水泥窑协同处置危险废物全过程及安全管理浅析

摘要：利用水泥窑协同处置危险废物技术，是目前国内普遍认可的最直接、最环保、最高效的处置方式之一。因危险废物具有独特的危害特性，本文将结合水泥窑协同处置危险废物实际运行情况，对各环节均存在的安全风险进行分析，提出生产运营过程中的注意事项和防范措施，以确保协同处置全过程安全管理受控。

鉴于危险废物的特殊危害性，在世界范围内开展了较为广泛的针对危险废物的产生及处置的研究，我国为加快“无废城市”的建设，对危险废物的关注与管理投入也有了大幅度的提升。根据危险废物实际产生量，2020年我国危险废物年增长率预计可达到12.0%，对应危险废物产量可达到7 620万吨。

为进一步加快“无废城市”建设的进程，国务院办公厅专门印发了《“无废城市”建设试点工作方案》，要求持续推进固体废物源头减量和资源化利用，最大限度减少填埋量，将固体废物环境影响降至最低的城市发展模式，因此，对危险废物的规范化管理和处置的全面安全管控面临着巨大的挑战。在建材工业向绿色功能产业转变的过程中，水泥窑协同处置危险废物作为一种新兴的危险废物无害化处置方式，得到国家政策的大力鼓励和支持。

随着水泥窑协同处置项目在全国各地的不断实施，加上危险废物本身具有易燃性、反应性和腐蚀性等特点，水泥窑协同处置过程中的安全管理形势也日趋严峻。

1 水泥窑协同处置危险废物技术

水泥窑协同处置技术，是根据所处置危险废物的物理形态、包装方式、化学特性等制定针对性的处置方案，分别从生料磨、分解炉及窑门罩等位置进行投加，在进行熟料或水泥生产的同时，实现对危险废物的无害化处置过程。

新型干法水泥窑协同处置危险废物具有焚烧温度高、停留时间长、焚烧状态稳定、良好的湍流、碱性的环境气氛、没有废渣排出、固化重金属离子、全负压系统等诸多技术优势。为充分利用水泥窑协同处置危险废物的特点，需对危险废物的全过程管理进行全面管控，而安全管理同时贯穿于危险废物处置的全过程中。图1为水泥窑协同处置危险废物全过程。

2 危险废物处置全过程

2.1 危险废物准入

根据《水泥窑协同处置固体废物污染控制标准》（GB 30485—2013）以及《水泥窑协同处置固体废物环境保护技术规范》（HJ 662—2013）要求，危险废物的协同处置应确保环保达标排放，同时入窑物料应确保理化性质稳定，不应影响窑运行工况和水泥产品质量。

危险废物的源头控制和第一手信息掌握，对后续的转运及处置等环节的安全管理起着至关重要的作用。根据《工业固体废物采样制样技术规范》（HJ/T 20—1998），在产废单位采样时可按照现场实际情况采取简单随机采样法、系统采样法、分层采样法、两段采样法以及权威采样法5种方法，以确保所取危废样品具有代表性，同时需对产废工艺、物料状态、库存量、存放位置及取样日期等信息做好记录。

危险废物样品进入实验室后，由实验室安排专人进行样品接收并安排检测项目。根据《水泥窑协同处置固体废物技术规范》（GB 20760—2014）要求，分析指标可分为理化性质、重金属以及安全性指标，其中理化性质包括：含水率、热值、pH、F-、Cl-、SO3、CaO、SiO2、Fe2O3、Al2O3、MgO等；重金属包括：砷（As）、铅（Pb）、铬（Cr）、镉（Cd）、铜（Cu）、镍（Ni）、锌（Zn）、锰（Mn）、汞（Hg）等；安全性指标包括：闪点、相容性、腐蚀性等。通过对样品检测数据的分析，对于符合水泥窑协同处置技术要求的予以准入。

2.2 合同签订及收集转运

危废样品经检测准入后，水泥窑协同处置企业即可与产废单位签订危险废物处置合同，可根据合同约定的危废类别、价格和时间等信息开展转运处置。根据《危险废物转移联单管理办法》，从危险废物的出厂、运输到贮存处置均需执行联单制度。随着信息化技术的不断发展，全国大部分地区均已实现电子联单模式，其依托的是集实时监控、业务流转、数据共享、预测预警的一体化、全过程动态监管平台。

2.3 危险废物的接收贮存

危险废物转运回协同处置企业后，须在第一时间对进厂废物进行理化性质验收，验收内容应包括：危险废物标签、重量、包装方式、物理状态、pH值以及有害成分的化学分析结果等。验收的目的是确认进厂废物与转移联单信息的一致性，同时为科学、安全处置提供基础保障。

经验收通过的危险废物，根据其类别、包装方式和危险特性等信息进行分区贮存并树立标识牌，同时做好危险废物的出入库记录。

2.4 危险废物的协同处置工艺

利用水泥窑协同处置危险废物根据不同投加位置，一般可分为5套处置工艺。

2.4.1 无机废物处置系统

对于非挥发性、含水率低于40%、有机质含量低于0.5%、二噁英含量小于10 ng TEQ/kg，以及其他特征有机物含量低于常规水泥生料中相应的有机物含量的废物，如市政污泥、废水处理污泥类，可通过计量和皮带输送至生料配料系统，最终进入水泥窑资源化利用处置。

2.4.2 液态废物处置系统

对于浊度较低、流动性良好的液态类废物，如HW06废有机溶剂、HW09油水混合物等，在确保不发生化学反应和安全可控的情况下，可根据高低热值搭配、酸碱度调节等预处理措施，将废液调至适合窑工况的状态，通过计量和过滤，采用泵力输送装置和喷枪投加到窑头进行焚烧处置。

2.4.3 飞灰处置系统

对于HW18焚烧处置残渣类，如生活垃圾焚烧飞灰（772-002-18），危险废物焚烧、热解等处置过程产生的飞灰，在确保水泥产品质量如氯离子达标的前提下，可通过计量，采用气力输送装置输送至窑头进行处置。一般情况下，飞灰类废物氯离子含量可高达10%~20%，如直接入窑将可能造成熟料氯离子超标的现象。在此情况下，可利用水洗技术将氯盐从飞灰中洗脱分离，氯离子降至1%后的飞灰再进入水泥窑协同处置。

2.4.4 固态废物处置系统

对于低含水率、含有机质的固态废物，如有机树脂类废物、石油开采的钻井钻屑等，可通过破碎工序，利用大倾角皮带输送至窑尾分解炉进行焚烧处置。

2.4.5 半固态废物处置系统

半固态废物处置系统，主要是将无法从以上系统处置或工艺调节需要的废物，经化验室检测分析和配伍至热值、含水率及有害成分等达到控制指标后，通过抓斗在贮存设施内抓料预拌，采用SMP系统（破碎Shredding、混合Mixing、泵送Pumping）输送至窑尾分解炉进行焚烧处置。半固态废物处置系统，相对而言具有较高的适应性和包容性。

3 水泥窑协同处置安全风险控制措施

利用水泥窑协同处置危险废物相对于传统焚烧炉虽然优势明显，但从安全、环保以及质量的“红线意识”出发，对以下协同处置中严禁进入水泥窑的废物需严加管控：放射性废物；爆炸物及反应性废物；未经拆解的废电池、废家用电器和电子产品；含汞的温度计、血压计、荧光灯管和开关；铬渣；未知特性和未经鉴定的废物。

因危险废物本身具有的反应性、腐蚀性以及易燃性等特点，安全管理和风险控制将贯穿于水泥窑协同处置危险废物的全过程中。

3.1 危险废物收集转运过程中的风险控制

3.1.1 转运前的准备工作

转运前需提前联系产废企业，确认转运类别、时间、转运量和包装方式等信息，督促产废企业检查标签是否张贴、包装方式是否完好；技术部门需提前将该废物危害特性及安全风险等级告知相关部门；物流驾驶员在装车前，需跟产废企业现场管理人员确认转运品种，并现场检查标签张贴情况，判别是否有涨桶、冒烟、泄漏以及温度异常（配测温枪）等现象；装车时应摆放整齐，依据装车条件与废物性质做好隔离、隔挡措施。

3.1.2 运输中的安全管理

运输车辆必须配备足量的吸液棉和吸附工具，运输过程中注意行驶速度，避免急刹车，防止废物在路途中抛洒泄漏；危废装车后，企业需利用监控系统监控物流车辆行驶路线及行驶情况，有异常情况应立即联系驾驶员进行核实和处理；运输过程中，车辆应结合行驶路线和驾驶时间，将车辆停至安全场所进行检查有无泄漏、异常升温、冒烟着火等，遇到突发情况应立即启动道路运输事故应急救援预案。

3.2 入厂后的暂存及预处理风险控制

危废进厂后，应根据危险废物电子联单内容对其进行检查和理化性质验收，对验收过程中出现的异常情况及时进行核实处理，经验收合格的废物应按照指定地点进行分区分类暂存待处置，在入库摆放时应注意将贴有标签的一侧朝外便于识别。处置时，应根据危险废物的类别及理化特性合理进入不同工艺系统进行预处理处置，避免造成工艺安全事故或因发生化学反应造成火灾事故等。

3.3 处置作业安全风险控制

水泥窑协同处置危险废物在处置作业时，既有传统水泥行业的危险源，又有危险化学品行业的安全风险。

3.3.1 特种设备作业安全风险控制

水泥窑协同处置危废企业一般涉及的特种设备如叉车、桥式起重机、压力容器、电梯等，由于特种设备危险性较大的特点，从事特种设备作业的人员必须经过培训考核合格后，取得《特种设备安全管理人员证》和《特种设备作业人员证》方能上岗作业；同时特种设备应定期检查维护、定期检验并将检验情况报当地特种设备安全监察机构备案。

3.3.2 机械电气作业安全风险控制

危险废物处置作业时，对于运行中的设备、输送皮带以及电力室等，应制定点巡检制度定期检查、维护。在巡检及作业过程中，应正确穿戴劳保严格按照安全操作规程执行，根据实际情况办理危险作业票、停送电申请等；由于危险废物的特殊危险性，还应定期开展隐患排查，防止因设备腐蚀、电气线路老化、静电接地失效等造成火灾爆炸事故。

如某水泥窑协同处置企业接收的HW11精馏残渣，经气相-质谱联用仪（GC-MS）检测含有酰氯成分，在预处理时遇水发生水解释放出HCl酸雾，对桥式起重机等设备具有一定腐蚀性。

3.3.3 职业卫生安全风险控制

根据《工作场所职业卫生监督管理规定》要求，企业应当委托具有相应资质的职业卫生技术服务机构，每年至少进行一次“职业病危害因素检测”。水泥窑协同处置企业除传统水泥行业的粉尘、噪声、高温等职业病危害因素，同时存在H2S、HCl、CO、甲苯、二甲苯等有毒有害气体，企业应通过技术管理和除臭系统等设备的运行维护，使作业人员接触8 h时间加权平均浓度符合《工作场所有害因素职业接触限值第1部分：化学有害因素》（GBZ 2.1—2019）中的相关要求。

3.3.4 危险废物特性安全风险控制

在水泥窑协同处置危险废物全过程管理中，相对而言风险最高、难度最大的即危险废物的自身危险特性。作为水泥窑协同处置企业来说，收集处置的危废来自于各行各业，具有成分复杂、包装方式多样、物理状态各异等特点，因此要求企业必须从调研取样开始获取第一手准确的危废信息，在转运和处置时有针对性地制定方案和应急预案，防范危废因不相容、闪点低、挥发性易燃易爆气体、掺杂其他杂物等造成的工艺安全事故或火灾爆炸事故等。

如某水泥窑协同处置企业，经接收的废活性炭进厂时为吨袋和内膜袋套装扎口，企业在进厂验收取样后将袋口打开，一段时间后多袋发生冒烟并带有少许火星现象，经浇水后该批次废活性炭趋于稳定，最终与产废企业沟通退回处理。经对产废企业生产工艺使用的原料和该批次活性炭的异常现象分析，其中可能掺杂了钯碳导致冒烟和火星产生。原理如下：钯碳为一种黑色粉末状颗粒，与活性炭性状相似，钯碳是一种把金属钯粉负载到活性炭上而制成的催化剂。湿钯碳风险系数相对较低，当跟空气接触水分挥发后有自燃风险。

4 总结

从危险废物的协同处置全过程管理体系分析，在每个环节均存在不同程度的安全风险，企业应积极开展危险源辨识并制定相应防范措施，同时可利用先进的DCS控制系统、热成像预警系统、危险废物物联网管理系统等高科技手段，实现水泥窑协同处置危险废物的“人防+技防”双重安全管理。