
快速城镇化区域生活垃圾处置的生态效率评价
Ecological Efficiency Evaluation of the Disposal of Domestic Waste in the Rapid Ur-banization Area
作者:
张 军*, 王 锐, 杨 晨, 杜红霞, 王 丽, 葛碧洲:陕西省环境工程重点实验室,环境类国家级实验教学示范中心,西安建筑科技大学环境与市政工程学院,陕西 西安
关键词:
城镇化;生活垃圾;循环经济;能值分析;生态效率;Urbanization;Domestic Waste;Circular Economy;Emergy Analysis;Ecological Efficiency
项目基金:
本研究受陕西省自然科学基金(2019JM-253)、
陕西省教育厅专项科研计划项目(17JK0428,20JT042)、
西安建筑科技大学新型城镇化研究基金(X20190022)的资助。
原文链接:
https://doi.org/10.12677/JLCE.2021.102004
快速城镇化区域生活垃圾处置的生态效率评价
(节选)
随着经济的快速发展,农村城镇化进程逐渐加快,城镇化区域面临的生态问题也逐渐严峻。快速城镇化的人口快速增长,使得生活垃圾总量呈现增长趋势,传统的垃圾处理模式对现有垃圾量的承载能力明显不足。目前我省农村垃圾的收集方式仍为混合收集,一些有害物质如干电池等未经分类直接进入垃圾,增加了无害化处理难度,而高热值废弃物质直接填埋也造成了资源的浪费。

在国际上,生物质能发电、太阳能发电、风力发电,是公认的三大清洁能源发电形式。在生物质能发电中,垃圾焚烧发电的综合效应突出。垃圾焚烧是高温分解和深度氧化的过程,处理量大,减容性好,无害化彻底,并且放出的热量可以再回收。
在汉斯出版社《低碳经济》期刊中,有学者研究以中国西部中心城市——西安市近郊的典型快速城镇化区域作为生活垃圾和农业固废物的产生源,对垃圾和农业固废物的理化特性和发热值进行分类测试,以能值分析法估算不同垃圾处理方法的生态能值并比较其生态效率差异,从生态能量收支平衡的角度评价各种垃圾处理方法的可行性,为城市垃圾减量化和城镇化区域固废物资源利用提供新思路。
本研究选取西安市临潼区斜口街道、长安区东大街道和蓝田县华胥镇作为典型的快速城镇化区域研究对象,所选区域的生活垃圾收运和末端处理已经纳入城市固废集中处理系统,设有大型生活垃圾填埋场和综合焚烧厂以及配套的废水废气处理设施,城镇化率分别为34.9%、47.7%和34.0%。区域内以现代商贸业、金融业、科技服务业、文化创意及文旅健康业等主导产业,民营经济活跃度较高,环境卫生条件和农业发展水平具有代表性等特征。
按照我国现行垃圾分析采样方法标准,根据研究区域垃圾台收集清运规律,分别在2019年7月和12月各选择7个无降雨自然日作为夏季和冬季代表性采样周期,每日选取10时、13时和16时三个时段对区域生活垃圾集中转运站进行现场采样。每时段随机抽取5辆清运车卸下的垃圾,采用立体对角线法在3个等距点上同步采集获得一次样品,现场测定容重,然后按照塑料橡胶类、纸类、织物类、木竹类、玻璃、金属、有机物(弃置食品、绿化清扫物等)、无机物(灰土砖瓦等)等依次进行粗、细垃圾湿基分捡,称量各组分的湿基重量。

农业固废物样品选取玉米秸秆,分别在2019年8~9月在各区域的玉米集中种植区田间以对角线采样法随机采集,秸秆样品密封带回实验室后切成3~5cm小段,自然风干后置于干燥器中存储。
将湿基样品平铺于干燥盘内,在105±2℃的条件下烘干至恒重,用质量差法求得含水率。各组分含水率Ci,水、总含水率C总水和干基组分含量Ci,干用质量分数按文献计算。各组分样品的干基高位发热值Hi,干采用氧弹量热仪(HWR-15D型,上海市检测技术所)测定,样品的干基高位发热值HH,干、湿基高位发热值HH,湿和湿基低位发热值HL,湿采用成都市节能技术服务中心报道的焚烧垃圾热值综合测定法计算。

本研究的主要结论包括:1)三个快速城镇化区域的生活垃圾热值达到焚烧厂入炉要求,通过样品分析和混合燃料测试发现,采用掺杂秸秆混烧的方式可以有效提高热值且氯释放系数有明显改善,为快速城镇化区域建立生活垃圾–农业固废物混合收运焚烧处理模式提供了数据支持。2)采用能值分析法发现,卫生填埋–沼气发电处理方法的能值产出最低且造成较大环境压力,而秸秆混烧发电处理方法在提高经济效益和降低环境负荷方面均具有优势,因而具有更高的生态化效率。
汉 斯
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