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利用
水泥厂协同处置城市垃圾势
——从日本生态水泥的教训说起
在必行
前言
自1985年以来，我国为了处置城市垃圾已经先后在深圳、上海、天津、杭州、哈尔滨等大城市新建了20多座垃圾电厂，燃烧城市垃圾回收电能。每座垃圾电厂仅引进设备的费用平均就达5亿元，加上土建和国产辅属设备等费用，共计高达6亿元以上。这些垃圾电厂日处理垃圾能力平均为400t；在垃圾热值4200kJ／kg以上时，平均设计发电量为每天12.5万kWh。按照“十一
五”有关规划，2010年
是处置城市垃圾最经济最环保总体效益最佳的解决方案。笔者再次殷切强烈地呼吁，国家主管部门集思广益，郑重决策，以免重蹈日本模式的覆辙。换一个视角，反面的教训或者会使人感觉更深切清醒一些。那么就让我们从日本生态水泥的面世说起吧！
1.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62000t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
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。所以只好给它另行命名，因而严格地讲，在2002年以前只能暂且称其为“生态水泥”。
2002年开始，有关日本千叶县生态水泥厂投产，用大配比的废弃物替代主要原料来生产生态水泥的信息陆
以前在建和拟建的垃圾电厂还有约60座之多。虽然届时将会选用较多的国产设备，降低一些费用，但总投资至少需要250亿以上。到那时就算一切都顺利实现，每年处置垃圾能力总计还不到700万t，仅占我国每年垃圾产生量的4％。同时新生30多万吨焚烧炉灰，还须要进行消除其二次污染隐患的再处置。这就是上世纪80年代日本处置城市垃圾技术路线的模式，花钱很多，后遗症不小。
反之，如果我国采用德国的模式，以现有的水泥厂为首选，无需新建垃圾焚烧炉，将垃圾送到水泥厂进行适当的处理后，直接进入水泥窑燃烧，把垃圾兼用作部分替代燃料和原料，同时生产出符合国际通用标准的普通水泥（OPC）。这条技术路线已经被德国和欧洲诸国多年的实践证明，
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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3R原则［减量化（Reducing）、再利用（Reusing）、再循环（Recycling），是循环经济最重要的实际操作原则],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想象，无须当真。假如有人真把日本的生态水泥作为先进技术的话，那就很需澄清了。
2.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至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t，居民生活垃圾5000万t。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t的居民生活垃圾，那时l～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100t。当时是既解决了垃圾的大幅减量又回收了一部分电（热）能源。然而到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，迫使日本必须尽快设法解决每年200多万t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62000t的能力，距离每年200多万t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20～30万t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t左右，那么每年还有150万t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贵得多，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两条出路，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，之后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，水泥窑尾废气是否需要增设再净化装置，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多台垃圾焚烧表1
处置城市垃圾两种方案的比较
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、筛分、发酵、除臭或成型、送入窑内燃烧垃圾的技术，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，这是处理城市垃圾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，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，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、法规等方面的正式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
比较项目123456710
总投资/亿元装备国产化率/%日处理垃圾量/t年运转率/%年处理垃圾量/t能量回收效率运转可靠性与稳定性对周围环境完全影响二次污染
其他产品和效益
方案1：新建一座日处理量400t的垃圾电厂4～6≤5040070～80
100000～115000
锅炉和发电机综合效率很低，除去电厂自用电，每天净发电约12.5万kwh较差(对垃圾的数量、质量要求高)时开时停，对控制二
英排放不利每年5000～6000t焚烧炉灰需再特殊处置
年净发电量3600万kwh，价值1800万元
方案2：新建一座日产熟料5000t的水泥厂4～5≥9040085～90
122000～130000
垃圾热值在水泥窑内几乎可以全部用于煅烧熟料，替代标准煤每年约2万t成熟可靠(垃圾对数量、质量适应力强）操作稳定，二
英全部被分解烧尽无任何二
次污染，重金属都将被固定在混凝土结构中年生产水泥200万t，价值5亿元
(垃圾热值4200KJ/kg，每天运转24h计)
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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牢6月，日本工业标准委员会颁布了生态水泥标准JISR5214。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（JISR5210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JISA5308。（3）2004年3月日本颁布的《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JISA53。（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是否给我们又提供了一个范例，是否值得我们好好学习，不知那些对生态水泥这块招牌感兴趣的诸公作何感想！
3.关于处置我国城市垃圾的看法和建议
利用现有水泥厂协同处置城市生活垃圾，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
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服”，时开时停，实际运行表现欠佳，非合国家标准的水泥熟料，我们已经呼但发电量远低于设计值，而且还因废吁了很多年，水泥界在技术装备等各气经常频繁地波动在二
英最易于生
方面都有充分的准备。但是没有国家成的温度区段（360－820℃），对厂区或省市的支持和引导，水泥工业周围的环境安全也有不良影响。除了自身实在是力不从心，难以推进这样个别客观条件较好，管理操作水平较一个带有全社会性质的庞杂的系统工高的垃圾电厂以外，多数厂的运行情程。如准备了多年，一直盼望着在北京况及其经济效益是不尽人意的，国家昌平水泥厂和安徽铜陵水泥厂烧大量的投资效益和实际的环保效益都不理可燃废料和垃圾的工业生产试验，因想，还不如拿这些钱，或者是其中的一各种协调关系的不够到位而只能旷日部分投入现有水泥厂的垃圾预处理系以待，苦于没有工程实践的机会，又何统上，直接就把垃圾烧掉，没有炉灰的以谈得上改进完善与创新呢。
二次污染隐患，重金属也都被固定在当然，各种垃圾发电的技术装备熟料的结晶构造中，水泥窑又能确保我国正在自主开发，垃圾的数量和质二的彻底分解烧尽，等等。这的确是量也可以设法使之趋于稳定，发电运一个又好又快，技术上把握性也较大转水平也在逐渐提高。所以我们并非的可望从根本上解决城市垃圾协同处完全排斥垃圾发电厂的处置垃圾的方置的路线和办法。
案，只是再次提醒主管部门不要舍近为了更全面重点地说明问题，我求远，舍简就繁，主张在评价水泥厂协们比较了新建一座日处理量400t的垃同处置可燃废料和垃圾的方案时，要圾电厂和新建一座日产熟料5000t的水全面科学地权衡和抉择，适当地兼容泥厂这二种方案，在处理垃圾和技术并举，促使其在不同的具体情况下发经济效益方面的优劣，详见表1。
挥各自的优势。相信实际情况也决不通过对比，这两个方案的优缺点可能发展成某一方案的一统天下。物一目了然；其中有些数据不一定很准极必反，日本的教训就是前车之鉴。根确，但从总体上足以给出一个明确清据笔者分析，谨此建议：我国现阶段应晰的判断。更何况可以充分利用现有该对水泥厂协同处置可燃废料和垃圾的新型干法水泥厂，不必都需新建水的方案予以适当的优先考虑为宜，再泥厂。
次呼吁全社会各方面对水泥工业的关利用水泥窑协同处置，既烧各种注和支持！
可燃废弃物和垃圾，同时又生产出符
——摘自《水泥工程》2007第2期
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