一、前言
在城市生活垃圾無害化處理的衛生填埋、堆肥、焚燒3種方式中，2005年衛生填埋占85.78%，焚燒為9.90%。近幾年雖大力發展垃圾焚燒處理方式，所占比例仍無明顯增加，可以說，目前我國垃圾處理仍以填埋為主。環境效益較好的垃圾焚燒方式推行緩慢的原因在于：我國處理生活垃圾的焚燒技術為引進或在此基礎上消化吸收的焚燒發電技術，由于我國垃圾水分高、灰分高、熱值低，使得垃圾焚燒發電存在投資和運行費用太高，垃圾熱能利用率太低，運行過程中一般要補充礦物質燃料，灰渣要另行處理，廢氣中二噁英等有害氣體脫除系統復雜等一系列問題。發達國家也在審視垃圾焚燒發電技術的環境友好性，以現有工業協同處理廢物技術逐漸成為處理生活垃圾的新視點。現有工業處理固體廢棄物不僅能消除廢棄物對環境的污染，而且能為現有工業提供原料和燃料。水泥工業對固體廢棄物的處理所具有的環境友好性和投資及運行費用的經濟性已為世界各國公認。水泥工業處理和利用生活垃圾方面國內外已開發出多種技術，取得明顯的效果。如日本的水泥廠把垃圾焚燒廠焚燒生活垃圾時產生的灰渣、飛灰等廢物作為生產水泥的替代原料；歐美一些國家首先把生活垃圾制成衍生燃料（RDF）成品，水泥廠使用RDF作為替代燃料，由窯頭燃燒器噴入水泥窯內燃燒；還有些國家把生活垃圾先分成可燃物及不可燃物，不可燃物作為水泥生產的替代原料，可燃物作為水泥生產的替代燃料。以上水泥廠處理生活垃圾技術，均對垃圾進行復雜的預處理，處理成本仍居高不下，而且預處理過程存在相當的二次污染。簡化垃圾處理過程，直接焚燒原生垃圾，降低投資和處理成本，減少二次污染便是我們開發水泥窯和焚燒爐聯合處理城市生活垃圾的初衷。
二、水泥窯和垃圾焚燒爐聯合處理垃圾技術
該技術為在水泥回轉窯旁設置垃圾焚燒爐來聯合處理原生城市生活垃圾，采用該辦法處理城市生活垃圾，既不同于日本的垃圾焚燒發電后由水泥廠處理灰渣的技術，也不同于西歐對垃圾分選后直接由水泥窯處理的技術，而是根據我國人民生活水平的現狀，適合我國垃圾特性，吸收他們的長處，并克服其不足，我們自主創新的一項新技術。采用該技術，可以將垃圾熱能和灰渣全部利用，污染物排放低，不需要二次處理，投資省，費用低。該技術已取得二項國家新型專利授權（專利號：200620113310.5，200620113309.2），發明專利（申請號：200610076668.X）也通過了審察。以該技術為依托的工業試驗系統于07年11月15日在川煤廣旺集團天臺水泥廠成功點火。試驗表明：新鮮城市生活混合垃圾，以冷卻水泥熟料的熱風作燃燒空氣，一個紗團即可點燃，不用外加燃料可以持續燃燒，對水泥生產系統尚未表現出明顯影響。
該技術不需要建設專門的垃圾焚燒廠或垃圾預處理車間，而把垃圾焚燒爐建在新型干法水泥窯旁邊，由垃圾焚燒爐和水泥窯聯合處理生活垃圾，工藝流程見圖1，圖中細線部分為原有水泥生產線，粗線部分為焚燒垃圾增加的垃圾儲存、輸送、焚燒部分，二部分通過風管在首尾處分別連接。
圖1 聯合處理工藝流程圖
處理過程敘述如下。
垃圾由市政環衛部門的垃圾運輸車直接運到水泥廠，經地磅計量后倒入垃圾儲池儲存。抓斗從垃圾池把垃圾抓入板式輸送機，人工挑選出大件垃圾、大塊建筑垃圾和可回收物，其余被帶式輸送機送入喂料小倉，輸送過程中由除鐵器除去磁性金屬。喂料機把小倉內的垃圾均勻地喂入焚燒爐，利用熟料冷卻機的熱風作為燃燒空氣，熱風從水泥窯窯頭罩抽取，進入回轉式垃圾焚燒爐，垃圾在熱風的作用下焚燒，垃圾焚燒產生的高溫煙氣（1100℃左右）進入窯尾分解爐和預熱器，與水泥生料換熱，為水泥生料分解提供熱量，然后被窯尾廢氣處理系統凈化后排放。垃圾焚燒灰渣直接進入回轉窯作為水泥原料，結合于熟料之中。垃圾焚燒灰渣也可以從焚燒爐排出，作為混合材，用于磨制水泥。處理過程全部封閉，垃圾在垃圾池儲存期間，有機物腐敗產生的臭氣等有機氣體由排風機抽出，經除塵器除塵后送入冷卻機頭部的鼓風機，再被鼓入冷卻機，與1400℃左右的熟料接觸，在高溫下被分解而凈化。
該技術以冷卻水泥熟料熱風作為垃圾燃燒空氣，采用回轉式垃圾焚燒爐，解決了我國垃圾成分復雜、水分高、熱值低的缺陷，不需外加燃料，能處理大量的城市生活垃圾，使得垃圾的熱量和物質全部被利用，同時很好地解決了垃圾儲存時散發的臭氣等有機氣態物的污染，做到垃圾的資源化、無害化、無殘留物處理。