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原创性声明 本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独 立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外,本论文不 包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研 究作出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本声明 的法律责任由本人承担。 论文作者签名:塞题 日期: ) 】o ,0 关于学位论文使用授权的声明 本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定,同意学 校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论 文被查阅和借阅;本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分 内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或其他复制手段 保存论文和汇编本学位论文。 ( 保密论文在解密后应遵守此规定) 论文作者签名:塞趣导师签名:乡窿坠童兰日期:龇巾 竺查兰兰竺主兰苎芝圭 摘要 固体废物综合规划与管理是人类为使环境与经济和社会协调发展而对自身 活动和固体废物所做的空间和时间上的合理安排,目的是指导人们进行固体废物 全过程的污染防治,按既定的目标和措施合理分配固体废物排污削减量,约束排 污者的行为,解决日益严峻的固体废物污染问题。 本文在全面综述了固体废物综合规划与管理方法以及分析烟台经济技术开 发区( 简称开发区) 现状的基础上,贯彻源头减量化、过程资源化以及处理无害 化的“三化”思想,对固体废物流进行全过程分析研究,提出了一新的固体废物综 合规划与管理体系,并对规划与管理的措施与方法进行了深入系统的研究,主要 内容如下: ( 1 ) 研究提出了适合各类固体废物( 工业固体废物、城市固体废物、农业固 体废物及危险废物) 及管理模式的调查方法,分析了固体废物调查的内容:提出 利用灰色关联法分析影响城市固体废物产量的因子:利用固体废物产生指数与污 染指数定量评价工业固体废物产生源及污染物。 ( 2 ) 分析比较了各种废物产量预测方法,利用等维灰数递补灰色动态模型 对城市固体废物产量进行预测;工业总产值比率法对工业固体废物产量预测;分 析总结了城市固体废物物理组分的变化趋势。 ( 3 ) 提出了经济发展、生态环境与社会进步三类指标的综合固体废物规划 与管理指标体系;并研究了固体废物规划与管理目标的设置方法。 ( 4 ) 按源头减量化,过程资源化与处理无害化的优先次序,针对各类废物 提出了适合于不同阶段的规划与管理措施。 ( 5 ) 提出了利用多层次多目标模糊优选模型选择最优的废物处理处置方案 和利用网络流优化模型与g i s 数据管理系统结合的方法优化固体废物收运路线。 ( 6 ) 分析研究了固体废物管理的运行机制,包括废物交换系统:一体化资 源再生系统;押金退费与预付处理费制度:分类收集系统;废物处理处置系统及 危险废物安全管理系统。 ( 7 ) 从政策、经济、组织管理、科技及人才方面研究了固体废物综合规划 ml 掌项掌位 支 与管理的保障体系。 本文建立了完善的固体废物综台规划与管理指标体系;提出了分阶段的固体 废物综合规划与管理措旌体系;同时对灰色预测模型进行改进使其适用于废物产 量的中长期预测;并创新性地将多层次多目标模糊优选模型及网络流优化模型与 g i s 结合的模式应用于固体废物的规划与管理中。 本文以“三化”思想为指导,以烟台经济技术开发区为实例,研究建立了一套 科学的、综合的、可行的固体废物综合规划与管理体系,使规划与管理思想和理 论获得技术上的支撑,为建立可持续的固体废物污染防治体系提供依据,也为建 立生态城市和循环社会奠定一定的基础。 关键词:固体废物综合规划与管理,等维灰数递补灰色动态模型,网络流,多层 次多目标模糊优选模型 一 = 三查兰竺! 兰兰堡查 一 a b s t r a c t t h ei n t e g r a t e dm a n a g e m e n ta n dp r o g r a m m i n go fs o l i dw a s t e ( s w ) i sr e f e r r e d t h a tt h em a n k i n da r r a n g e sr e a s o n a b l yt h e i ra c t i v i t i e sa n ds o l i dw a s t ei nt h er a n g eo f s p a c ea n dt i m et oi m p r o v ee n v i r o n m e n tq u a l i t ya c c o m p a n i e db yt h ed e v e l o p m e n to f e c o n o m i ca n d s o c i e t y i t so b j e c t i v ei st og u i d ep e o p l e ss wp o l l u t i o np r e v e n t i o na n d c u r ed u r i n gt h ew h o l e p r o c e s s ,a s s i g n st h er e d u c t i o n a c c o u n to fs o l i dw a s t ea c c o r d i n g t of i x e do b j e c t i v ea n dm e a s u r e sa n dr e s t r i c t sc o r p o r a t i o nd i s c h a r g i n gp o l l u t a n t si n o r d e rt os o l v et h ep o l l u t i o n p r o b l e m o fs w o nt h eb a s eo f c o m p l e t e l ys u m m a r i z i n gt h em o d e l sa n dm e t h o d so fi n t e g r a t e d m a n a g e m e n ta n dp r o g r a m m i n go fs o l i dw a s t ea n da n a l y z i n gt h ep r e s e n ts t a t u e so f y a n t a ie c o n o m i ca n dt e c h n o l o g yd e v e l o p m e n tz o n e ( s h o r tf o rd e v e l o p m e n tz o n e ) f o l l o w i n gt h ep r i n c i p l eo f s o u r c er e d u c t i o n ,p r o c e s sr e u s ea n d e a t m e n th a r m l e s s n e s s t oa n a l y z ea n ds t u d yt h ew h o l es wm a t e r i a lf l o w , t h i sp a p e rh a ss e tu pan e w s y s t e m a b o u ti n t e g r a t e d m a n a g e m e n ta n dp r o g r a m m i n go fs w , a n ds t u d i e dd e e p l y t h e m e a s u r e sa n dm e t h o d si nt h es y s t e m t h el n a i nc o n t e n t si n v o l v e : ( 1 ) t h e i n v e s t i g a t i o n m e t h o d so f a l lk i n d so f s w ( m t m i c i p a ls w , i n d u s t r i a ls w , a g r i c u l t u r a ls w a n dh a z a r d o u sw a s t e ) a n dm a n a g e m e n tm o d e li n v e s t i g a t i o nh a v e b e e ns t u d i e da n ds e tu p a n dt h ei n v e s t i g a t i o nc o n t e n t sh a v eb e e na n a l y z e d g r e y r e l a t i v i t yh a sb e e nu s e dt oa n a l y z es w sa f f e c t i n gf a c t o r s t h es wg e n e r a t i o ni n d e x a n d p o l l u t i o ni n d e x h a v e b e e nu s e dt oe v a l u a t es w p r o d u c t i o ns o u r c ea n dp o l l u t a n t s ( 2 ) t h es w sg e n e r a t i o nq u a n t i t yp r e d i c t i o nm e t h o d sb e i n ga n a l y z e da n d c o m p a r e d ,e q u a ld i m e n s i o n a n dg r e yd y n a m i cm o d e ( s h o r tf o re d g m ) h a sb e e nu s e d a st h ef i t t e s tm e t h o dt om u n i c i p a ls w , a n dt h er a t eo f t o t a li n d u s t r i a lp r o d u c t i o nv a l u e t oi n d u s t r ys w a n dt h ec h a n g et r e n do ft h em u n i c i p a ls w h a sb e e na n a l y z e da n d s u m m a r i z e d ( 3 ) as e to fi n d e x e sa b o u ts wi n t e g r a t e dm a n a g e m e n ta n dp r o g r a m m i n gh a s b e e ns e t u p ,i n v o l v i n g e c o n o m i cd e v e l o p m e n ti n d e x e s ,e n v i r o n m e n t a le c o l o g y i n d e x e sa n ds o c i a ld e v e l o p m e n t a n dt h ea v a i l a b i l i t y o fo b j e c t i v ef o rt h es w s m a n a g e m e n t a n d p r o g r a m m i n g h a sb e e na n a l y z e d 1 一 兰查查兰! 主竺竺兰 苎 。 ( 4 ) t h ed i f f e r e n tm e a s u r e s o f p r o g r a m m i n g a n d m a n a g e m e n t o fd i f f e r e n tw a s t e h a v eb e e ns e tu p ,a c c o r d i n gt ot h es u c c e s s i v eo r d e r :s o u r c er e d u c t i o n ,p r o c e s sr e u s e a n dt r e a t m e n th a r m l e s s n e s s ( 5 ) m u l t i - o b j e c t i v ef u z z yp r e f e r e n t i a lc h o i c em o d l eh a sb e e np u tf o r w a r dt o o p t i m i z et r e a t m e n tt e c h n i q u e so p t i o n s ,n e t w o r kf l o wo p t i m i z e dm o d e li n t e g r a t e dg i s t oo p t i m i z et h ec o l l e c t i o na n dt r a n s f e rr o u t e ( 6 ) t h es w sm a n a g e m e n to p e r a t i o n a lm e c h a n i s m sh a v eb e e na n a l y z e da n d s t u d i e d ,i n v o l v i n gs we x c h a n g es y s t e m ,i n t e g r a t e dr e s o u r c er e c o v e r ys y s t e m ,d e p o s i t r e i m b u r s e m e n ta n da d v a n c e dt r e a t m e n tf e e ,c l a s s i f i e ds o r t i n gc o l l e c t i o n ,t r e a t m e n t a n dd i s p o s a li n f r a s t r u c t u r ea n dh a z a r d o u sw a s t es a f em a n a g e m e n t ( 7 ) t h e g u a r a n t e es y s t e mo fi n t e g r a t e dm a n a g e m e n t a n d p r o g r a m m i n go f s o l i d w a s t eh a sb e e ns t u d i e d ,f r o mt h ea s p e c to fp o l i c y , e c o n o m y ,o r g a n i z a t i o nm a n a g e m e n t t ot e c h n o l o g ya n d p e r s o n sw i t ha b i l i t y t h ep a p e rh a ss e tu ps e l f - c o n t a i n e di n d e xs y s t e mo fi n t e g r a t e dm a n a g e m e n ta n d p r o g r a m m i n go fs o l i dw a s t e ,p u tu ps w i n t e g r a t e dp r o g r a m m i n ga n dm a n a g e m e n t m e a s u r es y s t e mt a r g e t i n gt od i f f e r e n tp h r a s e sa n dd i f f e r e n ts w m e a n w h i l e ,t h eg r e y p r e d i c t i o n m o d e li sb e t t e r e dt o s u i tf o r m e d i a - l o n g t e r m p r e d e c t i o n t h e n t h e m u l t i o b j e c t i v ef u z z yp r e f e r e n t i a l c h o i c em o d e la n dt h en e t w o r kf l o wo p t i m i z e d m o d e l i n t e g r a t e db y g i si s i n n o v a t i o n a l l y u s e di nt h es wm a n a g e m e n ta n d p r o g r a m m i n g u n d e rt h e p r i n c i p l e o fs o u r c e r e d u c t i o n ,p r o c e s s r e u s ea n dt r e a t m e n t h a 咖l e s s n e s s ,u s e di nt h ey a n t a ie c o n o m i ca n dt e c h n o l o g yd e v e l o p m e n tz o n e ,t h e s t u d yh a sp u tu pas e to f s c i e n t i f i c ,i n t e g r a t e da n d a v a i l a b l et e c h n i q u e sa n dm e a s u r e s y s t e mo fi n t e g r a t e dm a n a g e m e n ta n dp r o g r a m m i n go f s o l i dw a s t e ,w h i c hp r o v i d e t e c h n o l o g i c a ls u p p o r t s f o ri d e aa n dt h e o r yo fp r o g r a m m i n ga n dm a n a g e m e n t t h e p a p e rc a np r o v i d et h et h e o r e t i c a la n d t e c h n i c a ls u p p o r t st ob u i l de c o l o g i f i e dc i t ya n d c i r c u l a rs o c i e t ya sw e l la ss u s t a i n a b l es o l i d w a s t e p r e v e n ta n d c n r es y s t e m k e yw o r d s :i n t e g r a t e dm a n a g e m e n t a n d p r o g r a m m i n g o fs o l i dw a s t e ,e q u a ld i m e n s i o n a n dg r e yd y n a m i cm o d e l ,n e t w o r kf l o w , m u l t i o b j e c t i v ef u z z ) , p r e f e r e n t i a l c h o i c e m o d e l ml 夫掌磺掌位诗r 第一章综述与总论 1 1 固体废物定义及其危害 固体废物是指在社会生产、流通和消费等一系列活动中产生的相对于占有者 来说不具有原有使用价值,而被丢弃的以固态和泥状赋存的物质。固体废物可分 为城市固体废物、工业固体废物、农业固体废物和危险废物。 固体废物对环境的危害是严重且多方面的,可归纳为:占据大片土地,随着 时间的延续,固体废物的占地量还将不断增加;在露天堆置条件下,经长期降水 淋溶,地表径流的渗沥,固体废物中的污染物质扩散至土壤、地下水和地表水源 中,导致土地盐碱化,并通过食物链危害人体健康;通过气象作用产生飞尘、微 生物作用产生的恶臭以及化学反应产生有害气体等方式污染大气;此外,废物的 堆置亦为蚊、蝇与寄生虫的滋生提供了有利场所,有导致传染疾病的威胁。 1 = 2 固体废物综合规划与管理的发展历程 1 2 1 固体废物综合规划与管理“三化”思想的建立与深化 固体废物规划与管理的“三化”原则,指的是无害化、减量化与资源化。在环 境保护、污染控制的总体社会要求指导下,固体废物规划与管理要求首先针对处 理处置系统,处理处置必须达到对环境无害的要求,即无害化原则。 由于固体废物的产量及整个社会对土地利用强度的增加,容纳固体废物的空 间日益紧张,同时社会环境意识的提高刺激了 n i m :b y ( n o ti nm y b a c ky a r d ) 情绪的增长,即使是已经达到卫生填埋标准的填埋场也已很难进行选址和建设。 因此固体废物规划与管理必须能使废物减量,以缓解与相关的管理矛盾,故此产 生了减量化原则。 固体废物中可回收废物的增加;有机废物通过堆肥达到无害化后具有的土壤 改良作用:焚烧固体疲物的热量用于供热或发电等固体废物处理处置技术的发展 以及废物处理处置带来的经济与资源方面的巨大压力使资源化原则得以确立。 以上是对固体废物规划与管理“三化”原则的最初认识,以可持续发展思想去 衡量,还是一种“末端处理 优化的思想原则。随着实践的发展,废物规划与管理 思想趋向于抛弃“唯末端处理为重”的认识,“三化”原则也得到了新的认识与解 山泉 4 掌t r 释。 “减量化”不仅是通过处理与利用,对已经产生的固体废物进行减量,而更重 要的是对产生源头进行控制与管理,通过改变产品设计、改进生产工艺等措施使 固体废物不再产生,实现根本性的固体废物减量原则。 “资源化”不再是处理与利用过程中通过狭义的工程技术手段来实现的目标, 而应该从产生点及收运阶段即开始进行,成为贯穿固体废物规划与管理体系的指 导原则。资源化将通过源头分类收集、废物交换利用等非“末端处理”技术过程得 以实现。 “无害化”除保留原来控制固体废物对环境的影响外,还要求对危险废物实施 分类管理,以更经济与可靠方法实现无害化。 固体废物规划与管理的“三化”原则通过新的认识和解释,使其优先顺序相应 地改为“减量化、资源化与无害化到。 1 2 2 固体废物规划与管理发展历程 固体废物规划与管理发展经历了四个阶段。第一阶段是为维护环境卫生而进 行无害化处理的阶段。这一阶段的目标是清运固体废物,保证环境清洁卫生。固 体废物处理以简易填埋和焚烧为主,方法简单,成本低,但也常产生二次污染和 恶性事故。 发展的第二个阶段是在确保固体废物无害化的基础上,避免产生二次污染的 管理阶段。在这一阶段人们开始注意防治固体废物处理产生的二次污染,采用卫 生填埋、带有烟气处理设备的焚烧技术处理固体废物。 随着固体废物产量的增大,成分不断变化,其中可回收成分急剧增加。资源 化成为固体废物规划与管理的重要组成系统。在这一阶段重点开始转向如何分别 对不同废物实行分别规划与管理,但其模式依然是末端处理。 随着可持续发展战略研究的逐步深入,固体废物处理需要越来越高的投入, 人们认识到解决固体废物问题的最佳途径,是避免固体废物的产生和源头削减, 然后通过综合处理,实现资源的充分回收和最佳利用,使需要最终处理处置的固 体废物量最小化。同时随着人类对人与自然环境之间关系的认识,开始探讨可持 ml 掌掌位论文 续的发展模式与固体废物管理模式。在这一阶段,源头削减的生态设计思想和全 过程管理模式逐步确立其重要地位,基于对产品整个生命周期的分析,在产品设 计阶段就考虑避免污染。国体废物规划与管理发展到以源头削减为主,资源化高 度发展的全过程管理阶段,又称为综合规划与管理阶段c i 。 1 2 3 固体废物综合规划与管理 固体废物综合规划与管理是指由废物产生至最终处置的“摇篮到坟墓”全过 程的、对所有策略及方案予以全面考虑的规划与管理。综合规划与管理对于固体 废物污染控制分为三个阶段:源头控制、过程控制与末端处理, r 32 ( 图1 一1 ) 。它 包含了生产性固体废物与非生产性废物从产生源至最终处置的全部环节( 图l 一 2 虚线内的部分) 。生产环节包括工业生产与农业生产两部分。同时也延伸至消 费产品的设计和商品包装及商品销售等环节,从而更有力地实施源头控制和废物 全过程规划与管理。 画画 原材料生产环节 品 设 计 图l 一1固体废物综合规划与管理层次 制 造 工存 业与 废投 物放 贮 销售环节卜- 一i 消费环节 i 。j 圃l 辩 有 害 物 质 商 品 销 售 生活废物 贮存与投弃 商业废物n 堕塑些墨墨丝 贮存与投弃l 废物资源化 产品市场 废 物 加 工 回 用 废 物 资 源 化 处 理 利 用 图i 一2 固体废物综合规划与管理范围 7 自 然 环 境 竺查查兰竺主兰兰,竺圭 1 3 固体废物综合规划与管理的措旌 1 3 1 固体废物源头减量措施 ( 1 ) 清洁生产 清洁生产是将整体预防的环境战略持续应用于生产过程、产品和服务中,以 增加生态效益和减少人类及环境的风险。其含义是:对生产过程,要求节约原材 料和能源,淘汰有毒原材料,减少废物的数量和毒性:对产品,要求减少从原材 料提炼到产品最终处置的全生命周期的不利影响;对服务,要求将环境因素纳入 设计和所提供的服务中h 1 。清洁生产是实现固体废物源头减量的有效策略。 ( 2 ) 绿色消费”3 绿色消费包含三层含义:倡导消费者在消费时选择末被污染或有助于公众健 康的绿色产品;在消费过程中注重对固体废物的处置不造成环境污染:引导消费 者转变消费观念,在追求生活舒适的同时,注重环保,节约资源和能源,实现可 持续消费。国外一些环保专家更把消费概括成为5 r ,即节约资源( r e d u c e ) 、绿 色生活,环保选购( r e e v a l u a t e ) 、重复使用( r e u s e ) 、分类回收( r e c y c l e ) 与保护自然 ( r e s c r ) 。绿色消费在发达国家已成为社会时尚,带有绿色标志的产品1 5 t 益受到消 费者的青睐。 ( 3 ) 城市固体废物按量收费 城市固体废物按量收费是指按废物数量收取处理费。目前,常见的城市固体 废物收费管理制度是按家庭人1 2 1 数或居住面积收取废物管理及处理费。但由于收 取的费用与废物量无关且较低,人们并未切身感受到处理废物的代价,不能起到 制约居民减少废物产量和刺激废物回收利用的作用,而按量收费则克服了这些缺 点,在减少需要最终处理的废物量以及促进回收利用方面取得了良好效果。城市 固体废物计量收费已在多个发达国家开展,我国的深圳市也正在积极推行。 1 3 2 固体废物资源化措施 随着自然资源的日渐减少及现代科学技术的发展,固体废物中出现大量可用 的物质和能量,通过一定的资源化措施可重新回到经济循环。废物资源化不仅节 约大量资源,还可以较大程度地减轻后续处理处置的负荷- s e i k 等人的研究结 果证明固体废物的资源化是减少环境危害、节约能源、保护资源、节约废物收 ml 掌掌位论文 集及处理成本的有效途径。m e k a s e v a 对于坦桑尼亚的d a rs a l a m 地区的实地 研究也表明资源化可以减少废物清运量的l l 。固体废物资源化是实现固体废物 规划与管理向可持续发展方向转变的重要策略。 ( 1 ) 固体废物分类收集 废物分类收集是废物按组分收集的方法,是废物资源化的前提。它可以提高 回收物料的纯度和数量,有利于废物的进一步处理和再利用,并能够大幅度地降 低废物的运输及处理费用。近年来我国许多城市纷纷开展了城市固体废物分类收 集的工作 g j 。 ( 2 ) 废物交换系统 废物交换是固体废物资源化的一种重要手段,通过建立废物生态链网,使 一个生产过程的废物成为另一个生产过程的原材料,实现废物在产生者与潜在使 用者之间传输。为更有效地开展废物交换,将废物的产生者与使用者联系起来, 需要建立一个废物交换系统。废物交换系统分为信息交换和实物交换两种“们, 它们的不同主要是交换对象不同及交换中心( 交换经营者) 在交换中所起的作用 不同。信息交换中,在废物的产生者、经营者( 交换中心) 、潜在使用者之间传 递的是信息。在这种交换模式下,废物交换中心大多是非营利性,主要起协助作 用。在废物的产生者、潜在使用者、经营者之间直接传递废物的交换模式,属于 实物交换。实物交换往往是营利性的,在交换中所起的作用更主动一些。 ( 3 ) 资源再生系统 资源再生系统可以看作是整个物流系统中分解者,它可以将在现有废物交换 网络中无法被利用的废物经改造加工,使其在更广阔的废物交换网络中得到利 用。资源再生系统包括收集、分类和加工来自工业、商业、生活区和政府的废旧 材料;修理翻新和拆卸设备;从可回收废物中制取能源和从事上述零售和批发等 企业类型。欧美已经有不少专门从事废物再生的公司,如美国m o n m o u t h w i r e a n d c o m p u t e rr e c y c l i n g 公司已经开发出高效的分拆和分选技术,能够从废旧电脑中 回收大多数物质1 。 ( 4 ) 延伸生产者责任 延伸生产者责任是通过将产品生产者的责任延伸到产品的整个生命周期,特 别是产品消费后的回收处理和再生利用阶段。通过各种法律和经济手段,激励生 9 m 末 掌掌m * 产者在生产过程中采用符合环境保护目标的技术工艺和材料;使固体废物的防治 从单纯依靠政府公共支出向多元化的费用分担模式转变,促进了生产者和消费者 共同参与废物减量化和资源化的工作“ 。目前延伸生产者责任常用的工具有预 付处理费制度和押金退费制度。 预付处理费制度 预付处理费制度是延长产品生产者在产品生命周期中各个阶段的责任。生产 者需要承担产品的全部或部分回收处理成本,这些成本可以由生产者直接支付给 回收处理者,或通过向特定的基金组织缴费,实现集中管理。1 9 9 1 年德国包装 材料条例即是这一制度的具体体现。它要求包装材料生产者负责处理包装废物, 包装产品的生产者可以选择自己独立回收其包装材料,或加入一个工业包装材料 废物管理组织- - d s d 。此后,该制度在欧盟各国逐渐推广开来。到2 0 0 1 年欧洲 的包装材料废物总量降低5 0 ,约2 5 的废物得到有效的回收利用。目前,这 项制度已经超出包装废物管理的范畴,开始向电子、汽车等行业的延伸c 1 3 。 押金退费制度1 4 1 5 3 押金退费制度是对具有潜在污染的产品在销售时增加一项额外费用,当回收 这些产品或把它们的残余物送到指定的收集系统,把押金退回购买者。押金退费 制度以经济利益驱使使用者将废旧物品交回收集系统,经再生利用或集中处理, 消除可能的污染或把污染降低到最低限度,达到保护环境的目的。押金退费制度 在我国取得较大的成果,尤其是啤酒瓶的回收系统。 1 3 3 固体废物处理处置技术体系 固体废物综合规划与管理以源头减量化、过程资源化为优先原则,以避免 向自然环境排放废物为追求目标,但废物仍有一部分产生,并最终需要进入环境。 末端处理处置是固体废物规划与管理体系中不可替代的部分。常用的固体废物的 处理处黄技术:填埋法、热化学法、生物化学法等。 ( 1 ) 卫生填埋“ 填埋是一种可以处理各类固体废物的最终处置方法。与其他的处理法比较, 它主要有以下优点:如有适当的土地资源可利用,此法最为经济;其一次性投资 额较低;是一种完全的、最终的处理方法;可接受各种类型的固体废物而不需要 o t a _ 求 掌掌位论文 对其进行分类收集。卫生填埋主要缺点是占地面积大,场址选择困难。而且随着 环卫标准的提高,卫生填埋法的处理成本也会越来越高。此外,与其他固体废物 处理方法相比,其减量化和资源化程度较低。 ( 2 ) 生物处理 生物处理是利用微生物的新陈代谢作用,在实现固体废物的稳定化、无害化, 同时进行资源回收。目前应用最广的为好氧堆肥法和厌氧发酵沼气化技术。 堆肥 堆肥可以使固体废物中的有机废物转化为土壤可按受且迫切需要的有机营 养土,不仅能有效地解决固体废物的出路及环境污染和固体废物无害化的问题, 同时也为农业生产提供了大量的腐殖土,维持自然界的物质循环。堆肥也有一定 的局限性:肥效低,成本高,造成产品的销路不好;未杀死的病原微生物会有致 病作用:某些重金属会在土壤中积累;操作中易产生恶臭,影响周围环境等。 厌氧发酵 厌氧发酵可以处理农业废物、工业固体废物和城市固体废物中的一有机组分 及污水处理产生的污泥e 1 7 。传统的厌氧发酵周期很长,占地、占用设备时间较 长,产生的气体有异臭。经过多年的研究改造,厌氧发酵技术已有了很大的改进, 因其具有高的能源回收率与低的环境影响,越来越受到重视c 1 9 。 ( 3 ) 热处理技术 热处理是指将固体废物置于高温环境下,破坏固体废物的结构及性质,达到 无害化、减量化并充分回收利用反应中产生的可用资源( 废热、可燃气体、可燃 固体、可回收物质) 的处理方法。 焚烧 焚烧处理具有一定热值的废物( 一般不能低于3 3 6 0 k j k g ) 。它可以彻底消灭 固体废物中的细菌与病毒;减量与减容化程度高( 分别达到7 0 与9 0 ) ;可产 生大量的热能,经能量转换后,用于供热或发电;因此焚烧在处理固体废物方面 应用非常广泛;但它存在投资大,资金占用周期长;低热值的废物焚烧时需要添 加辅助燃料,处理成本高以及造成较为严重的二次污染等缺点。 热解1 9 1 热解是在绝氧、低温条件下对废物进行热处理。热解法具有可将固体废物中 一生 苎查竺竺 圭竺兰竺查 有机物转化为贮存能源、二次污染较轻、处理装置较小等优点。由于热解反应温 度较低,来自废物或在热解中产生的污染物会被焦炭吸收,不能直接填埋,因此 热解还没有作为单一的操作用处理废物。在工程上一般把它当作一种预处理并与 气化或高温焚烧结合起来,构成一个完整的废物处理工艺。 气化9 3 气化法具有固体废物不需进行预分离,烟气中污染物对环境的影响较少,可 以有效的控制二嗯英的浓度等特点。 焚烧、气化与热解作为热处理常用的三种方法,常常结合在一个工艺流程中, 发挥各种技术的优势,减少对环境的影响,最大程度的回收能源与资源。 ( 4 ) 固化与稳定化技术f 2 0 】 固化与稳定化技术应用于危险废物的处理。目前,固化与稳定化技术主要以 无机胶结剂( 水泥和石灰) 为主,有机固化工艺园成本高和能耗高,推广和应用 受到一定限制,主要应用于放射性废物处理。 ( 5 ) 其它处理方法 除上述常用的处理方法外,还有一些新技术正不断由实验阶段走向实用阶 段。例如城市固体废物中的有机废物制取液体燃料3 ,蚯蚓分解有机废物技术啦! 等。 1 4 固体废物规划与管理分析技术 1 4 1 固体废物调查及评价分析方法 固体废物调查所获得的基础资料,是固体废物规划与管理定性与定量分析的 依据。没有扎实的调查研究工作,就不会拥有大量的第一手资料,就不可能正确 认识规划与管理的对象以及提出合乎实际、科学可行的方案。固体废物的调查评 价分析包括污染源评价与固体废物管理模式评价两部分。固体废物源是调查评价 固体废物产生源的状况。固体废物管理模式调查评价分析指的是除废物源产生状 况之外,与实施固体废物规划与管理有关的内容。 ( 1 ) 调查方法”2 4 : 目前固体废物调查常用的方法有:走访概查、普通调查、典型调查和抽样调 查四种。走访概查:通过走访政府主管部门,直接得到汇总后的相关数据信息。 ml 掌掌位* 史 这种方式能快速得到大量信息,但所获得的数据一般较为粗略。普遍调查:是 为了了解调查对象总体情况而对所有调查对象逐进行调查。它所收集的信息资 料比较全面、系统、准确可靠;但存在着工作量大、时间较长,需要大量的人力 和物力、组织工作较为繁重等缺点。抽样调查:是从调查对象的总体,按照随 机原则,抽取一部分进行调查,再推算总体情况。它具有调查单位少,迅速,调 查质量高。省人力、物力等优点。抽样调查虽然是非普遍调查,但它却可以取得 反映总体情况的信息资料,可起到普遍调查的作用。典型调查:是从众多的调 查研究对象中,有意识地选择若干个具有代表性的典型单位进行深入、周密、系 统地调查研究。典型调查具有调查范围小、调查单位少、灵活机动、具体深入、 节省入力、财力和物力等优点。其不足是在实际操作中选择真正有代表性的典型 单位比较困难,调查结果一般情况难以推算整体情况。因此,典型调查的主要目 的不在于取得总体数值,而在于了解与有关数字相关的具体情况。 ( 2 ) 评价分析方法 固体废物污染源评价分析方法 城市固体废物的污染源评价分析主要是揭示废物源的状况与各种影响因素 之间的关系。近年来随着计算机应用的普及,城市固体废物产生源状况的定量分 析发展较为迅速,数据统计模型方法用于定量地揭示产生源的特点、废物产生与 社会经济发展之间的关系。目前主要的评价分析方法为灰色关联法晗弱。工业固 体废物利用固体废物产生指数及污染指数定量地确定研究区域内的主要污染源 及污染物。 固体废物管理模式的评价分析方法 固体废物管理模式的主要评价分析方法有以下四种:统计评价分析法一对历 史数据进行统计分析,分别对各类固体废物的产生、综合利用、处理处置、堆放 与排放、污染危害等进行详细评价:风险评价分析法一对某些重点的有毒有害危 险废物和固体废物堆放场进行风险分析评价;机会费用评价分析法一对因某些有 毒有害废物及废物的排放与堆放造成的损失进行测算:专家咨询评价分析法一对 某些现状资料有争议的( 如各部门数据相互矛盾或缺乏等) 情形采取了专家咨询 的方法了核对与校验。 ml大#4$m*x 1 4 2 固体废物产量的预测方法 对研究区域固体废物产量做出较为准确的预测是进行固体废物规划与管理 前提。国内外的专家学者在固体废物的产量预测方面已经做了大量的工作,并有 一些比较成熟的方法,经常使用的方法有:时间序列分析法、多元回归分析法、 机理分析方法、比率推算法和灰色预测法嘶1 。 ( 1 ) 时间序列分析法 固体废物的产量受众多因素的影响,其中相当一部分因素的变化与时间相 关,如人口增长,经济水平提高,消费模式的转化等,因此通过对废物产量与时 间因素互相联系,建立定量关系。时间序列分析的特点是废物产量仅与单变量时 间相关,按关联的函数形式差异,可有线性方程、多项式方程、指数方程等多种 形式。 ( 2 ) 多元回归分析法 多元回归分析的依据是各种可能影响固体废物产生的因素( 一般为社会经济 指标) 对产量的影响具有历史的延续性,利用这些影响因素作为参数,应用数理 统计回归揭示这些参数与产量之间的数量关系。这一关系可应用于在确定相关指 标变化趋势的前提下,对废物产量趋势进行定量分析。 ( 3 ) 机理分析方法 机理分析方法的预测原理是基于某些消费活动中,消费的商品量与废物产量 之间存在稳定的物流平衡关系,假定这一物流平衡关系在一定时期相对稳定,通 过对某些商品消费量变化的分析得到相应的废物产量变化趋势。 ( 4 ) 比率推算法阱1 比率推算法原理是基于城市固体废物的产量与人口数量,工业固体废物产量 与经济活动密切相关密切相关,可以利用人均城市固体废物产率对城市固体废物 产量进行预测,单位工业总产值工业固体废物产率( 或单位g d p 工业固体废物 产率) 对工业固体废物产量进行推算预测。 根据所收集到的有关资料数据,经过数值拟合得出入均固体废物产率( 单位 工业总产值固体废物产率) 与时间的关系函数;再结合相关资料数据推算出未来 某一时间的人d 数量( 工业总产值) ,乘以对应该时间的人均固体废物产率,得 出固体废物产量。 m _ 袁 掌士掌m * i ( 5 ) 灰色预测法( o r e v m o d e l ) 2 8 2 9 1 固体废物系统同时存在大量的已知和未知的信息,是典型的灰色系统。固体 废物产量一般具有以下特征:非负,单调递增,变化率不均匀,符合灰色理论的 建模条件,可以利用灰色模型进行预测。灰色模型记为g m ( n ,h ) ,其中1 1 为微 分方程的阶数,h 为变量个数。在固体废物产量预测中应用最为广泛的是g m ( 1 , 1 ) 预测模型,即一阶单变量的微分方程型的灰色动态模型。g m ( 1 ,1 ) 建模的基本 思路是把无明显规律的时间序列,经过一次累加生成有规律的时间序列,为建立 g m ( 1 ,1 ) 灰色模型提供中闻信息。同对弱化原序列的随机性,再采用一阶单变 量动态模型g m ( 1 ,1 1 进行拟合,用模型推求出来的生成数回代计算值,作累减 还原运算,最后对还原值进行精度检验,符合精度要求模型就可用于预测。 1 4 3 指标与目标的设置 ( 1 ) 规划与管理目标啪3 规划与管理目标是指在一定条件下,决策者对固体废物控制水平的期望值, 即规划与管理措施实施后预计达到的效果。其中“定条件”是指研究区域的自然 条件、物质条件、技术条件和管理水平等。决策者是指各级政府、环保部门、规 划部门、建设部门或其它依法行使职权的单位。规划与管理目标是为改善、管理、 保护研究区域的环境而设定的,是在研究期限内力求达到的固体废物污染防治水 平。 规划与管理目标按管理层次可分为总目标和详细目标两类。总目标是对规划 区在研究期限内应达到目标总体上的规定;详细目标是按照功能区域对规定的目 标所作的具体规定。按照时间可分为近期目标、中期目标和远期目标三类。一般 五年以下为近期目标,该类目标要求目标准确、具体、定量;五年至十年为中期 目标,该类目标一般包括内容具体的定量指标,又包括一些定性的宏观要求。十 年以上的目标称为远期目标,它是对固体废物污染防治在一个历史时期的总的宏 观要求和设想,是制定近期和中期规划目标的依据。 目前常用的目标设置方法有经验判断法和最佳控制水平确定法两种。经验 判断法:是根据国家和地方固体废物污染控制及经济社会发展目标要求,结合环 境污染预测结果和目前的污染防治和管理水平确定总目标。经验判断法程序一般 一 墨查兰翌三竺兰竺兰 先确定一个应达到的标准,然后计算达到标准所应完成的污染物削减总量,并分 析总量削减的经济技术可行性和时问期限的可行性,再经反复调整,修改和完善 环境目标。通过反

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