宋小龍,徐 成,楊建新*,呂 彬,趙麗娜 (.中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 00085；.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)研究所,北京 000)

工業(yè)固體廢物生命周期管理方法及案例分析

宋小龍1,徐 成2,楊建新1*,呂 彬1,趙麗娜2(1.中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心,城市與區(qū)域生態(tài)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,北京 100085；2.中國(guó)環(huán)境科學(xué)研究院環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)研究所,北京 100012)

通過(guò)分析工業(yè)固體廢物管理過(guò)程與工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程間的耦合關(guān)系,提出了涵蓋減量化過(guò)程的工業(yè)固體廢物生命周期管理框架和方法,并應(yīng)用于銅渣管理的方案評(píng)估與決策過(guò)程中.結(jié)果表明,銅渣3種不同管理方案的環(huán)境負(fù)荷值依次為2800.46,2156.00,2162.04Pt.與熔池熔煉法相比,閃速熔煉法雖有利于銅渣的源頭減量,但其減少的銅渣量并未導(dǎo)致精銅生產(chǎn)與銅渣管理全過(guò)程環(huán)境影響的整體下降.單從銅渣的內(nèi)部再循環(huán)工藝來(lái)看,處理同樣數(shù)量的銅渣,選礦法的環(huán)境表現(xiàn)優(yōu)于電爐貧化法.案例研究證實(shí)了工業(yè)固體廢物管理應(yīng)將減量化過(guò)程納入全生命周期管理方案中進(jìn)行綜合評(píng)估,而非簡(jiǎn)單遵循廢物管理的優(yōu)先順序和等級(jí)制度.

工業(yè)固體廢物；生命周期管理；減量化；銅渣

工業(yè)固體廢物在產(chǎn)生、貯存、運(yùn)輸、再循環(huán)和最終處置的各個(gè)環(huán)節(jié),都可能對(duì)土壤、水體、大氣和人體健康等方面產(chǎn)生危害,因此對(duì)其生命周期全過(guò)程進(jìn)行綜合管理十分必要.生命周期管理是面向可持續(xù)生產(chǎn)和消費(fèi),對(duì)產(chǎn)品和服務(wù)的全生命周期進(jìn)行的綜合管理[1],其理念與方法除應(yīng)用于企業(yè)和行業(yè)管理外,還用于指導(dǎo)固體廢物管理[2].目前固體廢物的生命周期管理主要集中在城市固體廢物管理上[3-6].由于工業(yè)固體廢物沒(méi)有統(tǒng)一的收集和回收渠道,并且與工業(yè)過(guò)程高度耦合,因此很難利用傳統(tǒng)的生命周期分析方法對(duì)其綜合管理過(guò)程進(jìn)行研究.已有研究主要涉及工業(yè)固體廢物的現(xiàn)狀分析[7-9]、產(chǎn)生量預(yù)測(cè)[10-11]、資源化途徑[12-13]、綜合管理對(duì)策[14]、工業(yè)區(qū)固體廢物管理系統(tǒng)[15-16]等.個(gè)別學(xué)者利用生命周期評(píng)價(jià)方法研究某一具體工業(yè)固體廢物綜合利用或處置過(guò)程中的環(huán)境影響[17-19],這類研究大多沿用城市固體廢物生命周期評(píng)價(jià)的方法和思路,將研究對(duì)象設(shè)定為一定量的已產(chǎn)生的工業(yè)固體廢物,沒(méi)有考慮固體廢物管理的源頭減量化過(guò)程.

本研究從全生命周期視角,分析工業(yè)固體廢物管理與工業(yè)過(guò)程的整合關(guān)系,提出基于減量化過(guò)程的工業(yè)固體廢物生命周期管理框架和方法.選取銅冶煉過(guò)程產(chǎn)生的銅渣作為案例,探討工業(yè)固體廢物與其相關(guān)工業(yè)過(guò)程一體化管理的可行性,以期為工業(yè)固體廢物的管理決策提供支持.

1 工業(yè)固體廢物生命周期管理方法

1.1 概念模型與邊界

城市固體廢物的生命周期從其產(chǎn)生后的收集開(kāi)始,依次為運(yùn)輸、分選、再循環(huán)、處理和最終處置[5].對(duì)城市固體廢物來(lái)說(shuō),通過(guò)優(yōu)化消費(fèi)過(guò)程以減少?gòu)U物產(chǎn)生量,無(wú)疑是廢物管理的優(yōu)先選擇.然而,工業(yè)固體廢物的管理過(guò)程卻要復(fù)雜得多.一方面,工業(yè)固體廢物的減量化潛力可以通過(guò)工藝比較等方法進(jìn)行量化;另一方面,通過(guò)原材料替代、工藝改進(jìn)和設(shè)備更新等手段削減工業(yè)固體廢物產(chǎn)量,關(guān)系到工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程自身的經(jīng)濟(jì)效益、技術(shù)可行性和其他環(huán)境影響等.是否優(yōu)先選擇減量化以及采取何種方式進(jìn)行減量化,需要將減量化過(guò)程的社會(huì)經(jīng)濟(jì)成本和環(huán)境負(fù)荷,與工業(yè)固體廢物產(chǎn)生后的被動(dòng)管理過(guò)程綜合分析,方能辨識(shí)減量化對(duì)廢物管理的貢獻(xiàn)及對(duì)工業(yè)生產(chǎn)的影響.

為將減量化過(guò)程納入研究范圍,有必要對(duì)工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和工業(yè)固體廢物管理過(guò)程進(jìn)行整合研究.實(shí)際上,工業(yè)過(guò)程和固體廢物都有各自的生命周期[20],而且工業(yè)固體廢物來(lái)自工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程,其減量化和資源化行為本身都屬于工業(yè)過(guò)程,可以通過(guò)方案設(shè)計(jì)對(duì)工業(yè)固體廢物從產(chǎn)生、內(nèi)部再循環(huán)、貯存、運(yùn)輸、外部再循環(huán)、最終處置的整個(gè)生命周期開(kāi)展綜合研究.基于工業(yè)固體廢物與工業(yè)過(guò)程間的耦合關(guān)系,提出工業(yè)固體廢物生命周期管理的概念模型(圖1).由圖1可見(jiàn),工業(yè)過(guò)程A利用原材料生產(chǎn)產(chǎn)品A,同時(shí)產(chǎn)生固體廢物,并可以通過(guò)改進(jìn)工藝等技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)固體廢物的減量化.固體廢物產(chǎn)生后,通過(guò)內(nèi)部再循環(huán)工藝回到原工業(yè)過(guò)程中再次提取有用組分.原企業(yè)無(wú)法利用的固體廢物暫時(shí)貯存在專設(shè)場(chǎng)所內(nèi),能用于外部再循環(huán)的部分繼續(xù)運(yùn)輸?shù)狡渌髽I(yè)(工業(yè)過(guò)程B)作原料;對(duì)于不能被其他工業(yè)過(guò)程利用的固體廢物則進(jìn)行安全處置.

圖1 工業(yè)固體廢物生命周期管理的概念模型與邊界Fig.1 Conceptual model and system boundary of life cycle management of industrial solid waste

工業(yè)固體廢物生命周期管理模型所示的復(fù)合系統(tǒng)同時(shí)具有兩類功能,即產(chǎn)品生產(chǎn)功能和固體廢物管理功能.其中,工業(yè)過(guò)程A兼具生產(chǎn)產(chǎn)品A和減少并吸納部分固體廢物的功能;工業(yè)過(guò)程B以及在此之前的貯存、運(yùn)輸、處置等的主要功能,是對(duì)固體廢物的綜合管理.此外,工業(yè)過(guò)程 B利用固體廢物和部分原生資源組織生產(chǎn),其產(chǎn)品B和其他類別的固體廢物,分別將其界定為系統(tǒng)的副產(chǎn)品和排放物.

1.2 評(píng)價(jià)方法

1.2.1 功能單位 確定功能單位是開(kāi)展生命周期分析的基礎(chǔ).在開(kāi)展產(chǎn)品和城市固體廢物生命周期分析時(shí),功能單位大多選擇為單位產(chǎn)品或單位重量的城市固體廢物.然而,工業(yè)固體廢物生命周期管理系統(tǒng)的雙重功能決定了其復(fù)合的功能單位,即“生產(chǎn)單位產(chǎn)品并完成對(duì)其產(chǎn)生固體廢物的管理”.復(fù)合功能的兩大部分彼此關(guān)聯(lián)、相互影響.從工業(yè)固體廢物來(lái)看,它的產(chǎn)量來(lái)自單位產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程,同時(shí)又可部分回到產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程中;對(duì)單位產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程而言,可以選擇通過(guò)技術(shù)改進(jìn)等手段最大限度減少固體廢物的產(chǎn)量,也可以選擇優(yōu)先考慮產(chǎn)品生產(chǎn)過(guò)程而讓適量的固體廢物參與內(nèi)部再循環(huán)和外部再循環(huán).復(fù)合功能單位將固體廢物管理與產(chǎn)品生產(chǎn)直接掛鉤,明確了工業(yè)固體廢物管理的主體,有利于推行廢物的生產(chǎn)者責(zé)任延伸制.

1.2.2 分配方法 復(fù)合功能單位能夠有效避免共生系統(tǒng)的分配問(wèn)題.在工業(yè)固體廢物生命周期管理模型中,工業(yè)過(guò)程A和工業(yè)過(guò)程B同時(shí)具有產(chǎn)品生產(chǎn)和廢物處置的功能,理論上需要將此過(guò)程的環(huán)境影響在產(chǎn)品生產(chǎn)系統(tǒng)和廢物管理系統(tǒng)之間進(jìn)行分配.由于選擇“生產(chǎn)單位產(chǎn)品A并完成對(duì)其產(chǎn)生固體廢物的管理”作為生命周期分析的功能單位,已將產(chǎn)品A的生產(chǎn)功能納入到復(fù)合系統(tǒng)中,因此工業(yè)過(guò)程A不存在分配問(wèn)題.至于產(chǎn)品B應(yīng)承擔(dān)的那部分環(huán)境影響,通過(guò)擴(kuò)展系統(tǒng)邊界的方法同樣可以避免復(fù)雜的分配過(guò)程.

1.2.3 評(píng)價(jià)工具 生命周期管理的定量評(píng)價(jià)工具包括生命周期評(píng)價(jià)(LCA)、生命周期成本分析(LCC)、物質(zhì)流分析(MFA)、環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)(ERA)、成本效益分析(CBA)等[2].利用生命周期評(píng)價(jià)和生命周期成本分析,分別對(duì)工業(yè)固體廢物生命周期管理系統(tǒng)的環(huán)境影響和經(jīng)濟(jì)成本效益進(jìn)行評(píng)估.在此基礎(chǔ)上計(jì)算出單位環(huán)境影響的生產(chǎn)價(jià)值即生態(tài)效率,可直接用于工業(yè)固體廢物生命周期管理的方案選擇和決策過(guò)程.

2 銅渣的生命周期管理

以火法生產(chǎn)精銅過(guò)程中產(chǎn)生的銅渣(熔煉渣)為例,按照工業(yè)固體廢物生命周期管理模型對(duì)其從產(chǎn)生、內(nèi)部再循環(huán)、貯存、運(yùn)輸、外部再循環(huán)直至最終處置的全過(guò)程進(jìn)行解析.通過(guò)評(píng)估和比較不同管理方案的環(huán)境影響,形成整體環(huán)境效益最優(yōu)的銅渣生命周期管理方案和對(duì)策.

2.1 情景設(shè)定

火法冶煉是精銅生產(chǎn)的主要工藝.熔煉工序是銅火法冶煉的關(guān)鍵環(huán)節(jié),當(dāng)前熔煉的主流技術(shù)是以閃速熔煉和熔池熔煉為代表的新型強(qiáng)化熔煉工藝,由此產(chǎn)生的“采礦-浮選-閃速熔煉(熔池熔煉)-轉(zhuǎn)爐吹煉-陽(yáng)極爐火法精煉-電解精煉”生產(chǎn)流程已成為我國(guó)精銅生產(chǎn)的兩種典型工藝.從熔煉階段產(chǎn)生的固體廢物來(lái)看,閃速熔煉法產(chǎn)生的銅渣量低于熔池熔煉法,但是產(chǎn)生的煙塵量卻高于后者[21].強(qiáng)化熔煉產(chǎn)生的銅渣含銅量較大,需要經(jīng)過(guò)內(nèi)部再循環(huán)工藝回收其中的銅.目前銅冶煉廠大多都對(duì)產(chǎn)生的銅渣進(jìn)行貧化處理,主要方法有電爐貧化法和選礦法.

結(jié)合上節(jié)分析的銅渣減量化和內(nèi)部再循環(huán)的主要工藝,并假定貧化后的銅渣均全部用于生產(chǎn)水泥,設(shè)置3種具有代表性的情景.情景1:熔池熔煉法生產(chǎn)精銅-較多的銅渣-電爐貧化-運(yùn)輸-制水泥;情景 2:熔池熔煉法生產(chǎn)精銅-較多的銅渣-渣選礦-運(yùn)輸-制水泥;情景 3:閃速熔煉法生產(chǎn)精銅-較少的銅渣-渣選礦-運(yùn)輸-制水泥.

圖2 情景設(shè)定及其系統(tǒng)邊界Fig.2 Three scenarios and their system boundaries

情景 1中,熔池熔煉法產(chǎn)生較多的銅渣,經(jīng)電爐貧化后,貧化渣用卡車運(yùn)輸?shù)剿鄰S生產(chǎn)水泥,產(chǎn)生的貧化銅锍則返回精銅生產(chǎn)工序.情景2同樣用熔池熔煉法生產(chǎn)精銅,產(chǎn)生的銅渣采用浮選法提取渣精礦,渣精礦返回精銅生產(chǎn)過(guò)程,渣尾礦送至水泥廠.情景 3中,閃速熔煉法產(chǎn)生的銅渣較少,經(jīng)浮選法選出渣精礦后,渣尾礦用于生產(chǎn)水泥.

在這3種情景中,假設(shè)精銅生產(chǎn)所需的銅礦石全部來(lái)自國(guó)內(nèi)開(kāi)采;采礦炸藥、選礦藥劑、電解添加劑等由于用量較小,忽略其所造成的環(huán)境影響;不考慮煙氣制酸、陽(yáng)極泥提取貴金屬等開(kāi)環(huán)再循環(huán)所致的分配問(wèn)題;設(shè)定貧化渣和渣尾礦都是作為混合材與水泥熟料等按一定比例進(jìn)行配比生產(chǎn)水泥產(chǎn)品,并且運(yùn)輸距離均為50km.

2.2 方法選擇

利用生命周期評(píng)價(jià)方法對(duì)上述情景的環(huán)境負(fù)荷進(jìn)行分析,選取“生產(chǎn)1000kg精銅并完成對(duì)其產(chǎn)生銅渣的管理”作為功能單位.生命周期清單數(shù)據(jù)主要來(lái)源于:企業(yè)實(shí)際生產(chǎn)數(shù)據(jù);文獻(xiàn)資料數(shù)據(jù);GaBi專業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù);中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心開(kāi)發(fā)的中國(guó)能源生產(chǎn)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù).詳見(jiàn)表1.

表1 生命周期清單數(shù)據(jù)來(lái)源Table 1 Data sources of life cycle inventory

本研究采用德國(guó)PE INTERNATIONAL開(kāi)發(fā)的GaBi 4軟件進(jìn)行系統(tǒng)建模和生命周期影響評(píng)價(jià),GaBi 4包括多種評(píng)價(jià)方法,如 CML96, CML2001,EDIP97,EDIP2003,UBP,EI95和 EI99等.所選用的生命周期影響評(píng)價(jià)方法為生態(tài)指數(shù)99(Eco-indicator 99, EI99).EI99評(píng)價(jià)方法包括3方面的環(huán)境損害類型及其 12個(gè)環(huán)境影響類型.環(huán)境損害類型分別是生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量,人體健康和資源(表 2).其中,生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量的損害通過(guò)每年每 km2內(nèi)物種的相對(duì)減少(PDF)進(jìn)行衡量,包括的環(huán)境影響類型有酸化與富營(yíng)養(yǎng)化、生態(tài)毒性、土地功能變化、土地使用.人體健康采用健康指數(shù)(DALYs)表示,涉及的影響類型有致癌性、氣候變化、臭氧層損耗、放射性、無(wú)機(jī)物致呼吸損傷和有機(jī)物致呼吸損傷.資源的損害通過(guò)附加能量(MJ Surplus Energy)來(lái)表征,包括化石燃料和礦產(chǎn)資源兩方面開(kāi)采引起的損害(附加能量是指由于人為消耗,使資源數(shù)量和質(zhì)量降低,進(jìn)而導(dǎo)致將來(lái)開(kāi)采時(shí)需要付出額外的能量).

表2 EI99,EE評(píng)價(jià)方法環(huán)境影響分類體系Table 2 Environmental impact categories of EI99,EE

2.3 環(huán)境負(fù)荷分析

通過(guò)構(gòu)建產(chǎn)品系統(tǒng),計(jì)算得出3種情景依次可從產(chǎn)生的銅渣中提取銅锍 30.8kg、銅精礦155.8kg、銅精礦84.8kg,這些中間產(chǎn)品以內(nèi)部再循環(huán)的方式返回精銅生產(chǎn)過(guò)程.另外,經(jīng)提取有用組分后的銅渣,全部以混合材的形式參與水泥生產(chǎn),可分別生產(chǎn)水泥 20989.0,9941.5,5408.5kg.經(jīng)過(guò)計(jì)算環(huán)境影響潛值、標(biāo)準(zhǔn)化和加權(quán)等步驟,得到3種情景的環(huán)境影響類型評(píng)價(jià)結(jié)果,其大小用EI99分值(Pt)來(lái)表征,見(jiàn)表3.表3中的環(huán)境影響評(píng)價(jià)值包括了水泥生產(chǎn)過(guò)程產(chǎn)生的環(huán)境負(fù)荷.實(shí)際上,水泥屬于所研究的產(chǎn)品系統(tǒng)的共生產(chǎn)品,因此需要對(duì)其應(yīng)承擔(dān)的環(huán)境影響進(jìn)行分配.擴(kuò)大系統(tǒng)邊界的方法,依次在3種情景的環(huán)境影響值中減去相應(yīng)數(shù)量水泥的環(huán)境負(fù)荷(選擇采用原生材料生產(chǎn)的水泥進(jìn)行類比計(jì)算),從而使各情景之間的環(huán)境影響具有可比性.

計(jì)算出分配后的環(huán)境影響類型分值,并按環(huán)境損害類型進(jìn)行累加,得到3種情景的環(huán)境損害評(píng)價(jià)結(jié)果(圖3).從圖3可以看出,3種情景的環(huán)境損害類型大小趨勢(shì)基本相同,從小到大依此是生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量、人體健康和資源.但從3種情景之間的差異來(lái)看,情景1的3種環(huán)境損害類型均大于情景2和情景3,情景2和情景3之間則各有差異,表現(xiàn)為情景2的生態(tài)系統(tǒng)質(zhì)量損害和資源損害高于情景3,人體健康損害則低于情景3.

表3 環(huán)境影響類型評(píng)價(jià)值(Pt)Table 3 EI99 point of environmental impact(Pt)

圖3 環(huán)境損害評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.3 Results with damage-oriented approach

將環(huán)境損害類型分值疊加便得到 3種情景的環(huán)境負(fù)荷值,分別為 2800.46,2156.00, 2162.04Pt(圖4).情景1的環(huán)境負(fù)荷明顯高于情景2和情景 3,而后兩者的環(huán)境負(fù)荷值相差很小.由于情景1和情景2同是采用熔池熔煉法生產(chǎn)精銅,差別僅在于銅渣的貧化方法,因此可以得出:處理同樣多的銅渣,情景1采用的電爐貧化法的環(huán)境負(fù)荷高于情景2采用的渣選礦法.情景2和情景3采用了不同的精銅生產(chǎn)工藝,情景3使用的閃速熔煉法產(chǎn)生的銅渣量低于情景 2使用的熔池熔煉法,屬于減量化過(guò)程,但是兩者的環(huán)境負(fù)荷大小卻大致相等.原因在于閃速熔煉法的原料是干燥后的銅精礦,產(chǎn)生的煙塵量高于熔池熔煉法,使得精銅生產(chǎn)過(guò)程的環(huán)境負(fù)荷增大,增加的環(huán)境負(fù)荷在很大程度上抵消了銅渣減量化帶來(lái)的環(huán)境正效益.

圖4 三種情景的環(huán)境負(fù)荷評(píng)價(jià)結(jié)果Fig.4 Results on environmental burden of three scenarios

2.4 管理決策

以下結(jié)論可直接應(yīng)用于決策過(guò)程.從環(huán)境負(fù)荷值來(lái)看,情景2和情景3是銅渣生命周期管理的理想方案.同等條件下處理同樣數(shù)量的銅渣,選礦法的環(huán)境負(fù)荷低于電爐貧化法,選礦法優(yōu)于電爐貧化法.盡管閃速熔煉法有利于銅渣的減量化,但從精銅生產(chǎn)和銅渣管理的全過(guò)程來(lái)看,減少的銅渣量并未導(dǎo)致環(huán)境影響的整體下降.

本案例研究體現(xiàn)了工業(yè)固體廢物全生命周期管理的重要性,驗(yàn)證了工業(yè)過(guò)程與其固體廢物整合研究和一體化管理的可行性,同時(shí)表明工業(yè)固體廢物不可片面追求“減量化優(yōu)先”,而應(yīng)當(dāng)將減量化過(guò)程放在全生命周期管理方案中進(jìn)行整體評(píng)估和分析.

需要指出的是,本案例只分析了銅渣生命周期管理過(guò)程的環(huán)境負(fù)荷,并沒(méi)有對(duì)社會(huì)經(jīng)濟(jì)影響進(jìn)行評(píng)估.在實(shí)際的工業(yè)固體廢物生命周期管理研究中,需要關(guān)注“工業(yè)過(guò)程-固體廢物”復(fù)合系統(tǒng)的環(huán)境、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)和社會(huì)等多方面的持續(xù)改進(jìn).

3 結(jié)論

3.1 工業(yè)固體廢物生命周期管理應(yīng)向前延伸至固體廢物的產(chǎn)生環(huán)節(jié)即工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程,將廢物減量化同廢物產(chǎn)生后的常規(guī)管理過(guò)程結(jié)合起來(lái),才能更系統(tǒng)全面地評(píng)估工業(yè)固體廢物全生命周期管理方案的整體表現(xiàn).

3.2 選擇“生產(chǎn)單位產(chǎn)品并完成對(duì)其產(chǎn)生固體廢物的管理”作為功能單位開(kāi)展工業(yè)過(guò)程與固體廢物管理的整合研究,避免了對(duì)工業(yè)生產(chǎn)與廢物管理中的共生過(guò)程進(jìn)行分配的技術(shù)難題,是可行且易操作的工業(yè)固體廢物生命周期管理方法.

3.3 案例研究結(jié)果表明,目前普遍采用的2種銅渣貧化方法中,渣選礦法的環(huán)境表現(xiàn)優(yōu)于電爐貧化法.從精銅生產(chǎn)工藝來(lái)看,閃速熔煉法有利于銅渣在源頭上實(shí)現(xiàn)減量化,然而綜合分析精銅生產(chǎn)和銅渣管理的全過(guò)程,閃速熔煉法和熔池熔煉法對(duì)銅渣的生命周期管理全過(guò)程的環(huán)境影響差別不大,減量化過(guò)程雖然減少了需要處理處置的銅渣量,但同時(shí)增加了生產(chǎn)過(guò)程的其他環(huán)境影響,導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的環(huán)境表現(xiàn)并沒(méi)有得到改善.由此可見(jiàn),“減量化優(yōu)先”原則對(duì)工業(yè)固體廢物管理來(lái)說(shuō)并不總是適用的,工業(yè)固體廢物綜合管理需要更完整的全生命周期視角,而非簡(jiǎn)單地遵循廢物管理的優(yōu)先順序和等級(jí)制度.

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A method for life cycle management of industrial solid waste and its case study.

SONG Xiao-long1, XU Cheng2, YANG Jian-xin1*, Lü Bin1, ZHAO Li-na2(1.Key Laboratory of Urban and Regional Ecology, Research Center for Eco-Environmental Sciences, Chinese Academy of Sciences, Beijing 100085, China；2.Institute of Environmental Standards, Chinese Research Academy of Environmental Sciences, Beijing 100012, China). China Environmental Science, 2011,31(6)：1051～1056

Based on analysis of the relationship between industrial solid waste management and industrial process, framework and method for life cycle management of industrial solid waste which integrate the source reduction process was presented. A case study of copper slag management was conducted with this method. The environmental burden of three scenarios for copper slag management was 2800.46 Pt, 2156.00 Pt and 2162.04 Pt, respectively. Although Flash Smelting could promote reduction of copper slag compared with Bath Smelting, it did not relieve the gross environmental impacts in the whole life cycle of fine copper production and copper slag management. In consideration of slag closed-loop recycling process, environmental performance of Floatation Approach excelled that of Electric Furnace Impoverishment when treating the same quantity of copper slag. The case study proved that it is necessary to integrate the reduction process into the whole life cycle of industrial solid waste and make an integrated assessment of industrial solid waste management scheme, rather than to follow priority and hierarchy simply.

industrial solid waste；life cycle management；reduction；copper slag

X32

A

1000-6923(2011)06-1051-06

2010-10-12

國(guó)家環(huán)保公益性行業(yè)科研專項(xiàng)(200809025);國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(70773109)

* 責(zé)任作者, 研究員, yangjx@rcees.ac.cn

宋小龍(1986-),男,安徽宿松人,中國(guó)科學(xué)院生態(tài)環(huán)境研究中心博士研究生,主要從事產(chǎn)業(yè)生態(tài)與廢物管理方面的研究.發(fā)表論文5篇.