基于生命周期的水泥窑协同处置生活垃圾技术环境影响评价

水泥窑协同处置生活垃圾技术既能实现生活垃圾的减容,同时垃圾可为水泥工业提供能量和原料,降低水泥行业能源和资源的消耗。但与传统的生活垃圾处置技术相比,该技术的环境效益仍有待考察。采用生命周期评价方法,分析了水泥窑协同处置生活垃圾技术的环境影响,并与传统的垃圾焚烧技术和垃圾填埋技术进行了对比。结果表明:水泥原料制备和水泥生产过程是水泥窑协同处置生活垃圾技术产生环境影响的主要环节;相比于垃圾焚烧技术和垃圾填埋技术,水泥窑协同处置生活垃圾技术在全球变暖潜值方面表现最优,分别降低了2.4%和3.6%;在富营养化潜值方面,该技术高于垃圾焚烧技术但低于垃圾填埋技术;在酸化潜值和人体毒性潜值方面,该技术表现不佳,在未来发展中需要引起重视。随着水泥窑协同处置生活垃圾技术的成熟与优化,其环境表现将会越来越好,是一项环境友好的固废处置技术。     

水泥窑共处置低品质包装废物的生命周期评价

以低品质包装废物为典型固体废物开展水泥窑共处置试烧试验. 以生命周期评价(LCA)方法为研究手段,对水泥窑共处置技术的环境影响进行评价,并且与常规水泥熟料生产过程进行比较. 通过试验和资料调研,获得所有生命周期阶段的能量和物质输入、输出以及环境外排数据,利用SimaPro7.1软件进行处理,得出相应的环境影响潜值. 结果表明:①在水泥熟料生产的全生命周期过程中,对环境影响所占比重最大的是生产阶段,共处置低品质包装废物可以使环境影响潜值降低10.65%（从263 Pt降至235 Pt）,主要表现在无机物对人体的损害和酸化/富营养化方面. ②从全生命周期来看,共处置低品质包装废物使环境影响潜值降低了8.68%（从334 Pt降至305 Pt）,主要表现在无机物对人体的损害和酸化/富营养化方面的降低,二者的环境影响潜值分别降低了11.00%和15.70%.      

典型水泥窑协同处置废弃物的碳排放核算及碳减排分析

水泥行业是我国实现碳中和的关键行业之一。为了揭示水泥窑协同处置废弃物节能减排的效果，基于全生命周期理论，分别对水泥窑协同处置危废、生活垃圾、一般固废的碳排放与常规水泥生产进行对比，并对水泥行业碳减排路径进行分析。结果表明：碳酸盐和煤炭消耗组成的煅烧是主要的温室气体排放源，占52.37%～62.84%。各工艺类型水泥生产排放的CO₂量顺序为常规水泥生产>水泥窑协同处置生活垃圾>水泥窑协同处置一般固废>水泥窑协同处置危废，分别为883.65,772.67,656.30,609.79 kg/t,说明协同处置废弃物在减少CO₂排放量上具有一定的优势。此外，政策管控、能源结构调整、原(燃)料替代及提高能效技术、余热发电技术和CCUS技术也是实现水泥行业碳中和目标的主要措施和手段。该成果可为水泥行业开展节能减排工作提供参考。     

复合硅酸盐水泥的生命周期评价

掺加大量工业废渣的复合硅酸盐水泥其生产过程对生态环境有重要的影响.因此,本文利用Gabi 4.4软件,对复合硅酸盐水泥进行生命周期评价,比较分析生命周期各生产阶段中的非生物资源耗竭、全球变暖潜值、酸化效应、富营养化、人体毒性及光化学臭氧生成潜力等主要环境影响类型.结果表明,全球变暖潜值是复合硅酸盐水泥环境影响的主要类型,占总环境影响值的71％.环境影响大小顺序依次为全球变暖潜值、酸化效应、非生物资源耗竭、人体毒性、富营养化和光化学臭氧生成潜力.煅烧阶段的环境影响是最严重的,占整个生命周期影响值的68％.各生产阶段环境影响大小顺序依次为煅烧阶段、水泥粉磨、运输阶段、生料制备和原料开采阶段.煅烧阶段的全球变暖潜值、非生物资源耗竭和酸化效应的影响值为水泥生产各阶段最高值;粉磨阶段相比其他阶段具有最高的人体毒性和光化学臭氧生成潜力影响值;运输阶段产生了最高的富营养化污染值.本文对复合硅酸盐水泥的研究,为中国水泥生命周期评价提供了有效的基础数据,同时为推动水泥行业和建筑业的可持续发展提供了科学依据.     

废皮革水泥窑共处置生命周期评价

以废皮革为典型固体废物开展水泥窑共处置试烧试验.以生命周期评价方法(LCA)为研究手段,对水泥窑共处置技术的环境影响进行评价,并与常规水泥生产过程作比较.结果表明:常规水泥生产过程的综合环境负荷为7.028×10-12 a-1,其中最大的环境负荷为全球变暖,达3.368×10-12 a-1.当废皮革作为替代燃料在水泥窑中共处置时,可减少燃煤的使用量,同时降低CO₂的排放,降低了能源消耗、人体健康损害等方面的环境压力;其综合环境负荷为6.618×10-12 a-1,比常规水泥生产降低了5.83%.      

全工业固废原料制备水泥工艺的生命周期评价研究

运用生命周期评价(LCA)方法,对以电石渣等工业固废为全部原料的水泥制造工艺产生的环境影响进行评价.通过对生产工艺进行分解及建模,基于实际数据建立生命周期清单,利用ReCiPe2016方法,在全球变暖、化石资源消耗、土地占用等17个小类及人体健康影响、生态系统影响及资源消耗3个大类中对工艺产生的环境影响进行评价.评价过程包括特征化、标准化和敏感性分析.结果表明,在以1 t成品水泥为功能单位的生产过程中,造成的环境影响总值为-0.0045 pt,其中,在人体健康影响和生态系统影响分类下最为显著,分别为-0.0027 pt和-0.0020 pt.与传统水泥生产相比,本工艺具有更低的资源能源消耗与碳排放量.固废作为原料来源带来的正面环境效益最为显著,而熟料煅烧与水泥粉磨则显示出最大的环境损害,也说明由于消纳了大量工业固废,本工艺对环境总体上是有益的.     

水泥窑协同处置危险废物的环境影响研究

为探究危险废物的引入对水泥窑常规生产造成的环境影响,以山西省某水泥窑协同处置危险废物为例,利用生命周期评价方法,从初级能源消耗潜值、气候变化潜值、酸化潜值和富营养化潜值四个方面对水泥窑协同处置危险废物的环境影响进行了研究。结果表明:危险废物的种类、性质和处置量会直接影响能源消耗和大气污染物的排放,从而改变初级能源消耗潜值、气候变化潜值、酸化潜值和富营养化潜值;超过14 MJ/kg的高热值危险废物可降低初级能源消耗潜值、气候变化潜值和富营养化潜值;危险废物的破碎混合、有机危险废物的发酵氧化等预处理过程以及富含F、Cl和S元素的危险废物焚烧过程,可增加气候变化潜值和酸化潜值;水分含量高的危险废物可增加初级能源消耗潜值和富营养化潜值。     

基于LCA方法的水泥企业清洁生产审核

水泥行业是典型的高能耗、高污染的工业,其快速发展带来了严重的资源、能源、环境等问题.因此,本文选择生命周期评价方法(LCA)作为清洁生产审核工具,对大连某水泥企业进行了清洁生产审核.本文在调研水泥工艺及现状的基础上,运用生命周期评价方法对水泥生产过程中原料开采、运输、生料制备、煤粉制备、熟料煅烧及水泥粉磨阶段进行清单分析与建模.采用了生命周期评价软件Gabi4进行清单计算与分析,评价模型为CML2001Dec07特征化模型.在整个水泥生产过程中考虑了全球变暖,人体毒性,环境酸化等环境影响类型,得出整个生命周期中石灰石和煤炭的资源能源耗竭潜值和资源消耗量最大,而环境排放影响中熟料煅烧阶段对各个类型的环境影响远远高于其他几个阶段,同时熟料煅烧过程中排放的二氧化碳等温室气体的影响最严重.最终根据评价分析结果确定清洁生产审核重点并提出了清洁生产方案,并且在清洁生产方案中选择其中最重要的余热发电方案,进行余热发电清洁生产方案前后环境影响比较和清洁生产方案量化分析.     

废铅酸电池回收制取再生铅合金技术的生命周期评价

废铅酸电池的回收利用已成为铅酸电池行业实现健康持续发展的关键一环.本文采用生命周期评价方法,分析了废铅酸电池回收制取铅合金技术及末端污染控制全过程的环境影响,并与废铅酸电池回收制铅锭再制电池材料和利用原生材料生产电池材料的过程进行了对比研究.结论表明废铅酸电池回收直接制取铅合金过程中铅膏熔炼和合金配制环节在各环境影响指标中的贡献较大(其中全球变暖潜值中占60%和33%,酸化潜值中占33%和54%,人体毒性潜值中占28%和57%),主要为辅助材料及能源动力带来的间接影响;利用原生材料生产电池材料过程的环境影响相对另两个过程更大,归一化的环境影响指标结果中人体毒性潜值、富营养化潜值及酸化潜值最大(分别为2.42×10~(-11)、1.26×10~(-11)和1.08×10~(-11)),其中铅原料生产的贡献比例占绝大部分.废电池回收直接制取再生铅合金与废电池回收制铅锭再制电池材料相比,环境影响表现更优,有利于形成电池生产企业的闭环循环过程,值得应用推广.未来应鼓励以废铅酸电池回收代替相应原生材料生产新电池,同时进一步减少回收过程中使用的资源能源环境影响,以带来更大的环境效益.     

基于复配改性木质素磺酸铵的环保型木质材料的生命周期评价

利用改性木质素制备的木质材料其生产过程对生态环境有重要的影响.为探讨该环保型木质材料的可行性,利用Ga Bi 6.0软件,对基于复配改性木质素磺酸铵的环保型木质材料(HMIL/WF)进行生命周期评价,比较分析生命周期各生产环节的非生物资源耗竭、酸化效应、富营养化、全球变暖潜值、臭氧层破坏潜能以及光化学臭氧生成潜力等主要环境影响类型.结果表明:在HMIL/WF材料生命周期的3个子系统中,纤维制造子系统对各环境影响贡献值最大,此次是产品成型子系统,后期加工子系统对环境影响最小.全球变暖潜值是HMIL/WF材料环境影响的主要类型,占总环境影响值的73.09%,环境影响大小依次为全球变暖潜值、酸化效应、光化学臭氧生成潜力、富营养化、非生物资源耗竭和臭氧层破坏潜能.热能消耗的环境影响最为严重,占HMIL/WF材料生命周期总环境影响的44.77%.各生产环节的环境影响大小顺序依次为热能消耗、电能消耗、H_2O_2生产、木质素磺酸铵(AL)制备和运输阶段.热能消耗环节的全球变暖潜值、酸化效应、光化学臭氧生成潜力、富营养化和非生物资源耗竭的影响值为HMIL/WF材料生产各环节的最高值;运输阶段产生了最高的臭氧层破坏潜能.与传统中密度纤维板的生命周期环境影响潜值总值(4.71×10~(-9))相比,HMIL/WF材料的环境影响总值(4.22×10~(-9))减少了10.4%.     

水泥窑共处置废农药生命周期评价研究

国内在水泥窑共处置废农药方面的研究处于起步阶段. 通过开展试烧试验,以生命周期评价方法(LCA)为研究手段, 对水泥窑共处置废农药技术的环境影响进行评价,并与危险废物的其他处置方法做比较,以处置1 kg危险废物为功能单位. 结果表明,常规危险废物焚烧的综合环境负荷指数为1.428 4×10-12 a-1, 而水泥窑中共处置废农药的综合环境负荷指数为0.183 9×10-12 a-1,远低于常规危险废物焚烧.      

不同施肥模式下甘薯乙醇生命周期能效与环境影响分析

采用生命周期分析方法,以1 000 L甘薯乙醇为单位功能单元,将甘薯乙醇生产体系分成作物种植、原料运输和乙醇转换等3个单元,对其生命周期能耗与环境排放进行清单分析和影响评价,比较习惯施肥与测土配方施肥下甘薯乙醇生命周期9类环境影响潜力的差异。结果表明：两种施肥模式下甘薯乙醇生产体系的生命周期能源效率分别为1.41和1.43。习惯施肥模式下甘薯乙醇生命周期主要环境影响类型包括人体毒性、富营养化、酸化、淡水生态毒性、能耗和全球变暖,其环境影响潜力分别相当于2000年世界人均影响潜力的40%、40%、31%、29%、25%和20%。测土配方施肥降低了化学氮肥和磷肥使用量,提高了肥料利用效率和甘薯单产,使富营养化、淡水生态毒性、酸化和全球变暖潜力分别降低了31%、15%、9%和7%。可见,测土配方施肥模式可改善甘薯乙醇生命周期的能源效率并显著缓解其负面环境影响。     

废旧聚氯乙烯再生过程生命周期评价

生命周期评价是对产品、生产工艺以及活动对环境的压力进行评价的客观过程.运用生命周期评价方法,对我国南方某公司废旧聚氯乙烯再生过程的资源消耗和环境影响进行量化估算.结果表明:1 t废旧聚氯乙烯再生的总能源消耗量为6 287 MJ,其中石油消耗量为6 000 MJ,煤消耗量为287 MJ,总的资源耗竭系数为5.77×10-3 a;废旧聚氯乙烯再生的环境影响负荷为0.428 a-1,其中废塑料运输过程主要引起光化学臭氧合成问题,其环境影响潜值为0.190 a-1;工艺过程中主要引起固体废物污染,其环境影响潜值为0.110 a-1.废旧聚氯乙烯再生的主要环境影响为光化学臭氧合成、固体废物、大气颗粒物污染和酸化.      

Environmental impact of cement production: detail of the different processes and cement plant variability evaluation

This study evaluates the environmental impact of the cement production and its variations between different cement plants, using Life Cycle Impact Assessment. For that purpose, details of the cement production processes are investigated in order to show the respective part of raw materials preparation and clinker production using environmental impacts calculated with CML01 indicators. For the kiln emission data, a European pollutant emission register for French intensive industries is used to quantify the variability of indicators between cement plants. For the CML01 indicators that are controlled by kiln emissions, some of them (i.e. global warming, photochemical oxidation) show variations between cement plants between 20 and 30%, as for other (i.e. acidification, eutrophication, terrestrial ecotoxicity) variations are greater than 40% due to the lack of accurate measurements on both pollutant content and annual flow. Finally, a normalisation, using Western Europe yearly emissions is performed and permits to highlight among all the CML01 indicators which ones are the main impacts for the cement production. Abiotic depletion, global warming, acidification and marine ecotoxicity are the four identified impacts.     

中国水泥生产环境负荷研究

基于生命周期理论,采用CML环境影响评价方法对我国水泥生产的环境负荷进行了定量分析.结果表明,水泥生产的环境影响主要体现在温室效应、不可再生能源消耗和不可再生资源消耗,其环境负荷分别占对应环境影响类型世界总负荷的2.76%、2.34%和1.39%.2004年我国水泥生产的环境负荷约占世界总负荷的1.28%,其中,立窑生产工艺、湿法回转窑生产工艺和新型干法生产工艺的环境负荷分别为0.84%,0.12%和0.32%.通过行业结构调整,用新型干法生产工艺取代其它落后的生产工艺,可使我国水泥生产的环境负荷降至世界总负荷的1%左右.     

中国电动自行车动力铅酸蓄电池生命周期评价

以近年来中国用量增长最快的电动自行车动力铅酸蓄电池为对象,建立了生命周期环境影响评价模型,分析了从原材料生产、电池生产、电池运输、电池使用和废旧铅酸蓄电池及含铅废物回收处理全生命周期的环境影响.研究采用了大量企业调研数据和中国本土LCA数据库,以期反映整个中国铅酸蓄电池产业链的技术工艺和环境管理水平现状.结果表明,原材料生产和电池使用是资源(含能源)消耗的主要阶段,贡献了电池全生命周期绝大部分的环境影响.原材料生产贡献最多的全生命周期环境影响包括非生物资源耗竭(699%)、富营养化(89%)、光化学烟雾(98%)、臭氧层破坏(117%)、人体毒性(159%)和生态毒性(484%).电池使用过程的电耗间接消耗了83%的一次能源,相应地贡献了最多的气候变暖潜值(86%)和酸化潜值(70%).废旧铅酸蓄电池和含铅废物回收再生铅可抵消很大一部分原材料生产造成的环境影响.延长电池寿命,减少电池生产金属用量及提高废旧电池回收处理过程的工艺技术和污染控制水平也是减少铅酸蓄电池生命周期环境影响的关键.     

基于生命周期评价EI99法的水泥窑共处置废弃农药分析

以废弃农药为研究对象,应用生命周期评价法从人类健康(HH)、生态系统质量(EQ)和资源(R)3个角度对水泥窑共处置和焚烧炉处置的环境影响做出定性和定量评估.结果表明,废弃农药在水泥窑中共处置更具环境合理性.在水泥窑共处置和焚烧炉处置中,功能单位(1t)废弃农药总环境负荷(也称为环境影响潜值)分别为-27.5和0.379Pt,前者的环境负荷比后者减少了7360%,人类健康(HH)、生态系统质量(EQ)和资源(R)等各指标分别减少372%、5840%、-40.0%.废弃农药水泥窑共处置在原/燃料的获取阶段可避免57.4%的环境负荷,是降低水泥窑共处置环境影响的关键环节.焚烧和电力生产阶段的污染排放对焚烧炉处置中各指标都有很高的贡献率.二英、苯、重金属是水泥窑共处置废弃农药的主要影响因子;NOx和粉尘对焚烧系统的影响较大.