污染場地水泥窯協(xié)同處置技術

技術名稱技術名稱：水泥窯協(xié)同處置，英文名稱：應用限制條件：不宜用于汞、砷、鉛等重金屬污染較重的土壤；由于水泥生產(chǎn)對進料中氯、硫等元素的含量有限值要求，在使用該技術時需慎重確定污染土的添加量。技術介紹原理：利用水泥回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的高溫、氣體長時間停留、熱容量大、熱穩(wěn)定性好、堿性環(huán)境無廢渣排放等特點在生產(chǎn)水泥熟料的同時焚燒固化處理污染土壤有機物污染土壤從窯尾煙氣室進入水泥回轉(zhuǎn)窯窯內(nèi)氣相溫度最高可達80℃物溫度約為10℃，在水泥窯的高溫條件下，污染土壤中的有機污染物轉(zhuǎn)化為無機化合物，高溫氣流與高細度、性物質(zhì)的排放使得硫和氯等轉(zhuǎn)化成無機鹽類固定下來重金屬污染土壤從生料配料系統(tǒng)進入水泥窯，使重金屬固定在水泥熟料中。1..2系統(tǒng)成和主要設備水泥窯協(xié)同處置包括污染土壤貯存預處理投加焚燒和尾氣處理等過程在原有的水泥生產(chǎn)線基礎上需要對投料口進行改造還需要必要的投料裝置、預處理設施、符合要求的貯存設施和實驗室分析能力。水泥窯協(xié)同處置主要由土壤預處理系統(tǒng)上料系統(tǒng)水泥回轉(zhuǎn)窯及配套系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)組成。土壤預處理系統(tǒng)在密閉環(huán)境內(nèi)進行，主要包括密閉貯存設施（如充氣大棚，篩分設施（篩分機尾氣處理系（如活性炭吸附系統(tǒng)等預處系統(tǒng)產(chǎn)生的尾氣經(jīng)過尾氣處理系程處于密閉環(huán)境中避免上料過程中污染物和粉塵散發(fā)到空氣中造成二次污染水泥回轉(zhuǎn)窯及配套系統(tǒng)主要包括預熱器、回轉(zhuǎn)式水泥窯、窯尾高溫風機、三次風管、回轉(zhuǎn)窯燃燒器、氧化物二氧化碳水分溫度在線監(jiān)測以及水泥窯尾氣和水泥熟料的定期監(jiān)測保證污染土壤處理的效果和生產(chǎn)安全。影響水泥窯協(xié)同處置效果的關鍵技術參數(shù)包括水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)配置污染土壤中堿性物質(zhì)含量重金屬污染物的初始濃度氯元素和氟元素含量硫元素含量污染土壤添加。（1）水泥回轉(zhuǎn)窯系統(tǒng)配置：采用配備完善的煙氣處理系統(tǒng)和煙氣在線監(jiān)測設備的新型干法回轉(zhuǎn)窯，單線設計熟料生產(chǎn)規(guī)模不宜小于噸/天。a2O含量會使水泥生產(chǎn)過程中中間產(chǎn)品及最終產(chǎn)品的堿當量高影響水泥品質(zhì)因此，在開始水泥窯協(xié)同處置前，應根據(jù)污染土壤中的含量確定污染土壤的添加量。（3）重金屬污染物初始濃度：入窯配料中重金屬污染物的濃度應滿足《水泥窯協(xié)同處置固體廢物環(huán)境保護技術規(guī)范（62）的要。（4）污染土壤中的氯元素和氟元素含量：應根據(jù)水泥回轉(zhuǎn)窯工藝特點，控制隨物料入窯的氯和氟投加量以保證水泥回轉(zhuǎn)窯的正常生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量符合國家標準入窯物料中氟元素含量不應大于（5）污染土壤中硫元素含量：水泥窯協(xié)同處置過程中，應控制污染土壤中的硫元素含量，配料后的物料中硫化物硫與有機硫總含量不應大于的全硫與配料系統(tǒng)投加的硫酸鹽硫總投加量不應大于（6）污染土壤添加量：應根據(jù)污染土壤中的堿性物質(zhì)含量、重金屬含量、氯、氟、硫元素含量及污染土壤的含水率，綜合確定污染土壤的投加量。在利用水泥窯協(xié)同處置污染土壤前應對污染土壤及土壤中污染物質(zhì)進行分析以確定污染土壤的投加點及投加量。污染土壤分析指標包括污染土壤的含水率、燒失量、成分等，（1）將挖掘后的污染土壤在密閉環(huán)境下進行預處理（去除掉磚頭、水泥塊等影響工業(yè)窯爐工況的大顆粒物質(zhì)（2）對污染土壤進行檢測，確定污染土壤的成分及污染物含量，計算污染土壤的添加量（3污染壤用專門的運輸車轉(zhuǎn)運到喂料斗為避免卸料時揚塵造成的二次污染卸料區(qū)密封（4計量后的污染土壤經(jīng)提升機由管道進入喂料點送入窯尾煙室高溫段處置（5期監(jiān)測水泥回轉(zhuǎn)窯煙氣排放口污染物濃度及水泥熟料中污染物含量。因水泥窯協(xié)同處置是在水泥生產(chǎn)過程中進行的協(xié)同處置不能影響水泥廠正常生產(chǎn)不能影響水泥產(chǎn)品質(zhì)量不能對生產(chǎn)設備造成損壞因此水泥窯協(xié)同處置污染土壤過程中除了需按照新型干法回轉(zhuǎn)窯的正常運行維護要求進行運行維護外為了掌握污染土壤的處置效果及對水泥品質(zhì)的影響還需定期對水泥回轉(zhuǎn)窯排放的尾氣和水泥熟料中特征污染物進行監(jiān)測，并根據(jù)監(jiān)測結(jié)果采取應對措施。水泥窯協(xié)同處置技術的處理周期與水泥生產(chǎn)線的生產(chǎn)能力及污染土壤投加量相關而污染土壤投加量又與土壤中污染物特性污染程度土壤特性等有關一般通過計算確定污染土壤的添加量和處理周期，添加量一般低于水泥熟料量的水泥窯協(xié)同處置污染土壤在國內(nèi)的工程應用成本為水泥窯是發(fā)達國家焚燒處理工業(yè)危險廢物的重要設施已得到了廣泛應用即使難降解的有機廢物（包括術上水泥窯協(xié)同處置完全可以用于污染土壤的處理但由于國外其它污染土壤修復技術發(fā)展較成熟綜合社會環(huán)境經(jīng)濟等多方面考慮在國外水泥窯協(xié)同處置技術在污染土壤處理方面應用相對較少。下表列出的是國外水泥窯協(xié)同處置技術在污染土壤修復方面的應用情況。表5-1序號 場地名稱 目標污染物1 美國德克薩斯州拉雷多市某土壤修復工程

2 澳大利亞酸化土壤修復 多種有機污染物及重金屬等3 美國and

4 德國海德爾堡某場地修復 5 斯里蘭卡錫蘭電力局土壤修復工程 水泥窯協(xié)同處置常用于處置各種固體廢物（如毒鼠強等劇毒農(nóng)藥、合格產(chǎn)品（如含三聚氰胺奶粉偽劣日化產(chǎn)品等以及事故污染土壤等水泥窯協(xié)同處置技術受污染土壤性質(zhì)及污染物性質(zhì)影響較少而且我國是水泥生產(chǎn)和消費大國水泥廠數(shù)量多分布廣因此，目前在國內(nèi)水泥窯協(xié)同處置越來越多應用于污染土壤的處理，特別是重度污染土壤的處理。我國水泥窯協(xié)同處置污染土壤的應用始于20年某地修建地鐵時發(fā)現(xiàn)含六六六滴污染土壤的實踐。（1）工程背景：某地鐵線路規(guī)劃途經(jīng)某地原化工區(qū)，建設過程中開展的場地調(diào)查與風險評估發(fā)現(xiàn)存在多環(huán)芳烴污染土壤為滿足項目施工進度的要求污染土壤采用異位處理至修復目標萘50g/kg苯并(a蒽0.g/kg苯并b熒蒽05g/kg苯(a芘0.2g/kg，蒽大多在濃度為蒽（4）技術選擇依據(jù)：考慮到污染物多環(huán)芳烴半揮發(fā)性、難被生物降解特性、以及污染物濃度較高特點同時考慮到污染場地再開發(fā)建設項目急迫對場地污染修復時間短的需求，最終選定水泥窯協(xié)同處置技術。5-1圖5-1具體為1污染土壤進場后暫存的過程中防止對環(huán)境的污染2在密閉設施內(nèi)對土壤進行篩分預處理密閉設施配備尾氣凈化設備保證篩分過程中產(chǎn)生的廢氣能達到排放標準；3）篩分后的土壤運至污染土卸料點，卸料點由密閉輸送裝置連接至窯尾煙室，卸料區(qū)設置防塵簾等密閉措施；4）污染土經(jīng)板式喂料機進入皮帶秤計量，計量后的土壤經(jīng)提升機提升后由密閉輸送裝置進入喂料點，送入窯尾煙室高溫段焚燒；5）污染土壤中的有機物經(jīng)過水泥窯高溫煅燒徹底分解實現(xiàn)污染土壤的無害化處置土壤則直接轉(zhuǎn)化為水泥熟料，尾氣達標排放，整個過程無廢渣排出。根據(jù)污染土壤中污染物的性質(zhì)以及土壤元素組成，本項目污染土壤按照4%的添加量進行添加，每天處理污染土壤約水泥窯協(xié)同處置的設備主要由上料系統(tǒng)水泥回轉(zhuǎn)窯及配套系統(tǒng)組成上料系統(tǒng)主要由存料斗板式喂料機皮帶計量秤提升機等組成水泥回轉(zhuǎn)窯及配套系統(tǒng)主要由五級旋風預熱器帶預熱爐型、新型回轉(zhuǎn)式水泥窯、窯尾高溫風機、三次風管、回轉(zhuǎn)