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(xué)習(xí)目的和要求（理解）固體廢物產(chǎn)生源調(diào)查的主要功能包括：1、獲取其產(chǎn)生的相關(guān)背景性情況；2、固體廢物產(chǎn)生量計量、定位；3、固體廢物性質(zhì)分析的樣品采集。固體廢物產(chǎn)生源分析的主要功能包括：1、根據(jù)產(chǎn)生源調(diào)查獲得的信息對其產(chǎn)生量做定量的分析、定性討論其生產(chǎn)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(chǎn)生源進行調(diào)查分析，以全面了解其產(chǎn)生的量、來源、組成、理化性質(zhì)和其他相關(guān)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(chǎn)生狀況：產(chǎn)生量、廢物組成與性質(zhì)（物理、化學(xué)、生物和毒害性物質(zhì)）；其產(chǎn)生量與組成的時空變化規(guī)律；產(chǎn)生量和組成與自然條件、社會意識和經(jīng)濟水平之間的相互影響關(guān)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(jù)（邊界條件）；（3）提供固體廢物管理技術(shù)設(shè)施設(shè)計與運行的基礎(chǔ)參數(shù)。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(diào)查和分析;調(diào)查：直接獲取描述性信息和數(shù)據(jù)信息，為分析過程提供數(shù)據(jù)和樣品的功能;分析：可看做是源調(diào)查的后續(xù)階段，其特征以數(shù)據(jù)的分析處理和樣品理化分析為主。調(diào)查與分析結(jié)合的特點為：從時間順序看，調(diào)查是分析的前導(dǎo)，調(diào)查為分析提供數(shù)據(jù)和樣品基礎(chǔ)；分析是調(diào)查的最終目的，既是調(diào)查結(jié)果轉(zhuǎn)化為管理所需的分析成果的階段，又是決定調(diào)查細節(jié)的依據(jù)；調(diào)查與分析作為實現(xiàn)同一目的、但以不同手段實施的兩個階段，其總體設(shè)計應(yīng)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(diào)查的方法框架準備階段：擬定調(diào)查方案、組織調(diào)查隊伍、準備調(diào)查文檔、舉辦調(diào)查學(xué)習(xí)班、準備調(diào)查工具、調(diào)查時點等。調(diào)查階段：包括普查和詳查。資料整理：數(shù)據(jù)錄入、進行數(shù)據(jù)校驗、數(shù)據(jù)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(chǎn)生量分析產(chǎn)生過程分析產(chǎn)生影響因素分析產(chǎn)生量定量分析b、固體廢物特性分析危險性可轉(zhuǎn)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(diào)查各階段的基本內(nèi)容有哪些？3、固體廢物源調(diào)查的主要內(nèi)容a、工業(yè)固體廢物源工業(yè)固體廢物源調(diào)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(nèi)的典型企業(yè)為對象進行：企業(yè)現(xiàn)狀與背景概查、現(xiàn)場詳查。b、城市生活垃圾源城市生活垃圾源調(diào)查的內(nèi)容：普查、詳查。普查的內(nèi)容側(cè)重于影響城市生活垃圾產(chǎn)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(yīng)在保證代表性的基礎(chǔ)上加以控制，以有效地控制調(diào)查成本，通常詳查對象為調(diào)查區(qū)域內(nèi)的各類典型垃圾產(chǎn)生源，產(chǎn)生源的選擇以普查結(jié)果為依據(jù)確定。3、固體廢物源調(diào)查的主要內(nèi)容圖4-4城市生活垃圾產(chǎn)生源詳查技術(shù)路線固體廢物源調(diào)查的主要內(nèi)容有哪些？4.2固體廢物產(chǎn)生量分析方法4.2.1工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量分析工業(yè)固體廢物產(chǎn)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(chǎn)過程進行物料衡算調(diào)查的方法獲取有關(guān)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，然后再次基礎(chǔ)上，建立該生產(chǎn)過程的原料、產(chǎn)品與固體廢棄物產(chǎn)生量的關(guān)系。4.2.1工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量分析B、同類行業(yè)比較法（宏觀）

依據(jù)生產(chǎn)同類產(chǎn)品的行業(yè)歷年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，建立行業(yè)的產(chǎn)值、產(chǎn)品量與固體廢物產(chǎn)生量之間的關(guān)系，用以測算同屬此行業(yè)的企業(yè)的固體廢物產(chǎn)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(tǒng)邊界內(nèi)和穿過邊界的物質(zhì)轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)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(chǎn)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(shè)備和生產(chǎn)管理技術(shù)水平，且采用相同性質(zhì)的原料來生產(chǎn)相同的產(chǎn)品，那么該行業(yè)不同企業(yè)以單位產(chǎn)品產(chǎn)量計的產(chǎn)費率將是完全一致的。A、產(chǎn)品基準法以產(chǎn)品的產(chǎn)量為基準，應(yīng)用同行業(yè)調(diào)查統(tǒng)計中得到的同類生產(chǎn)工藝的單位產(chǎn)品生產(chǎn)產(chǎn)生的固體廢物量(即產(chǎn)品固體廢物產(chǎn)率系數(shù)），測算已知生產(chǎn)一定量的產(chǎn)品時的工業(yè)固體廢物量。Gsw=Gp*ηp式中：Gsw：某工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)的固體廢物產(chǎn)生量；

Gp：某工業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量，[質(zhì)量]或[質(zhì)量/時間]

η

：某工業(yè)產(chǎn)品的固體廢物產(chǎn)率系數(shù)，[質(zhì)量/質(zhì)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(chǎn)過程的原料使用量為基準，應(yīng)用同行業(yè)某產(chǎn)品生產(chǎn)狀況調(diào)查統(tǒng)計中得到的相同生產(chǎn)工藝使用單位原料產(chǎn)生的固體廢物量（即原料固體廢物產(chǎn)率系數(shù)），在已知一個企業(yè)或地區(qū)某些特定生產(chǎn)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(chǎn)生量。Gsw=Σ（GMi*ηMi）（i=1,2,3,…..）Gsw：某企業(yè)或地區(qū)某類生產(chǎn)過程的固體廢物產(chǎn)生量，[質(zhì)量]或[質(zhì)量/時間]；GMi：某類生產(chǎn)過程中第i種原料的使用量，[質(zhì)量]或

[質(zhì)量/時間]；ηMi：某類生產(chǎn)過程中第i種原料的固體廢物產(chǎn)率系數(shù)，[質(zhì)量/質(zhì)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(chǎn)值基準法以工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)值為基準，應(yīng)用同行業(yè)某類生產(chǎn)過程的產(chǎn)值與其固體廢物產(chǎn)生量間的對應(yīng)關(guān)系（產(chǎn)值固體廢物產(chǎn)率系數(shù)）的統(tǒng)計結(jié)果，在已知企業(yè)產(chǎn)值的條件下，對特定企業(yè)的固體廢物產(chǎn)生量進行分析測算。Gsw=Gs*ηsGsw：某類生產(chǎn)過程的固體廢物產(chǎn)生量，[質(zhì)量]或[質(zhì)量/時間]；Gs：某類生產(chǎn)過程的工業(yè)產(chǎn)值或產(chǎn)品銷售額，[貨幣量]或[貨幣量/時間]；ηs：某類生產(chǎn)過程的產(chǎn)值固體廢物產(chǎn)率系數(shù)，[質(zhì)量/貨幣量]。4.2.1.2同類行業(yè)比較分析法生產(chǎn)工藝差異原料差異技術(shù)進步在應(yīng)用同類行業(yè)比較方法分析工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量時，應(yīng)盡可能選取與擬分析生產(chǎn)過程廢物產(chǎn)率系數(shù)，以及最近期的固體廢物產(chǎn)率系數(shù)；應(yīng)考慮技術(shù)進步對工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量的減量作用；在統(tǒng)計相關(guān)的工業(yè)固體廢物產(chǎn)率系數(shù)的過程中，應(yīng)盡可能地對工業(yè)生產(chǎn)過程進行細分和分類統(tǒng)計；4.2.1.3比較分析數(shù)據(jù)基礎(chǔ)和影響因素4.2.2生活垃圾產(chǎn)生量分析1、時間順序分析方法（1）原理城市生活垃圾的產(chǎn)生相當于一部分因素的變化具有于時間相關(guān)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(chǎn)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(chǎn)生量數(shù)據(jù)與其對應(yīng)的時間進行數(shù)上的回歸分析，以取得具有統(tǒng)計可信意義的生活垃圾產(chǎn)生量與時間的函數(shù)關(guān)系的過程。步驟：A、觀察時間序列的特征B、選擇回歸函數(shù)C、進行參數(shù)回歸估值（1）原理

各種可能影響城市生活垃圾生產(chǎn)的因素（一般為社會經(jīng)濟指標），對其生活垃圾產(chǎn)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(chǎn)生量的歷史統(tǒng)計數(shù)據(jù)，采用數(shù)理統(tǒng)計方法對其相關(guān)性進行定量回歸，可獲得揭示其互相數(shù)量關(guān)系的數(shù)學(xué)模型。這一模型具有對城市生活垃圾產(chǎn)生量進行預(yù)測的功能。4.2.2.2相關(guān)回歸分析方程（2）方法目前多采用多元線性回歸函數(shù)模型，其通式如下：y=a0+a1x1+a2x2+a3x3+…..+akxk(3)應(yīng)用：參考教材4.2.2.2相關(guān)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(chǎn)生量之間存在穩(wěn)定的物流平衡關(guān)系。假定這一物流平衡關(guān)系在一定時期內(nèi)保持不便，那么就可以在定量的解析這一關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過對某些商品消費變化的分析得到相應(yīng)的廢物產(chǎn)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(guān)系是較為可行的，能夠更透徹的分析消費活動對廢物產(chǎn)生的影響。A：易腐食品垃圾的產(chǎn)生量B：建筑垃圾產(chǎn)生量分析C：醫(yī)療垃圾產(chǎn)生量分析4.2.2.3產(chǎn)生途徑分析方法4.2.2.3產(chǎn)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(jù)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(chǎn)生性質(zhì)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(yīng)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(yīng)）、生物毒性（急性和慢性中毒反應(yīng)）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(yīng)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(shù)據(jù)：（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(zhì)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(guān)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(yù)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(chǎn)生危險性廢物的行業(yè)；相關(guān)行業(yè)中產(chǎn)生具有危險性特征廢物的生產(chǎn)過程或服務(wù)過程，或特定的廢物種類；該行業(yè)產(chǎn)生的危險廢物的主要危險性特征。4.2.1.3由產(chǎn)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(chǎn)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(chǎn)同類產(chǎn)品的企業(yè)間的固體廢物單位產(chǎn)生率（產(chǎn)生單位量產(chǎn)品的固體廢物產(chǎn)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(chǎn)廢率與行業(yè)內(nèi)生產(chǎn)同類產(chǎn)品、單位產(chǎn)廢率最低的企業(yè)產(chǎn)廢率進行比較可減量潛力。比較最低產(chǎn)廢企業(yè)間生產(chǎn)工藝的差異，如果差異顯著，且原料差異可解釋產(chǎn)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(chǎn)廢率的差異，繼續(xù)下一步。比較與最低產(chǎn)廢企業(yè)間生產(chǎn)工藝的差異，如果生產(chǎn)工藝不同，且生產(chǎn)工藝差異足以解釋產(chǎn)廢率的不同，中止比較尋求生產(chǎn)工藝改造的可能性；如無差異或差異不足以解釋產(chǎn)廢率的差異，繼續(xù)下一步。實施步驟比較與最低產(chǎn)廢企業(yè)間生產(chǎn)管理水平上的差異，根據(jù)發(fā)現(xiàn)的差異，系統(tǒng)分析本企業(yè)的生產(chǎn)管理（如設(shè)備維護、物流管理等）方面的問題，提出整改計劃，通過經(jīng)濟可行性分析后實施。本步驟的措施與方法屬清潔生產(chǎn)的范疇，可參照工業(yè)企業(yè)清潔生產(chǎn)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(chǎn)生源組成分析入手，通過分析垃圾的產(chǎn)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(chǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn)化性能源可轉(zhuǎn)化性4.3.3可資源化轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化的措施從固體廢物中回收可再用于生產(chǎn)過程的原料的潛力和可行性。從目前的回收技術(shù)和方法的發(fā)展現(xiàn)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(zhuǎn)化性分析2、生物可轉(zhuǎn)化性當生物物質(zhì)總量中生物可利用性較好的水溶性組分、蛋白質(zhì)、纖維素所占比例大于50%時，可認為其生物可轉(zhuǎn)化性達到了理想的水平。4.3.3可資源化轉(zhuǎn)化性分析3、能源可轉(zhuǎn)化型燃燒涉及的廢物性質(zhì)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(zhuǎn)化性分析論述固體廢物的可資源化轉(zhuǎn)化性的特征。4.3.3可資源化轉(zhuǎn)化性分析現(xiàn)代固體廢物處理過程包含生物、化學(xué)的轉(zhuǎn)化過程，因此，上述的固體廢物生物與化學(xué)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(shù)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(zhì)量-樣品烘干恒重時質(zhì)量）/樣品初始質(zhì)量*100%固體廢物的極限含水率當廢物的內(nèi)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