華新環(huán)境工程（武穴）有限公司第二章 處置方案設計2.1處置工廠介紹華新水泥（武穴）有限公司地處武穴市田家鎮(zhèn)上郭村境內，華新路1號，南臨長江，是中國著名水泥企業(yè)集團華新水泥股份有限公司旗下最大的子公司之一，現(xiàn)有兩條日產(chǎn)5500噸水泥熟料生產(chǎn)線。2007年起陸續(xù)展開了一般工業(yè)廢棄物,危險廢物,市政垃圾,污染土處置項目。武穴水泥廠于2007年9月被國家環(huán)保總局中挪項目組列為利用水泥窯協(xié)同處置有毒有害廢棄物示范線。2011年華新公司投入近億元在武穴工廠進行技術改造，建造了全封閉預均化污染土堆棚，以及高溫烘干粉磨脫毒一體化預處理系統(tǒng)，到2011年底建成試投產(chǎn)開始接收漢陽赫山場地污染土壤。截止2014年8月，已經(jīng)接收污染土約40多萬噸，處置污染土40萬余噸。該污染土壤處置系統(tǒng)按照華新按照高標準進行建設，到目前來看，完全符合2013年底頒布的水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護技術規(guī)范(HJ 662)的要求。該系統(tǒng)利用密封的預處理系統(tǒng)對污染土壤烘干粉磨后，將污染土壤投入主燃燒器，是目前國內唯一條符合HJ662的處置有機類/揮發(fā)類污染土壤的生產(chǎn)線。2.2水泥焚燒協(xié)同處置污染土方案在發(fā)達國家如美國、加拿大、日本等國70年代就已開始采用水泥窯處置危險廢物技術。以美國為例，已有幾十家水泥廠將危險廢物作為替代燃料在水泥窯上進行焚燒處置，其替代量一般在20%-60%。在我國，上海萬安企業(yè)總公司從1995年開始，研究利用水泥回轉窯處置危險廢物的工作；2007年，北京市金隅紅樹林環(huán)保技術有限公司，利用水泥焚燒協(xié)同處理污染土壤方案處置原北京紅獅涂料廠農(nóng)藥污染地塊，處理土壤量達20余萬噸，花費0.73億元；同一時段，北京宋家莊經(jīng)濟適用房地塊重度污染土壤，有4201m2的土壤采用了焚燒方案處理；華新武穴水泥廠于2008年元月對農(nóng)藥污染土進行了焚燒（中國水泥雜志，2008年2月29日）；2011年底開始接收處置漢陽赫山污染土。水泥窯協(xié)同處置污染土技術比較未改造水泥廠華新環(huán)境工程（武穴）有限公司預處理無，直接入生料磨新建破碎&均化系統(tǒng)和烘干,脫毒&粉磨系統(tǒng)處置速度日均處理速度40-50噸日均處置800-1000噸(漢陽赫山項目實測)污染管控入料時污染物直接揮發(fā)入料前經(jīng)過預處理系統(tǒng)脫毒；尾氣排放系統(tǒng)；華新?lián)碛凶灾餮邪l(fā)的水泥窯協(xié)同處置污染土技術，通過技術改造，水泥窯能夠處理含有機物、重金屬、油類物質等污染物的土壤，且不受土壤本身的物理化學性質限制。利用水泥窯焚燒處置污染土壤的有八大優(yōu)勢：（1）水泥窯內煙氣和物料溫度最高分別達到1750和1450，污染土壤中的有機污染物焚毀率可達99.9999%以上(赫山項目污染土處置實際監(jiān)測值)。 （2）物料從窯尾到窯頭的總停留時間大于30分鐘，氣體在高于1300溫度的停留時間大于10秒。（3）水泥窯內高溫氣體與物料流動方向相反，湍流強烈，有利于氣固相的混合、傳熱、傳質、分解、化合、擴散。（4）水泥窯的堿性環(huán)境能中和污染土處置過程中產(chǎn)生的酸性物質（如HCl、SO2和CO32-等）；（5）在水泥窯煅燒廢物的過程中，可將廢物中的絕大部分重金屬固化在熟料中,避免了重金屬的再度擴散； （6）在水泥生產(chǎn)的工藝過程中，只有生料和經(jīng)過煅燒工藝所產(chǎn)生的熟料，所有廢棄物都分解或固化到水泥晶格中,沒有一般焚燒爐焚燒產(chǎn)生爐渣的問題； （7）水泥工業(yè)燒成系統(tǒng)和廢氣處理系統(tǒng)，使燃燒之后的廢氣經(jīng)過較長的路徑和良好的冷卻和收塵設備，有著較高的吸附、沉降和收塵作用。收集的粉塵經(jīng)過輸送系統(tǒng)返回原料制備系統(tǒng)可以重新利用； （8）新型干法水泥窯運轉效率高，一般年運轉率大于90%，焚燒狀態(tài)穩(wěn)定,焚燒處置量大，速度快。2013年4月華新“水泥窯無害化和資源化協(xié)同處置污染土工程技術與應用”項目通過了湖北省科技廳組織的技術鑒定。該項目中的“熱質均衡系統(tǒng)技術”被專家們認定為國際首例.華新“水泥窯無害化和資源化協(xié)同處置污染土工程技術與應用”的主要創(chuàng)新點是首次提出了“熱質均衡系統(tǒng)技術”、有機污染土的高溫點投入處置技術方案，并自主研發(fā)了高效預分解窯裝置和烘干粉磨機。該系統(tǒng)由水泥窯協(xié)同處置和污染土預處理兩大系統(tǒng)組成。2.2.1水泥窯協(xié)同處置系統(tǒng)水泥窯焚燒能夠處理污染土水泥窯的生產(chǎn)工藝密切相關。華新武穴工廠采用最新的新型干法水泥窯，可以生產(chǎn)高硅酸率、高飽和比的水泥熟料，其熟料中硅酸二鈣和硅酸三鈣的含量可高達7680，可煅燒任何品種的高質量硅酸鹽水泥熟料；同時，它在環(huán)保、節(jié)能、產(chǎn)品質量上也優(yōu)勢明顯，能將粉煤灰等工業(yè)廢料回收利用也成為其工藝的一個亮點。新型干法水泥孰料生產(chǎn)工藝在水泥生產(chǎn)工藝中，熟料燒成系統(tǒng)采用雙系列五級旋風預熱器預分解工藝，氣流與料流整體呈逆向運行；系統(tǒng)熱工制度穩(wěn)定，全過程負壓操作，安全可靠；生料經(jīng)窯尾塔架頂部喂入預熱器，經(jīng)過四級旋風筒與上升的高溫氣流逐級換熱后進入分解爐，爐內窯尾高速噴騰而上的近1000的氣流與三次風管高速水平對向噴入的850-950的兩股氣流和煤粉交匯混合，煤粉無焰燃燒，整個爐內形成了氣溫達870-900的溫度場，氣體在爐內通過時間為2秒、物料在爐內通過時間為5-7秒；生料大部分在此分解，分解率高達90%，分解后物料由分解料上部隨氣流進入第五級旋風筒內，物料與廢氣分離從豎煙道（與爐底部相接）兩側喂入窯尾。在整個流程中，水泥窯內高溫氣體與物料流動方向相反，湍流強烈，有利于固相的充分混合、傳熱傳質與熱化學反應的進行；物料在回轉窯高溫狀態(tài)下停留時間長，有利于廢物充分高溫分解。據(jù)一般統(tǒng)計數(shù)據(jù)，物料從窯頭到窯尾總的停留時間在40分鐘左右；氣體在溫度高于950以上的停留時間大于8秒，高于1300以上停留時間大于4秒，可以使廢物長時間處于高溫之下，更有利于廢物的燃燒和徹底分解，而專業(yè)危險廢物焚燒爐氣體在1100以上的停留時間僅為2秒。窯尾氣溫可達1050，生料由此開始主要進行固相反應，同時隨窯旋轉緩慢向窯頭移動，直至進入燒成帶（距窯20m處）進行充分足的液相反應；在此，由三通道燃燒器噴入煤粉劇烈燃燒，提供充足熱量，氣體溫度高達1750（見圖15），物料溫度達1450，保證了分解后物料反應完全，煅燒為優(yōu)質的水泥熟料。由此可見，水泥回轉窯內物料溫度高達1450，氣體溫度可高達1750，而專業(yè)危險廢物焚燒爐的焚燒溫度在850-1200之間。在水泥窯內的高溫下，廢物中的毒性有機物將產(chǎn)生徹底分解，焚毀去除率可達99.9999%以上（赫山項目污染土處置實際監(jiān)測值），使廢物中有毒有害成分徹底“摧毀”和“解毒”，實現(xiàn)“消除污染，不留隱患”的目的。冷卻機后段鼓入的氣體經(jīng)換熱后直接排入布袋收塵器，經(jīng)過除塵器排向大氣；前段的一部分高溫氣體由三次風管送入分解爐，大部分高溫氣體則進入窯內，為窯內物料反應、煤粉燃燒提供充分的氧氣，這部分氣體在窯內通過時間有6-8秒，由窯尾經(jīng)豎煙筒逐級向上繼續(xù)與由上而下的物料換熱，直至排出系統(tǒng)。尾氣處理及急冷過程示意圖生產(chǎn)水泥采用的原料成分決定了在回轉窯內是堿性氣氛，水泥窯內的堿性物質可以和廢物中的酸性物質（如HCl、HF、SO2和CO32-等）中和為穩(wěn)定的鹽類，有效地抑制酸性物質的排放，而且新型干法水泥窯通常都裝備有袋式除塵系統(tǒng)，淬冷系統(tǒng)，這些條件可以大大降低粉塵排放，同時消除了二惡英和呋喃重新合成的條件（二惡英和呋喃是對人體極其有害的污染物，這種污染物在人體的脂肪中會逐漸積累且無法代謝。根據(jù)水泥工業(yè)大氣污染排放標準（GB4915），我國水泥行業(yè)對生產(chǎn)中二惡英和呋喃的排放標準是0.1ng/Nm3遠低于焚燒爐處置廢棄物的標準0.5 ng/Nm3，且水泥廠的二惡英和呋喃排放不會因為協(xié)同處理廢物而有所增加根據(jù)水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標準(GB 304852013)，協(xié)同處理固體廢棄物水泥窯大氣污染物最高允許排放濃度如下表，華新利用現(xiàn)有水泥廠的尾氣設施及調節(jié)投料時廢物、生料等材料的比例有效的控制了排放濃度。根據(jù)赫山項目已做的相關測試，華新現(xiàn)有技術能力達到的排放標準完全可滿足要求為避免外循環(huán)過程中揮發(fā)性元素(Hg,Tl)在窯內過度積累，該系統(tǒng)在煙氣排放中發(fā)現(xiàn)Hg等揮發(fā)元素濃度過高時，會將除塵器中收集的飛灰處理后返回水泥窯循環(huán)系統(tǒng)。且在水泥生產(chǎn)的工藝過程中，只有生料和經(jīng)過煅燒工藝所產(chǎn)生的熟料，收塵器收集的飛灰返回原料制備系統(tǒng)重新利用，沒有廢渣排出，無需進行再次處置。2.2.2污染土預處理系統(tǒng) 原始污染土進廠被破碎至粒徑小于100 mm后輸送至密封的預均化堆場內均化，預均化后的污染土經(jīng)計量傳送至污染土預處置器（CSP），控制CSP的風溫在300350之間，在粉磨污染土的同時烘干。此烘干熱源溫度覆蓋了DDTs和HCHs沸點，做到了對高濃度DDTs和HCHs的初步脫除， 實現(xiàn)了“粉磨、烘干、脫毒一體化”。經(jīng)過CSP處置后的污染土輸送至均化庫并按一定配料比例送至分解爐，作為硅質替代原料參與熟料燒成。從CSP排出的含有DDTs、HCHs廢氣經(jīng)三次風管進入分解爐高溫焚毀。整個處理過程均在負壓密閉下進行，防止了POPs逃逸到外界。且根據(jù)水泥窯協(xié)同處置固體廢物污染控制標準(GB 304852013)，華新該處理系統(tǒng)從污染土壤進入工廠起即進入全封閉的處理系統(tǒng)，預處理低溫階段揮發(fā)出來的有機物利用密封管道導入分解爐完全無排放，焚燒階段的煙氣排放完全達到水泥工業(yè)大氣污染排放標準（GB4915）。公司制定了嚴格的安全規(guī)范，其中預處理系統(tǒng)區(qū)域內嚴格控制混入易燃易爆物質，且配有消防栓、滅火器、滅火砂、人體清洗沖淋等設施能有效防止意外情況發(fā)生或降低意外風險。2.3處置能力一般情況下，燒1噸水泥熟料大概需要1.6噸生料。而生料成分中，相當大的比例于普通土壤相同，如硅酸鋁鹽，鎂、鐵、鈉、鉀和鈣等礦物質成分(約10%-15%)。所以污染土壤經(jīng)過預處理烘干脫毒后，完全可替代水泥生料中所需的部分原料。現(xiàn)擬利用武穴工廠1#窯線處置本項目污染土。n 日處置量1#窯熟料產(chǎn)量：5500t/d日需生料量單窯生料量：55001.6=8800t/d生料中理論可替代(理論)比例：10%武穴公司日(理論)替代量：88000.10=880t/d(此處置量為干化后的重量)華新建有分析化驗室，具備HJ/20要求的采樣制樣能力、工具和儀器。可對擬協(xié)同處置的廢物進行元素及RDF檢測，檢測項目包括：Hg、As、Cd、Co、Cr、Cu等十余類重金屬元素，K、Na等堿性金屬元素，Cl、S等有害元素，熱值、灰分、水分等RDF分析，Si、Mg、Al、Ca等水泥元素熒光分析等等。通過元素成分分析，華新結合水泥廠生料的元素基底，調節(jié)固體廢棄物的投加量，確認最佳的投料方案。目前進行的赫山項目，污染土處置量800-1000噸/天。此次杭州項目污染土壤有害成分與赫山項目相似，華新武穴工廠可利用現(xiàn)有系統(tǒng)直接進行處置，處置能力大。2.4處置現(xiàn)場l 華新環(huán)境工程(武穴)有限公司l 污染土預處理系統(tǒng)第四章 接收和存儲4.1 污染土接收4.1.1入廠卸貨前的檢查1)武穴工廠收貨前，需通過外觀等信息判斷廢物是否與項目廢物一致2)檢查船體覆蓋的帆布、污染土小包裝等是否完整，應無破損泄露現(xiàn)象3)必要時進行放射性抽查4.1.2碼頭卸貨華新武穴工廠卸貨碼頭設有固定吊裝設備及船上吊裝設備各一套，可保證快速卸貨。1) 確保天體條件良好，無雨雪等天氣條件下方可掀開密封包裝2) 卸貨時，需清點記錄小包裝數(shù)量，進行實際過磅數(shù)量確保此批廢物與發(fā)貨數(shù)量一致3) 入廠后實驗室將對污染土進行抽檢確認廢物性質一致性，若有異常波動可及時調整入窯方案4.2 污染土存儲參考水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護技術規(guī)范和危險廢物貯存污染控制標準，華新武穴工廠規(guī)劃單獨區(qū)域，建有全封閉預均化污染土堆棚，長344M，寬42M可容納污染土15.4萬立方米。此密封堆棚距離水泥窯體、分解爐和預熱器直線距離近100米，符合GB50016等相關消防規(guī)范要求，對水泥窯安全生產(chǎn)無影響。該設備中建有破碎和皮帶傳輸系統(tǒng)，均作了靜電防護，保證了用電安全。根據(jù)運輸過程來看，江邊碼頭無