垃圾焚烧炉，平均每台炉日处理垃圾约100吨。虽然当时是解决了垃圾的大幅减量又回收了一部分电（热）能源。然而10年以后1995年前后，因焚烧炉灰有害成分含量很高及填埋后难以避免的渗漏，使其二次污染的隐患日益凸显，迫使日本必需尽快地设法解决每年200多万吨焚烧炉灰的再处置问题。几经周折最后还是转回到了水泥工业寻求出路。于是花了很大力气，采用了诸多繁杂工序，总算开发出了一条千叶型的生态水泥生产线。

　　2001年9月虽然这种生态水泥的生产技术被日本经济产业省认定为“生态乐园技术”。但是它仅具有年处理焚烧炉灰62000吨的能力，距离每年200多万吨的焚烧炉灰产生量相去甚远。于是在2002-2006年间又相继新建了年产生态水泥10-20万吨的水泥厂4个。当全部都建成投产以后每年处置焚烧炉灰的能力也只有50万吨左右。那么每年还有150万吨以上的焚烧炉灰仍需填埋，加之建造生态水泥厂的投资比常规水泥厂的投资要多一倍，所以必须再找别的更好的解决办法。直到2004年日本才找到或认识到了另外二条出路，一条是把焚烧炉灰送到常规水泥厂，在水泥厂设置一套较简单的浸洗工序，将浸洗后的焚烧炉灰适量地掺入生料中，用作水泥原料其配比不一定要达到50%以上，按现有的JIS R 5210标准生产普通水泥OPC，水泥窑尾废气是否须要增设再净化装置，视具体情况可由各水泥厂自定。这样就还能用得上已有的2000多台垃圾焚烧炉的功能。另一条就是采用国际上，特别是德国和北欧诸国业已成熟的常规水泥厂直接接受垃圾、经篩分、发酵、除臭或成型后送入窑内燃烧的技术，将居民垃圾适量替代原料和燃料，生产国际通用标准的普通水泥。这样就不需垃圾焚烧炉了，日本称为AK系统。

　　欧洲水泥工业大量成功的实践，业已充分表明，利用现有水泥厂处理城市垃圾是最环保最经济最有效的技术路线；反之，像日本那样的教训也沉痛地证实了，先用焚烧炉烧垃圾，再建工艺技术复杂的生态水泥厂来处置焚烧炉灰的技术路线是很不经济、不可取的。很明显，日本为这条曲折的道路已付出了惨痛的代价，2000多台垃圾焚烧炉浪费了大量资金，还要背负着200多万吨焚烧炉灰的再处置重担，自作自受，只有给这个苦果取一个好听的名字，聊以自慰了！所以，我国应该吸取其教训，完全没有必要去提倡或称道这样的生态水泥。

　　应该强调指出，日本毕竟是一个科技先进，机制成熟规范的发达国家。所以命名一个所谓的生态水泥必须是严肃地科学地经过国家级的申报审批程序才能获得正式认可，才可以在工程实践中使用，才得以在市场上销售的。为此日本有关方面在开发研制生态水泥的同时做了许多相应的试验研究工作，使生态水泥在技术规范、标准、法规等方面的合法命名与认可具备了坚实的基础。类似我国那样好像是谁都可以随便命名一种“新”水泥似的情况是绝对不允许的。这点倒真是很值得我国水泥界认真学习和提倡的。

　　日本生态水泥有关这方面的建树主要有：1、2002年6月，日本工业标准委员会颁布了生态水泥标准JIS R 5214，其中规定采用垃圾焚烧炉灰为主要原料，配比为50%左右，其生产的生态水泥的各项指标和性能虽与普通OPC水泥（JIS R 5210标准）比较近似，但是属于另一类型，因而必须另行命名，另订标准。2、2003年12月，日本工业标准批准了生态水泥用于预拌混凝土的标准JIS A 5308。3、2004年3月日本政府颁布的《促进绿色采购法》审批同意将生态水泥列入采购目录中。4

　　2004年3月，日本工业标准批准了生态水泥用于预浇注混凝土制品的标准JIS A 5364。5、此外还有生态水泥厂的污染物允许排入标准等等一系列的有关法规。可以看出，要搞出一个新命名的水泥或无机胶凝材料，必须进行较长时间的工程实践的检验和诸多艰苦细致具体的科学试验的验证，通过国家级一系列的审批，获得各种相关法规性文件后才可以进入销售市场。任何不具备必要的法规性批文的“新产品”，尤其是涉及新品种水泥命名的产品，一律不准进行任何形式的商业性宣传和推销。不像我国似乎是谁都可以随便地登广告搞促销似的。在遵守法规，诚信经营，履行职业道德等方面，日本水泥界就生态水泥的案例给我国提供了一个范例，值得我们好好学习，希望那些对生态水泥这块招牌感兴趣的诸公能吸取经验。因为我国的法规也是同样的，即任何个人或企业都无权自行命名或定义任何一种“新水泥”；既使你是该新水泥的发明人，也必须先向国家专门机构提出申请，经审查批准后由专门机构于以颁布实施。                                                         

三、关于处置我国城市垃圾的看法和建议

　　利用我国现有的400多条日产熟料2000吨以上大中型新型干法水泥窑协同处置城市生活垃圾和可燃废料，无论在理论上还是实践中，无论在经济上还是技术上，无论在环保方面还是循环经济方面，都比新建垃圾焚烧炉回收电（热）能量的方案优越得多。我国已有的20座垃圾电厂的实际运行情况表明，运行成本很高，往往因垃圾来源及其热值难以保证稳定，加之洋设备对我国的垃圾“水土不服”，时开时停，实际运行表现欠佳，非但发电量远低于设计值，而且还因废气经常频繁地波动在二悪英最易于生成的温度区段（360-820℃），对厂区周围的环境安全也有不良影响。国家环保总局2007年6月紧急叫停北京六里屯垃圾焚烧项目，就是一个实例。

　　除了个别客观条件较好，管理操作水平较高的垃圾电厂以外，多数厂的运行情况及其经济效益是不尽人意的，国家的投资效益和实际的环保效益都不理想，还不如拿这些钱，或者是其中的一部分投入现有水泥厂的垃圾预处理系统上，直接就把垃圾烧掉，没有炉灰的二次污染隐患，重金属也都被固定在熟料的结晶构造中，水泥窑中持续地1450ºC的高温又能确保二悪英的彻底分解烧尽，等等。这的确是一个又好又快，技术上把握性也较大的可望从根本上解决城市垃圾协同处置的路线和办法。
为了更全面重点地说明问题，我们不妨假设两种情况，一个是新建一座日处理量1000吨的垃圾电厂，另一个是新建一座日产熟料5000吨的水泥厂，比较一下两者在处理垃圾和技术经济效益方面的优劣，详见表1所列。

处置城市垃圾两种方案的比较              表1

注：*如果利用已有的新型干法水泥窑，估计只需其5~10%的投资即可。
Δ与十几年前相比，该投资已降低了一半。

　　通过对比，这两个方案的优缺点可以一目了然；其中有些数据不一定很准确，但是从总体上足以给我们一个明确清晰的判断。更何况还可以充分利用现有的分布在全国各地的数百家日产熟料2000吨以上的新型干法水泥厂，不必都需新建水泥厂，效益又好又快。

　　利用水泥窑协同处置，既烧各种可燃废弃物和垃圾，同时又生产出符合国家标准的水泥熟料，水泥界已经呼吁了很多年，并且在技术装备等各方面都进行了比较充份地准备。但是没有国家或省市政府的支持和引导，水泥工业自身实在是力不从心，难以推进这样一个带有全社会性质的庞杂的系统工程。例如准备了多年，一直盼望着在北京昌平水泥厂和安徽铜陵水泥厂烧大量可燃废料和垃圾的长期工业生产试验，因各种协调关系的不够到位而只能旷日以待，苦于没有工程实践的机会，又谈何改进、完善与创新。

　　当然，我国正在自主开发各种垃圾发电的技术装备，垃圾电厂的投资已有较大降低，垃圾的数量和质量也可以设法使之趋于稳定，发电运转水平也在逐渐提高。所以我们并非完全排斥采用垃圾发电厂的处置垃圾的方案，只是再次提醒主管部门不要舍近求远，舍简就繁，主张在评价水泥厂协同处置可燃废料和垃圾的方案时，要全面科学地权衡和抉择，适当地兼容并举，促使其在不同的具体情况下发挥各自的优势。相信实际情况也决不可能发展成某一方案的一统天下。物极必反，日本的教训就是前车之鉴。

　　根据笔者分析，谨此建议：我国现阶段应该对水泥厂协同处置可燃废料和垃圾的方案予以适当的优先考虑为宜。再次强烈呼吁国家发改委、国家环保总局和各省市政府全面权衡和抉择。因为我国众多的新型干法水泥窑，在技术装备上已经具有这样的能力，可以协同解决全社会可燃废料和城市垃圾处置的难题，一直就殷切地期待着能为此作出水泥工业应有的贡献，特此请缨！

参考文献

1、高长明：水泥工业与环境保护，新世纪水泥导报、1996;（2、3）

2、高长明：现代水泥工业的节能与二次能源回收技术、水泥1998（3）

3、Taiheiyo Cement Corporation Environmental Business.2006

4、John Saunders：Chlorine and MSW treatment. 1CR2006 ;(2)