第四章 固體廢物源分析

第四章固體廢物源分析主講：范行軍學習目的和要求（理解）固體廢物產生源調查的主要功能包括：1、獲取其產生的相關背景性情況；2、固體廢物產生量計量、定位；3、固體廢物性質分析的樣品采集。固體廢物產生源分析的主要功能包括：1、根據產生源調查獲得的信息對其產生量做定量的分析、定性討論其生產量變化的影響因素；2、對固體廢物的特性進行分析。4.1概述4.1.1固體廢物源分析的定義定義：固體廢物源分析就是對各類固體廢物的產生源進行調查分析，以全面了解其產生的量、來源、組成、理化性質和其他相關背景狀況的過程。固體廢物源分析是固體廢物管理的出發(fā)點和立足點。固體廢物源分析的目的：了解其產生狀況：產生量、廢物組成與性質（物理、化學、生物和毒害性物質）；其產生量與組成的時空變化規(guī)律；產生量和組成與自然條件、社會意識和經濟水平之間的相互影響關系和影響機制。4.1.1固體廢物源分析的定義4.1.1固體廢物源分析的定義源分析的主要意義（1）提供固體廢物源控制的思路；（2）提供規(guī)劃與優(yōu)化固體廢物管理體系的依據（邊界條件）；（3）提供固體廢物管理技術設施設計與運行的基礎參數。什么叫固體廢物源分析？固體廢物源分析的意義何在？4.1.2固體廢物源分析的方法和框架固體廢物源分析的方法，從實施手段的特征看，可以分為兩類：調查和分析;調查：直接獲取描述性信息和數據信息，為分析過程提供數據和樣品的功能;分析：可看做是源調查的后續(xù)階段，其特征以數據的分析處理和樣品理化分析為主。調查與分析結合的特點為：從時間順序看，調查是分析的前導，調查為分析提供數據和樣品基礎；分析是調查的最終目的，既是調查結果轉化為管理所需的分析成果的階段，又是決定調查細節(jié)的依據；調查與分析作為實現同一目的、但以不同手段實施的兩個階段，其總體設計應作為一個整體來處理。4.1.2固體廢物源分析的方法和框架固體廢物源調查的方法框架準備階段：擬定調查方案、組織調查隊伍、準備調查文檔、舉辦調查學習班、準備調查工具、調查時點等。調查階段：包括普查和詳查。資料整理：數據錄入、進行數據校驗、數據概算。建立檔案4.1.2固體廢物源分析的方法和框架2.源分析的框架a、產生量分析產生過程分析產生影響因素分析產生量定量分析b、固體廢物特性分析危險性可轉化利用性可處理性4.1.2固體廢物源分析的方法和框架固體廢物源調查各階段的基本內容有哪些？3、固體廢物源調查的主要內容a、工業(yè)固體廢物源工業(yè)固體廢物源調查的普查一般以區(qū)域或行業(yè)為對象進行，詳查則多以行業(yè)或區(qū)域內的典型企業(yè)為對象進行：企業(yè)現狀與背景概查、現場詳查。b、城市生活垃圾源城市生活垃圾源調查的內容：普查、詳查。普查的內容側重于影響城市生活垃圾產生的背景條件，由于背景條件所具有的宏觀性特征，范圍：一個大城市或區(qū)為對象展開；詳查的范圍則應在保證代表性的基礎上加以控制，以有效地控制調查成本，通常詳查對象為調查區(qū)域內的各類典型垃圾產生源，產生源的選擇以普查結果為依據確定。3、固體廢物源調查的主要內容圖4-4城市生活垃圾產生源詳查技術路線固體廢物源調查的主要內容有哪些？4.2固體廢物產生量分析方法4.2.1工業(yè)固體廢物產生量分析工業(yè)固體廢物產生量的定量分析有兩種基本方法：A、物料橫算法（微觀）

對某種工業(yè)生產過程進行物料衡算調查的方法獲取有關基礎數據，然后再次基礎上，建立該生產過程的原料、產品與固體廢棄物產生量的關系。4.2.1工業(yè)固體廢物產生量分析B、同類行業(yè)比較法（宏觀）

依據生產同類產品的行業(yè)歷年的統計數據，建立行業(yè)的產值、產品量與固體廢物產生量之間的關系，用以測算同屬此行業(yè)的企業(yè)的固體廢物產生量。1、物料衡算分析方法分析過程確定物流衡算邊界；確定所有在系統邊界內和穿過邊界的物質轉化、轉移過程；確定各項物流的量；建立物料衡算的文字方程。4.2.1工業(yè)固體廢物產生量分析4.2.1.1物料衡算分析方法4.2.1.2同類行業(yè)比較分析法（1）方法原理在理想的情況下，如果同一行業(yè)的所有企業(yè)采用同樣的工藝，具有同樣的設備和生產管理技術水平，且采用相同性質的原料來生產相同的產品，那么該行業(yè)不同企業(yè)以單位產品產量計的產費率將是完全一致的。A、產品基準法以產品的產量為基準，應用同行業(yè)調查統計中得到的同類生產工藝的單位產品生產產生的固體廢物量(即產品固體廢物產率系數），測算已知生產一定量的產品時的工業(yè)固體廢物量。Gsw=Gp*ηp式中：Gsw：某工業(yè)產品生產的固體廢物產生量；

Gp：某工業(yè)產品的產量，[質量]或[質量/時間]

η

：某工業(yè)產品的固體廢物產率系數，[質量/質量]4.2.1.2同類行業(yè)比較分析法4.2.1.2同類行業(yè)比較分析法B、原料基準法以工業(yè)生產過程的原料使用量為基準，應用同行業(yè)某產品生產狀況調查統計中得到的相同生產工藝使用單位原料產生的固體廢物量（即原料固體廢物產率系數），在已知一個企業(yè)或地區(qū)某些特定生產原料使用量的前提下，測算該企業(yè)或區(qū)域的工業(yè)固體廢物產生量。Gsw=Σ（GMi*ηMi）（i=1,2,3,…..）Gsw：某企業(yè)或地區(qū)某類生產過程的固體廢物產生量，[質量]或[質量/時間]；GMi：某類生產過程中第i種原料的使用量，[質量]或

[質量/時間]；ηMi：某類生產過程中第i種原料的固體廢物產率系數，[質量/質量]4.2.1.2同類行業(yè)比較分析法4.2.1.2同類行業(yè)比較分析法C、產值基準法以工業(yè)生產產值為基準，應用同行業(yè)某類生產過程的產值與其固體廢物產生量間的對應關系（產值固體廢物產率系數）的統計結果，在已知企業(yè)產值的條件下，對特定企業(yè)的固體廢物產生量進行分析測算。Gsw=Gs*ηsGsw：某類生產過程的固體廢物產生量，[質量]或[質量/時間]；Gs：某類生產過程的工業(yè)產值或產品銷售額，[貨幣量]或[貨幣量/時間]；ηs：某類生產過程的產值固體廢物產率系數，[質量/貨幣量]。4.2.1.2同類行業(yè)比較分析法生產工藝差異原料差異技術進步在應用同類行業(yè)比較方法分析工業(yè)固體廢物產生量時，應盡可能選取與擬分析生產過程廢物產率系數，以及最近期的固體廢物產率系數；應考慮技術進步對工業(yè)固體廢物產生量的減量作用；在統計相關的工業(yè)固體廢物產率系數的過程中，應盡可能地對工業(yè)生產過程進行細分和分類統計；4.2.1.3比較分析數據基礎和影響因素4.2.2生活垃圾產生量分析1、時間順序分析方法（1）原理城市生活垃圾的產生相當于一部分因素的變化具有于時間相關的特征。所以，時間作為一個變量，有可能包含了影響城市生活垃圾產生的各種因素。4.2.2.1時間順序分析方法（2）方法將一組不同時間段的生活垃圾產生量數據與其對應的時間進行數上的回歸分析，以取得具有統計可信意義的生活垃圾產生量與時間的函數關系的過程。步驟：A、觀察時間序列的特征B、選擇回歸函數C、進行參數回歸估值（1）原理

各種可能影響城市生活垃圾生產的因素（一般為社會經濟指標），對其生活垃圾產生量的影響具有歷史的延續(xù)性，利用這些指標和城市生活垃圾產生量的歷史統計數據，采用數理統計方法對其相關性進行定量回歸，可獲得揭示其互相數量關系的數學模型。這一模型具有對城市生活垃圾產生量進行預測的功能。4.2.2.2相關回歸分析方程（2）方法目前多采用多元線性回歸函數模型，其通式如下：y=a0+a1x1+a2x2+a3x3+…..+akxk(3)應用：參考教材4.2.2.2相關回歸分析方程（1）原理基于某些消費活動中，消費的商品量與垃圾的產生量之間存在穩(wěn)定的物流平衡關系。假定這一物流平衡關系在一定時期內保持不便，那么就可以在定量的解析這一關系的基礎上，通過對某些商品消費變化的分析得到相應的廢物產生狀況變化趨勢。對于具有“短程消費”特征的消費品，測算其消費量與廢棄量之間的定量關系是較為可行的，能夠更透徹的分析消費活動對廢物產生的影響。A：易腐食品垃圾的產生量B：建筑垃圾產生量分析C：醫(yī)療垃圾產生量分析4.2.2.3產生途徑分析方法4.2.2.3產生途徑分析方法4.3.1危險性分析表征危險性的指標固體廢物的危險性指的是廢棄物具有對社會安全和人類生命造成顯著危害的特性。根據其潛在危害的特點差異，危險性又可分為兩類：安全危險性及體健康危害（有毒性）4.3固體廢物產生性質分析方法4.3.1危險性分析安全危險性腐蝕性、易爆性、易燃性、可燃性和反應性5種。人體健康危害性（有毒性）包含：致癌性、感染性、致毒性、致畸性（遺傳變異）、刺激性（過敏反應）、生物毒性（急性和慢性中毒反應）和放射性7種。各類危險特性的指標一般分為4類：可燃性、腐蝕性、反應性和有毒性?？扇夹园艘妆院鸵兹夹?。用于評價固體廢物有毒性的測試指標通常有：重金屬的濃度；毒害性有機物的濃度；標準毒性試驗動物的攝入致死率；微生物暴露后的基因突變率。4.3.1危險性分析4.3.1危險性分析表征危險性的指標有什么？用于評價固體廢物有毒性的測試指標通常有哪些？三種基本的測試指標、方法和數據：（1）閃點與燃點定義：當固體廢物樣品置于有氧且基本靜止的空間中緩慢升溫至某一溫度，并以火苗在樣品上方進行引火，如發(fā)生閃火燃燒，但卻瞬間熄滅，則此溫度即為樣品的閃火點；如果樣品繼續(xù)升溫至一個溫度，在同樣條件下引火，是樣品起燃，而火焰能持續(xù)存在，則此溫度即為其燃點。閃點與燃點是燃料的基本性質之一，固體廢物的閃點與燃點可以描述其起燃的難易程度，是確定其可燃易爆性的關鍵指標。4.3.1.2危險性指標的測定方法（2）TCLP侵取程序是適用于固體廢物重金屬和有機物兩類毒害性指標測試的預處理程序。（3）固體廢物“三致”毒性測試---Ames試驗Ames試驗是以指示生物測試廢棄物“三致”（致畸、致癌、致突變）毒性的方法。方法的特點：對廢棄物樣品的分組提取，以提取物培養(yǎng)特定的指示生物，觀察生物的變異來測算樣品的“三致”毒性，該方法代表了以指示生物培養(yǎng)測定樣品的生物毒性方法的共同特征。4.3.1.2危險性指標的測定方法頒布的《危險性廢物名錄》中提供的主要信息包括：產生危險性廢物的行業(yè)；相關行業(yè)中產生具有危險性特征廢物的生產過程或服務過程，或特定的廢物種類；該行業(yè)產生的危險廢物的主要危險性特征。4.2.1.3由產生過程認定固體廢物的危險性固體廢物的可減量性指的是某種廢棄物通過源頭控制措施進行產生量削減的可能性。

4.2.2可減量性分析1、工業(yè)固體廢棄物原理：通過在生產同類產品的企業(yè)間的固體廢物單位產生率（產生單位量產品的固體廢物產生量）比較來分析。4.2.2可減量性分析將本企業(yè)的單位產廢率與行業(yè)內生產同類產品、單位產廢率最低的企業(yè)產廢率進行比較可減量潛力。比較最低產廢企業(yè)間生產工藝的差異，如果差異顯著，且原料差異可解釋產廢率的差異，中止比較尋求原料替代的可能性；如無差異或差異不足以解釋產廢率的差異，繼續(xù)下一步。比較與最低產廢企業(yè)間生產工藝的差異，如果生產工藝不同，且生產工藝差異足以解釋產廢率的不同，中止比較尋求生產工藝改造的可能性；如無差異或差異不足以解釋產廢率的差異，繼續(xù)下一步。實施步驟比較與最低產廢企業(yè)間生產管理水平上的差異，根據發(fā)現的差異，系統分析本企業(yè)的生產管理（如設備維護、物流管理等）方面的問題，提出整改計劃，通過經濟可行性分析后實施。本步驟的措施與方法屬清潔生產的范疇，可參照工業(yè)企業(yè)清潔生產實施方法的框架進行。實施步驟4.2.2可減量性分析請對工業(yè)固體廢物進行可減量性分析。（1）原理與方法從垃圾的產生源組成分析入手，通過分析垃圾的產生源組成狀況及其歷年的變化趨勢，對垃圾中占主要比例的組分或增長迅速的組分的消費來源進行分析。分析：A、此種消費是否有必要，如不必要，是否可以對此消費進行法規(guī)限制；B、在垃圾中占主要比例組分的產生過程是否可以通過某種消費、銷售方法的改進而被控制。針對上訴分析，提出可行性方案。4.3.2.2城市生活垃圾固體廢物的可資源化轉化性可由以下幾類特性的分析來判斷：原料可回收性生物可轉化性能源可轉化性4.3.3可資源化轉化性分析1、原料可回收性固體廢物的原料可回收性指的是通過非分子轉化的措施從固體廢物中回收可再用于生產過程的原料的潛力和可行性。從目前的回收技術和方法的發(fā)展現狀來看，工業(yè)固體廢物的原料可回收性主要指的是其作為建筑材料原料的可行性，而城市生活垃圾則主要指其廢品的可回收性。4.3.3可資源化轉化性分析2、生物可轉化性當生物物質總量中生物可利用性較好的水溶性組分、蛋白質、纖維素所占比例大于50%時，可認為其生物可轉化性達到了理想的水平。4.3.3可資源化轉化性分析3、能源可轉化型燃燒涉及的廢物性質有：揮發(fā)分、灰分、固定炭、灰熔點、灼燒損失量、元素分析組分、發(fā)熱量。4.3.3可資源化轉化性分析論述固體廢物的可資源化轉化性的特征。4.3.3可資源化轉化性分析現代固體廢物處理過程包含生物、化學的轉化過程，因此，上述的固體廢物生物與化學特性分析同樣可視為分析固體廢物可處理性的組成部分。固體廢物可處理性分析指標如下：顆粒度含水率堆積面積可壓縮性壓實滲透性細菌數量4.3.4可處理性分析1.固體廢物的顆粒度以粒徑大小來描述；2.固體廢物的水分含量固體廢物的含水率含水率=（樣品初始質量-樣品烘干恒重時質量）/樣品初始質量*100%固體廢物的極限含水率當廢物的內部孔隙（包括溶脹性的空隙）全部為水所飽和后廢物的含水率，它代表了廢物能穩(wěn)定持有的最大含水率