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基于生命周期环境影响模型的朔州市固废系统评价研究

作　者: 张旭
导　师: 陆文静
学　校: 清华大学
专　业: 环境工程
关键词: 环境影响生命周期评价城市生活垃圾填埋焚烧
分类号: X825
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

针对中国北方小型城市生活垃圾的特点和处理处置现状，本文以山西省朔州市的生活垃圾处理系统为基础，利用生命周期评价方法开展其全过程的环境影响评估研究，为中国北方同等规模和经济水平的中小型城市建立可持续的生活垃圾管理方案提供理论依据和真实案例。本研究中，首先通过实验室分析、现场监测获取垃圾组分、元素、热值及填埋场渗滤液成分等参数，通过调研垃圾处理系统的规划、作业报告、设施运行统计数据等获取了垃圾运输及转运作业参数、填埋场及焚烧厂的作业参数和工艺参数，并通过对比调研同类技术和参照模型默认数据库获取部分上下游外部单元的生命周期数据。之后，基于朔州市生活垃圾处理系统的现状，针对以垃圾卫生填埋技术为主的填埋处置方案和以流化床焚烧炉焚烧发电为主的综合处理方案，建立了共十个处理系统的不同模拟情景，并利用固体废物系统生命周期评价模型软件EASEWASTE，开展不同情景对温室效应、酸雨、富营养化、生态毒性等环境影响的定量化模拟评估。研究结果表明，在朔州市当前生活垃圾填埋系统下，与渗滤液直排相比，渗滤液采用回灌方式进行处理，能够避免大部分对生态毒性和人体毒性的环境影响，然而由于能源消耗略有增加、垃圾降解和产气略有增强，对大气环境有轻微的影响。填埋气未得到控制时，甲烷是造成温室效应和光化学烟雾的主要污染物，采用填埋气直接燃烧技术，能够避免系统98%的温室效应以及约90%的光化学烟雾、酸雨和富营养化的影响。对于以焚烧为主的综合处理系统，采用过量辅助煤焚烧时所释放的CO2，是该系统造成温室效应的主要因素，而焚烧发电能够一定程度抵消燃煤发电对酸雨、光化学烟雾和富营养化等环境要素的影响；采用适量辅助煤的垃圾焚烧，对系统造成的温室效应有明显改善。由于原生垃圾的低热值和高灰渣含量，朔州市生活垃圾的无辅助煤直接焚烧并不可行，通过源头分离2/3的灰渣后焚烧剩余垃圾，对温室效应、酸雨、富营养化以及土壤生态毒性等均有不同程度的改善作用，是朔州市一种可行的生活垃圾处理体系。经济性分析表明，由于电能回收，焚烧技术的总体经济性略高于填埋处置，综合分析认为以垃圾焚烧发电为主的综合处理方案为朔州市相对更优的垃圾管理方案。研究结果对我国北方中小型城市类似生活垃圾管理系统的评估与优化具有重要的理论和现实意义。

全文目录

摘要  3-4
Abstract  4-7
第1章前言  7-20
  1.1 北方中小城市特点及生活垃圾处理现状  7-14
    1.1.1 中国北方中小城市特点及垃圾处理现状  7-8
    1.1.2 山西省概况及垃圾产生处理现状  8-11
    1.1.3 山西省朔州市概况  11-13
    1.1.4 朔州市生活垃圾产生及处理现状  13-14
  1.2 生命周期评价理论及其在国内外固废管理中的应用  14-18
    1.2.1 生命周期评价理论  14-15
    1.2.2 国外研究现状  15-17
    1.2.3 国内研究现状  17-18
  1.3 本课题的研究内容及技术路线  18-20
    1.3.1 本课题研究内容  18
    1.3.2 拟采取的研究方法及技术路线  18-20
第2章生活垃圾处理系统生命周期评价方法  20-26
  2.1 生活垃圾处理系统生命周期评价模型  20-23
  2.2 朔州垃圾特性分析及生命周期数据获取方法  23-24
  2.3 生活垃圾处理系统环境影响评估方法  24-26
第3章垃圾卫生填埋系统 LCA 评价与优化  26-44
  3.1 朔州市当前生活垃圾卫生填埋工艺及生命周期数据  26-32
    3.1.1 朔州市当前城市生活垃圾处理工艺简介  26-28
    3.1.2 城市生活垃圾组分分析  28-30
    3.1.3 收集与运输环节物料消耗分析  30
    3.1.4 填埋场生命周期数据  30-32
  3.2 朔州市城市生活垃圾填埋处理系统模拟研究的情景设计  32-33
  3.3 朔州市当前城市生活垃圾填埋系统环境影响研究（情景 A）  33-37
  3.4 采用渗滤液蒸发的填埋系统环境影响研究（情景 B）  37-39
  3.5 渗滤液直接排放的填埋系统环境影响研究（情景 C）  39-41
  3.6 采用填埋气管理和渗滤液回灌的填埋系统环境影响研究（情景 D）  41-43
  3.7 本章小结  43-44
第4章基于垃圾焚烧发电的综合处理系统 LCA 评价与优化  44-65
  4.1 朔州市生活垃圾综合处理系统及生命周期数据  44-53
    4.1.1 生活垃圾焚烧发电厂基本信息  44-45
    4.1.2 生活垃圾焚烧发电厂生产工艺及污染防治设施  45-47
    4.1.3 生活垃圾焚烧发电厂物质、能量输入信息  47
    4.1.4 生活垃圾焚烧发电厂污染物排放  47-51
    4.1.5 朔州市垃圾运输与焚烧的 LCA 清单  51-53
  4.2 朔州市城市生活垃圾综合处理系统模拟研究的情景设计  53-55
  4.3 朔州市当前生活垃圾综合处理系统的环境影响研究（情景 A）  55-56
  4.4 过量与适量辅助煤对焚烧厂环境影响的对比研究（情景 A 和 B）  56-59
  4.5 基于新《火电厂大气污染物排放标准》的焚烧厂环境影响研究（情景 C 和 D）  59-62
  4.6 灰渣进行源头分类的生活垃圾系统环境影响研究（情景 E 和 F）  62-63
  4.7 本章小结  63-65
第5章朔州市生活垃圾处置理想化模式构建  65-74
  5.1 生活垃圾较优处理方案的环境影响分析  65-67
  5.2 垃圾卫生填埋及以垃圾焚烧为主的综合处理方式的经济性分析  67-70
  5.3 生活垃圾处理处置综合管理体系构建  70-74
    5.3.1 完整的生活垃圾处理处置技术体系  71
    5.3.2 有力的污染物削减和环境监管体系  71-72
    5.3.3 积极的社会公众参与  72
    5.3.4 合理的经济引导方式  72
    5.3.5 完善的法律规章制度及市场化管理体制  72-73
    5.3.6 科学的城市生活垃圾管理配套技术  73-74
第6章结论与建议  74-75
  6.1 结论  74
  6.2 建议  74-75
参考文献  75-78
致谢  78

基于生命周期环境影响模型的朔州市固废系统评价研究

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