2021-4-10 | 环境污染论文
一、国内外生态水泥发展状况
1、国外生态水泥发展状况
上世纪末，瑞士建立了世界上首家生态水泥生产厂，该厂具有一套较为完备的利用、处置废弃物的设备和环境管理系统，开创了生态水泥行业的先河，具有划时代的意义。日本在发展生态水泥行业方面一直都是走在世界的前列，日本从上世纪九十年代开始就提出了生态水泥的概念，不断地进行试验研究。到2001年，日本的太平洋水泥公司研制出一种利用垃圾灰作为原材料生产生态水泥的新技术，该技术在投入使用后取得了良好的效果。生产水泥的原料是城市垃圾焚烧灰和城市污泥等为主要原料，原料中60%为废弃物，其中城市垃圾焚烧灰占20%~30%，生产出高强度水泥，从而把废弃物变成了一种有用的建筑材料。这种水泥的烧成燃料用量与CO2排放量都比生产普通水泥少得多,对保护生态环境、维护环境协调具有重要意义。年产量可达11万t。最新资料显示，日本太平洋水泥公司生产1t生态水泥需城市垃圾0.5t、城市污泥0.3t、用来调整化学成分的天然原料0.3t；经过生料制备、煅烧，得到熟料0.85t，最后在粉磨工序掺加脱硫石膏0.15t，即成生态水泥。该公司的产品有两种：一种是清除了氯成分的普通型生态水泥，另一种是含氯的快速硬化型生态水泥，二者均可用作建造房屋、道路、桥梁和改良土壤的材料，该项技术已具有世界领先水平。生态水泥制成的砌块等制品是二氧化碳的中和物，当这种砌块与有机废料纤维相结合时，还是二氧化碳的吸收物。日本于2009年11月，制订了世界上第一部生态水泥标准（JISR5214:2009）。法国拉法基（Lafarge）公司作为水泥产量位居世界第一位的跨国公司，对生态水泥技术从上世纪70年代末就开展可燃固体废弃物代替天然燃料资源的研究工作。经过30余年的研究和发展，目前可燃废弃物替代自然矿物质燃料的替代率已经达到50%左右。拉法基公司在2010年节约300万t矿物质燃料，降低燃料成本达34%，收回了约500万t的废料，减少了600万tCO2气体的排放。2011年，集团制定了世界各洲所属企业不同的替代率指标：北美26%以上；欧洲49%以上；亚洲，在泰国、马来西亚、菲律宾等国的企业要逐渐开展这项技术的应用。世界水泥工业逐步从传统资源消耗型产业向着生态环境友好型产业转变。
2、国内生态水泥发展状况
（1）我国固体废物的排放和处理利用状况
根据国家环保部统计年报，2010年，全国工业固体废物产生量为240944万t，比上年增加18.1%；排放量为498万t，比上年减少30.0%；全国危险废物产生量为1587万t，比上年增加11.0%。工业固体废物综合利用量161772万t，比上年增加16.9%；工业固体废物贮存量23918万t，比上年增加14.5%。其中危险废物贮存量166万t，比上年减少24.2%；工业固体废物处置量57264万t，比上年增加20.5%，其中危险废物处置量513万t，比上年增加19.9%。全国城市垃圾的产生量为35200万t，且每年以9%的速度递增。这些数量庞大的固体废物严重污染着城市及城市周边的生态环境。由此可见，我国固体废物处置还任重而道远。这些废弃物若不能得到很好的处置和利用，将会对人类生存的环境产生巨大的影响，并且对宝贵的自然资源无疑是一个巨大的浪费。
（2）生态水泥发展状况
1953年上海水泥厂成为首家成功试用电厂粉煤灰生产水泥的厂家，现今国内外绝大多数的粉煤灰、矿渣和硫铁渣等废弃物都是由水泥工业利用的。2012年我国水泥产量达到了22.1亿t，所需原料中有1/5是来自各种废弃物，水泥工业无疑是利废大户。随着水泥技术的不断发展,作为水泥代用原燃料的范围越来越大。上海金山水泥厂成功地利用水泥窑焚烧危险废物，已取得了很好的效果；同济大学和上海建材集团合作已在下属几个水泥厂成功地进行了利用城市污泥等废弃物煅烧水泥熟料，北京水泥厂利用水泥窑焚烧处置有毒、有害废弃物也已取得了很好的效果。华润集团越堡水泥有限公司的污泥处置项目，具有日处理60t城市污泥的能力。该项目利用水泥窑余热烘干污泥，各种检测表明烟气排放达标，没有二次污染产生。污泥干化后作为替代燃料和脱硝材料使用,每年可节约标准煤1.36万t，减少CO2排放3.4万t，避免污泥填埋而减少甲烷排放5000t。
二、生态水泥的发展趋势
以消耗大量的自然资源（石灰石、煤炭）为代价发展水泥的传统发展模式已经不能符合现代社会环保理念的要求，必须代之以资源节约、环境污染低、质量效益高、科技先导型的可持续发展的生态环境建材工业模式。生态水泥可持续发展模式的关键在于它与环境保护相结合，形成一种新的发展理念，在生态水泥产业发展的过程中将环保问题一并解决，而不是事后再解决，必须“发展与环保并举”，这是生态水泥与传统水泥最大的区别。当前，国际上生态水泥发展呈现多功能化、复合化、多样化的趋势。现在，建筑行业提出了生态建筑的理念，生态建筑主要的内容之一就是要求建筑材料的功能多样化，因此只具有单一功能的建筑材料正在逐渐被现代建筑行业所淘汰。通过采用当今社会先进的建材复合技术，开发传统建筑材料潜在的功能，可以实现建筑材料的多功能化。通过科技创新，优化资源配置，不断开发产品的新品种，从而满足不同建筑的需要。传统水泥只是单纯的一种建筑材料，配制的传统混凝土难以回收和难以再生循环利用，具有较差的生态环境协调性。所以应大力发展生态水泥，利用环境协调性好的生态水泥来取代大部分的传统水泥，逐步改善其环境协调性，使其生态化，从而保护和改善人类生存的环境。循环经济本质上是一种生态经济，是相对于传统的线性经济而言的。旨在建立一种以物质循环流动为特征的经济，从而实现可持续发展所要求的环境与经济，实现经济增长的战略目标。大力发展生态水泥就是希望能够达到这样的目标，就是要建立以科技先导、资源节约、污染最低、质量效益好的生态水泥工业模式。生态水泥工业发展的核心在于，它把保护环境作为自身的内在要素，纳入其发展过程之中，而不是留给社会承担或留给专门的环境部门去处理，这是与传统水泥发展模式的显著区别。因此，可以这样定论，发展生态水泥是实施可持续发展战略的重要组成部分，是发展循环经济的必由之路。
三、存在的问题与发展的保障措施
1、存在的问题
现在我国虽然出台了GB50634-2010《水泥窑协同处置工业废物设计规范》国家标准，但是，我国生态水泥的研究和生产尚处于起步阶段，废弃物利用范围还很窄，参与协同处置的水泥企业相对很少。根据中国水泥协会统计，2012年年底我国新型干法水泥生产线已达到1582条，但真正参与协同处置的新型干法水泥生产线不到40条，发展速度缓慢，废弃物替代率也非常低，2010年城市污泥替代率仅为4%，城市垃圾替代率在0.1%以下。政策不完善制约了生态水泥的发展，对处理废弃物企业的优惠政策还不完善，国家也没有制定出生态水泥标准。我国利用水泥工业协同处置废弃物的社会地位还不明确，对于有效利用资源与能源以及加强环境保护的重要性没有从根本上得到重视。目前，我国废弃物的减量化、无害化、稳定化、资源化程度仍然较低，也缺少正规的废弃物收集与预处理机构。然而，全国很多地方都还在建设垃圾焚烧发电厂，这种做法与国际上发达国家垃圾处置方式相悖。
2、保障措施
水泥工业使用替代原燃料处置废弃物，回收废弃物中的能量和物质，符合废弃物管理模式。新型干法水泥窑的生产工艺特点决定其技术优势，为此，笔者提出以下保障措施：
（1）在废弃物处置专项规划中明确水泥工业处置废弃物的功能。给予新型干法水泥企业处置废弃物一个合法地位，鼓励水泥企业积极参与这项工作。
（2）要保证水泥工业发挥处置废弃物功能，还要有完善的废弃物收集与预处理机构的产业链建设。
（3）政府应采取相应的经济激励政策。在税收方面给予优惠，减少或免征水泥企业增值税费等。
（4）应坚持“谁产生废弃物，谁承担相应的社会经济责任”的原则。确定每吨固体废物的处置收费标准，产生废弃物的工矿、企事业单位依据此标准付费，承担废弃物的处置费用，利用经济杠杆使产生废弃物的企业有积极性将废弃物交给水泥企业处置，以保证水泥企业处置废弃物工作的正常运转。
（5）遏制随意倾倒垃圾和丢弃废弃物的社会现象。通过法规明确废弃物产生者的社会经济责任，并建立和实施强制性的收费制度，禁止分散填埋、分散焚烧和随意丢弃行为的发生，加大惩治力度。
（6）加强全民环保法规意识的宣传教育。这是最需要从源头上夯实的基础，可以起到事半功倍的作用。例如：可燃垃圾与不可燃垃圾的分类，就是一项需要全民自觉参与的事情。通过报纸、广播、电视和其它宣传媒体进行宣传，提高全民环保法规和保护环境意识，使每一个公民都能够自觉地从自我做起。
（7）水泥工业处置废弃物是一个系统工程，它涉及到废弃物的分类、收集、运输、储存、预处理、最终处置等主要环节，而每一个环节的实施不但要有一个行之有效的模式，而且还要有流畅的衔接。政府应该加强管理，指引、监督和协调水泥企业开展处置废弃物这项工作。有意识、有目的地发展生态水泥，实现资源的再利用，还需要政府、企业、科研单位和公众的共同努力，才会使水泥工业在利用生态水泥模式发展循环经济方面的功能进一步体现。
四、结束语
水泥工业在生产合格产品的同时，利用和处置废弃物，避免二次污染，是产品质量和环保指标双达标、技术和经济均合理的有效途径。水泥工业发展生态水泥，既可以提取废弃物中的热量,又可以使废弃物无害化，减少水泥工业对天然矿物源燃料的消耗，减轻全社会的环境负荷，是建设资源节约型、环境友好型社会的必然选择，国内外均有成功的经验可以借鉴。发展生态水泥是水泥工业可持续发展的必然趋势，是实施循环经济的重要组成部分，是废弃物无害化、资源化的一条崭新途径。
作者：王焕顺 矫学成 单位：大连市环境科学设计研究院