第四章 固体废物源分析

第四章固体废物源分析主讲：范行军学习目的和要求（理解）固体废物产生源调查的主要功能包括：1、获取其产生的相关背景性情况；2、固体废物产生量计量、定位；3、固体废物性质分析的样品采集。固体废物产生源分析的主要功能包括：1、根据产生源调查获得的信息对其产生量做定量的分析、定性讨论其生产量变化的影响因素；2、对固体废物的特性进行分析。4.1概述4.1.1固体废物源分析的定义定义：固体废物源分析就是对各类固体废物的产生源进行调查分析，以全面了解其产生的量、来源、组成、理化性质和其他相关背景状况的过程。固体废物源分析是固体废物管理的出发点和立足点。固体废物源分析的目的：了解其产生状况：产生量、废物组成与性质（物理、化学、生物和毒害性物质）；其产生量与组成的时空变化规律；产生量和组成与自然条件、社会意识和经济水平之间的相互影响关系和影响机制。4.1.1固体废物源分析的定义4.1.1固体废物源分析的定义源分析的主要意义（1）提供固体废物源控制的思路；（2）提供规划与优化固体废物管理体系的依据（边界条件）；（3）提供固体废物管理技术设施设计与运行的基础参数。什么叫固体废物源分析？固体废物源分析的意义何在？4.1.2固体废物源分析的方法和框架固体废物源分析的方法，从实施手段的特征看，可以分为两类：调查和分析;调查：直接获取描述性信息和数据信息，为分析过程提供数据和样品的功能;分析：可看做是源调查的后续阶段，其特征以数据的分析处理和样品理化分析为主。调查与分析结合的特点为：从时间顺序看，调查是分析的前导，调查为分析提供数据和样品基础；分析是调查的最终目的，既是调查结果转化为管理所需的分析成果的阶段，又是决定调查细节的依据；调查与分析作为实现同一目的、但以不同手段实施的两个阶段，其总体设计应作为一个整体来处理。4.1.2固体废物源分析的方法和框架固体废物源调查的方法框架准备阶段：拟定调查方案、组织调查队伍、准备调查文档、举办调查学习班、准备调查工具、调查时点等。调查阶段：包括普查和详查。资料整理：数据录入、进行数据校验、数据概算。建立档案4.1.2固体废物源分析的方法和框架2.源分析的框架a、产生量分析产生过程分析产生影响因素分析产生量定量分析b、固体废物特性分析危险性可转化利用性可处理性4.1.2固体废物源分析的方法和框架固体废物源调查各阶段的基本内容有哪些？3、固体废物源调查的主要内容a、工业固体废物源工业固体废物源调查的普查一般以区域或行业为对象进行，详查则多以行业或区域内的典型企业为对象进行：企业现状与背景概查、现场详查。b、城市生活垃圾源城市生活垃圾源调查的内容：普查、详查。普查的内容侧重于影响城市生活垃圾产生的背景条件，由于背景条件所具有的宏观性特征，范围：一个大城市或区为对象展开；详查的范围则应在保证代表性的基础上加以控制，以有效地控制调查成本，通常详查对象为调查区域内的各类典型垃圾产生源，产生源的选择以普查结果为依据确定。3、固体废物源调查的主要内容图4-4城市生活垃圾产生源详查技术路线固体废物源调查的主要内容有哪些？4.2固体废物产生量分析方法4.2.1工业固体废物产生量分析工业固体废物产生量的定量分析有两种基本方法：A、物料横算法（微观）

对某种工业生产过程进行物料衡算调查的方法获取有关基础数据，然后再次基础上，建立该生产过程的原料、产品与固体废弃物产生量的关系。4.2.1工业固体废物产生量分析B、同类行业比较法（宏观）

依据生产同类产品的行业历年的统计数据，建立行业的产值、产品量与固体废物产生量之间的关系，用以测算同属此行业的企业的固体废物产生量。1、物料衡算分析方法分析过程确定物流衡算边界；确定所有在系统边界内和穿过边界的物质转化、转移过程；确定各项物流的量；建立物料衡算的文字方程。4.2.1工业固体废物产生量分析4.2.1.1物料衡算分析方法4.2.1.2同类行业比较分析法（1）方法原理在理想的情况下，如果同一行业的所有企业采用同样的工艺，具有同样的设备和生产管理技术水平，且采用相同性质的原料来生产相同的产品，那么该行业不同企业以单位产品产量计的产费率将是完全一致的。A、产品基准法以产品的产量为基准，应用同行业调查统计中得到的同类生产工艺的单位产品生产产生的固体废物量(即产品固体废物产率系数），测算已知生产一定量的产品时的工业固体废物量。Gsw=Gp*ηp式中：Gsw：某工业产品生产的固体废物产生量；

Gp：某工业产品的产量，[质量]或[质量/时间]

η

：某工业产品的固体废物产率系数，[质量/质量]4.2.1.2同类行业比较分析法4.2.1.2同类行业比较分析法B、原料基准法以工业生产过程的原料使用量为基准，应用同行业某产品生产状况调查统计中得到的相同生产工艺使用单位原料产生的固体废物量（即原料固体废物产率系数），在已知一个企业或地区某些特定生产原料使用量的前提下，测算该企业或区域的工业固体废物产生量。Gsw=Σ（GMi*ηMi）（i=1,2,3,…..）Gsw：某企业或地区某类生产过程的固体废物产生量，[质量]或[质量/时间]；GMi：某类生产过程中第i种原料的使用量，[质量]或

[质量/时间]；ηMi：某类生产过程中第i种原料的固体废物产率系数，[质量/质量]4.2.1.2同类行业比较分析法4.2.1.2同类行业比较分析法C、产值基准法以工业生产产值为基准，应用同行业某类生产过程的产值与其固体废物产生量间的对应关系（产值固体废物产率系数）的统计结果，在已知企业产值的条件下，对特定企业的固体废物产生量进行分析测算。Gsw=Gs*ηsGsw：某类生产过程的固体废物产生量，[质量]或[质量/时间]；Gs：某类生产过程的工业产值或产品销售额，[货币量]或[货币量/时间]；ηs：某类生产过程的产值固体废物产率系数，[质量/货币量]。4.2.1.2同类行业比较分析法生产工艺差异原料差异技术进步在应用同类行业比较方法分析工业固体废物产生量时，应尽可能选取与拟分析生产过程废物产率系数，以及最近期的固体废物产率系数；应考虑技术进步对工业固体废物产生量的减量作用；在统计相关的工业固体废物产率系数的过程中，应尽可能地对工业生产过程进行细分和分类统计；4.2.1.3比较分析数据基础和影响因素4.2.2生活垃圾产生量分析1、时间顺序分析方法（1）原理城市生活垃圾的产生相当于一部分因素的变化具有于时间相关的特征。所以，时间作为一个变量，有可能包含了影响城市生活垃圾产生的各种因素。4.2.2.1时间顺序分析方法（2）方法将一组不同时间段的生活垃圾产生量数据与其对应的时间进行数上的回归分析，以取得具有统计可信意义的生活垃圾产生量与时间的函数关系的过程。步骤：A、观察时间序列的特征B、选择回归函数C、进行参数回归估值（1）原理

各种可能影响城市生活垃圾生产的因素（一般为社会经济指标），对其生活垃圾产生量的影响具有历史的延续性，利用这些指标和城市生活垃圾产生量的历史统计数据，采用数理统计方法对其相关性进行定量回归，可获得揭示其互相数量关系的数学模型。这一模型具有对城市生活垃圾产生量进行预测的功能。4.2.2.2相关回归分析方程（2）方法目前多采用多元线性回归函数模型，其通式如下：y=a0+a1x1+a2x2+a3x3+…..+akxk(3)应用：参考教材4.2.2.2相关回归分析方程（1）原理基于某些消费活动中，消费的商品量与垃圾的产生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内保持不便，那么就可以在定量的解析这一关系的基础上，通过对某些商品消费变化的分析得到相应的废物产生状况变化趋势。对于具有“短程消费”特征的消费品，测算其消费量与废弃量之间的定量关系是较为可行的，能够更透彻的分析消费活动对废物产生的影响。A：易腐食品垃圾的产生量B：建筑垃圾产生量分析C：医疗垃圾产生量分析4.2.2.3产生途径分析方法4.2.2.3产生途径分析方法4.3.1危险性分析表征危险性的指标固体废物的危险性指的是废弃物具有对社会安全和人类生命造成显著危害的特性。根据其潜在危害的特点差异，危险性又可分为两类：安全危险性及体健康危害（有毒性）4.3固体废物产生性质分析方法4.3.1危险性分析安全危险性腐蚀性、易爆性、易燃性、可燃性和反应性5种。人体健康危害性（有毒性）包含：致癌性、感染性、致毒性、致畸性（遗传变异）、刺激性（过敏反应）、生物毒性（急性和慢性中毒反应）和放射性7种。各类危险特性的指标一般分为4类：可燃性、腐蚀性、反应性和有毒性。可燃性包含了易爆性和易燃性。用于评价固体废物有毒性的测试指标通常有：重金属的浓度；毒害性有机物的浓度；标准毒性试验动物的摄入致死率；微生物暴露后的基因突变率。4.3.1危险性分析4.3.1危险性分析表征危险性的指标有什么？用于评价固体废物有毒性的测试指标通常有哪些？三种基本的测试指标、方法和数据：（1）闪点与燃点定义：当固体废物样品置于有氧且基本静止的空间中缓慢升温至某一温度，并以火苗在样品上方进行引火，如发生闪火燃烧，但却瞬间熄灭，则此温度即为样品的闪火点；如果样品继续升温至一个温度，在同样条件下引火，是样品起燃，而火焰能持续存在，则此温度即为其燃点。闪点与燃点是燃料的基本性质之一，固体废物的闪点与燃点可以描述其起燃的难易程度，是确定其可燃易爆性的关键指标。4.3.1.2危险性指标的测定方法（2）TCLP侵取程序是适用于固体废物重金属和有机物两类毒害性指标测试的预处理程序。（3）固体废物“三致”毒性测试---Ames试验Ames试验是以指示生物测试废弃物“三致”（致畸、致癌、致突变）毒性的方法。方法的特点：对废弃物样品的分组提取，以提取物培养特定的指示生物，观察生物的变异来测算样品的“三致”毒性，该方法代表了以指示生物培养测定样品的生物毒性方法的共同特征。4.3.1.2危险性指标的测定方法颁布的《危险性废物名录》中提供的主要信息包括：产生危险性废物的行业；相关行业中产生具有危险性特征废物的生产过程或服务过程，或特定的废物种类；该行业产生的危险废物的主要危险性特征。4.2.1.3由产生过程认定固体废物的危险性固体废物的可减量性指的是某种废弃物通过源头控制措施进行产生量削减的可能性。

4.2.2可减量性分析1、工业固体废弃物原理：通过在生产同类产品的企业间的固体废物单位产生率（产生单位量产品的固体废物产生量）比较来分析。4.2.2可减量性分析将本企业的单位产废率与行业内生产同类产品、单位产废率最低的企业产废率进行比较可减量潜力。比较最低产废企业间生产工艺的差异，如果差异显著，且原料差异可解释产废率的差异，中止比较寻求原料替代的可能性；如无差异或差异不足以解释产废率的差异，继续下一步。比较与最低产废企业间生产工艺的差异，如果生产工艺不同，且生产工艺差异足以解释产废率的不同，中止比较寻求生产工艺改造的可能性；如无差异或差异不足以解释产废率的差异，继续下一步。实施步骤比较与最低产废企业间生产管理水平上的差异，根据发现的差异，系统分析本企业的生产管理（如设备维护、物流管理等）方面的问题，提出整改计划，通过经济可行性分析后实施。本步骤的措施与方法属清洁生产的范畴，可参照工业企业清洁生产实施方法的框架进行。实施步骤4.2.2可减量性分析请对工业固体废物进行可减量性分析。（1）原理与方法从垃圾的产生源组成分析入手，通过分析垃圾的产生源组成状况及其历年的变化趋势，对垃圾中占主要比例的组分或增长迅速的组分的消费来源进行分析。分析：A、此种消费是否有必要，如不必要，是否可以对此消费进行法规限制；B、在垃圾中占主要比例组分的产生过程是否可以通过某种消费、销售方法的改进而被控制。针对上诉分析，提出可行性方案。4.3.2.2城市生活垃圾固体废物的可资源化转化性可由以下几类特性的分析来判断：原料可回收性生物可转化性能源可转化性4.3.3可资源化转化性分析1、原料可回收性固体废物的原料可回收性指的是通过非分子转化的措施从固体废物中回收可再用于生产过程的原料的潜力和可行性。从目前的回收技术和方法的发展现状来看，工业固体废物的原料可回收性主要指的是其作为建筑材料原料的可行性，而城市生活垃圾则主要指其废品的可回收性。4.3.3可资源化转化性分析2、生物可转化性当生物物质总量中生物可利用性较好的水溶性组分、蛋白质、纤维素所占比例大于50%时，可认为其生物可转化性达到了理想的水平。4.3.3可资源化转化性分析3、能源可转化型燃烧涉及的废物性质有：挥发分、灰分、固定炭、灰熔点、灼烧损失量、元素分析组分、发热量。4.3.3可资源化转化性分析论述固体废物的可资源化转化性的特征。4.3.3可资源化转化性分析现代固体废物处理过程包含生物、化学的转化过程，因此，上述的固体废物生物与化学特性分析同样可视为分析固体废物可处理性的组成部分。固体废物可处理性分析指标如下：颗粒度含水率堆积面积可压缩性压实渗透性细菌数量4.3.4可处理性分析1.固体废物的颗粒度以粒径大小来描述；2.固体废物的水分含量固体废物的含水率含水率=（样品初始质量-样品烘干恒重时质量）/样品初始质量*100%固体废物的极限含水率当废物的内部孔隙（包括溶胀性的空隙）全部为水所饱和后废物的含水率，它代表了废物能稳定持有的最大含水率