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时间:2017-07-19 10:51

作者:刘建国

文章导读:2015年,我国收集了1.91亿吨城市固体废弃物,其中94.1%是经过处理的。在处理部分中,有63.7%进行填埋,34.3%进行焚烧,其余2.0%进行生物过程处理。与发达国家相比,中国城市固体废弃物具有高有机成分和高含水量的特征,并存在填埋后产生大量温室气体和渗滤液,焚烧的净能源回收率较低,生物处理限制因素多等问题。本文利用生命周期清单分析对七种处理方案(无能源回收的填埋、进行填埋气体收集的填埋、焚烧、堆肥和残渣填埋气体收集、堆肥和残渣用作生物肥料、厌氧消化和残渣填埋气体收集、厌氧消化和残渣用作生物肥料)进行多维的环境绩效评估,并为南亚、东南亚、非洲和拉丁美洲等国家的城市固体废弃物管理规划提供一些建议。

文章亮点:

•使用LCI和LCA从五个评估维度对七种废弃物管理方案进行比较。

•在每个评估维度中,原始的城市固体废弃物填埋场没有任何优势。

•在目前情况下,直接焚烧是最佳的处理过程。

文章摘要:

目前,中国绝大多数的城市固体废弃物是在垃圾填埋场和焚烧厂进行处理的。未来,随着垃圾分类收集的普及,利用生物处理技术对可生物降解的成分进行处理将是合乎逻辑的。为了确定每个废弃物管理策略的优缺点,本文将进行生命周期清单分析和影响评估。对各废弃物管理方案的优缺点进行环境绩效的多维评估,包括废物减排、稳定化、物质回收、能源回收和温室气体减排。结果表明,原始城市固体废弃物填埋方法将导致最小的废物减排率(34.8%)和稳定率(87.8%)以及大量的温室气体排放(116.7–192.2kg-CO2Eq/t)。另一方面,在焚烧方案中,减排率达到79.2%,稳定率达到100%,减排量达到124.3kg-CO2Eq/t,表现出了显著优势。此外,从焚烧过程中可以回收1163.1mj/t的电力。生物处理方案的独特优势在于分离的可生物降解成分的残余物可被用于土地。通过堆肥或者是对可生物降解成分的高热值成分(HCVCs)进行焚烧的厌氧消化(AD)处理最多可回收89.3 kg/t或122.0 kg/t的物质,然后进行残渣填埋。然而,当废弃物生成的生物肥料不能被土地利用时,这些具有分类处理的废弃物管理方案将在每个评估层面产生较少的竞争优势。

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刘建国说:

本人课题组对我国生活垃圾处理不同技术路线环境绩效的多维度综合评估。针对我国生活垃圾高水分高厨余含量特点,考虑7种规范的处理情景:1.填埋气火炬燃烧的卫生填埋;2.填埋气燃烧发电的卫生填埋;3.贮仓自然沥水的焚烧发电,底灰和稳定化飞灰进卫集填埋场;4.垃圾干湿分离后干组分焚烧发电湿组分堆肥,堆肥产品进填埋场;5.垃圾干湿分离后干组分焚烧发电湿组分堆肥,堆肥产品完全土地利用;6.干湿分离后干组分焚烧发电湿组分厌氧消化,沼气燃烧发电,沼渣脱水后进填埋场;7.干湿分离后干组分焚烧发电湿组分厌氧消化,沼气燃烧发电,沼渣堆肥后完全土地利用。采用5个评估指标:减量化率;稳定化率(处理彻底性);物质回收;能量回收;温室气体减排。基于全生命周期的评估结果表明,情景3,即垃圾贮仓自然沥水后焚烧发电,底灰和稳定化飞灰进卫集填埋场情景,在减量化率、稳定化率、能量回收和温室气体减排等4项指标上表现最佳;理想化的情景7,即干湿分离后干组分焚烧发电湿组分厌氧消化,沼气燃烧发电,沼渣堆肥后完全土地利用情景在减量化率指标上与情景3相近,在物质回收指标上表现最佳,但在稳定化率、能量回收和温室气体减排指标上仍弱于情景3。理想化情景的环境绩效能否具有优势,取决于湿组分厌氧消化沼渣能否得到安全土地利用。综合评估,我国生活垃圾焚烧发电不但是市场的选择,更是科学的选择。

本推送中文翻译较为拗口且不够准确。近期我会将其整理成一篇科普文章发出,供主管部门及垃圾处理行业决策参考。


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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