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基于垃圾分类的废旧纺织品的单独回收对深圳市生活垃圾处理的碳足迹影响分析

更新时间:2009-03-28

深圳市生活源的废旧纺织品和其他城市一样,除了少量被社会回收外,主要是混合生活垃圾进行了填埋、焚烧处理[1]。深圳市政府为执行国务院转发国家发改委、住建部的《生活垃圾分类制度实施方案》,即将实施《废旧纺织品回收管理规定》,将废旧纺织品纳入政府统一回收管理。废旧纺织品的回收除了对生活垃圾回收利用率的提高具有显著贡献外,对环境碳排放的减少也有贡献,本研究以生命周期评价(Life Cycle Assessment,LCA)为方法论,对比分析生活源的废旧纺织品基于垃圾分类的单独回收处理、填埋处置、焚烧处理3种方式的碳足迹(环境碳排放量),通过对目标和范围的界定,对3种处置方式进行清单分析和全球变暖潜值的计算,为废旧纺织品分类回收的环境碳减排效果提供理论依据。

1 研究方法

产品碳足迹是指某个产品在整个生命周期过程中所释放的直接和间接的温室气体总量。Finkbeiner[2]认为,“碳足迹”是生命周期类指标影响全球变暖潜能值(GWP,Global Warming Potential)的结果。由于不同的温室气体温室效应不同,一般采用温室效应因子(GWP) 来衡量气体的温室效应能力,设二氧化碳气体的温室效应因子(GWP)为1,其它温室气体可以通过温室效应因子转换为二氧化碳当量,例如甲烷的GWP值为25(IPCC2007,100 a),这样一个单位的甲烷释放量相当于25个单位的二氧化碳,从而可以对产品的温室效应进行比较。

产品碳足迹评价标准以生命周期评价为方法论,评价的是产品全生命周期的碳足迹,追溯至原料开采、制造及最终废弃处理阶段,均纳入碳足迹的计算范围[3]

3.2 家庭指导提高患者自我护理能力 结果表明,观察组患者经过家庭指导后,造口的自我护理能力有显著提高。对造口者来讲,造口要陪伴其余生,掌握造口自我护理方法是提高其生活质量的关键,患者自我护理的知识与技能主要来源于护理人员的家庭教育与指导。本研究是根据患者疾病恢复情况,给予实施个性化的家庭生活护理指导及加强患者结肠造口相关知识教育及康复训练。患者在家庭护理干预下增强了对康复训练的信心,变被动康复训练为主动参与护理。

本文研究深圳市生活源废旧纺织品纳入生活垃圾处理体系进行混合处理和基于生活垃圾分类将废旧纺织品作为可回收物运往回收利用企业处理2种模式生活垃圾生命周期的碳足迹变化,以1×104t生活垃圾(不含除废旧纺织品外其它可回收垃圾)为基本研究单元。

与此同时,采用英达就地热再生工艺无需铣刨浪费掉全部沥青上面层材料,节约大量的新沥青混合料,施工完成后表观效果以及工程质量却与新铺没有差别,甚至优于新铺;同时也相应地减少了材料的往返运输次数等,减少了施工对交通的影响及施工交通安全风险等。本项目经过核算,共节约材料费用53.4%,沥青节约50%。

数据来源:深圳市统计局、深圳市生活垃圾分类事务管理中心、深圳市统计年鉴、深圳市相关回收企业和再生利用企业提供的相关工艺数据、文献数据的计算和估计、国内外相关资料统计。

2 2种模式生命周期数据分析

2.1 系统边界的确定

对废旧纺织品混合生活垃圾处理和基于垃圾分类的废旧纺织品单独收集的生活垃圾处理的2种模式中的物质、能量输入与输出及其污染物排放的环境影响进行LCA分析(图1),研究的范围包括从垃圾产生开始的收集、运输、物质回收直至最终处理的整个过程。

  

图1 深圳市生活垃圾处理LCA边界

[5] 胡志锋,马晓茜,梁增英.广州市生活垃圾处理工艺的生命周期评价[J].可再生能源,2012(1):106-112.

2.2 数据收集和清单分析

2.2.1 收集运输过程的环境碳排放

废旧纺织品混合模式的垃圾收集运输过程主要包括垃圾收集车从收集容器将垃圾运输至转运站,垃圾转运车将垃圾转运至填埋场、焚烧厂的过程。

生活垃圾收集清运设定每车收运2 t垃圾,收集车辆的运输平均距离取10km,百公里油耗为18L柴油(柴油密度为0.86 kg/L);生活垃圾转运过程设定15 t的垃圾转运车,转运车辆的运输平均距离取20 km,百公里油耗为30 L柴油;1×104t生活垃圾需收集5 000次,需转运667次。收运阶段环境碳排放主要为运输过程中汽车尾气排放,汽车油耗计算为:

 

故生活垃圾收运过程中汽车总油耗为2.6 L/t。

废旧纺织品单独收集模式的收集运输过程是废旧纺织品回收公司从纺织品回收箱将废旧纺织品运输至废旧纺织品回收企业,经分拣后运往废旧纺织品再生利用企业的过程。

[3] 蒋婷.碳足迹评价标准概述[J].信息技术与标准化,2010(11):15-18.

 

2.2.2 填埋、焚烧处理过程的环境碳排放

在垃圾填埋场,需要推土机、填埋压实机和挖掘机等对混合生活垃圾进行填埋压实,在填埋场地下铺设HDPE膜进行单元临时覆盖,并覆盖上土方,喷洒农药[4]。其输入过程主要是填埋过程中推土机、挖掘机的油耗,渗沥液处理设备的油耗、电耗。根据广东地区研究结果[5],填埋作业的能耗为2.92 kWh/t,假设其中80%的能量是燃油消耗,20%为电力消耗。主要输出过程为填埋气体包括CO2和CH4等的排放。采用国内典型LFG组成含量[6],取成熟垃圾填埋场含量的经验数据[5](表1),经换算得出数据如表2所示。

 

表1 我国典型LFG污染排放指标

  

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1)废旧纺织品混合生活垃圾填埋产生的环境碳排放为1 478.05 kg/t;废旧纺织品混合生活垃圾焚烧处理产生的环境碳排放为342.97 kg/t;基于生活垃圾分类的废旧纺织品单独回收利用的环境碳排放为221.31 kg/t。因此,从碳减排的角度,废旧纺织品单独分类回收利用有利于减少生活垃圾处理“碳足迹”。

 

表2 生活垃圾2种处理方式的碳排放清单

  

CO2/(kg/t)116.51528.00 CO/(kg/t)1.62×10-33.01×10-2 CH4/(kg/t)42.844.70×10-3 NOx/(kg/t)2.52×10-27.06×10-2能耗/(kWh/t)95.02-211.11油耗/(L/t)0.29

[2] Finkbeiner M.Carbon foot printing-opportunities and threats[J].Int J Life Cycle Assess,2009,14(2):91-94.

目前,针对废旧纺织品加工再利用过程主要有物理法、机械法、化学法、热能法4种[8]。机械法的本质是纤维还原,将纤维还原到初始状态,仅改变纤维形态,对纤维微观结构影响不大,也是目前应用最为广泛的废旧纺织品回收方法。本研究假设废旧纺织品的再生利用采用机械法,包括前处理阶段、纤维成纱阶段和纱线织成织物并做成成品阶段[9],这几个阶段一方面消耗大量的水、电等能源,另一方面又会排出大量的废水、废气等,造成碳排放。采用文献[10]中相关研究结果,废旧纺织品机械法再生过程的环境影响清单如表3所示,其全球变暖潜值为214 kg/t。

 

表3 废旧纺织品再生利用过程环境排放

  

GWP/(kgCO2eq/t)214 AP/(kgSO2eq/t)2.50 EP/(kgPO43-eq/t)0.21能耗/(kWh/t)363.89

3 2种模式生命周期影响评价

3.1 3种处理方式的环境碳排放影响

生命周期影响评价是对清单分析阶段得出的环境压力(环境干扰因子)进行评价的一个技术过程,包括定量、定性评价[11]。本研究生活垃圾的碳足迹分析,将全球变暖潜值即环境碳排放作为影响评价指标。

全球变暖潜值指某类温室气体相对于二氧化碳而言的对全球变暖的影响程度,用公式表示为:

 

式中:EP为产品系统对潜在环境影响的贡献;Qi为第i种物质排放量或活动水平数(质量/体积/能耗/距离等);EFi为第i种排放物质对潜在环境影响的当量因子(每个单位的CO2当量)[12]

根据公式(5)计算,生活垃圾的不同处理方式环境碳排放结果如表4所示。

据统计,2016年“一带一路”沿线共64个国家的来华留学生人数突破新高,共20.77万人,与2015年相较而言,同比增幅高达13.6%。此增速显然高于来华留学生平均增速。为吸引更多“一带一路”沿线国家学生来华留学,政府及高校提供的奖学金也开始向“一带一路”沿线国家来华留学生倾斜。2016年,政府及高校给予“一带一路”沿线国家来华留学生的奖学金占据全部来华留学生奖学金的61%左右。其中,超过2000名巴基斯坦籍留学生于2016年至2017年期间获得奖学金[2]。2017年“一带一路”沿线国家留学生人数为31.72万人,占全部来华留学生总人数的64.85%。

 

表4 生活垃圾不同处理方式的环境碳排放的影响评价

  

注:表中将排放项目通过排放系数统一换算成以CO2为指标的环境碳排放进行计算。

 

?

若将废旧纺织品单独回收利用,通过计算可知,不仅减少了生活垃圾产生量,而且填埋和焚烧处理过程中减少了5.44%的CO2当量。同时,通过再生利用技术生产了2 566件新T恤,提高了生活垃圾回收利用率。

焚烧处理产生的CO2气体最多,在整个计算过程中,考虑了在焚烧处理时发电对温室气体带来的减量效应,由于其每吨垃圾可产生211.11 kWh的能量,故该处理方式的全球变暖潜值只有342.97 kgCO2/t。

如果将一定比例的生活源废旧纺织品回收利用,每吨废旧纺织品产生的碳排放当量为221.31 kgCO2,明显少于废旧纺织品混入生活垃圾进行填埋或焚烧处理产生的碳当量。

3.2 2种处理模式的碳排放清单

按照目前深圳市生活垃圾处理不同方式比例的权重进行分配,废旧纺织品混合生活垃圾处理模式中,填埋占垃圾处理57%,焚烧占43%。可计算出深圳市生活垃圾综合处理和基于垃圾分类的废旧纺织品单独回收处理2种模式生活垃圾生命周期的碳排放清单(表5)。

 

表5 深圳市废旧纺织品2种处理模式的碳排放清单

  

CO2/(kg/t)66.41227.04293.45270.8516.48287.33 CO/(kg/t)9.12×10-41.29×10-21.38×10-21.27×10-21.27×10-2 CH4/(kg/t)24.422.02×10-324.4222.5422.54 NOx/(kg/t)1.44×10-23.04×10-24.47×10-24.13×10-24.13×10-2能耗(kWh/t) 54.17 -90.78 -36.61 -33.79 0.36 -33.43油耗(L/t) 2.60 0.17 2.77 0.15 2.972.81

由表5可看出,在气体排放中,填埋、焚烧处理过程产生的主要温室气体都是CO2,其中焚烧产生的CO2占混合处理产生CO2总量的77.4%,约为填埋产生的CO2的3.4倍。混合处理中焚烧每吨垃圾能产生90.78 kWh能量。将废旧纺织品单独收集后,生活垃圾处理产生的CO2、CO、CH4、NOx比混合收集模式均有所降低,但由于废旧纺织品不和混合垃圾一起进行焚烧处理,使整个模式每吨垃圾产能减少了约3.18 kWh。废旧纺织品回收企业使用2 t汽车收运,相较于混合处理方式的15 t汽车运输的收运方式,其油耗相对较高,因此废旧纺织品回收过程中可根据其实际产生量采用更经济省油的大吨位运输车辆。另一方面,深圳市废旧纺织品约为总生活垃圾含量的7.7%,若废旧纺织品再生利用产品为T恤,每件质量0.3 kg,则每吨生活垃圾中770 kg废旧纺织品单独回收利用后可产生2 566件新T恤。

对2种模式进行生命周期影响评价分析(表6)可知,废旧纺织品混合处理时产生的CO2当量为797.70 kg/t,若将废旧纺织品单独回收并进行再生利用,深圳市生活垃圾处理产生的CO2当量为754.24 kg/t。废旧纺织品中化纤类产品占69%[15],化纤材料填埋后不仅难降解,而且给土壤、水质带来不可逆的伤害。若进行焚烧,不仅消耗了煤炭、电力等能源,也会产生大量污染物,包括二氧化碳、燃烧后的灰烬等。棉花种植过程中大量消耗水、能源,使用大量农药、化肥使全球纺织业成为污染最大、排废最多的产业之一[16]

 

表6 深圳市废旧纺织品2种处理模式的环境碳排放的影响评价

  

注:表中将排放项目通过排放系数统一换算成以CO2为指标的环境碳排放进行计算。

 

?

由表4可看出,卫生填埋产生的环境碳排放为1 478.05 kgCO2/t,相比于其他处理方式碳排放最大,主要是由于其产生的填埋气中含有大量CH4,该气体当量因子为25,对全球变暖潜值贡献较大。

4 结论与建议

在垃圾焚烧厂,系统输入主要为设备的燃油和电力的消耗,该过程包括废气、废水、废渣等环境排放和焚烧处理产生的电能。根据文献[7]计算数据,生活垃圾焚烧处理的环境碳排放结果如表2所示。由表2可得,焚烧处理相比于填埋处理方式排放更多CO2,但每吨垃圾能产生211.11 kWh能量。

(3)湿润烧伤膏商品名为美宝湿润烧伤膏,是中药制剂,为浅棕黄色至深棕黄色的软膏,具麻油香气,其主要成分是黄连、黄柏、黄芩、地龙、罂粟壳。主要作用为清热解毒、止痛、生肌,常规用于各种烧、烫、灼伤。中医认为化疗性静脉炎是指输液过程中的穿刺和留置针致局部脉络血行不畅,血瘀阻滞,不通则痛;气血不畅,津液输布受阻肿胀,瘀血内蕴,蕴久化热,则局部发热;脉络损伤,血溢肌肤或血热内蕴则局部发红,其发热机理为气滞血瘀,毒结凝滞于血脉致局部脉络、气血运行不畅,治疗应以清湿热、活血化瘀、散结止痛为主。故我科扩大湿润烧伤膏的应用范围,将其与喜辽妥软膏交替外敷,用于化疗性静脉炎的预防和治疗,取得了显著效果。

2)基于深圳市垃圾处理权重分配,计算得出废旧纺织品与生活垃圾混合处理的环境碳排放为797.70 kg/t,而废旧纺织品单独回收利用可减少5.44%的CO2当量。

3)深圳市每吨生活垃圾中的废旧纺织品组分进行单独回收利用可生产出2 566件新T恤,提高了生活垃圾回收利用率。

参考文献:

[1] 顾明明,唐世君.我国废旧纺织品综合利用现状及发展方向[J].再生资源与循环经济,2012(1):27-29.

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2.2.3 废旧纺织品再生利用过程的环境排放

高速高密度光电共封装技术……………………………………………………………孙瑜,刘丰满,薛海韵 24-4-27

深圳市废旧纺织品在生活垃圾成分中约占7.7%,废旧纺织品回收企业将其单独回收,分拣后约78%能运输至再生利用企业进行再生利用,9%不可再生利用纺织品并入深圳市生活垃圾处理体系进行填埋或焚烧(其余用于慈善或其他用途的废旧纺织品不计入计算中)。收运设定每车收运2 t废旧纺织品,收运距离取30 km,百公里油耗为18 L柴油。则单独收集过程中需运输385次,汽车耗油:

[4] 生活垃圾卫生填埋处理技术规范:GB 50869—2013[S].北京:中国计划出版社,2013.

废旧纺织品混合卫生填埋设定将纸类及金属等可回收物质进行回收,其余垃圾包括废旧纺织品全部填埋;废旧纺织品混合焚烧处理设定将纸类及金属等可回收物质进行回收,其余包括废旧纺织品全部焚烧,焚烧后的灰渣进行填埋;废旧纺织品单独回收处理即生活源废旧纺织品被纳入政府监管的回收企业单独分类回收,进行分拣后,可再生利用的纺织品进行加工再生利用,不可再生组分进行填埋处理,其余垃圾按照混合处理方式进行处理。

[6] 黎青松,郭祥信,徐文龙,等.深圳市玉龙坑垃圾填埋气体成分与产气规律研究[J].环境卫生工程,1999(1):6-9.

[7] 韩娟.基于LCA的垃圾焚烧厂烟气处理技术评价[D].北京:清华大学,2013.

在共建这一年多来,作为西江广东段的“西大门”,肇庆市政府积极作为,发动了全市各方力量积极参与,各相关涉水部门全方位、多角度、立体化配合,为肇庆这一江水域的安全生产绷紧弦、卯足劲、动真格,反响热烈,效果显著。

[8] 史晟,戴晋明,牛梅,等.废旧纺织品的再利用[J].纺织学报,2011,32(11):147-152.

1.3.3 气道阻力 采用德国耶格肺功能检测仪,通过阻断法,测定治疗组、对照组治疗前后气道阻力值,连续测定6次取平均值。

[9] 李鹏,叶宏武,陈永当,等.国内外废旧纺织品回收利用现状[J].合成纤维,2014(4):41-45.

[10] Esteve-Turrillas F A,de la Guardia M.Environmental impact of Recover cotton in textile industry[J].Resour,Conserv Recy,2017,116:107-115.

[11] 付允,林翎,陈健华,等.产品生命周期环境友好性评价方法研究[J].标准科学,2014(7):13-17.

[12] 卢安.基于LCA的服装产品碳足迹评价研究[J].纺织导报,2013(2):15-18.

(2)地质灾害中易发区(Ⅱ)。地质灾害中易发区主要分布于尕巴松多西北部、唐谷镇南部、河北乡东北部中高山区,总面积3 784.41 km2,占总面积的75.52%,该区地貌单元为山前冲洪积倾斜平原区、中低山和中高山区。该区共发育地质灾害点38处,泥石流灾害最为发育。根据区内地质灾害的发育及分布情况,可将该区划分为2个亚区。

溶液除湿是利用溶液的吸湿与放湿特性对空气湿度进行控制,具有除湿效率高,除湿效果好的优点。但用户担心除湿溶液离子是否会进入风系统,不建议在医院空调系统中使用。

[13] 李娜,王根绪,张建强,等.成都市城市生活垃圾处理生命周期评价[J].安徽农业科学,2009(2):789-791.

在热卡充足的情况下,糖尿病肾病早期蛋白质入量限制在0.8 g/(kg·d),对于大量蛋白尿和肾衰竭患者蛋白质入量限制在0.6 g/(kg·d),以优质蛋白为主。合并肝病、妊娠或生长发育期不宜过度限制蛋白质入量

[14] 杨自平,张建春,张华,等.基于PAS2050规范的大麻纤维产品碳足迹测量分析[J].纺织学报,2012(8):140-144.

1 来稿要求文字精炼、语句通顺、论点明确、数据可靠、标点清楚。每篇论文不超过6000字,简报不超过3000字(均包括图、表、摘要及参考文献)。来稿须用A4页面排版,用电子邮件发送到本刊信箱。

[15] 林世东,甘胜华,李红彬,等.我国废旧纺织品回收模式及高值化利用方向[J].纺织导报,2017(2):25-26.

[16] Anne C,Woolridge A,Garth D.Life cycle assessment for reuse/recycling of donated waste textiles compared to use of virgin material:An UK energy saving perspective[J].Resour,Conserv Recy,2006,46:94-103.

 
施乐荣,刘荣杰,观梦韵,朱静怡,陈朱琦,吴远明,吴立
《环境卫生工程》 2018年第02期
《环境卫生工程》2018年第02期文献

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