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    劉建國:中國不同城市固體廢棄物管理方案的環境績效評估

    分類:環聯生態 > 專家專欄    發布時間:2017年7月19日 14:24    作者:中國水網    文章來源:中國固廢網

    文章導讀:2015年,我國收集了1.91億噸城市固體廢棄物,其中94.1%是經過處理的。在處理部分中,有63.7%進行填埋,34.3%進行焚燒,其余2.0%進行生物過程處理。與發達國家相比,中國城市固體廢棄物具有高有機成分和高含水量的特征,并存在填埋后產生大量溫室氣體和滲濾液,焚燒的凈能源回收率較低,生物處理限制因素多等問題。本文利用生命周期清單分析對七種處理方案(無能源回收的填埋、進行填埋氣體收集的填埋、焚燒、堆肥和殘渣填埋氣體收集、堆肥和殘渣用作生物肥料、厭氧消化和殘渣填埋氣體收集、厭氧消化和殘渣用作生物肥料)進行多維的環境績效評估,并為南亞、東南亞、非洲和拉丁美洲等國家的城市固體廢棄物管理規劃提供一些建議。

    文章亮點:

    ?使用LCI和LCA從五個評估維度對七種廢棄物管理方案進行比較。

    ?在每個評估維度中,原始的城市固體廢棄物填埋場沒有任何優勢。

    ?在目前情況下,直接焚燒是最佳的處理過程。

    文章摘要:

    目前,中國絕大多數的城市固體廢棄物是在垃圾填埋場和焚燒廠進行處理的。未來,隨著垃圾分類收集的普及,利用生物處理技術對可生物降解的成分進行處理將是合乎邏輯的。為了確定每個廢棄物管理策略的優缺點,本文將進行生命周期清單分析和影響評估。對各廢棄物管理方案的優缺點進行環境績效的多維評估,包括廢物減排、穩定化、物質回收、能源回收和溫室氣體減排。結果表明,原始城市固體廢棄物填埋方法將導致最小的廢物減排率(34.8%)和穩定率(87.8%)以及大量的溫室氣體排放(116.7–192.2kg-CO2Eq/t)。另一方面,在焚燒方案中,減排率達到79.2%,穩定率達到100%,減排量達到124.3kg-CO2Eq/t,表現出了顯著優勢。此外,從焚燒過程中可以回收1163.1mj/t的電力。生物處理方案的獨特優勢在于分離的可生物降解成分的殘余物可被用于土地。通過堆肥或者是對可生物降解成分的高熱值成分(HCVCs)進行焚燒的厭氧消化(AD)處理最多可回收89.3 kg/t或122.0 kg/t的物質,然后進行殘渣填埋。然而,當廢棄物生成的生物肥料不能被土地利用時,這些具有分類處理的廢棄物管理方案將在每個評估層面產生較少的競爭優勢。

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    劉建國說:

    本人課題組對我國生活垃圾處理不同技術路線環境績效的多維度綜合評估。針對我國生活垃圾高水分高廚余含量特點,考慮7種規范的處理情景:1.填埋氣火炬燃燒的衛生填埋;2.填埋氣燃燒發電的衛生填埋;3.貯倉自然瀝水的焚燒發電,底灰和穩定化飛灰進衛集填埋場;4.垃圾干濕分離后干組分焚燒發電濕組分堆肥,堆肥產品進填埋場;5.垃圾干濕分離后干組分焚燒發電濕組分堆肥,堆肥產品完全土地利用;6.干濕分離后干組分焚燒發電濕組分厭氧消化,沼氣燃燒發電,沼渣脫水后進填埋場;7.干濕分離后干組分焚燒發電濕組分厭氧消化,沼氣燃燒發電,沼渣堆肥后完全土地利用。采用5個評估指標:減量化率;穩定化率(處理徹底性);物質回收;能量回收;溫室氣體減排?;谌芷诘脑u估結果表明,情景3,即垃圾貯倉自然瀝水后焚燒發電,底灰和穩定化飛灰進衛集填埋場情景,在減量化率、穩定化率、能量回收和溫室氣體減排等4項指標上表現最佳;理想化的情景7,即干濕分離后干組分焚燒發電濕組分厭氧消化,沼氣燃燒發電,沼渣堆肥后完全土地利用情景在減量化率指標上與情景3相近,在物質回收指標上表現最佳,但在穩定化率、能量回收和溫室氣體減排指標上仍弱于情景3。理想化情景的環境績效能否具有優勢,取決于濕組分厭氧消化沼渣能否得到安全土地利用。綜合評估,我國生活垃圾焚燒發電不但是市場的選擇,更是科學的選擇。

    本推送中文翻譯較為拗口且不夠準確。近期我會將其整理成一篇科普文章發出,供主管部門及垃圾處理行業決策參考。


    附:原文信息

    Title:

    Environmental performance evaluation of different municipal solid waste management scenarios in China

    Authors:

    Yili Liu, Peixuan Xing, Jianguo Liu

    Key Laboratory for Solid Waste Management and Environment Safety, Ministry of Education of China, School of Environment, Tsinghua University, Beijing 10084, China

    Abstract:

    Currently, the overwhelming majority of municipal solid waste (MSW) has been treated in sanitary landfills and incineration plants in China. In future, with the popularization of separate waste collection, it is logical to treat the biodegradable components using biological treatment technologies. To determine the advantages and disadvantages of each waste management strategy, both life-cycle inventory analysis and impact assessment are applied. The advantages and disadvantages of each waste management strategy is evaluated using environmental performances of these management methods on multi-dimensions as waste reduction, stabilization, material recovery, energy recovery, and greenhouse gas (GHG) reductions. These results showed that the scenarios of raw MSW landfilling would result in minimal waste reduction (34.8%) and stabilization (87.8%) rate as well as significant amounts of GHG emissions (116.7–192.2kg-CO2Eq/t). On the other hand, the incineration scenario exhibited significant superiorities on these dimensions with a 79.2% reduction rate, 100% stabilization rate, and 124.3kg-CO2Eq/t GHG reduction. Moreover, 1163.1 MJ/t of electricity could be recovered from the incineration process. The unique advantage of these scenarios with separated biodegradable components treated by biological methods was the land application of the biological treated residue. A maximum of 89.3 kg/t or 122.0 kg/t material could be recovered when composting or anaerobic digestion (AD) of the biodegradable fractions with incineration of the high calorific value components (HCVCs), followed by residue landfilling. However, when the waste-generated bio-fertilizer could not be applied by  field, these waste management scenarios with classified treatment would yield less competitive benefits in each evaluation dimension.

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    原文鏈接:http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0921344917301581


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