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(jì)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(jìn)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(jìn)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(diǎn)和立足點(diǎn)。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(shí)空變化規(guī)律；產(chǎn)生量和組成與自然條件、社會(huì)意識(shí)和經(jīng)濟(jì)水平之間的相互影響關(guān)系和影響機(jī)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(jì)與運(yùn)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(shí)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(diǎn)為：從時(shí)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(xì)節(jié)的依據(jù)；調(diào)查與分析作為實(shí)現(xiàn)同一目的、但以不同手段實(shí)施的兩個(gè)階段，其總體設(shè)計(jì)應(yīng)作為一個(gè)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(zhǔn)備階段：擬定調(diào)查方案、組織調(diào)查隊(duì)伍、準(zhǔn)備調(diào)查文檔、舉辦調(diào)查學(xué)習(xí)班、準(zhǔn)備調(diào)查工具、調(diào)查時(shí)點(diǎn)等。調(diào)查階段：包括普查和詳查。資料整理：數(shù)據(jù)錄入、進(jìn)行數(shù)據(jù)校驗(yàn)、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(xiǎn)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(jìn)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(jìn)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(gè)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(jìn)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(jì)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(xiàng)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(jì)的產(chǎn)費(fèi)率將是完全一致的。A、產(chǎn)品基準(zhǔn)法以產(chǎn)品的產(chǎn)量為基準(zhǔn)，應(yīng)用同行業(yè)調(diào)查統(tǒng)計(jì)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(shí)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(shí)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(zhǔn)法以工業(yè)生產(chǎn)過程的原料使用量為基準(zhǔn)，應(yīng)用同行業(yè)某產(chǎn)品生產(chǎn)狀況調(diào)查統(tǒng)計(jì)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(gè)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(shí)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(shí)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(zhǔn)法以工業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)值為基準(zhǔn)，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(jì)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(jìn)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(shí)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(shí)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(jìn)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(shí)，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(jìn)步對工業(yè)固體廢物產(chǎn)生量的減量作用；在統(tǒng)計(jì)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(jìn)行細(xì)分和分類統(tǒng)計(jì)；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(shí)間順序分析方法（1）原理城市生活垃圾的產(chǎn)生相當(dāng)于一部分因素的變化具有于時(shí)間相關(guān)的特征。所以，時(shí)間作為一個(gè)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(shí)間順序分析方法（2）方法將一組不同時(shí)間段的生活垃圾產(chǎn)生量數(shù)據(jù)與其對應(yīng)的時(shí)間進(jìn)行數(shù)上的回歸分析，以取得具有統(tǒng)計(jì)可信意義的生活垃圾產(chǎn)生量與時(shí)間的函數(shù)關(guān)系的過程。步驟：A、觀察時(shí)間序列的特征B、選擇回歸函數(shù)C、進(jìn)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(huì)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)），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(biāo)和城市生活垃圾產(chǎn)生量的歷史統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，采用數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法對其相關(guān)性進(jìn)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(jìn)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(fèi)活動(dòng)中，消費(fèi)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(shí)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(fèi)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(fèi)”特征的消費(fèi)品，測算其消費(fèi)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(fèi)活動(dòng)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(xiǎn)性分析表征危險(xiǎn)性的指標(biāo)固體廢物的危險(xiǎn)性指的是廢棄物具有對社會(huì)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(diǎn)差異，危險(xiǎn)性又可分為兩類：安全危險(xiǎn)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(xiǎn)性分析安全危險(xiǎn)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(xiǎn)特性的指標(biāo)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(píng)價(jià)固體廢物有毒性的測試指標(biāo)通常有：重金屬的濃度；毒害性有機(jī)物的濃度；標(biāo)準(zhǔn)毒性試驗(yàn)動(dòng)物的攝入致死率；微生物暴露后的基因突變率。4.3.1危險(xiǎn)性分析4.3.1危險(xiǎn)性分析表征危險(xiǎn)性的指標(biāo)有什么？用于評(píng)價(jià)固體廢物有毒性的測試指標(biāo)通常有哪些？三種基本的測試指標(biāo)、方法和數(shù)據(jù)：（1）閃點(diǎn)與燃點(diǎn)定義：當(dāng)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(jìn)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(diǎn)；如果樣品繼續(xù)升溫至一個(gè)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(diǎn)。閃點(diǎn)與燃點(diǎn)是燃料的基本性質(zhì)之一，固體廢物的閃點(diǎn)與燃點(diǎn)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(biāo)。4.3.1.2危險(xiǎn)性指標(biāo)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(jī)物兩類毒害性指標(biāo)測試的預(yù)處理程序。（3）固體廢物“三致”毒性測試---Ames試驗(yàn)Ames試驗(yàn)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(diǎn)：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(xiǎn)性指標(biāo)的測定方法頒布的《危險(xiǎn)性廢物名錄》中提供的主要信息包括：產(chǎn)生危險(xiǎn)性廢物的行業(yè)；相關(guān)行業(yè)中產(chǎn)生具有危險(xiǎn)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(xiǎn)廢物的主要危險(xiǎn)性特征。4.2.1.3由產(chǎn)生過程認(rèn)定固體廢物的危險(xiǎn)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(jìn)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(jìn)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(shí)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(hù)、物流管理等）方面的問題，提出整改計(jì)劃，通過經(jīng)濟(jì)可行性分析后實(shí)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(shí)施方法的框架進(jìn)行。實(shí)施步驟4.2.2可減量性分析請對工業(yè)固體廢物進(jìn)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(fèi)來源進(jìn)行分析。分析：A、此種消費(fèi)是否有必要，如不必要，是否可以對此消費(fèi)進(jìn)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(fèi)、銷售方法的改進(jìn)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(dāng)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(shí)，可認(rèn)為其生物可轉(zhuǎn)化性達(dá)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(diǎn)、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(biāo)如下：顆粒度含水率堆積面積可壓縮性壓實(shí)滲透性細(xì)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(shí)質(zhì)量）/樣品初始質(zhì)量*100%固體廢物的極限含水率當(dāng)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