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              基于生命周期評價的城市固體廢棄物處理方法

                 日期:2015-11-02     來源:論文網    瀏覽:12    評論:0    

                隨著城市化進程的加快,帶來的不僅是迅速膨脹的城市人口和迅猛發展的經濟,更是有逐年遞增的垃圾產量,甚至出現了多樣化的垃圾類型。生命周期評價方法(簡稱LCA)作為一項重要的方法主要是對某地區范圍內的廢棄物管理體系進行衡量,其宗旨在于對不同階段城市固體廢棄物處理所產生的環境影響進行評價,從而實現最終的最小化的環境影響。最近幾年來,各國學者針對城市固體廢棄物處理模式,評估其能源投入和環境影響,也逐漸開始運用LCA方法。本文對不同城市固體廢棄物處理方法的環境影響進行了定量評價,以期能夠有助于推動政府對城市固體廢棄物處理設施加以有效利用,進而實現其可持續發展管理。

                1 城市固體廢棄物處理方法的LCA回顧LCA作為一項重要的工具,可以對不同的固體廢棄物處理模式進行有效的評價。在國外,對于固體廢棄物不同處理情境,已成功應用LCA對此進行評價。Arena等人對意大利南部地區進行的填埋處理方法進行了分析,借助了焚燒垃圾衍生燃料等三種處理模式,對填埋的環境危害性進行了定量證明,并提議采用RDF處理模式從源頭上回收玻璃和鋁。Beigl等人針對不同的情境,即有、無循環利用,在此基礎上考慮了廢棄物管理體系的GWP、AP和 NEU,并對德國和奧地利固廢處置系統的生態效應進行了分析比較。指出應該在整個固廢管理系統中引入回收利用。Ozeler等人對五種不同處理方法所得出的LCA 結果,最終證明最具可行性的管理模式便是源頭減量化,生化處理會產生最低的GWP值。一些泰國學者對填埋和焚燒焚燒和生化處理的全生命周期進行了分別評價。得出焚燒比填埋對環境產生的影響更小,生化處理則產出的凈能源更高。

                近年來,我國逐漸開始增加對LCA評價的利用。韋保仁等對蘇州城市生活垃圾處置方法進行了比較,借助于AIST-LCA軟件得到生態幣值,這款軟件是日本開發的,研究的兩種處置方法主要是垃圾填埋和垃圾焚燒。以大連市中心城區生活垃圾為例,李雯婧等人針對這里的填埋和焚燒處理工藝做了生命周期評價。最終的結果表明,就溫室氣體的排放量而言,填埋工藝遠比焚燒工藝高。Zhao等人以EASEWASTE模型為基礎針對北京城市固體廢棄物,進行了全程性LCA評價。提出要針對餐廚垃圾進行有效地源頭分類,Hong等人對我國焚燒和填埋的評價就是借助LCA,另外還有填埋、生化處理相結合與焚燒和生化處理相結合,處理模式一共有四種。發現直接排放CH4會造成有很高的填埋GWP潛值,減少GWP值,關鍵是要通過CH4發電。總的說來,和國外發達國家相比,中國對LCA的應用還剛剛起步,還有待成熟。

                2 不同城市固體廢棄物處理方法的LCA比較在所有關系到GWP、AP和NEU的文章中選擇了10篇,并做出歸納整理,最終可以看出:

                (1)城市處理固體廢棄物的主要方法是進行填埋、焚燒還有進行綜合處理,也就是將填埋和生化處理結合起來,又或者是將焚燒和生化處理結合起來。通常說來,填埋的GWP值和AP值都比焚燒的潛值還要高,綜合處理的GWP值和AP值則要比填埋的潛值更低一些。

                (2)對垃圾加以資源化利用,并將其引入到城市固廢系統中。這樣就經過了物質回收、轉化再利用與能源利用,一共三個層級后,這使得GWP、AP和NEU也隨之產生一定的變化。回收的目的主要在于實現固體廢棄物的減量化,對固體廢棄物從源頭上進行分類,無論是填埋亦或是焚燒,這些垃圾處置方法,都可以在經過了源頭分類之后,很大程度上降低GWP和AP值。轉化利用,例如,可回收填埋后產生的沼氣,用其進行發電或是進行再生燃料的制備,這就使得GWP和AP的值有所降低,這在同時也促使凈能源大大減少消耗。焚燒生活垃圾,使得轉換可燃物的能量成為了可能,與單一的焚燒處理技術相比,通過能源回收將有助于不利于環境的影響減小,凈能源消耗也會有所降低。

                (3)相比較處理設施的規模來說,進行開放式傾倒將會最大限度地影響環境。

                3 結論與展望基于不同固體廢棄物處理模式,綜合分析了近年來國內外的這方面LCA評價結果,并且對 GWP、AP和NEU的潛值進行了綜合比較,最終得出結論和建議如下:

                (1)生命周期評價涉及非常復雜和龐大的工作過程,反映了產品自始至終的整個過程,會有大量的人力和物力消耗。不論是缺失原始數據,還是缺少確定、一致的系統邊界條件,期最終導致的結果都可能截然不同,而且LCA注重靜態分析,缺乏時效性。對不同區域的城市固體廢棄物進行評價,所采用的邊界條件和原始數據都可能不同。所以,要與其他方法相結合來做進一步評價和比較。

                (2)相比較其他處理方式,“填埋”的GWP、AP和NEU等環境影響潛值更高。這就表明填埋固體廢棄物會產生較大的環境影響。而采用資源化利用的固體廢棄物處理方法將有助于將環境影響減小,例如通過與物質回收、再利用和能源回收等手段相結合。而填埋與沼氣發電同時結合起來,也是一種有效的手段,可促使環境影響的減小;可通過對相應技術的完善,并對沼氣發電增加投資,出于對填埋環境影響盡可能減少的考慮,這也是目前值得努力的重要方向。

                (3)因為城市的固體廢棄物往往有著十分復雜的成分,兼具多變性、地域差異性等特點,還存在諸多影響因素,例如經濟發展水平、自然條件和能源結構等。國外處理城市固體廢棄物通常是根據國情來辦,采用的處理技術也不同,難以形成統一模式。為了將單一處理方式的缺陷處理好,應當采用綜合處理方式來進行城市固體廢棄物處理,可通過采用適當的方式來有機地結合起多種生活垃圾處理方式。

               
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