中材集团：水泥窑“吃垃圾”技术推动的转型升级路

  “我们过去处理垃圾大多数是用填埋的方式进行，不得已需要征用一些住宅和农业用地，老百姓是很排斥的，我们也一直在找办法解决垃圾的问题，水泥窑无害化处理垃圾技术引进后，垃圾解决了，环境改善了，官民关系更好了，我们非常欢迎。”

  江苏溧阳市市长蒋锋这番讲话中提及的这项技术，正是中国中材国际工程股份有限公司从上个世纪90年代就开始研发的“利用水泥窑安全协同处置城市生活垃圾系统集成创新技术与工程应用”项目，历时15年终于完成了这项适合中国国情的、具有独创特征和知识产权的系统集成技术，目前成功应用于中材国际和溧阳天山共同建设的“450t/d水泥窑协同处置生活垃圾示范线项目”中。

中材国际溧阳废弃物处置基地

  该线是国内第一条完全使用自主研发技术的利用水泥窑协同处置生活垃圾示范线，投资1.05亿元，于2011年1月中材集团与溧阳市政府签约，2012年4月调试，2013年3月正式投入运营，日处理垃圾500吨，截至2014年底，已累计处理生活垃圾近20万吨。

  2015年1月8日早上9点，溧阳微微有雾，空气清新，当天正值示范线签约4周年，多家媒体记者赶到溧阳亲身感受水泥窑“吃垃圾”“换水泥”的神奇历程。

  “去灰添绿” 技术改变溧阳

  距市区约30公里的青山中，坐落着溧阳中材环保有限公司废弃物处置基地，这里是溧阳市生活垃圾的第一步去处。南面是农业生态园，北面是曹山慢城景点，毛竹耸立，瓜果飘香，很难想象这其中会有一个生活垃圾处理基地。走进去，并没有闻到任何垃圾的臭味，窗明几净的会议室、中控室、参观走廊，一切都和普通的办公场地一样干净整洁。这样的场景也让周边的百姓折服。

  参观的时候恰好赶上运送溧阳市区生活垃圾的运输车进入厂区。生活垃圾首先进入卸料坑，随后被送到预处理系统，经过多道筛分、破碎、风选等工序后分为轻质可燃物、不可燃物（有机厨余物及玻陶土石渣等）、金属；可燃物作为水泥窑的替代燃料，不可燃物作为水泥生产的替代原料，制成水泥，金属则全部回收；所有垃圾无一浪费，完全实现了生活垃圾处理的“无害化、减量化、资源化”原则。

  距离废弃物处置基地10公里处就是溧阳天山水泥生产线，厂区围墙外即是农田，附近有水泥工人和农民居住，厂区内种满冬青，隆隆的水泥窑工作的声音表明这里正在进行作业，却无任何烟尘异味飘散。由废弃物处置基地运来的可燃物、不可燃物直接被送到全封闭储库，然后通过抓斗抓送到喂料口；如果不是透过玻璃看到垃圾的投送过程，谁也不会想到这里是可以“吃垃圾”的水泥生产线。

自主研发并具有知识产权的中材国际垃圾预处理系统

  水泥窑协同处置垃圾技术为何进入溧阳，溧阳又为何选择了该项技术？溧阳市城市管理局局长吴小平作了详细介绍：

  从资源和城市布局的角度来讲，溧阳矿产资源丰富，其中已探明的贮量，石灰石就有10亿吨，陶土和其他工业粘土等也非常丰富，水泥工业优势明显且已具备一定产能实力，依托水泥窑进行协同处置水泥装置方便可行。

  从经济方面来讲，溧阳人口大约75万，2007年，溧阳市实施城乡生活垃圾统筹处置以来，生活垃圾快速增长，目前日均垃圾量达480吨，城市压力巨大。溧阳市过去已经建设了一个垃圾填埋场，投资1亿多元，库容量131.6万立方，成本高、污染大、占地多，老百姓有怨言。运用这项技术后，每吨垃圾只需补贴75元，却节省了花费上亿元继续投资建设填埋场的费用。

  从环保方面来讲优势更加明显，经过近2年的运转，不仅从客观上改变了城市垃圾这一顽症的处理方式，而且经过很多监控数据和多次国家认证的环保技术部门检测，溧阳天山水泥窑协同处置项目的氮氧化物、二恶英、粉尘等排放指标优良，有些甚至远远优于欧盟标准。

  “老百姓很实在的，他们不看数据，是要靠鼻子闻的，”吴小平说，“自从这条线投运以来，关于垃圾方面的集访再也没有了。”

  国家环保模范城市、卫生城市，全国生态文明示范区，溧阳市获得的环保荣誉很多，这跟溧阳市一向重视“生态立市”的理念密不可分。蒋锋表示：“中材集团的这条线意义重大，环保部门审查荣誉资质的时候都会去这条线参观。我们也很希望通过央企的品牌效应带动地方产业的发展。目前我们与中材环境签署了30年的特许经营权合同，可见我们对这项技术的信赖。溧阳市计划未来将填埋场的陈腐垃圾也逐步挖掘处理，通过水泥窑彻底消化，还地于民。”

  据介绍，该项目还同时处理城市水处理厂的生活污泥，另外已于2014年9月拿到处理危险废弃物的政府审批手续，将在今年下半年开始运行，到时溧阳水泥窑协同处置垃圾示范线将成为国内首条同时处理三种废弃物的水泥线。

  中材国际的这项技术完全实现了溧阳垃圾日产日清，正在为溧阳去灰添绿，为这座城市的可持续发展提供不竭动力。

  独创研发 示范线的示范之处

  中国工程勘察设计大师、中材国际（南京）总工程师蔡玉良是中材国际水泥窑协同处置生活垃圾技术的负责人，他介绍说，水泥窑处置垃圾有“三无”，一是无有毒气体挥发，水泥窑的900度以上的高温环境使得垃圾中的有害成分彻底消解，有效抑制了二恶英的生成；二是无灰渣残留，水泥窑协同处置生活垃圾技术是目前所有生活垃圾处置技术中唯一没有灰渣排出的方式，重金属离子被固化在熟料矿物内，消除了其对环境的二次污染；三是无高额成本投入，只需要增加生活垃圾预处理系统，并对水泥生产系统进行适当的改造，因此项目投资较小、处置成本较低。

  除了这些普遍优势外，中材国际的技术另有独创之处，一是将大比例分选后的不可燃物与原料一起配料，喂入磨机系统进行混合低温烘干粉末形成生料粉；二是将分选后可燃物仅挤压脱水，未经烘干直接大比例喂入分解炉内燃烧；三是独创了原生态垃圾四分法预处理工艺，即分开金属、渗滤液、可燃物和不可燃物，与水泥生产系统有机结合，形成一套完整的协同处置系统。前两项技术均为国际首创。

  蔡玉良说，中国的垃圾含水量高达60%，远远高于其他国家，城乡垃圾结合后又多了秸秆、菜叶等物体，热值低，必须经过脱水和除杂后才能进行进一步处理。目前中国水泥窑协同处置垃圾的预处理方式主要有四种，包括汽化预处理工艺、发酵分选预处理工艺、焚烧分选预处理工艺以及直接分选预处理工艺，中材国际采用的即是最后一种直接分选预处理工艺，并进行脱水控制。这种工艺是根据中国生活垃圾的特点独创研发的，相比其他预处理工艺，具备如下几大优点：一是不影响水泥产品质量和环保指标的控制；二是不影响水泥生产系统的稳定性和产能，生产水泥是水泥线的主要任务，不能因为处理垃圾影响了水泥的生产；三是有利于减少水泥生产系统NOx和TOC的排放量，NOx减排20%以上，TOC减排40%以上；四是热能在水泥窑内释放，有利于进行余热发电二次利用，起到节能降耗的作用；五是改善原料的易磨性，有利于节电；六是对预处理厂和水泥厂的相对位置不做严格要求，适当考虑运输成本后在选址时可更加灵活，更加具有可操作性；七是相较其他处置路线，单位投资成本相对较低，非常有利于规模化推广。

  蔡玉良还介绍，溧阳天山5000t/d生产线配套生活垃圾处置项目设计垃圾处理能力450t/d，未来通过将垃圾含水率降至40%以下，垃圾的处理量能达到800t/d左右。“理论上，如果进一步提高生活垃圾预处理成品的指标，5000t/d水泥生产线的配套垃圾处理量可以达到1800t/d”，中国中材国际工程股份有限公司研发总监、中材国际环境工程（北京）有限公司副总经理胡芝娟博士说。

  同时在运营模式上，该技术可根据拟建项目所在地的生活垃圾特性和水泥生产线的分布和运行状况，采用灵活的“1+N”运营模式，即：设置1个生活垃圾预处理厂（可包含多套预处理系统），将预处理后的可燃物成品、不可燃物成品送至N条水泥生产线进行接纳处置，这样既可以提高项目的处置能力，也可以保证项目的运转率。

  技术和运营模式的诸多创新让溧阳市这套垃圾处理的方式好评不断。2014年初，中国建筑材料联合会在江苏省溧阳市组织召开关于“利用水泥窑炉协同处置城市生活垃圾系统集成创新技术与工程应用”成果鉴定会。与会专家一致认为该项目拥有多项技术创新成果，达到国际先进水平，建议加快推广应用。江苏天山水泥集团有限公司总经理李阳说，2014年超过500人次参观了示范线，前来吸取经验和交流学习的政府和企业达40多个。

  溧阳市环保局局长奚盛则用“技术实力强、企业管理好、社会效益佳”来评价该项目。近期，溧阳市还在积极动员一山之隔的溧水区采用中材国际的该项技术建设生活垃圾处置项目，以在水泥窑检修停窑期间“相互搓背”，互送垃圾，互补协调保持垃圾能够日产日清。

  知易行难 好技术的推广路

  据官方统计，目前全国668座城市，上万个大型以上乡镇，年产垃圾约1.5亿吨左右，未经处理的存量垃圾已达70多亿吨，侵占5亿多平方米的土地。随着城镇化不断推进，预计2015年、2020年年产垃圾分别将会达到2.60亿吨和3.23亿吨。

  “垃圾围城”日益严重，但我国目前的整体垃圾处理能力还远远不够，处理方式也不尽人意，主要包括填埋、焚烧、堆肥，其中以填埋为主，占78%左右。这些方式对土壤、地下水、空气的污染是深重且长远的。

  水泥窑处置垃圾及废弃物方式从上世纪90年代逐渐在欧洲等发达国家使用并被看好，有数据显示，一些发达国家水泥窑处置垃圾的比例约占垃圾总量的10%——15%，挪威甚至规定城市垃圾全部采用水泥窑协同处置方式消纳，而目前我国水泥窑协同处置垃圾仅为1.2%。全国仅约有10个水泥窑协同处置垃圾的生产线正在运行，另有一些协同处置污泥和工业废弃物的水泥线。

  水泥窑处置技术既然已经日趋成熟，并且已经取得了业内外的一致好评，效果也比较明显，为什么在中国依然推行缓慢？

  溧阳中材环保有限公司总经理董家明指出，中材国际和溧阳天山共建的这条协同处置垃圾示范线除了处理运行费用，前期投资的1.05亿，以及系统在调试期间不正常运行造成产量的减少、设备的折损等都没有得到补偿回报，目前测算的处理每吨垃圾的综合成本是120元左右，但是政府补贴目前只有75元，所以这条线的运行费用中还有一部分是企业在倒贴，董家明说：“我们作为中央企业有义务承担相应的社会责任，我们也很乐意这样做，但是长期下去，企业的生产经营和利润创造会受到很大影响。不仅是我们，所有有协同处置项目的企业都希望能够有相匹配的政府补贴和扶持政策。”

  政府补贴和扶持政策的不到位是制约更多企业加入到协同处置大军中的一个重要原因，此外，一些业内人士认为水泥窑处置垃圾的规模会受到城市人口以及水泥产能的诸多制约。中材国际的一份报告显示，600万以上人口的城市，需要建设3000t/d垃圾处理能力的设施，而对应3000t/d垃圾处理能力的水泥生产线规模应该是10000t/d级，因此采用多点分散建设的方式并不具备可操作性。例如北上广这样的大型城市，既不被允许具有类似溧阳这样中小工业城市的水泥线数量和规模，反过来又多出数倍的人口，因此单单靠水泥窑处理垃圾是不现实的。更不要说前文提到的中国垃圾的复杂性以及含水量问题，所以真正操作起来比发达国家要困难许多。

  除去这些，对政府和公众的宣传力度不够，不少人对水泥窑协同处置生活垃圾、污泥、工业废弃物的认识不足也是推行缓慢的原因之一。

  但是春天就要来临。2014年10月30日，全国政协召开了“利用水泥窑协同处置垃圾废弃物”双周协商座谈会。会上，国家发改委、工信部、环保部、住建部等有关部委负责人、相关领域专家学者、企业代表纷纷为“利用水泥窑协同处置垃圾废弃物”项目的发展建言。委员们建议的主要焦点集中在加快顶层设计、稳步推进试点、协同处置和垃圾焚烧如何竞争和协同、建设相关标准体系和评价体系以及法规建设、财税政策扶持的落地等。

  会上，原国家发改委副主任解振华明确表示，发改委将继续同有关部门一道，研究落实投资、价格、财税、金融等方面的鼓励性政策。支持关键共性技术研发、示范和推广项目，研究完善相关财税政策，鼓励银行业金融机构为相关企业提供融资服务。国务院参事蒋明麟还建议国家在“十三五”期间重点支持水泥窑协同处置示范线研发项目。

  作为产能过剩的“见顶产业”，水泥窑协同处置垃圾及废弃物技术为水泥行业的环保转型提供了可行之路，正如胡芝娟说的那样，“一站式、无害化、终端化”的水泥窑协同处置垃圾及废弃物技术必将是大势所趋。借助政策的东风，中材国际有关负责人表示，将继续加大科技创新力度，完善和改进水泥窑协同处置垃圾及废弃物技术，提高垃圾处理规模、更大幅度减少对水泥窑系统的影响，保证水泥产出和质量，使这项技术能够更好地服务于更多城市和乡镇。

溧阳市垃圾车在处置基地卸载垃圾

实施水泥窑协同处置项目的溧阳天山水泥有限公司5000t/d水泥熟料生产线

溧阳天山中控室

垃圾脱硫脱硝装置