上海市生活垃圾焚烧处理的生命周期评价环境工程陈诺（071302121）摘要：随着工业化的发展进入自然生态环境的废物和污染物越来越多，超出了自然界自身的消化吸收能力，对环境和人类健康造成极大影响。

同时工业化也将使自然资源的消耗超出其恢复能力，进而破坏全球生态环境的平衡。

因此人们越来越希望有一种方法对其所从事各类活动的资源消耗和环境影响有一个彻底、全面、综合的了解，以便寻求机会采取对策减轻人类对环境的影响。

本文运用生命周期分析对于上海市生活垃圾的焚烧处置进行了评价。

关键词：生活垃圾焚烧处理生命周期评价正文：近年来，随着我国社会经济的快速发展，城市生活垃圾的产生量越来越大，成份也越来越复杂。

目前而言，我国对于生活垃圾的实际处理、处置能力还不能跟上经济社会告诉发展的要求。

全国城市生活垃圾处理设施的总处理规模为135325吨/天,约为0.49亿吨/年,其中,垃圾填埋场处理规模为121488吨/天,占89.8%；堆肥厂处理规模为6187吨/天,占4.6%；各类垃圾焚烧厂处理规模为7650吨/天,占5.6%。

全国城市生活垃圾处理设施的总投资为23629.31万元,其中,垃圾填埋场处理设施的总投资为501446.61万元,占69.3%；堆肥厂的总投资为50141.7万元,占6.9%;各类垃圾焚烧厂的总投资为172041万元,占23.8%。

生活垃圾问题已经成为很多大城市中的严重的经济社会问题。

如何适当的解决这个问题，在经济、社会、环境方面都有重要的意义。

生命周期评价源于60年代末，70年代初美国开展的一系列针对包装品所进行的资源、环境分析。

经过20多年的发展至90年代初形成了比较系统的概念和理论框架。

1990年“国际环境毒理学与化学学会(SETAC)”首次将其定义为:一种对产品、生产工艺及活动的环境压力进行评价的客观过程，它是通过对物质、能量的利用以及由此造成环境排放进行识别和量化进行的，其目的在于评估能量和物质的利用以及废物排放对环境的影响，同时寻求环境改善的机会以及如何利用这种机会。

生命周期评价的研究框架分为目标与范围确定、清单分析(inventory analysis)、影响评价(impact assessment)和结果解释4个有机联系的部分。

1997年,国际标准化组织颁布的ISO14040环境管理体系“生命周期评价原则与框架”正式将这4部分纳入其理论框架。

1 上海市生活垃圾概况1.1 上海市城市生活垃圾产生量上海市是一个发展迅速的国际大都市，随着经济、生活文化和卫生等方面的发展，人民的生活水平和生活质量也不断提高，对于各种资源的需求量不断加大。

同时，生活垃圾的排放总量也呈现逐年上升的趋势，据预计，2005年上海生活垃圾的产生量约为642万吨，在2010年将达到768万吨！根据有关数据计算，从1985年到2001年的17年间，上海市生活垃圾平均增长率为7.9%。

在未来，生活垃圾产生的增长率可能会放慢，但是，其绝对产量仍将逐年增加，预计2015年的生活垃圾产量将是1999年的2倍左右。

下面的表1列出了1992-2001年10年内上海市生活垃圾的产生量。

表1 上海市1992-2001年垃圾产生量表年份1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001产生量301.1 335.1 358.0 372.0 419.4 453.8 470.1 500.0 641.0 644.01.2 上海市生活垃圾的成份城市生活垃圾的成分随着生活水平、经济发展状况等条件的不同而有所不同。

上海市近年来城市生活垃圾中食物垃圾（包括厨余和果皮）占70%左右，虽然厨余含量呈现下降趋势，但是仍然占有很大比例。

预计到2015年仍占55% 左右，而可回收垃圾（废纸、废塑料、废纤维、废朱木、废金属、废玻璃等）占20%-28%。

表2 给出了上海市1990-1998年垃圾成份表，通过表2 可以看出上海市垃圾成份的变化。

表3 给出了各种生活垃圾的热值表2 上海市1990-1998年垃圾成份表年份厨余纸类塑料朱木布类金属玻璃渣石1994 73.32 7.49 9.16 1.37 2.13 0.56 4 1.97 1995 71.65 6.5 11.21 1.47 2.17 0.91 3.81 2.28 1996 70.3 6.68 11.84 1.96 2.26 0.68 4.06 2.22 1997 70.09 8.05 11.78 1.44 2.24 0.58 4.01 1.81 1998 67.73 8.77 13.48 0.27 1.9 0.73 5.15 1.31表3 垃圾组分热值表标准可燃分（干基）合计水分灰分厨房塑料纸类纺织物木料其他组分31 15 32 10 7 5 33 14 100C 7.89 4.77 7.46 2.92 1.84 24.87H 1.05 0.57 1.02 0.35 0.22 3.21O 6.18 1.81 7.46 1.65 1.58 18.69N 0.43 0 0.05 0.24 0.01 0.73S 0.07 0 0.03 0.01 0.01 高位热值低位热值0.1113热值1442 4886 5344 745 1303 7271 5873 13718.7 1.3 上海市生活垃圾焚烧厂简介上海江桥生活垃圾焚烧厂：是目前国内最大的生活垃圾焚烧厂之一；年生活垃圾处理量33万吨。

江桥焚烧厂位于嘉定区江桥镇，占地200余亩，厂区绿地率达41.5％，主要处理黄浦、静安区的全部生活垃圾，以及普陀、闸北、长宁、嘉定区的部分生活垃圾。

每吨垃圾焚烧后可发电200－250度，除满足本厂自用外，预计全年可对外售电8000万度左右。

该厂的主要工艺技术和关键设备从西班牙引进，废气排放都达到并优于国家标准。

该厂1999年开始建设，2002年首次运行成功，目前状况良好。

上海浦东新区生活垃圾焚烧厂：该项目是全国第一座千吨级现代化垃圾焚烧发电厂，上海市重点工程。

引进法国技术和关键设备，按欧洲气体排放标准设计，计算机控制全自动生产。

生产模式为垃圾全量焚烧，热能发电，能缓解浦东新区生活垃圾出路严重困难的问题，并防止原有垃圾处理方式产生的二次污染，具有明显的社会效益和环保示范性。

该项目总投资6.7亿元人民币，占地约8公顷，建筑面积2,2197m2，日处理垃圾1000吨，年上网售电1亿度。

主要设备包括3台焚烧炉、2组汽轮发电机组，以及垃圾接受、烟气净化、灰渣处理和自动控制等系统设备。

于2001年底投入运行。

上海闵行生活垃圾焚烧处理厂：将在2005年年底开工、预计2009年建成。

日焚烧处理生活垃圾可达3000吨，处理能力超过了目前上海市已建成的日处理量分别为1000吨和1500吨的御桥、江桥两座垃圾焚烧厂的总和。

满负荷运行每天将可发电90万千瓦时，若按每户上海居民每天使用3个40瓦电灯照明4小时计算，该垃圾焚烧处理厂每天发的电，可点亮400万户上海人家中近一半家庭。

2．焚烧LCA2.1生命周期分析的框架生命周期涉及环境、经济、技术、社会等多个领域，是指产品从自然中来到自然中去的全部过程，包括了产品从自然中获取最初资源、能源经过开发、冶炼、加工和再加工的过程形成最终产品，又经过产品的贮存、销售、使用等过程，直到产品报废或者处置，从而形成了一个物质转化的生命周期。

图4 生命周期分析的典型框架2.2 生活垃圾焚烧生命周期分析的特点LCA 可以预测某一种产品或某项活动在整个生命周期中对环境的可能影响，因而是一种促进环境管理的有用工具。

同样，其也可以有效地应用到废物管理，评价环境的可持续性。

在应用于城市垃圾焚烧系统时，LCA 与应用于产品的还是有所不同的。

关于这些不同点用下面的表4来表示。

表4产品LCA 与城市垃圾LCA 的主要区别内容 产品LCA 城市垃圾LCA 功能单位系统产出—-产品 系统投入---城市垃圾 产品的计量单位如:每升/每千升一个家庭或特定区域的 城市垃圾系统范围诞生----原料的开采 诞生----所有的失去价值变成废物的产品消亡----最终处置消亡----离开现有城市垃圾管理系统，或重新获得价值 调查对象单个产品的生命周期所有产品的生命周期目的及范围确定清单分析影响评估结 果 分 析应用方向：确定产品改良机会支持决策制定选择发展机会 行销3．上海市生活垃圾焚烧处置LCA3.1 生活垃圾焚烧处理介绍垃圾的焚烧处理，一般是指将垃圾作为固体燃料送进垃圾焚烧炉中，垃圾中的可燃成分与空气中的氧进行剧烈的化学反应放出热量，转化成高温的燃烧气和量少而性质稳定的固体残渣，燃烧气可作为热能回收利用，性质稳定的残渣可直接填埋，同时排放的温室气体、酸性气体等又造成一定的环境负荷。

采用焚烧工艺处理垃圾能以最快的速度实现无害化、稳定化、资源化和减量化的最终目标。

一般当垃圾热值高于4000KJ/kg ，同时土地资源有限时，应优先采用焚烧法处理生活垃圾，该种处理方法在工业发达的国家中被广泛应用。

图5典型城市生活垃圾焚烧系统示意图上面的图中是生活垃圾焚烧系统的示意图：在后面的LCA 中，将分别按照上图所示将整个系统分为：收集、转运和预处理系统/垃圾焚烧系统/余热利用系统/ 尾气处理系统/渗滤液处理系统/灰渣处理系统。

3.2 目的与范围的确定本文中，主要以上海市的城市生活垃圾焚烧处置作为主要对象，应用LCA 从成本和环境负荷两方面进行分析，寻求对城市生活垃圾焚烧处理更合理的管理。

3.3 LCA 清单分析3.3.1 边界确定城市生活垃圾焚烧系统的LCA 边界如下图所示。

收集转运预处理系统 渗滤液处理系统垃圾焚烧系统 灰渣处理系统余热利用系统尾气处理系统图6 垃圾焚烧系统LCA 边界图3.3.2收集、转运和预处理系统上海市生活垃圾收集系统采用4吨垃圾车将生活垃圾运送到转运站，运送距离往返15km ，然后采用20吨卡车将垃圾运送到垃圾焚烧厂，运送距离往返25km （所用数值均为假设平均值）。

各种车辆耗油量以及相应产生二氧化碳数量表如下。

表6 陆地运输车辆耗油量以及CO 2排放量燃料消耗(km/l)CO2(kg/km)20t 卡车 柴油 2.2 1.18 11t 卡车 柴油 3.2 0.812 4t 卡车 柴油 6.5 0.472 4t 垃圾车 柴油 5 0.519 2t 卡车 柴油 8 0.323 2t 卡车汽油60.367按照每天运输1000吨垃圾计算： 成本投入：4吨垃圾车，相当于每天往返250次，每次往返15km ，耗油量为250*15/5=750L ； 20吨卡车，相当于每天往返50次，每次往返25km ，耗油量为50*25/2.2=568.2L ； 人事成本：卡车司机以及工作人员共有30人，按照50元/天（1500元/月）的标准，需垃圾收集垃圾运输、中转垃圾焚烧 发电系统输入输出燃料电力营建人事固体 废物废气废水发电要50*30=1500元。