生活在都市的人們，每天重復(fù)著上班、下班、吃飯、休息的循環(huán)，除了偶爾的霧霾或擁堵會(huì)影響一點(diǎn)心情之外，很少有人會(huì)想到一座城市表面上“秩序井然”背后的種種艱辛。對(duì)于一座常住人口數(shù)以千萬(wàn)的城市而言，且不論衣食住行的種種開(kāi)銷，單是每天產(chǎn)生的生活垃圾就近乎天文數(shù)字。

生活垃圾處置的傳統(tǒng)方式有衛(wèi)生填埋、生物處理和焚燒處理三大類，但每一類都有著不少的問(wèn)題，長(zhǎng)期以來(lái)就讓各地政府頭疼不已。直到以金隅、中材、海螺等為代表的利用水泥窯處置生活垃圾技術(shù)的出現(xiàn)，這些老大難的問(wèn)題才真正讓人們看到了光明的前景。

以北京市為例，在20世紀(jì)80年代之前，絕少有人想到它30年之后會(huì)擁有超過(guò)2000萬(wàn)的常住人口，每天制造近2萬(wàn)噸的生活垃圾。那時(shí)候，北京每天的生活垃圾基本都是運(yùn)到郊區(qū)的農(nóng)田里做肥料。這種自古以來(lái)的“純天然”生化處理方式無(wú)疑是非常理想的，可是80年代之后，生活垃圾中越來(lái)越多地出現(xiàn)了金屬、塑料、玻璃等不易降解的物質(zhì)，這樣的垃圾已不再適用于農(nóng)田堆肥。面對(duì)新的變化，政府相關(guān)部門(mén)既無(wú)法迅速建設(shè)起適應(yīng)垃圾組分變化的現(xiàn)代化處理設(shè)施，也沒(méi)有相關(guān)的處理規(guī)定，在資金、經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)都嚴(yán)重缺乏的情況下，操作簡(jiǎn)單、成本低廉的填埋處置就成了必然的選擇。

然而，填埋并非一勞永逸。它不僅要消耗大量的寶貴土地，還會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染?，F(xiàn)在城市生活垃圾中的化學(xué)品含量越來(lái)越高，其中的塑料制品上百年都難以降解，而重金屬和垃圾產(chǎn)生的滲瀝液則對(duì)周邊的地下水造成了嚴(yán)重的污染。這些填埋場(chǎng)不僅臭氣熏天，而且潛伏著爆發(fā)瘟疫的危險(xiǎn)，在人人高度重視自身健康和安全的今天，填埋方式顯然已經(jīng)走到了盡頭。

生活垃圾處置的另外兩種傳統(tǒng)方式中，生物處理方式嚴(yán)重依賴?yán)诸?，在?dāng)前國(guó)情下，幾乎沒(méi)有成功的可能。在垃圾量猛增，填埋難以為繼的情況下，焚燒處置就成了唯一可行的選擇。

焚燒法的優(yōu)點(diǎn)是處理量大，減容性好(一般可縮小體積90%)，無(wú)害化徹底，殘?jiān)阅芊€(wěn)定，能最大限度地減少二次污染，并能回收熱能用以取暖或發(fā)電。然而，這項(xiàng)國(guó)際上公認(rèn)的成熟技術(shù)，在中國(guó)卻又遭遇了獨(dú)具特色的“水土不服”。

首先，和其他國(guó)家相比，中國(guó)的生活垃圾是未加任何分類的“混合收集”;其次，由于中國(guó)的餐桌文化，廚余垃圾的比例高達(dá)50%～60%。此外，在賓館、飯店、食堂等地方，每天還要產(chǎn)生巨量的餐廚垃圾，這樣的生活垃圾，水分含量高，熱值卻很低，如果簡(jiǎn)單地套用國(guó)外的技術(shù)和裝備，不僅難以燃燒充分，焚燒煙氣的排放也很難控制。

眾所周知，垃圾中富含氯的塑料制品和金屬在焚燒時(shí)會(huì)產(chǎn)生高致癌物質(zhì)二惡英(PCDD/Fs)。二惡英是無(wú)色無(wú)味的脂溶性物質(zhì)，非常容易在生物體內(nèi)積累，進(jìn)而嚴(yán)重危害人身健康。此外，垃圾焚燒發(fā)電廠的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)成本都很高，這也給一些省市的地方財(cái)政帶來(lái)很大的壓力，在一些中小城市，已經(jīng)出現(xiàn)了垃圾焚燒不規(guī)范操作的情況。這些問(wèn)題進(jìn)一步加深了民眾對(duì)推進(jìn)垃圾焚燒工作的對(duì)立情緒，全國(guó)許多地方都出現(xiàn)了因群眾反焚燒而引發(fā)的群體性事件。由于受到周邊群眾的堅(jiān)決抵制，各地的垃圾焚燒廠建設(shè)都極為困難。

在生活垃圾處置方面，中國(guó)的各級(jí)政府可能是最為無(wú)奈的：一方面要妥善處置每天產(chǎn)生的巨量垃圾，另一方面又要應(yīng)對(duì)日益強(qiáng)烈的民眾訴求——之所以選擇上馬民眾反對(duì)呼聲很大的焚燒，其實(shí)也是嘗試過(guò)許多方法之后的無(wú)奈之舉。

這樣一個(gè)看似“無(wú)解”的困局，卻因?yàn)樗喔G處置生活垃圾技術(shù)的誕生而峰回路轉(zhuǎn)。本來(lái)沒(méi)有任何關(guān)聯(lián)的水泥生產(chǎn)與垃圾處置，因技術(shù)的發(fā)展和時(shí)代的變遷，最終緊密關(guān)聯(lián)到了一起，并且煥發(fā)出勃勃的生機(jī)。

研究表明，垃圾焚燒后的煙氣如果能在850℃以上的高溫環(huán)境中停留超過(guò)2秒鐘，高毒性的二惡英就會(huì)完全分解。焚燒發(fā)電廠在正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，這樣的工況條件是可以達(dá)到的;但是，如果垃圾的含水量過(guò)高，或者生產(chǎn)控制稍有偏差，則會(huì)因?yàn)槿紵郎囟炔蛔愣a(chǎn)生大量二惡英成分。這也正是垃圾焚燒發(fā)電廠周邊民眾所擔(dān)憂的結(jié)果。

然而，對(duì)于水泥窯而言，則完全不存在燃燒不充分的問(wèn)題——它是為制造水泥而設(shè)計(jì)的，其工作溫度在1450℃以上，最高可達(dá)1600℃，高溫?zé)煔庠诟G內(nèi)的滯留時(shí)間更是長(zhǎng)達(dá)8秒鐘左右。在這樣極端高溫的環(huán)境中，包括二惡英在內(nèi)的所有有機(jī)物都會(huì)得到充分的分解，人們所擔(dān)憂的毒性完全不復(fù)存在。

更為可貴的是，水泥窯“大肚能容”，那些焚燒發(fā)電方式難以處置的殘?jiān)梢灾苯舆M(jìn)入熟料的晶體結(jié)構(gòu)，成為有益的成分。簡(jiǎn)單地講，入窯的生活垃圾，要么變?yōu)樯a(chǎn)的燃料，要么則變?yōu)樗嗟脑?，完全沒(méi)有其他的廢物產(chǎn)生。

焚燒發(fā)電只是減少了生活垃圾的數(shù)量，仍有相當(dāng)于總量10%左右的有毒飛灰和殘?jiān)枰ㄟ^(guò)填埋或入水泥窯消解來(lái)進(jìn)一步處置;而水泥窯焚燒生活垃圾的最終產(chǎn)物只有一種，那就是質(zhì)量合格的水泥。

與投資巨大的垃圾焚燒發(fā)電廠相比，每個(gè)城市的周邊都有著若干座既有的水泥廠，只需經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的改造即可用于生活垃圾的處置。這種天然的布局，既可以減少大量基礎(chǔ)設(shè)施的再次投資，又可實(shí)現(xiàn)生活垃圾的完美消解，實(shí)在是利國(guó)利民的大好事。

針對(duì)中國(guó)城市普遍面臨的“垃圾圍城”、“重水輕泥”、“地溝油”、非正規(guī)填埋場(chǎng)治理等等環(huán)境問(wèn)題，北京建材總院固廢資源化利用與節(jié)能建材國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室歷經(jīng)多年，依托國(guó)家“973”、“863”及科技支撐等國(guó)家項(xiàng)目支持，自主研發(fā)出污泥常溫干化、污泥除臭、二惡英源頭控制、固體廢棄物熱解等技術(shù)。利用自主研發(fā)的工藝，城市廢棄物處理實(shí)現(xiàn)了污泥低成本干化、全過(guò)程無(wú)臭生產(chǎn)、固體廢棄物零填埋和近零排放等，徹底消除城市廢棄物所帶來(lái)的大氣、水體、土壤、臭氣等二次污染問(wèn)題，并帶來(lái)良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

早在2007年，北京建材總院就開(kāi)始了利用水泥窯處置焚燒發(fā)電飛灰處置飛灰的研究。作為北京市科委的重大科技項(xiàng)目，總院利用金隅集團(tuán)豐富的內(nèi)部資源，首先在琉璃河水泥廠進(jìn)行中試，技術(shù)成功之后建成了全球第一條每年處理3萬(wàn)噸飛灰的示范性生產(chǎn)線。此后，總院又相繼開(kāi)展了利用水泥窯處置陳腐垃圾、生活垃圾、脫水污泥、污染土的研究并取得成功。

通過(guò)對(duì)填埋場(chǎng)的陳腐垃圾取樣分析，發(fā)現(xiàn)其主要成分是灰土，其中的有機(jī)質(zhì)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)年陳腐后已經(jīng)分解，剩余的只是塑料、金屬、動(dòng)物骨頭和建筑垃圾等。其后，北京建材總院與金隅紅樹(shù)林一起，通過(guò)工業(yè)試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)陳腐垃圾入窯焚燒對(duì)水泥窯窯況影響不大;又通過(guò)“973”項(xiàng)目，進(jìn)行了水泥窯替代原燃料中的重金屬遷移和固化機(jī)理研究，確認(rèn)焚燒垃圾對(duì)最終的水泥成品不會(huì)造成質(zhì)量影響。

通過(guò)“低熱值固廢熱解機(jī)理及水泥窯能源利用技術(shù)”的研究，總院綜合分析國(guó)內(nèi)處置生活垃圾的技術(shù)路線，總結(jié)出了生活垃圾、污泥、餐廚垃圾這三種最能代表高含水、低熱值垃圾的普適規(guī)律，形成了獨(dú)具金隅特色的技術(shù)路線。

北京建材總院城市廢棄物綜合一體化能源再利用技術(shù)，將城市生活垃圾、脫水污泥、餐廚垃圾、礦化垃圾、園林垃圾等城市廢棄物有機(jī)整合，生產(chǎn)出廢棄物衍生燃料，并采用氣化后進(jìn)入水泥窯處理的方式，將城市中所有廢棄物統(tǒng)籌考慮，改變了傳統(tǒng)的將生活垃圾、餐廚垃圾、污泥、園林垃圾分而治之的弊端，實(shí)現(xiàn)了城市廢棄物的零填埋和廢棄物處置的近零排放，實(shí)現(xiàn)了廢棄物資源利用的最大化，節(jié)省了大量的土地資源和固體廢棄物分項(xiàng)處理廠建設(shè)投資。

以生活垃圾處理來(lái)說(shuō)，總院的技術(shù)是首先對(duì)垃圾進(jìn)行預(yù)處理，將其中的有機(jī)、無(wú)機(jī)成分分離，即熱值分離。熱值高的有機(jī)成分做成燃料棒，通過(guò)氣化爐熱解和氣化后入窯，替代部分燃料;無(wú)機(jī)的部分則作為配料燒掉，并最終成為水泥的有效成分。針對(duì)其他同行的氣化技術(shù)投資過(guò)高問(wèn)題，總院進(jìn)行了專門(mén)的技術(shù)改進(jìn)研究，采用固定床的氣化爐，不僅處理量大、適應(yīng)性強(qiáng)、入窯氣體均勻，投資也大大減少。它不僅能處置生活垃圾，還能處置各種有毒有害廢棄物。相關(guān)技術(shù)已經(jīng)在金隅集團(tuán)內(nèi)部的太行前景水泥廠等投入使用，產(chǎn)生了良好的社會(huì)效益。

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展和城鎮(zhèn)化進(jìn)程的深入，我國(guó)的城市污水處理量也在逐年增長(zhǎng)，而污泥的無(wú)害化處置問(wèn)題也更加迫在眉睫。未經(jīng)恰當(dāng)處理處置的污泥進(jìn)入環(huán)境后，直接給水體和大氣帶來(lái)二次污染，不但降低了污水處理系統(tǒng)的有效處理能力，而且對(duì)生態(tài)環(huán)境和人類的活動(dòng)構(gòu)成了嚴(yán)重的威脅。

城市污水廠污泥產(chǎn)生于城市生活污水的生化處理階段，主要來(lái)自于生活污水處理廠的初次和二次沉淀池，是城市生活污水處理時(shí)產(chǎn)生的體積最大、最容易產(chǎn)生二次污染的副產(chǎn)品。處理1000噸城市生活污水，約產(chǎn)生1噸含水率為80%的污泥。污水處理廠的全部建設(shè)費(fèi)用中，用于污泥處理的部分最高可達(dá)到70%。

針對(duì)污泥產(chǎn)生的惡臭氣體，建材總院的“固廢資源化利用與節(jié)能建材國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”也結(jié)合“973”項(xiàng)目及金隅集團(tuán)自有的重點(diǎn)項(xiàng)目進(jìn)行了專門(mén)的研究。結(jié)果表明，污泥中含有大量的惡臭氣體，多達(dá)40余種。總院技術(shù)團(tuán)隊(duì)研發(fā)了一種專門(mén)處置惡臭的物質(zhì)，該物質(zhì)可以與污泥中的致臭基團(tuán)反應(yīng)，將惡臭氣體的臭味消除，“好比大蒜變成了芥末”。他們將此除臭技術(shù)應(yīng)用于北京水泥廠的污泥干化工藝中，即使在烘干處理下，散發(fā)的惡臭也大幅減少，極大改善了處置現(xiàn)場(chǎng)的作業(yè)環(huán)境，研究成果令人振奮。

與國(guó)內(nèi)很多的科研院所不同，總院在產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化方面具備更高的效率和速度。北京建材總院又稱金隅中央研究院，很多項(xiàng)目本身就來(lái)源于集團(tuán)企業(yè)的一線需求，總院的科研成果也是直接應(yīng)用于這些企業(yè)。在成果轉(zhuǎn)化過(guò)程中出現(xiàn)的很多新問(wèn)題，也能非常便利地在集團(tuán)內(nèi)部得到協(xié)調(diào)解決。一個(gè)完整項(xiàng)目所需的科研、生產(chǎn)、推廣等環(huán)節(jié)，在金隅集團(tuán)內(nèi)部可以很容易地形成完整的閉合鏈。多年來(lái)，這種滾動(dòng)發(fā)展的機(jī)制極大地提升了總院的科研效率和成果水平，一系列重大成果很快就轉(zhuǎn)化成了實(shí)際的生產(chǎn)力和競(jìng)爭(zhēng)力。

憑借這種得天獨(dú)厚的優(yōu)勢(shì)，北京建材總院不僅在生活垃圾和污泥處置領(lǐng)域形成了特色的技術(shù)路線，在更具挑戰(zhàn)的有毒有害各種危險(xiǎn)工業(yè)廢棄物的處置方面更是形成了“別無(wú)分店”的獨(dú)家優(yōu)勢(shì)，本刊將在后續(xù)報(bào)道中專門(mén)介紹給讀者。