颜碧兰--水泥窑协同控制固体废物技术规范解-读.ppt

1、1,水泥窑协同处置固体废物技术规范解读,2023年4月29日,2,提 纲,标准制定的背景,1,国内外标准分析,2,3,标准主要内容,2,3,一、标准制定 的背景,3,4,我国固体废物概况,工业固体废弃物的产生量近年来急剧增加。,列入国家危险废弃物名录的危险废弃物近年来也是稳定增长。,科学合理地利用或处理这些废弃物，是我国工业及经济健康发展的关键！,我国每年产生近10亿吨垃圾。生活垃圾处置缺口巨大。,5,简单堆放时期,废渣处置时期,资源化减量化无害化时期,资源节约环境友好废弃物处置时期,1970,19701994,19952004,2005,我国固体废物的管理,6,6,燃烧器（1850）,熟料(

2、1350,物料（900）,烟气（750）,燃烧器（1250）,分解+升温（850）,部分分解+升温（1250）,固-液相反应（1450）,熟料冷却,预热+升温（+1250）,物料,预热器+分解炉,处置温度高,焚烧空间大,停留时间长,处理规模大,稳定性强,碱性气氛,环保安全,水泥窑处置固体废物优势,7,固体废物中含有碳、氢、氨等还原性组分，脱硝率可达到40%60%。,水泥窑处置固体废物优势,8,水泥窑协同处置固体废物流程图,水泥窑处置固体废物优势,9,水泥窑协同处置的政策支持,10,10,水泥窑协同处置的政策支持,11,11,国务院关于化解产能严重过剩矛盾的指导意见(国发201341号文),加快

3、制修订水泥、混凝土产品标准和相关设计规范；推广使用高标号水泥高性能混凝土；尽快取消32.5复合水泥产品标准。,鼓励依托现有水泥生产线，综合利用废渣发展高标号水泥和满足海洋、港口、核电、隧道等工程需要的特种水泥等新产品。,支持利用现有水泥窑无害化协同处置城市生活垃圾和产业废弃物，进一步完善费用结算机制，协同处置生产线数量比重不低于10%。强化氮氧化物等主要污染物排放和能源、资源单耗指标约束，对整改不达标的生产线依法予以淘汰。,修订完善资源综合利用财税优惠政策，支持生产高标号水泥、高性能混凝土以及利用水泥窑处置城市垃圾、污泥和产业废弃物。,水泥窑协同处置的政策支持,12,1995年5月研发了全国第

4、一条处置工业废弃物环保示范线，成功将废弃物处置技术与水泥熟料煅烧技术结合。2005年北京水泥厂专门兴建1条日产3200吨水泥熟料生产线以协同处置10万t危险废物。2009年10月在水泥厂内建成设计处置500t/d(含水8085)污泥热干化预处理线，干化污泥在3200t/d水泥熟料生产线焚烧处置。目前每天处置量400t/d。公司可处理的废弃物包括国家危险废物名录49类危险废弃物中的33类。,新北水水泥有限责任公司,水泥窑处置固体废物的实践,13,废弃物预处理系统,污泥泵处理系统,浆渣制备系统,焚烧残渣处理系统,废液处理系统,乳化液处置系统,垃圾筛上物处置系统,废酸处置系统,自主研发七套废弃物预处

5、理工艺线,飞灰处置系统,水泥窑处置固体废物的实践,14,2010年4月10日第一套300t/d垃圾处理系统正式建成投运。项目工程总投资1.6亿元左右，每吨垃圾处理运行费用约70元，每吨垃圾处理总成本约200元。项目各系统运行正常，截止到2010年11月底，垃圾处理量已达5.5万吨。,铜陵海螺公司,安徽海螺集团与日本川崎公司联合开发了水泥窑和气化炉相结合的处置城市垃圾技术，利用铜陵海螺水泥2条5000td水泥熟料生产线，建设日处理生活垃圾600t的生产线。,水泥窑处置固体废物的实践,15,建设世界首条利用水泥新干法窑和气化炉相结合处理城市生活垃圾示范项目。CKK系统采用气化炉技术，能有效燃烧、气

6、化低热值生活垃圾，焚烧及吸收，处理程序简洁，无须建设尾气净化系统。相比其他垃圾处理方式，节能减排效果好，属典型的循环经济模式。该系统显著特点如本图所示。,CKK系统流程图,CKK系统技术特点,水泥窑处置固体废物的实践,16,华新水泥股份有限公司,2008年初，华新投资500万元建立了具有世界水平AFR实验室。目前已能够处置市政垃圾、市政污泥，以及包括废弃农药、废弃有机溶剂等在内的15类危险工业废弃物。,华新公司将第一座市政垃圾预处理工厂建在武穴。这座日处理能力200吨的预处理工厂占地仅为15亩，投资8000万元。华新公司的宜昌预处理工厂主要采用污泥脱水后直接入窑的技术处置市政污泥，现处理能力为

7、150吨。华新在武汉建设的日处理能力1200吨的预处理工厂在2011年内开工。这一工厂占地40亩，投资1.5亿元。,水泥窑处置固体废物的实践,17,2009年7月23日，华新建成三峡库区规模最大、技术最先进的一条日产4000吨水泥熟料生产线；并投资5000万元配套建设年处理能力15万立方米、日接收处置能力1000立方米的水面漂浮垃圾处置项目。,水泥窑处置固体废物的实践,18,1996年开始利用制药公司产生的氟洛氛废液，进行了替代部分燃料生产水泥的试验。利用液体废料贮存在专用贮库内，然后用泵从窑头将其直接送人窑内燃烧；将其它固体废料与煤一起入煤磨，与煤粉混用；将半固体的废料装入小编织袋，每袋5k

8、g，用本厂自己开发的“窑炮”从窑头打入烧成带焚烧，已经做到节能25%。,上海万安企业总公司（原金山水泥厂）,水泥窑处置固体废物的实践,19,二、国内外标准分析,19,20,20,国外发达国家先后颁布了一些关于重金属含量限值的标准规范等，这其中包括水质、土壤、危险废弃物等领域。其中只有瑞士明确规定了熟料和水泥中重金属含量的限值。,国内外协同处置的相关标准,关于重金属含量限值,国外,21,21,GB175-2009通用硅酸盐水泥、混凝土质量控制标准等标准中均未对水泥中重金属有害物质的含量及检测方法提出要求。GB50634-2010 水泥窑协同处置工业废物设计规范中规定水泥窑协同处置工业废物后，水泥

9、熟料和水泥产品中重金属含量应符合现行国家标准水泥工厂设计规范的规定要求,但并没有明确的检测方法；天然放射性核镭-226，钍-232、钾-40等的放射性比活度应符合现行国家标准建筑材料放射性核素限量GB 6566的规定。HJ/T301-2007 铬渣污染治理环境保护技术规范（暂行）仅对产品中的重金属铬和钡浸出含量做了限制；浸出检测方法则参照的是我国固体废物浸出毒性浸出方法。,国内,国内外协同处置的相关标准,关于重金属含量限值,22,22,关于浸出毒性实验方法,国外,国内外协同处置的相关标准,23,23,国内,国内外协同处置的相关标准,关于浸出毒性实验方法,24,24,（1）浸出毒性鉴别是固体废物

10、管理、处置技术开发的重要环节;（2）世界各国提出的浸出方法都有明确的目标，归纳起来可以按以下方式分类，根据浸提剂的种类不同，可分为酸溶性和中性；根据浸提剂在浸出过程中是否稳定不变或者更新可分为静态和动态；根据浸提剂作用的时间长短，分为快速和长期。（3）各类浸出方法都是通过试样粒径、浸提剂、液固比、试验时间等实验参数的选择模拟不同环境条件，有明确的保护目标，但浸出方法的设计直接影响浸出结果，不同的浸出方法其结果有很大差异。（4）目前的研究工作多采用某一种典型浸出方法所得的结果来直接评价重金属在水泥产品中的浸出特性及固化稳定性等，还没有完整的对比研究结果表明哪种浸出方法较适合于水泥产品。,建立科学

11、的浸出实验方法有效评价水泥生产综合利用和协同处置废弃物后水泥产品的安全性具有重要意义!,关于浸出毒性实验方法,国内外协同处置的相关标准,25,25,关于重金属总量实验方法,国外,国内外协同处置的相关标准,26,26,关于重金属总量实验方法,国内,国内外协同处置的相关标准,27,27,欧盟关于水泥回转窑污染物排放标准2000/76/EC,水泥回转窑有毒有害物质的排放作了更为严格的限制，并且规定欧盟国家应在2年内转化为本国标准，新建企业必须立即执行，老企业到2005年12月28日执行。,美国EPA最大可实现控制技术MACT标准,针对焚烧危险废弃物的水泥窑的大气污染物排放标准.,关于大气污染物排放限

12、值,国外,国内外协同处置的相关标准,28,28,GB50634-2010水泥窑协同处置工业废物设计规范,国家强制性标准水泥窑协同处置固体废物技术规范（报批）,国家标准水泥中可浸出重金属的测定方法（报批）,国家标准水泥窑协同处置固体废物污染控制标准（报批）,行业标准水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范（报批）。,国内外协同处置的相关标准,29,三、标准主要内容,29,30,与我国有关的环境法律法规、标准协调配套，与环境保护的方针政策相一致；与我国产业结构调整政策相一致，与水泥企业技术发展状况相一致；在参照国际先进标准的基础上，结合我国水泥企业实际情况，制订符合我国国情的标准；以先进的技术为依托

13、，力求使标准做到技术上可行、经济上合理、具有可操作性。,30,1,4,3,2,标准制定原则及总体思路,31,推动水泥窑协同处置废弃物技术在我国的推广应用，保障废弃物在水泥窑中无害化安全处置；为水泥企业处置废弃物提供技术支持；控制生料、熟料、水泥产品及烟气中有害元素含量，遏制“二次污染”。,31,标准制定原则及总体思路,32,1、范围,32,标准主要内容,33,2、术语和定义,33,注：第1条定义水泥窑协同处置固体废物污染控制标准，水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范相一致；第2条定义和第3条定义与水泥窑协同处置工业废物设计规范中的相一致。,标准主要内容,34,34,3、协同处置固体废物的鉴别

14、和检测,禁止在水泥窑中协同处置的废物：,（1）放射性废物；（2）具有传染性、爆炸性及反应性废物；（3）未经拆解的废电池、废家用电器和电子产品；（4）含汞的温度计、血压计、荧光灯管和开关；（5）有钙焙烧工艺生产铬盐过程中产生的铬渣；（6）石棉类废物；（7）未知特性和未经鉴定的固体废物。,标准主要内容,为了更简洁和更利于水泥企业实际应用，因此标准中只列出了禁止在水泥窑中协同处置的废物种类，对于在水泥窑处置的废物要进行鉴别和分析。就第2条，比同期制定的其他标准多了“传染性”，因为医疗废物等。第5条、第6条是考虑到国家最新的国家行业发展政策。,35,35,协同处置固体废物的鉴别和检测,对个标准基本程序

15、进行了梳理和整合，便于实践；率先列出了固体废物检测内容，尤其针对一般固体废物。,标准主要内容,3、协同处置固体废物的鉴别和检测,36,36,水泥窑协同处置废物的管理要求 水泥窑协同处置设施场地 生产处置厂区内废物的输送 生产处置厂区内废物的贮存 生产处置厂区内废物的预处理 水泥窑工艺技术装备 水泥窑协同处置废物投料,标准主要内容,该部分内容在GB50634-2010水泥窑协同处置工业废物设计规范和HJ/T 176危险废物集中焚烧处置工程建设技术规范有详细规定，国家环保局制定的相关标准中也有要求，保持一致。,4、生产处置管理要求和工艺技术,37,37,水泥窑协同处置固体废物的管理要求：,标准主要

16、内容,4、生产处置管理要求和工艺技术,38,38,标准主要内容,水泥窑协同处置设施场地与贮存：,4、生产处置管理要求和工艺技术,39,39,标准主要内容,水泥窑协同处置过程中固体废物的输送：,4、生产处置管理要求和工艺技术,40,40,标准主要内容,水泥协同处置厂区内固体废物的预处理：,4、生产处置管理要求和工艺技术,41,41,标准主要内容,水泥窑工艺技术装备及运行：,4、生产处置管理要求和工艺技术,42,42,标准主要内容,水泥窑协同处置固体废物的投料：,4、生产处置管理要求和工艺技术,43,43,标准主要内容,5、入窑生料中重金属含量参考限值,（1）为确保水泥熟料中重金属含量满足要求，经

17、计算得到的入窑生料中重金属含量不宜超过下中规定的参考限值。,44,44,标准主要内容,5、入窑生料中重金属含量参考限值,入窑生料重金属含量按下式计算：,水泥窑协同处置固体废物后投料期间，生料中第i类重金属含量，单位为毫克每千克（mg/kg）；,i重金属种类，可取代号为1、2、3等；,j水泥窑协同处置固体废物种类，可取代号为1、2、3等，包含在生料制备系统、分解炉系统和回转窑系统里投加的固体废物；,第j类固体废物（灼烧基）折算到生料中的配料比例，单位为质量百分数（%）；,煤灰中第i种重金属含量，单位为毫克每千克（mg/kg）；,煤灰折算到生料中的配料比例，单位为质量百分数（%）；,不投加固体废物

18、期间，生料中第i类重金属含量，单位为毫克每千克（mg/kg）。,45,45,5、入窑生料中重金属含量参考限值,限值依据：研究表明重金属从生料到熟料中存在固化迁移规律，以固化率（生料中重金属含量与熟料中重金属含量的比值）从熟料限值就可以反推计算得出生料中重金属限值要求。固化率是综合各实验室模拟水泥窑协同处置废物煅烧条件下，重金属从生料到熟料中的固化迁移规律得出，即砷、铅、镉、铬、铜、镍、锌、锰的固化率分别为1691%、3795%、3499%、3097%、2899%、5397%、3090%、5799%。本标准规定的生料中重金属含量限值是由熟料中重金属含量限值与重金属在熟料中的固化率计算后取值。,标

19、准主要内容,46,46,6、水泥熟料中重金属含量限值,水泥窑协同处置固体废物时，水泥窑生产的水泥熟料应满足GB/T 21372硅酸盐水泥熟料的要求。水泥窑协同处置固体废物时，水泥熟料中重金属元素含量不宜超过下表规定的限值。水泥熟料中重金属含量的检测按附录B规定的方法进行。,标准主要内容,这些限值主要参考来源于瑞士环境、森林与地形局（SAEFL）2005年修订的水泥厂处置废弃物导则中水泥熟料重金属含量的限值。与我国现行水泥窑协同处置工业废物设计规范中规定一致。熟料中锰的总量限值则是通过水泥产品可浸出量限值和试验研究总结的浸出率（约1%）换算得到。,47,47,7、水泥熟料中可浸出重金属含量限值,

20、水泥窑协同处置固体废物时，水泥熟料中可浸出重金属含量不得超过下表规定的限值。水泥熟料中可浸出重金属含量测定按GB/T水泥中可浸出重金属的测定方法规定的方法进行，其中样品制备按GB/T 21372-2008硅酸盐水泥熟料中5.2条进行。,标准主要内容,尽管国内外标准对土壤、地下水、地表水和生活饮用水等中重金属含量均有限值要求，但是世界各国相关标准中没有这一类限值。考虑到水泥窑协同处置废物的实际情况以及水泥产品使用环境，不宜直接采用土壤、地下水、地表水和生活饮用水等的限值。,48,限值依据：采用基于最大释放量的考虑的浸出实验方法检测实验室内外掺重金属煅烧的实验熟料以及水泥厂协同处置固体废物后的工业

21、熟料，获得水泥熟料中重金属可浸出率范围。结合浸出率调研结果，确定水泥熟料中重金属可浸出率的范围：As、Pb、Cd、Cr、Cu、Ni、Zn、Mn 分别为248%、0.217%、2.243%、4.8440%、1.937%、144%、0.935%、1337%。将熟料中重金属含量限值代入公式：,48,标准主要内容,7、水泥熟料中可浸出重金属含量限值,49,49,8、大气污染物排放量限值及监测,水泥窑协同处置固体废物时，水泥窑排放的大气污染物应按照GB 4915水泥工业大气污染物排放标准、GB水泥窑协同处置固体废物污染控制标准和HJ水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范进行检测并满足相关的要求。,标准主

22、要内容,50,50,9、检测频次,当首次处置某种危险废物时，水泥熟料中重金属含量和水泥熟料中可浸出重金属含量检测频次不低于每天1次，连续一周检测结果稳定且不超出标准规定限值，在危险废物来源及投料量稳定的前提下，频次可减为每周1次，连续两个月检测结果稳定且不超出标准规定限值，频次可减为每月1次，若在此期间检测结果出现异常或危险废物来源发生变化或中断处置超过半年以上，则频次重新调整为每天1次，依次重复。,首次系统提出检测频次及实施细则。,标准主要内容,51,51,当首次处置某种确定含重金属的一般废物时，水泥熟料中重金属含量和水泥熟料中可浸出重金属检测频次不低于每周3次，连续二周检测结果稳定且不超出

23、标准规定限值，在一般废物来源及投料量稳定的前提下，频次可减为每月1次，连续三个月结果稳定且不超出标准规定限值，频次可减为三个月1次，若在此期间试验结果出现异常或废物来源发生变化或中断处置超过半年以上，则频次重新调整为每周3次，依次重复。,9、检测频次,标准主要内容,首次系统提出检测频次及实施细则。,52,52,附录A 固体废物的检测分析项目（资料性附录）,注：(1)除Cl、S、F外。其余为灰分中的组分；(2)可根据废物的属性确定是否需要检测；(3)有机成分包括多氯联苯等，应根据废物的属性确定有机成分检测项目。,标准主要内容,53,53,附录B 水泥熟料中重金属含量的测定方法(规范性附录),采用混合酸溶液以及微波加热的方法将试样全部消解进入溶液中，再进行溶液中的重金属含量的测定。本标准选择以美国EPA3052硅酸盐和有机基体的微波辅助酸消解方法作为水泥熟料重金属总量测定方法。研究确定的消解优化方案：采用6ml:2ml:2ml（HCl:HNO3:HF）的混合酸体系，在180高温下消解并保持30分钟，随后若有需要加硼酸络合反应，应控制络合时间为10分钟。,标准主要内容,54,谢 谢！Thank you！,