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1、2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,1,第八章 固体废物管理规划,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,2,主要内容,固体废物处理现状分析与预测 固体废物处理处置与综合利用模式选择 固体废物管理规划的内容 固体废物处理量优化分配模型,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,3,第一节 固体废物处理现状分析与预测,固体废物，是指在生产、生活和其他活动中产生的丧失原有利用价值或者虽未丧失利用价值但被抛弃或者放弃的固态、半固态和置于容器中的气态的物品、物质以及法律、行政法规规定纳入固体废物管理的物品、物质。 一般分为工业固体废物、危险废物和城市生活垃圾。,2021
2、/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,4,一、固体废物现状调查分析 1.调查目的 弄清楚规划区内固废的产生、收集、运输、处理处置及其污染的情况 甄别固废污染防治现状中存在的问题，并分析造成这些问题的原因,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,5,2.调查内容 （1）固体废物产生现状 产生来源、产生类别、产生特性以及产生量等 种类：生活垃圾、工业固体废物、危险废物 组成成分：分为物理组成与化学组成；物理组分与经济发展水平、生活水平、风俗习惯等具有一定的相关性,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,6,产生特性 指固体废物的含水率、孔隙率、容重、热值、挥发分、灰分、可燃
3、组分等 关系到处理处置和/或综合利用技术的可行性与经济性 当垃圾的低位热值大于约3350kJ/kg时，燃烧过程不需要添加助燃剂，垃圾可以实现自燃,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,7,（2）固体废物收集现状 收集方式、机械设备等用具、收集人员数量、收集范围、收集路线、收集量等 收集方式：混合收集与分类收集 分类收集可以更好地促进减量化和实现资源化，是固体废物收集的发展趋势,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,8,（3）固体废物运输现状 运输量、运输车辆与机械的规格及其数量、运输路线、运输距离、车辆的空载率等 （4）固体废物贮存现状 贮存设施的数量、分布、设计能力、
4、实际贮存量、服务范围、污染控制措施等,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,9,（ 5）固体废物处理与处置与利用现状 回用、再利用、焚烧、填埋、堆肥等各种处理处置与利用方式的采用情况 相应设施的空间布局、设计能力、服务范围、污染控制措施、现状运行工况以及实际处理处置或利用的数量 分析规划区域固体废物的现状资源化水平与无害化处置率,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,10,（ 6 ）固体废物污染现状 未处理处置固体废物的种类、数量及其排放去向、排放点的环境质量状况 收集点、转运站/点、贮存场所以及处理处置与利用设施所在地及其附近的环境质量 分析评价固体废物造成的环境污染
5、范围、污染程度、受影响人口,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,11,3.调查与分析方法 普查法：一般较少采用，可用于数量相对较少的处理处置与利用设施的调查 抽样调查法：广泛用于固废特性分析及环境质量调查分析 资料调研法：适用环境统计资料较为齐全的地区 类比分析法,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,12,二、固体废物预测 1.预测目的 预见规划区域未来一定时期内固废的产生量及其种类与组成的变化、对固废处理处置与利用的需求 为规划期间固废的管理包括处理处置与利用的设施建设等提供决策依据,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,13,2. 预测内容 产生量、
6、收集量、运输量、处理处置与利用量和污染趋势等 3.预测方法 灰色模型、回归方程、时间序列法、定额系数法等,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,14,第二节 固体废物处理处置与综合利用模式选择,一、固体废物处理处置与综合利用概述 1. 固体废物的处理（treatment of solid waste） 通过物理、化学、生物等不同方法，将已产生的固体废物转化为适于运输、贮存、资源化利用以及最终处置的过程,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,15,物理处理：破碎、分选、压实、脱水等 化学处理：焚烧、焙烧、浸出等 生物处理：好氧和厌氧分解等,2021/2/16,浙江万里学院
7、环境科学系 施佩,16,固体废物破碎就是利用外力克服固体废物质点间的内聚力而使大块固体废物分裂成小块的过程。降低孔隙率、增大密度的过程 固体废物分选，就是把固体废物中 可回收利用的或不利于后续处理、 处置工艺要求的物粒分离出来。依 据废物的物理化学性质的不同而有 不同的分选方法。,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,17,焚烧 使有机物和其他可燃物质转变为二氧化碳和水逸入环境，以减少废物体积，便于填埋 把许多种病原体以及各种有毒、有害物质转化为无害物质,固体废物的减量化和残灰的安全稳定化； 以良好的燃烧为基础,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,19,制造堆肥是有机
8、废弃物处理和利用的一种重要方法。有机废弃物在微生物作用下，发生生物化学反应而降解形成一种类似腐殖质土壤的物质，有明显肥效。 厨余堆肥厨余是有机垃圾的一种，包括剩菜、剩饭、菜叶、果皮、蛋壳、茶渣、骨、贝壳等，泛指家庭生活饮食中所需用的来源生料及成品（熟食）或残留物。,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,20,2.固体废物的最终处置 简称处置，指利用工程措施将固体废物最终置于符合环境保护要求的场所或设施内并不再回取的活动。 一般性要求 最大限度地使“废物”远离人们正常生活的时、空环境，以防废物对环境造成污染。 总的目标：达到废物中物质的无害化。 基本要求 a.废弃物的体积量地减小减量
9、化； b. 废弃物本身无较大的危害性； c. 处置场地适宜、结构合理、封场后要定期维护和监测。,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,21,处置方式：土地填埋（陆地处置） 投海（传统海洋倾倒 和远洋焚烧） 土地填埋 在堆放、堆地处置等基础上发展起来的一种最终处置技术，至今尚无明确定义，是一种综合性土工处置工程； 优点：建设和运行费用较低，工艺操作简单； 缺点：占地面积大、土地资源浪费严重；,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,22,土地填埋包括卫生土地填埋和安全土地填埋，前一种方法主要用于处置城市垃圾；后一种可用于处置各种工业固体废物。土地填埋是处置危险废物的比较理想
10、的一种方法。 科学选址、严格的场地防护设计,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,23,3.固体废物的综合利用 指从固体废物中提取物质作为原材料或者燃料的活动 对固体废物进行回收和再生利用的活动 不仅可以实现固体废物的资源化，而且也是固体废物减量化的重要手段,各处理处置方式的比较,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,25,4.固体废物的减量化、资源化与无害化 固体废物污染防治规划的总原则 减量化：通过适当的手段减少固废的数量和体积，并尽可能地减少固废的种类、降低危险废物的有害成分浓度、减轻或消除其危险性等 减量化率：固废减少的数量或体积与原有数量或体积的比率,2021
11、/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,26,资源化：采用适当的技术从固废中回收物质或能源 资源化率：转化为资源再利用的固废的量占固废产生总量的比率 无害化：通过物理、化学或生物方法对固废进行处理处置使其不会对环境产生污染和其它危害 无害化率：无害化处理处置的固废占固废产生总量的比率,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,27,二、固体废物处理处置与综合利用模式 指在一个区域固体废物管理系统中各种不同的固体废物处理处置技术与综合利用技术的组合或构成 模式的类型：单一模式与复合模式 模式的选择：主要考虑规划区域固废的产生特性，社会经济条件和自然环境特点，各种处理处置与综合利用技术的
12、经济性,固体废物处理处置与综合利用模式选择程序,否,否,否,是,是,是,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,29,第三节 固体废物管理规划的内容,一、固体废物管理的含义 固体废物管理是指对固体废物的产生、收集、运输、贮存、处理和最终处置全过程的管理。,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,30,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,31,建立危险废物排放申报登记管理体系 建立危险废物鉴别标准、危险废物名录,建立健全管理机构,实施危险废物经营许可证和转移联单制度,经营活动的单位,填写危险废物转移联单，追踪和掌握废物的流向,二、危险废物管理 在我国，危险废物一
13、般以法律或法规的方式规定其管理程序。,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,32,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,33,建立区域危险废物交换中心促进危险废物的循环利用； 建设综合利用设施提高可作为资源回收利用的危险废物资源化； 建设安全填埋场和焚烧厂对不能资源化的危险废物进行无害化处置,源头控制,资源化利用与安全处置,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,34,医疗废物安全处置,医疗废物的收集运输系统应单独设立或采用单独的收集运输设备 按照不同种类，进行分类包装，建设专用焚烧设施进行处置 尽可能采取建设集中处置设施来处理 根据当地实际情况，合理确定处置
14、中心的数量和位置,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,35,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,36,三、工业固废管理,强化源头控制管理,积极推进企业清洁生产，通过改进工艺、提高原料利用效率、加强生产环节的环境质量管理，减少废弃物的产生，促进各类废物在企业内部的循环使用和综合利用,加强企业工艺技术改造，改变末端固废产生状态，为固废的资源化利用创造积极有利条件,调整产业结构，减少高资源消耗企业，减少固废的产生,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,37,提高综合利用率,大规模消纳利用工业固废的行业：建材行业、冶金行业和环保产业,新型墙体材料,建材行业,筑路
15、、建坝,利用大中型黑色金属冶金,利用有色金属和稀土金属下游产品,冶金行业,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,38,环保产业,废旧汽车拆解,废旧橡胶轮胎综合利用,包装桶（铁制）拆解翻新,饮食加工业废油脂综合利用,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,39,（1）生活垃圾产生特征 （2）环境卫生体系建设概况 （3）垃圾分类收集与回收利用情况 （4）无害化处理设施建设及运营情况,城市生活垃圾产量计算及预测方法（CJ/T106-1999）,四、生活垃圾管理,生活垃圾现状调查,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,40,废 物 流 向,资 源 流 向,综合利用工业
16、网络,生活垃圾回收网络运作图,建立分类收集方案,从垃圾产生的源头开始，根据不同处理处置方式的要求，对垃圾进行分类收集、储存和运输,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,41,1.Reduce 减量 2.Reuse 再利用 3.Recycle 循环利用,五、固废管理目标,减量化、资源化、无害化,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,42,固体废物的污染防治办法，首先是要控制其产生量。如逐步改革城市燃料结构，控制工厂原材料的消耗量，提高产品的使用寿命等。其次是开展综合利用，把固体废物作为资源和能源对待。实在不能利用的则经压缩和无毒处理后填埋或投海。,2021/2/16,浙江
17、万里学院环境科学系 施佩,43,废品收购中心（buy-back center） 向个人收购可回收物。收购物包括废金属、铝易拉罐、纸和纸板、家用器具等。 具体操作者可以是个人，回收公司及慈善机构。 押金制度（deposit system） 主要针对饮料容器 消费者在饮料购买处付一定的饮料容器押金，将空容器返回后即可赎回押金。,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,44,美国建筑垃圾的回收处理,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,45,全球混凝土产业现在正以每年约80108t的速度消耗天然骨料 上海市2002年产生的建筑垃圾总量在2000104t左右 建筑废料的再利用大致
18、可以分为三个级别： 低级利用，如一般性回填； 中级利用，如用作建筑物或道路的基础材料（建筑物基础除外）； 高级利用，如作为粗细骨料配制混凝土用于建筑结构构件（如砌块）、道路面层、制造水泥等。,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,46,回收来的旧纸张被运送到工厂，进行重新制浆，并生产出新的纸制品。 在欧盟境内，回收纸张为纸张生产提供了50%的原材料，而且这个比例仍在增长。,废纸被收集到工厂,废纸的回收储存,废纸制浆再利用,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,47,德国:垃圾回收利用率领先欧洲,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,48,巴西垃圾回收利用率在
19、发展中国家名列前茅。在圣保罗等大城市，政府提供场地，由大企业组成的再生利用协会提供设备，帮助拾荒者组成合作社，将市政部门收集的垃圾进行分类。 这些合作社不但使大量城市垃圾以很低的成本回收利用，还解决了不少拾荒者的就业问题。,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,49,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,50,沼气利用,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,51,制造商与销售商 消费者 政府,产品再设计（Redesign）；生产工艺的改进；产品标明种类以便丢弃,消费理念的改变；具体行为：电子邮件的使用，双面复印、打印、堆肥、垃圾分类、产品的重复利用,政策导向
20、；宣传（垃圾分类）；基础设施建设；相关立法；监督管理、规划,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,52,A通过材料替代使产品或包装变轻 用塑料及铝等轻质材料替代玻璃与钢；以无毒材料替代产品或包装中的有毒物质 B延长产品的寿命，推迟产品进入城市固体废物流的时间,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,53,Flea Market,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,54,六、固体废物管理规划的含义 固体废物管理规划是在资源利用最大化、处置费用最小化的条件下，对固体废物管理中的各个环节进行整合调节和优化设计，进而筛选出切实的规划方案。,2021/2/16,浙江万
21、里学院环境科学系 施佩,55,七、固体废物管理规划的对象,工业固体废物主要由企业自行处理 固体废物管理规划主要针对城市生活垃圾 如何使城市生活垃圾的收集、运输费用最小，如何给各处理场所分配合适的固体废物量，使城市的垃圾处理费用最小,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,56,八、固体废物管理规划的内容 目标：资源利用最大化、处置费用最小化 步骤：（1）基础数据调查与分析；（2）污染源预测分析；（3）规划模型建立和调整；（4）规划方案的权衡分析,城市固废污 染源现状调查,城市社会经济发展现状 及远景规划目标,城市固废 处置现状调查,工 业 废 物,生 活 垃 圾,建 筑 垃 圾,医
22、疗 固 废,办 公 固 废,堆置,综合 利用,填埋,焚烧,固废污染 环境目标,工业固废 增长预测,生活垃圾 增长预测,建筑垃圾 增长预测,医疗固废 增长预测,办公固废 增长预测,管理模式与 处理技术,固废增长预测及影响评价,固废管理系统投入产出经济分析,规划模型的构件、模型算法开发调试以及模型运行,规划结果权衡、交互过程及满意度分析,不满意,调整,优选规划 方案输出,满意,权衡分析,产出最终报告文本 及其他研究成果,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,58,第四节 固体废物处理量优化分配模型,一、问题描述 两个城市计划联合建设一个区域固体废物处理系统 可供选择的处置方式：卫生填埋
23、、焚化和投海 二、建模 目的：使总费用最小；所有固废被处理,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,59,已知城市A的固废产生量为700t/wk，城市B的固废产生量为1200t/wk，这两个城市计划共建一个固废处置系统，处置方式有三种：焚烧、投海和卫生填埋。按计划，焚烧场距城市A和城市B的距离分别为15km和10km，垃圾投海码头距城市A和城市B的距离分别为5 km和15 km ，卫生填埋场距城市A和城市B的距离分别为30km和25km。每种处置方法的固定费用、可变费用及处置能力见下表。运输费用为0.5元/(tkm)。试建立确定这两个城市应该建设哪种处置设施及它们如何使用这些设施，以
24、使总费用最小的优化模型。,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,60,表4 拟建固废处理场的费用和处理能力,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,61,解：设xij为城市i采用第j种处置方式处置的固体废物量（t/wk），又设逻辑变量yj， 1 采用处置方式j yj= 0 不采用处置方式j 目标函数：,minZ=,约束条件：,yj=,0,（i=1，2；j=1，2，3）,0,1,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,63,书面作业： 1.比较固体废物处理与固体废物处置。 2.请描述城市生活垃圾污染防治规划的主要步骤。,2021/2/16,浙江万里学院环境科学系 施佩,64,本章重点回顾,1.固体废物现状调查的主要内容 2.固体废物预测的主要目的 3.固体废物处理与处置的区别 4.固体废物处理处置与综合利用模式选择程序 5.固体废物管理规划的含义 6.固体废物处理量优化分配模型,