熔融热处理技术是指在燃料炉内利用燃料或电力将飞灰加热到1400℃以上高温,飞灰中二噁英等有机污染物发生热分解、燃烧及气化,无机物则熔融形成玻璃质熔渣,一部分低熔点重金属元素蒸发而被收集,残留在飞灰中重金属元素可以包围在烧结熔融的玻璃态网络中,有效控制重金属浸出。然而该技术消耗大量能源,设备投资极高,很难控制铅、镉等易挥发重金属元素与氯化氢气体逸出的二次灰,处理难度大,成本极高,在3000元以上。
水泥窑协同处置焚烧飞灰技术是指利用水洗手段对飞灰中的钾钠氯盐进行分离提纯,制成工业盐产品,实现了资源化利用;脱盐处理后利用水泥窑1600℃高温气体焚烧,从而彻底消除二噁英等有机污染物,将重金属固熔于水泥熟料晶格中,实现无害化、减量化处理;水经过处理和蒸发后回收循环利用,继续用于洗灰。水泥窑的五级预热器吸附、增湿塔、余热发电、布袋收尘等多级烟气处理措施确保烟气排放达标。我国钾盐资源严重短缺,被国土资源部列为大宗紧缺矿产。到2020年,如果飞灰全部用水泥窑协同处置的方式来处理,能年提取出工业级钾盐100万吨、工业级钠盐200万吨,将极大缓解我国钾盐匮乏、依靠进口的局面,通过保障钾素供应而确保我国的粮食供应安全。因此,水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰是无害化、资源化、减量化处理方式。
三、利用水泥窑协同处置飞灰适用于京津冀发展模式
到2020年,京津冀地区焚烧垃圾飞灰年排放潜力达到120万吨,而按照水泥窑协同处置飞灰容量是水泥熟料生产能力5%比例限值计算,目前京津冀地区水泥熟料产能有1.09亿吨,完全可以协同处置120万吨飞灰。
2012年北京市就有水泥厂成功应用水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰,并持续提产改造,日处理飞灰百余吨,年提纯钾盐6000余吨,在首都地区实现了垃圾焚烧飞灰资源化利用。经技术成果鉴定,垃圾焚烧飞灰协同处置线实现了满负荷稳定运行的工业化应用,水泥窑协同处置垃圾焚烧飞灰技术已经成熟,拥有我国自主知识产权,耗水量仅为同类技术的1/20,且无污水排放,能够在京津冀地区客观发展约束条件下应用。
将企业发展与社会责任、环境友好融为一体,不断寻求与社会、环境的协同发展之道,是水泥行业创新发展的有效模式,能够缓解危险废物处置设施能力不足所造成的巨大环境压力,助推水泥企业实现环保转型。利用水泥窑协同处置焚烧垃圾飞灰是水泥企业主动承担社会责任的表现,对现有处置危险废弃物技术的有益补充,是水泥窑炉参与环境工程功能延伸的发挥,是水泥行业推进城镇化建设的积极举动,更是水泥行业向绿色、低碳目标转型升级的有效途径。
四、推进水泥窑协同处置焚烧垃圾飞灰的建议
京津冀地区发展必须从长远利益考虑,走生态优先、绿色发展之路。根据调研情况,特提出以下建议。