多因素耦合作用下生活垃圾资源化利用环境与经济集成评价

In the contexts of circular society construction and increasing generation of municipal solid waste (MSW), the "resource" feature of MSW has been highlighted. Due to the fluctuations of MSW characteristics and treatment technical level, behaviors of material and energy flows in the system of MSW utilization is particularly complicated, and the production mechanisms of environment and economy have not been completely recognized. Moreover, there is a lack of feasible assessment method for the recourse utilization of MSW. Starting from the multi-component feature of China's MSW, the present research attempts to reveal the interactive influences of outputs from different recourse utilization processes, under the coupled multi-factors such as MSW characteristics and technical parameters. Based on an improved combined method for life cycle assessment and life cycle costing, an intergraded environmental and economic assessment model will be established. Trade-offs and equilibrium optimization between environmental impact and economic impact of MSW resource utilization will be studied. Furthermore, two years' seasonal sample test of MSW is design to be conducted in a typical city, to build a dynamic database for the MSW characteristics. The subsequent case study will present a quantitative and illustrative example of the proposed intergraded environmental and economic assessment model. The results of this research are helpful to rich the theory and method of sustainable waste management, provide data and theory supports for China's MSW resource utilization, as well as improve the present situation of a low utilization rate in China's MSW management system.

在我国建设循环型社会与城市生活垃圾产生量不断增长的背景下，生活垃圾"资源"特性凸显。生活垃圾资源化利用系统因垃圾理化特性的波动与处理技术水平不均衡，导致系统内部物质与能量流动行为复杂，环境与经济影响产生机制未被认知，并且缺少切实可行的评价方法。本研究将从我国城市生活垃圾多组分的特性出发，揭示在垃圾理化特性、技术特征参数等因素耦合作用下，主要生活垃圾资源化利用技术的过程产物之间的交互影响规律；改进并完善生命周期评价与生命周期成本分析集成方法，构建全生命周期环境与经济集成的评价模型，定量描述生活垃圾资源化利用系统的环境与经济影响以及二者之间均衡优化；基于采样测试，建立典型城市生活垃圾动态理化特性数据库，通过构建的集成模型进行案例分析。研究成果将有助于丰富可持续废物管理理论及方法，为我国生活垃圾资源化利用提供基础数据及理论支持，进而改善生活垃圾资源化利用率低的现状。

生活垃圾是社会与环境系统相互作用的媒介之一，可持续的垃圾管理是城市可持续发展的重要组成部分。该项目应用生命周期评价与生命周期成本分析集成的方法对我国城市生活垃圾资源化利用系统辨识与分析，提出了基于系统边界、分配方法、时间效应及功能单元统一的全生命周期环境与经济评价模型的集成方法；基于生活垃圾理化性质和资源化利用技术的调研，建立了典型城市生活垃圾理化特性数据库及焚烧、填埋、堆肥、厌氧发酵、回收资源化利用技术输入—输出模型；针对水泥窑协同处置生活垃圾及焚烧底灰制备建筑材料的资源化利用技术进行了探索；在此基础上，利用生态效率模型，针对我国生活垃圾资源化利用系统进行了案例分析，量化了环境影响及经济影响，识别了潜在生态最优方案，并对其稳定性和收敛性进行了验证。研究结果表明，虽然生命周期方法论比较成熟并在废弃物管理系统广泛应用，但实践中针对模型假设和方法论选择的主观性仍导致结果差异性大；垃圾的理化特性（如垃圾热值、含水率、可回收组份、可燃组份、可降解组份等）、处理方式技术参数等与评价结果相关性大，利用模型预测不同输入条件下输出产物是必要的；案例分析表明，针对目前生活垃圾管理现状，对混合垃圾进行干湿组分分离，开展厨余垃圾堆肥，是具有较高生态效率的策略选择；水泥窑协同处置生活垃圾及焚烧底灰制备建筑材料等技术对解决废弃物处理、传统产业转型、促进循环经济发展具有积极作用，具有环境与经济的正效应，但其评价体系尚需深入研究。本项目研究部分成果已发表在《新型建筑材料》、《环境科学与管理》等期刊，及ISIE2015、中国环境科学年会等学术会议，获得发明专利1项，编制并发布辽宁省地方标准1项，获得锦州市科技进步二等奖1项。本项目的研究成果将有助于丰富可持续废物管理理论及方法，为我国生活垃圾资源化利用提供基础数据及理论支持，进而改善生活垃圾资源化利用率低的现状。