河北省水泥窑协同处置污染土壤技术应用

摘要：近年来，随着中国土壤污染治理与修复工作全面推进，土壤修复技术迅速发展。水泥窑协同处置技术广泛应用于各种固体废物的焚烧处置。通过改进水泥窑的装置与处置技术，其适用范围不断拓宽，处置污染土壤的应用也不断提升、推广，成为中国处置场地重金属与有机污染土壤的一种常用技术。本调查研究基于河北省超标污染地块场地环境调查报告、风险评估报告、修复技术方案与效果评估报告进行统计分析，结果显示，截至 2020 年底，河北省已备案土壤修复项目中，约有 8% 利用水泥窑协同处置技术进行污染土壤修复，案例主要涉及医药制造业、纺织业、冶金行业、化学原料和化学制品制造业等行业土壤污染物。通过调查研究与案例分析得出了河北省水泥窑协同处置污染土壤修复技术的主要流程、工艺参数与成本结构等基本情况，结合河北省水泥行业企业调查统计数据，尤其是水泥窑产能及其区域分布情况，针对水泥窑协同处置污染土壤的技术应用及水泥企业绿色转型发展提出了相关建议。

引言

土壤是人类赖以生存的物质基础，直接关系到每个人的日常生活和身体健康。近年来，随着中国工业化、城市化进程不断深入，土壤环境污染问题不断显现，土壤污染防治工作任务越发艰巨，自《土壤污染防治行动计划》(“土十条”)、《中华人民共和国土壤污染防治法》颁布实施以来，河北省在保护和改善土壤生态环境、解决土壤环境污染突出问题、保障公众健康等方面已取得了显著成效。如今，随土壤污染防治与管理工作要求的提高，土壤环境调查、风险评估、修复及后期监管等相关环境技术综合发展[1-3]，为了进一步加强污染土壤修复治理，保障生态环境与人居环境安全，发展和推广绿色高效的土壤修复技术势在必行。

近年来，污染场地土壤修复技术的发展速度较快，已形成很多不同种类的技术方法，根据修复原理可分为物理、化学和生物修复技术；根据修复处理工程的位置可分为原位修复技术与异位修复技术[4]。在生态环境保护理念不断进化的情况下，土壤修复技术不但要具备较好的实践应用效果，还要更加绿色、环保，不会造成二次污染[5-6]，传统土壤修复方法各有优势，也各有缺陷，通过技术改良、技术互补等方式，降低土壤修复成本、提高技术应用效果具有重要意义。

本调查研究基于河北省目前污染土壤水泥窑协同处置技术应用的现状以及水泥行业的情况，结合河北省污染地块场地环境调查报告、风险评估报告、修复技术方案与效果评估报告的分析统计，为加快处理建设用地污染土壤，推进水泥窑协同处置技术的应用和发展提供数据支撑和相关建议。

1 河北省水泥窑协同处置技术概况

1.1 水泥窑协同处置污染土壤技术基本情况

水泥窑协同处置技术通过挖掘、运输将场地污染土壤转运至水泥窑厂进行处理，利用水泥窑高温条件将有机污染物彻底分解，转化为 CO2 和 H2O，重金属污染物则全部固熔在水泥熟料的晶格中，不再逸出或析出，从而能够实现重金属的固化/稳定化处理。

从 20 世纪 90 年代中期开始，我国水泥窑协同处置技术逐渐发展成熟，截至 2020 年，我国环保部门等有关部门已颁布并实施了一系列水泥窑协同处置相关的规定与政策、标准和技术规范[7]。

通过汇总分析河北省污染土壤修复案例，总结出水泥窑协同处置污染土壤核心流程及标准规范、设计工艺参数指标及成本费用组成 ( 如图1，表1，表2所示 )。

图1 水泥窑协同处置污染土壤核心工艺流程及标准规范

表2 河北省水泥窑协同处置土壤技术应用成本分析

1.2 水泥窑协同处置污染土壤技术应用现状

通过统计分析截至 2020 年底河北省已备案的超标污染地块场地环境调查报告、污染场地风险评估报告、修复技术方案和效果评估报告，得到目前河北省土壤污染所涉及的主要行业分布以及水泥窑协同处置污染土壤技术案例应用情况 ( 如图2，表3所示 )。

图2 河北省污染土壤修复项目涉及的行业分布

截至 2020 年底，河北省已备案的污染土壤修复案例项目中，约有 8% 利用水泥窑协同处置技术进行污染土壤修复，主要涉及行业包括化学原料和化学制品制造业、金属制品业、医药制造业和纺织业等 ( 如图 2 所示 )。其中，化学原料和化学制品制造业的占比达 50% 以上，其次，金属制品业、医药制造业、纺织业、黑色金属冶炼和压延加工业、石油煤炭及其他燃料加工业等行业的污染地块数量占比均在 10% 以下，皮革、毛皮、羽毛及其制品和制鞋业，造纸和纸制品业，电力、热力生产和供应业，房屋建筑业，有色金属冶炼和压延加工业，汽车制造业，电气机械和器材制造业等行业的污染地块数量占比大约在 3% 以下。河北省已备案土壤修复项目中，涉及的土壤污染物主要为重金属、多环芳烃和苯系物等，其中利用水泥窑焚烧技术处置的土壤污染物包括多环芳烃、苯系物、石油烃等，具体行业主要涉及医药制造业、纺织业、冶金行业、化学原料和化学制品制造业等 ( 如表 3 所示 )。

表3 河北省水泥窑协同处置污染土壤技术应用案例分析

2 河北省水泥行业企业及产能分布概况

通过对河北省水泥行业企业（含熟料生产企业和独立粉磨站）进行统计调查，分析了河北省水泥企业的类型、区域分布及其产能组成的基本情况（如图3～4 所示）。截至 2020 年，河北省共有水泥熟料生产线 84 条，水泥行业企业类型分布及产量组成分布情况如图 3 所示；水泥产品产量及设计产能统计分析结果如表 4 所示。

图3 河北省水泥行业企业类型组成及其产量组成

目前，河北省大多数地市均有水泥行业企业分布如图 4 所示，其中，唐山市的水泥行业企业分布数量最多 ( 如图 4A 所 示 )，占比达 39%，其次为石家庄市，占比约 14%，邯郸市和邢台市水泥企业数量占比分别为 10% 和 9%，剩余其他各地市的水泥企业数量占比均在 10% 以下。

4A 水泥行业企业数目

河北省熟料生产企业和独立粉磨站的区域分布统计如图4B 所示，水泥熟料生产企业区域分布最多的地市为唐山市，占比约为 25%；其次分别为邢台市和石家庄市，占比均大于 15%；另外，承德市和保定市各自占比约为 10%；其余地市中，除秦皇岛市水泥熟料生产企业分布的占比大于 5%，其他地市水泥熟料生产企业分布的占比均在 5% 以下。

4B 水泥行业企业数目

河北省水泥产品产量 ( 如图 4C 所示 ) 与产能 ( 如图 4D所示 ) 的区域分布情况与各地市水泥企业的分布情况较接近，水泥产量与产能分布较多的地市分别是唐山市、石家庄市、邯郸市、邢台市、承德市和保定市等。

4C 水泥产品产量

4D 水泥熟料产能

3 结语

(1) 河北省水泥企业在大多数地市均有分布，尤其是在污染企业分布较多的地市，水泥窑分布也较多，包括唐山市、石家庄市、邯郸市、邢台市等区域，在利用水泥窑协同处置污染土壤时，可就近选择。

(2) 对全省水泥行业企业产量及设计产能的分析结果显示，目前河北省水泥企业整体产能利用率为70%左右，还有近30%的产量提升空间，未来可用于加强对建设用地污染土壤的协同处置。结合水泥窑的区域分布情况，建议大力发展各地市水泥企业的协同处置业务，合理推进水泥窑协同处置土壤污染技术的应用，践行循环经济的理念，科学促进水泥企业实现绿色转型发展。

(3) 根据河北省土壤污染情况及水泥窑协同处置技术应用现状，目前河北省水泥窑处置土壤有机污染物案例较多，重金属较少，建议加强对重金属污染土壤的处置，并制定相关环保技术规范。管理部门应监督落实技术实施过程中二次污染防治和风险防范措施，促进该技术在河北省乃至全国的高效应用，进一步提高土壤污染修复治理工作的经济效益与社会效益。