高長明

一 循環(huán)經(jīng)濟(jì)給水泥混凝土工業(yè)提供了“才盡其用”的契機(jī)

2009年1月1日我國正式實(shí)施《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》，中央政府開始強(qiáng)力推進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的全面發(fā)展，為把我國建設(shè)成一個(gè)節(jié)約資源能源、環(huán)境友好、經(jīng)濟(jì)發(fā)展的人與自然可持續(xù)地和諧發(fā)展的社會而努力。

歷史和現(xiàn)實(shí)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)是深刻甚至慘痛的，在我國各行各業(yè)取得迅猛增長、正在世界上崛起的今天，更要牢記吸取教訓(xùn)。否則，這樣的“崛起”就可能最終被日積月累的瀚海般的“廢棄物”所埋葬，這並非危言聳聽。

水泥混凝土工業(yè)是現(xiàn)代重化工業(yè)體系中的一員，因其產(chǎn)品價(jià)格較低廉，所創(chuàng)造的經(jīng)濟(jì)價(jià)值不大，所以在整個(gè)重化工業(yè)中歷來就處于比較次要的位置。相對于世界發(fā)達(dá)國家，這種情況在我國尤為明顯。加之以“土“著稱的小立窯畸形地在我國大肆發(fā)展了半個(gè)多世紀(jì)，致使在我國近兩三代人的經(jīng)歷和記憶里，大多數(shù)人對水泥工業(yè)的印象是相當(dāng)負(fù)面的，這主要是水泥工業(yè)自身的實(shí)際表現(xiàn)造成的，我們應(yīng)該承認(rèn)這個(gè)事實(shí)。經(jīng)過20多年來的努力改進(jìn)，雖然我國現(xiàn)今水泥工業(yè)的總體形象已大為改觀，花園型水泥廠林立，但仍難免有不少公眾因慣性思維而對水泥混凝土工業(yè)持有側(cè)目與不屑之感。對此我們同樣應(yīng)該深刻反思與理解。

研究分析國內(nèi)外水泥工業(yè)發(fā)展的歷史與經(jīng)驗(yàn)，筆者認(rèn)為，循環(huán)經(jīng)濟(jì)的推廣和深入進(jìn)行，為我國水泥工業(yè)提供了“才盡其用、將功補(bǔ)過”的機(jī)遇，也是我國水泥工業(yè)由重化工型升級提高為綠色環(huán)保型的轉(zhuǎn)機(jī)。

二 水泥混凝土工業(yè)的固有特長及其利廢功能優(yōu)勢

熟料在窯系統(tǒng)內(nèi)的煆燒溫度高達(dá)1500℃, 物料在窯系統(tǒng)中的停留時(shí)間長達(dá)20多分鐘，氣體的停留時(shí)間10秒左右。任何廢棄物中可能含有的無機(jī)或有機(jī)的毒性物質(zhì)，在上述條件下都將徹底分解或熔融而消除干凈，確保環(huán)境安全。

2002年德國科技部、環(huán)保局和工業(yè)部聯(lián)合向世界通報(bào)，該國水泥工業(yè)率先在其整個(gè)重化工業(yè)系統(tǒng)中進(jìn)入了綠色工業(yè)和環(huán)境友好型工業(yè)的行列。實(shí)際上，這也是水泥工業(yè)擔(dān)當(dāng)（協(xié)助）消納處置全社會廢棄物重任的必要條件，“打鐵還須自身硬”嘛?，F(xiàn)今許多發(fā)達(dá)國家的水泥工業(yè)都已達(dá)到這個(gè)條件了。我國位列前10～20名水泥集團(tuán)的大型水泥廠亦然。

根據(jù)現(xiàn)今科技發(fā)展應(yīng)用趨勢的預(yù)測，國內(nèi)外大多數(shù)學(xué)者認(rèn)為，水泥混凝土在今后相當(dāng)長時(shí)期(50～100年)內(nèi),仍是一種難以被替代的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的大宗建筑材料，故其“有效服務(wù)期”很長久。

粘土質(zhì)和石灰質(zhì)的廢棄物水泥工業(yè)可以利用其中的鈣硅鋁鐵等元素用作生產(chǎn)熟料的替代原料，例如電石渣、赤泥、礦渣、爐渣、粉煤灰等。

水泥工業(yè)對各種含有可燃物質(zhì)的廢棄物，用作其替代燃料的適應(yīng)性很強(qiáng)，幾乎涵蓋所有的可燃廢棄物（除核廢料、電子類廢料外），適用范圍很廣闊。

單臺水泥窯的生產(chǎn)能力很大，例如日產(chǎn)熟料4000噸的窯，相當(dāng)于每24小時(shí)喂入窯內(nèi)的生料和煤粉共計(jì)7500噸左右；窯內(nèi)熱力強(qiáng)度很高、熱容量很大，對額外物料可能引起的物流、氣流、溫度、壓力等各種操作參數(shù)波動(dòng)沖擊的承受抵抗能力很強(qiáng)，整個(gè)系統(tǒng)很穩(wěn)定。每天協(xié)同處置數(shù)百噸一般廢棄物對熟料質(zhì)量性能毫無影響，也無礙窯的正常生產(chǎn)。

礦渣、鋼渣、冶煉渣、粉煤灰、燒頁巖、……都可以直接用作水泥混合材，經(jīng)深加工后還能替代部分熟料，潛力可期。

構(gòu)筑物建設(shè)中和拆除后所產(chǎn)生的建筑垃圾與渣土，經(jīng)破碎篩分后能回收得到各種粒級的碎石和砂粒，可用作混凝土的骨料和砂石，循環(huán)利用。

相對于水資源經(jīng)濟(jì)社會生態(tài)復(fù)合系統(tǒng)，水資源子系統(tǒng)自身又涉及供水、用水等多個(gè)子系統(tǒng)，見圖2。其中，通過供水和用水的動(dòng)態(tài)變化，實(shí)現(xiàn)水資源供需平衡是區(qū)域水資源系統(tǒng)的核心，而有效地調(diào)控措施成為連接各部分的重要紐帶。

水泥混凝土的產(chǎn)量和消費(fèi)量很大，在重化工業(yè)中首屈一指，對全社會廢棄物的消納處置循環(huán)利用的能力特強(qiáng)，可謂“胃口”很好又很大，什么都“吃”，還“吃”得不少，正符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)之需。

可利用水泥廠現(xiàn)成的生產(chǎn)裝備協(xié)同處置棄廢物，同時(shí)照樣生產(chǎn)熟料，一舉兩得；除需要增設(shè)若干廢棄物預(yù)處理設(shè)施外，無需象垃圾焚燒（發(fā)電）那樣新建整個(gè)工廠，投資省、占地少、工期短、見效快。更重要的是我國現(xiàn)有垃圾電廠每年產(chǎn)生的數(shù)百萬噸毒性飛灰和爐渣還必須深埋或再處理，既耗費(fèi)資金和土地，又難免二次污染之隱患。

因?yàn)榕加鏊嘣剂现泻羞^多的鉀鈉氯硫等對窯生產(chǎn)操作不利的成分，1990年前后研發(fā)并實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用了水泥窯旁路放風(fēng)技術(shù)。實(shí)際上這種必須放風(fēng)的情況很少，即使在水泥窯協(xié)同處置大量廢棄物的今天，必須采取旁路放風(fēng)措施也不多，全球估計(jì)6%左右，我國還不及1/40。

雖然，我國水泥廠旁路窯灰的數(shù)量只有垃圾電廠飛灰的百分之幾（估計(jì)約3%），其毒性也遠(yuǎn)沒有飛灰那么嚴(yán)重，但其多少具有二次污染之缺陷是存在的，同樣需要消除。值得報(bào)告的是，德國A TEC公司研發(fā)的新型旁路窯灰處置系統(tǒng)，在斯洛伐克國原豪瑞（Holcim）水泥集團(tuán)所屬的Rohoznik水泥廠的一臺日產(chǎn)熟料2300噸的預(yù)分解窯上經(jīng)過長期生產(chǎn)實(shí)踐檢驗(yàn)，2015年10月發(fā)布成果稱，已經(jīng)獲得可以推入市場的滿意結(jié)果。該系統(tǒng)采取并不是很復(fù)雜的技術(shù)裝備，可將旁路窯灰全部轉(zhuǎn)化成初級鉀肥和化工原料氯化鈉,變廢物為有用之物，而且沒有殘?jiān)?。最近?017年3月，另一家德國公司——BHSSONTHOFEN GMBH 宣布，其研發(fā)的集成式全套小型高效洗濾裝置，同樣在Rohoznik廠獲得生產(chǎn)試驗(yàn)成功，可將所有旁路窯灰洗濾后全部返回窯內(nèi)用作水泥生料，沒有殘?jiān)刻煊屑s20噸含氯（堿）的濾液需要處置。因一般單窯旁路窯灰量每天約50～70噸，該洗濾裝置的產(chǎn)能足以滿足現(xiàn)實(shí)需求，所以旁路窯灰問題已接近妥善解決。這樣，對行業(yè)外有些人士特別關(guān)注的所謂“水泥窯旁路窯灰汚染”問題，也有了一個(gè)令人不必?fù)?dān)憂的答復(fù)。

應(yīng)該強(qiáng)調(diào)指出，以上所述內(nèi)容的每一項(xiàng)都是確鑿的亊實(shí)。關(guān)于水泥窯協(xié)同處置城市垃圾時(shí)的二惡英排放問題，業(yè)內(nèi)外曾經(jīng)有過疑慮和研討，這很正?！，F(xiàn)今國內(nèi)已有近40臺水泥窯燒垃圾長期生產(chǎn)的實(shí)測數(shù)據(jù)足以打消這種疑慮。去年國家技術(shù)政策已明確支持水泥窯協(xié)同處置廢棄物這項(xiàng)技術(shù)的推廣應(yīng)用，現(xiàn)已進(jìn)入正常發(fā)展的軌道，只是政府有關(guān)政策的配套措施尚待具體落實(shí)。

關(guān)于二惡英排放問題，這里有一段不大不小的插曲頗值玩味。2015年5月曾有一位行業(yè)外專家在媒體上發(fā)表了一串某水泥廠提供的二惡英排放“實(shí)測數(shù)據(jù)”，當(dāng)時(shí)本人立即問詢其數(shù)據(jù)的具體出處何在？所謂的某廠是那一家水泥廠？回答是“須保密，現(xiàn)在不能說，以后會公布的”。但至今仍未見其公布出處，我們始終還在等待著！不料這位專家最近又在媒體上“假設(shè)推算”這種二惡英數(shù)據(jù)，好象已經(jīng)忘記了還有“公布其出處”這筆欠賬尚未還清的亊實(shí)。所以，看來本人也不能再繼續(xù)等待和沉默了。無疑,各種主張和看法完全有權(quán)利表述,我們歡迎并尊重不同的或者反對的意見,愿意相互學(xué)習(xí)探討,但是都應(yīng)該以實(shí)際事實(shí)為依據(jù)吧？

三 水泥混凝土工業(yè)是全社會循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的重要成員

我國水泥混凝土工業(yè)在全社會循環(huán)經(jīng)濟(jì)中的表現(xiàn)如何，做得怎樣，發(fā)展前景和潛力有多大？筆者搜集整理了2016年水泥混凝土工業(yè)利用消納各種廢棄物，有六大類，共計(jì)11.67億噸，資源化利用率（消納率）20%；礦渣、鋼渣的消納率達(dá)67%，粉煤灰74%，脫硫石膏60%，燃煤爐渣28%，對這些廢棄物的消納率都比較高，如果需要都還有提高的潛力；但對建筑垃圾和生活垃圾的消納率太低，與其處置能力很不相稱，亟須政府技術(shù)政策的大力引導(dǎo)促進(jìn)，詳見表1。

表1 2016年水泥混凝土工業(yè)利用消納的各種廢棄物概況（億噸）

1 工業(yè)固廢——全國產(chǎn)生量共計(jì)11.03億噸。其中礦渣（含少量鋼渣）5.86億噸中的3.9億噸，大部分被用作水泥混合材，少量用作混凝土摻合料.消納率67%；其他類1.36億噸中的鐵粉、電石渣、赤泥等0.6億噸被用作水泥原料，消納率39%；有色金屬冶煉廢渣的利用尚在研發(fā)中，消納率幾乎為0；工業(yè)固廢的總消納率41%。

2 熱電廠粉煤灰——全國總產(chǎn)出6.08億噸。其中的4.5億噸被用作水泥混合材，消納率74%。以后將粉煤灰深加工后還能替代水泥中的部分熟料，其潛力尚在研發(fā)中；同樣，礦渣亦然。

3 燃煤爐渣——全國總產(chǎn)出量2.96億噸。其中有0.82億噸被用作水泥原料，消納率28%，還有增長潛力。

4 工業(yè)（脫硫）副產(chǎn)石膏——全國總產(chǎn)出0.85億噸，其中有0.5億噸被用作水泥緩凝劑，消納率60%，還有增加潛力。

5 建筑垃圾——全國產(chǎn)出量35.5億噸，其中15.5億噸塊狀廢棄物中，只有1.32億噸被破碎篩分后用作混凝土骨料或砂粒，消納率極低，僅8.5%，與發(fā)達(dá)國家的70～90%相比,差距很大?，F(xiàn)今有些企業(yè)對建筑垃圾資源化利用的意愿很積極，亟待政府政策促進(jìn),應(yīng)大力補(bǔ)齊這一短板。另外20億噸渣土的處置也應(yīng)提到議事日程，不宜拖延。

6 城鎮(zhèn)生活垃圾——全國產(chǎn)出量1.86億噸，其中有近6000萬噸（32%）用于焚燒發(fā)電。水泥窯用作替代燃料的不到400萬噸（小于2%），參考發(fā)達(dá)國家水泥工業(yè)的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在全國水泥行業(yè)按總熱量計(jì)的燃料替代率達(dá)到60～70%時(shí)，必須對高中低不同熱值的廢棄物并舉，盡量開拓高中熱值廢料的采用笵圍和比例，過多依賴低熱值廢棄物對水泥企業(yè)本身是不經(jīng)濟(jì)的，不可取。筆者預(yù)測我國水窯燒這種低熱值生活垃圾達(dá)到經(jīng)濟(jì)平衡高位時(shí)，為每年2500萬噸左右，相當(dāng)于2016年城鎮(zhèn)生活垃圾總量的13%，現(xiàn)今實(shí)際上僅為1.8%，所以還有很大的發(fā)展空間。需要說明的是，水泥行業(yè)永遠(yuǎn)不會、也不需要與垃圾發(fā)電行業(yè)“爭搶”垃圾，垃圾發(fā)電是消納垃圾的絕對大戶，水泥行業(yè)只是適當(dāng)?shù)仄鹨恍┹o助作用，這是社會資源科學(xué)配置和經(jīng)濟(jì)合理的行業(yè)分工所決定的。

除上述六大類外，水泥工業(yè)同樣具有消納處理許多其他廢棄物的功能與優(yōu)勢，例如：廢輪胎、石油焦、動(dòng)物骨肉、油墨、化工溶劑、廢機(jī)油、秸稈、養(yǎng)殖場廢物、污染土、過期農(nóng)藥、違規(guī)飲食品、廢舊服裝、皮革邊角殘?jiān)?、林牧漁業(yè)廢料、廢油添塗料、查沒毒品走私品；等等。其中有些可用作高熱值的替代燃料，有些可用作低碳的替代原料，或兩者兼而有之。這些正是水泥企業(yè)應(yīng)大力拓展的范疇，現(xiàn)今我國業(yè)界對此的認(rèn)識尚須普及，主動(dòng)搜索、研發(fā)的積極性有待提高。

對于需要臨時(shí)性、批量處理消納的各種廢棄物，水泥廠的應(yīng)變能力很強(qiáng)，利用已有的生產(chǎn)裝備系統(tǒng)，只要添加少量的簡單裝置即可進(jìn)行處置，特別在設(shè)有熱盤爐燒廢的水泥廠更甚，幾乎無需添加設(shè)備就可馬上開工，很快就可完成任務(wù)，而且還能適應(yīng)各種反復(fù)多變的廢棄物。這也是一些歐洲國家的水泥企業(yè)值得我國同行的學(xué)習(xí)之處。

金隅集團(tuán)的北京昌平水泥廠已獲得焚燒20多種危廢的許可證。雖然以后燒危廢的水泥廠不會象燒垃圾的那么普遍，但是昌平廠所開拓并長期生產(chǎn)實(shí)踐積累的經(jīng)驗(yàn)是很寶貴，是對水泥工業(yè)利廢功能的重要補(bǔ)缺，十分必要，為今后利廢范疇的進(jìn)一步拓展奠定了基礎(chǔ)，做出了貢獻(xiàn)。

綜上所述可以看出，水泥混凝土工業(yè)在全社會循環(huán)經(jīng)濟(jì)體系中、在保障生態(tài)環(huán)境安全和經(jīng)濟(jì)合理的前提下，可以有效地資源化利用大量的各種廢棄物。消納率除建筑垃圾和生活垃圾亟待大幅提高外，其他的都較高（～30%）或很高（～70%），而且在數(shù)量和種類上都還頗具發(fā)展?jié)摿Γ@是其他重化工產(chǎn)業(yè)所望塵莫及的，成效顯著，不愧是循環(huán)經(jīng)濟(jì)的得力干將、重要成員。

必須指出，在全社會循環(huán)經(jīng)濟(jì)、各行業(yè)相互協(xié)作系統(tǒng)中，必須強(qiáng)調(diào)和堅(jiān)持“誰產(chǎn)出廢棄物，誰負(fù)責(zé)清除”的原則。有人認(rèn)為，水泥混凝土工業(yè)“本亊”很大，理應(yīng)接收我的廢棄物，發(fā)揮你的利用功能。亊實(shí)上絕非如此，水泥混凝土工業(yè)根本就沒有這么大“本事”，也不是其他行業(yè)的“垃圾桶”，更沒有這樣的社會責(zé)任和義務(wù)。還有人抱怨，洽談處置垃圾焚燒飛灰時(shí)水泥廠漫天要價(jià)，是乘機(jī)“拿一手”，攫取暴利。殊不知，琉璃河水泥廠處置飛灰，北京市政府的利廢補(bǔ)貼是噸飛灰1500元。因?yàn)轱w灰必須先經(jīng)過反復(fù)洗滌過濾，清除其中毒性成分后才能用作替代原料，進(jìn)入水泥窯系統(tǒng)；而這套洗濾裝置水泥廠是沒有的，須增建整個(gè)洗濾車間及其儲運(yùn)設(shè)施，投資不少，占地不小，成本很高。當(dāng)然，垃圾焚燒企業(yè)和水泥企業(yè)這樣一對一地處置飛灰是很不經(jīng)濟(jì)的，并不可行，雙輸。建議幾家垃圾焚燒企業(yè)聯(lián)合，選擇適當(dāng)?shù)胤焦步ㄒ粋€(gè)飛灰洗滌站，將除毒洗凈的飛灰送到水泥廠就可直接用作替代原料，大家都能降低成本，多贏。

水泥混凝土工業(yè)雖然在循環(huán)經(jīng)濟(jì)系統(tǒng)中發(fā)揮了較大功能，取得較明顯成效，今后更要再接再厲，開拓進(jìn)取，與各行業(yè)密切協(xié)作，為全社會循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展與提升做出應(yīng)有的更大的貢獻(xiàn)。