浅析生态水泥应用及发展前景

　　摘要：从狭义上讲，生态水泥( Ecological Cement)是指利用城市垃圾焚烧灰和下水道污泥等作为主要原料,经过烧成粉磨形成的的水硬性胶凝材料;而从广义上讲,生态水泥不是单独的水泥品种,而是对水泥“健康、环保、安全”属性的评价,包括对原料采集、生产过程、施工过程、使用过程和废弃物处置五大环节的分项评价和综合评价。生态水泥的基本功能除作为建筑材料的实用性外,还在于维护人体健康、保护环境。现就生态水泥应用及其发展进行以下分析

　　【关键词】生态水泥应用 发展

　　一、引言

　　自上世纪90年代以来，由于城市生活垃圾的处理量大幅度提高、政府政策的倾斜和能源紧张等原因，生活垃圾焚烧技术逐渐得到广泛应用，为合理处置日益增加的焚烧灰渣，减轻填埋场地日渐增加的压力，同时也为了解决国内天然骨料短缺的问题，焚烧灰渣的资源化利用，将是比较符合中国国情的一个切实可行的方法。

　　城市的污水处理必不可少。城市污泥是污水处理厂的必然产物，对于该废弃物的处理是污水处理后必须考虑的问题。由于城市污泥具有容量大、不稳定、易腐败、有恶臭、有毒有害等特点。另外，污泥的任意堆弃或直接利用，势必对环境造成二次污染，这不但降低了污水处理系统的有效处理能力，而且对生态环境和人类活动构成了严重威胁。因此必须对其进行适当的处理。

　　我国固体废弃物很少进行无害化处置，造成了严重的环境污染。我国人口众多，随着城市建设的飞速发展，城市垃圾的排放急剧增加。固体废弃物的污染控制问题已成为我国的重要环境问题之一，因此如何实现固体废弃物的无害化、减量化和资源化，已成为发展经济和保护环境的关键，这也使得生态水泥的研究和发展在我国显得更加必要。

　　二、生态水泥的生产技术

　　水泥厂处置各种工业废弃物和城市垃圾的方法主要分为两类：一类用作生产水泥的原料或用作水泥混合材料;另一类用作生产水泥的燃料。目前世界上广泛采用的废橡胶制品、废轮胎、废纸、废塑料、废油、纺织织物废物、废木料、工业溶液、污油、污泥等都可作为水泥工业的二次燃料使用。

　　只有确保废弃物在满足质量控制的要求前提下使用，做到成分尽可能均匀，还要使取代常规燃料后能节省的燃料费足以支付使用废弃物产生的成本，才能产生经济效益。同时确保符合无害物排放和对产品无害，才能对环境不会造成污染。

　　生态水泥的生产与普通水泥生产基本相同，也包括生料制备，熟料煅烧和水泥制成等工序。但由于其所用原料、燃料的特殊性，使得生态水泥的生产工艺具有一些特殊性，需要注意以下几点：

　　1、进厂废弃物的预均化

　　作为代用原料的废弃物由于化学成分不稳定，离散性大，所以一定要考虑代用原料预约化，生料均化，使废弃物成分波动在允许的范围内，才能得到成分均匀、质量稳定的入窑生料。这是保证产品质量的关键所在。作为代用燃料的废弃物也应加强燃料的预均化。

　　2、废弃物的投放方式

　　国外里用那个水泥回转窑处理废弃物有以下5种投入方式：一是从窑尾上升烟道喂入窑内;二是将废料加入窑尾予分解炉;三十直接从回转窑中部加入窑内;四是从窑头罩投入窑内;五是通过主燃烧器喷入窑内。从窑尾和窑中部喂入的方式相对比较简单，对废料处理要求并不高，从窑头燃烧器喷入窑内的方式，对废料的予处理系统要求较高。

　　一般来说，液体、气体废弃物的处理较固体废弃物的处理容易的多。美国水泥厂利用可燃性废弃物作为替代燃料通常采用5种技术路线;

　　(1)将混配好的废油、废溶剂等液态废燃料，用泵从窑头直接喷入窑内燃烧。

　　(2)将混配好的干粉废燃料，用压缩空气从窑头直接喷入窑内燃烧。

　　(3)将混配好的浆状废燃料(含固体成分约25%)经研磨后，用特殊泵送入系统，从窑头喷入窑内燃烧。

　　(4)将混配好的污泥状废燃料，分装成小桶(约5加仑)，从窑尾投入窑内燃烧。

　　(5)将湿状废燃料，经过专用烘干工艺和设备处理，分离出可燃气体和固体，可燃气体直接喷入窑内，固体燃料用压缩空气从窑头喷入窑内燃烧。

　　3、严格控制

　　水泥生产中利用废弃物替代原料、燃料，用水泥回转窑代替焚烧炉处理危险废弃物，已取得了较好的经济效益和社会效益。水泥回转窑燃烧温度高，物料在窑内停留时间长，又处于负压状态下运行，工况稳定，对各种有毒性、易燃性、腐蚀性等危险废弃物具有很好的降解作用，不向外排放废渣，焚烧物中的残渣和绝大部分重金属都固定在水泥熟料中，不会产生对环境的二次污染，不影响水泥质量和混泥土质量，但是在实施中要建立严格的监管制度，并长期对应用二次燃料工厂的生产过程及水泥应用结果进行跟踪测试，确保对公众环境负责。

　　三、生态水泥的用途

　　1、用于制混凝土

　　生态水泥用作混凝土时，因为属于快硬水泥，为了便于施工，必须添加缓凝剂。生态水泥混凝土的水灰比与抗压强度的关系和普通混凝土一样，是直线关系。特别是水灰比比较大的范围，强度增长快。由于生态水泥中含有C1元素，容易引起钢筋锈蚀，所以一般用于素混凝土中，还可与普通混凝土混合使用。可用作道路混凝土，水坝用混凝土，消波块，鱼礁块等海洋混凝土，空心砌块或密实砌块，还可用来做木片水泥板等纤维制品。

　　2、用作地基改良用固化剂

　　湿地或者沼泽地等软弱地基改良中，可用生态水泥作为固化剂。经试验处理过的土壤早期强度良好，完全适于加固土壤。

　　四、生态水泥的发展方向

　　1、提高水泥工业的生态环境相容性

　　依据环保的需要，水泥厂需要做到与其周围的环境完全相容，和谐共存，减少水泥厂各种污染的排放，尽量做到零污染。

　　2、降低热耗和电耗

　　研发并采用新工艺新设备，提高磨粉、烧成效率，并用余热回收技术进行发电，争取使该发电量与生产水泥所消耗的总电量持平。

　　3、扩大利废功能

　　尽量做到对各原料的循环利用，将可燃废料和城市垃圾等用作二次原料或燃料，争取早日实现水泥厂对天然矿物燃料的零消耗。

　　4、按需要生产水泥

　　为满足用户对水泥性能的不同需求，水泥厂可根据用户的需求进行水泥生产，“量体裁衣”生产该用户最适用的水泥，充分发挥各种特性，物尽其用，延长其生命周期。

　　五、结语

　　生态水泥的研究与发展，给城市生活垃圾的处理带来了巨大的好处，并且符合节能环保的要求，在保护生态环境方面有巨大的应用潜力。发展生态水泥是功再在当代，利在千秋的大事，应引起我国水泥工业中科研、设计、生产等各部门高度的关注，也应得到各级人大和政府及有关部门的高度重视，制定、健全相关的法规，并给予政策上的支持，使生态水泥的研究和开发在我国迅速地得到重视和发展。