整数规划用于固废系统环境影响模型的研究

采用整数线性规划的系统分析方法建立模型,以整数规划解决运输路线及处理方式扩容方案的选择问题,以系统经济成本为优化目标,并着重考虑了运输过程产生的3种恶臭气体扩散对周围特殊区域造成的环境影响,优化固体废弃物运输路线.结果表明:不同时期不同的垃圾回收站适合回收的垃圾类别不同;不同时期不同回收站的运输路线最优选择不同;垃圾填埋处理由于处理费用低,一直是垃圾处理的优选方案,但热解处理量较大,增长幅度最大,且运输处理总费用最低,从长远看,热解厂的未来发展趋势较好;该模型能够有效解决城市固体废弃物系统资源优化配置问题,为决策者提供可靠的依据.     

基于成本核算的废旧动力电池回收模式分析与趋势研究

概述了动力电池流向、回收管理体系和回收模式等管理现状,总结提出了以新能源汽车生产企业、动力电池生产企业、第三方综合利用企业和产业联盟为回收主体的四种动力电池回收模式;考虑建设成本、运行维护成本、收集成本、贮存成本、运输成本、人工成本、税收成本、管理成本等8个构成要素,构建了废旧动力电池回收成本模型;核算了四种回收模式的废旧动力电池回收成本和利润情况.核算数据显示,回收1万t/a的废旧动力电池项目,在年总收益均为8500万元的条件下,四种回收模式的利润区间为-461~401万元.结果与趋势分析表明,我国可优先推广新能源汽车生产企业为回收主体的回收模式,便于迅速布局;市场成熟后以动力电池生产企业和综合利用企业为回收主体的模式将进入市场,专业性和技术性将大幅提升;当市场更加成熟,以产业联盟为主体的回收模式将更具优势,回收成本降到最低.综上,建议从避免重复建设,缩短资金周转周期,探索创新模式,构建绿色供应链以及完善回收法律体系等方面入手,进一步完善我国废旧动力电池回收体系.     

城市建筑废弃物协同运输路径优化研究

为了提高城市建筑废弃物资源化管理效率,减少回收和非回收废弃物在协同运输过程中的相互影响,对城市建筑废弃物运输路径进行了优化。基于可行性和经济性指标分析了废弃物协同运输的影响因素,建立了建筑废弃物协同运输路径模型。应用负载均衡流水调度策略,改进贪心算法对运输模型进行优化,得到了运输成本低、车辆负载均衡的城市建筑废弃物运输路径。最后以西安市某区为例,对该地区城市建筑废弃物协同运输路径进行优化,实验结果验证了该方法的有效性。     

印染集中区水网络优化研究

耗水量大、水环境污染严重是印染集中区的一个突出问题.本文建立水网络数学模型,对印染集中区用水排水网络进行系统规划,该模型以集中区总成本最低为目标函数,模拟了以多级组合工艺为特点的污水处理设施数学模型.运用该模型对东北某印染集中区水网络进行设计和优化改进,在保证废水达标排放、成本最低的条件下,构建了企业内及企业间最佳回用网络,确定了污水处理设施工艺最优方案,并明确各级处理工艺中不同品质的处理水回用集中区企业的最优途径,为集中区内污水处理设施提标改造计划提供参考.研究结果表明：该模型在工业集中区或工业园用水规划及废水减量方面具有实用价值和较好的应用前景.     

城市区域水环境管理的一种新型实用模型系统(AEMS)

本文应用水环境容量及离散规划理论,以湖泊水污染控制规划为例,建立了一套城市区域水环境管理的动态耦合模型系统,提出了污染负荷优化分配的三种模型,给出了水污染控制实施的决策方案.     

基于多目标优化与综合评价的海绵城市规划设计

海绵城市源头减排设施已被广泛应用于城市雨水径流削减与污染控制,但仍缺乏一种综合评价方法来实现其科学规划设计.本研究构建了一种基于多目标优化与综合评价相耦合的海绵城市规划设计方法,以建设成本、雨水综合径流系数、污染物综合控制率为目标函数,以源头减排设施建设规模和海绵城市径流控制指标作为边界条件,建立基于快速分类的非支配遗传算法（NSGA-Ⅱ）的多目标优化模型;然后结合层次分析法对优化解集进行综合指标评价,得出最优化设计方案.利用该方法以研究区A为案例,构建了一套建设成本最小化、水文水质效益最大化的设计方案,并通过海绵城市建设前后的暴雨洪水管理模型（SWMM）,评估最优化方案的降雨径流控制与径流污染控制效果.研究结果表明,海绵城市建设能大幅削减雨水径流量,年径流总量控制率达70.1%;雨水峰值流量削减率超过40%,同时延后径流峰值出现时间;有效降低雨水径流污染,研究区各类污染物综合削减率均超过30%.本文提出的多目标优化与综合评价方法,能够基于特定的目标与需求,针对性提出适合区域发展的海绵建设方案,为海绵城市规划设计提供技术支持.     

中国电子废物循环利用空间优化

基于2014年和2015年环保部发布的省级回收数据,分析了现有传统回收体系下,各省的电子废物回收率变化,发现省级尺度电子废物的回收率呈现较大波动,这与电子废物的跨省流动有密切关系.为此,本文基于现有回收渠道的省际流动网络格局,采用网络分析中的层次聚类方法,揭示全国电子废物流动的区域化特征.结果显示根据区域化特征重新划分市场区,可以使主要市场区的整体回收率波动明显降低,从而为制定合理的回收目标提供参考.针对这一研究结果,提出基于市场区域化特征,建立全国一体化的回收利用市场和差异化的区域性回收目标,有助于充分利用市场机制优化中国电子废物循环利用的空间格局.最后,讨论了生产者主导和处理企业主导两种治理机制对空间优化的潜在影响.     

再生资源产业回收模式比较

回收网络与回收模式的选择对再生资源企业非常关键。在实践中,存在分散型、层级管理、柔性管理、点对点及承包协议等多种不同的回收模式,而且各自具备不同的特点。基于对不同回收模式的比较分析,针对每种模式分别提出以下建议:以政策规范分散回收行为、以宣传推广柔性管理模式、以共生提高层级网络效率、以信息平台扩大点对点模式、以市场运行承包协议模式。     

报废CRT中废铅回收的环境效益

为研究报废CRT(阴极射线管)中废铅回收的环境效益,基于治理成本法,从实际治理成本与虚拟治理成本两方面,分别对比研究了废铅单向流动模式与循环利用模式的环境影响. 废铅单向流动模式的环境影响被划分为铅矿开采的污染与生态破坏、粗铅冶炼污染、废铅掺混入建材后的污染,该模式中对废铅的实际治理成本与虚拟治理成本分别为329.20与1 322.56元/t,后者是前者的4倍;在废铅循环利用模式的2种典型工艺中,火法回收工艺对废铅的实际治理成本与虚拟治理成本分别为37.80与3.73元/t,湿法回收工艺的实际治理成本与虚拟治理成本分别为135.10与15.06元/t. 与湿法回收工艺对比,火法回收工艺的治理成本更低、环境效益更好,但其需要在粗铅冶炼阶段中将报废CRT锥玻璃与铅精矿按1∶4(质量比)进行搭配回收. 以典型火法回收与湿法回收工艺治理成本的平均值作为循环利用模式的环境治理成本,与单向流动模式相比,其实际治理成本与虚拟治理成本可分别节省242.75与1 313.16元/t,共节省废铅单向流动模式94.2%的环境治理总成本. 铅矿开采固体废物治理成本、铅矿开采生态破坏治理成本与废铅掺混入建材后产生的地下水污染的治理成本位居前三,三者分别占到了废铅单向流动模式环境治理总成本的47%、19%与17%.      

电网企业废铅蓄电池回收模式与趋势分析

基于电网企业的废铅蓄电池产生和处置现状,结合我国废铅蓄电池回收工作进展,以华北地区为重点研究区域,提出委托回收、联合回收和自主回收3种废铅蓄电池回收利用模式.对于具有废铅蓄电池资质单位较多的地区,优先考虑全部委托回收模式,有助于降低法律风险,并节约人力、物力.对于环保管理相对创新和管理理念先进的地区,考虑依托地市公司建设收集网点,由省公司统一管理和转移,并联合有资质的回收企业开展回收.对于以营利为目的,期望扩大回收业务的地区,建议考虑自主回收模式.无论采用何种模式,国家电网及其电网企业应建立和完善废铅蓄电池的信息化系统,将电池采购、维护及产废信息、台账记录、管理计划、转移联单等信息纳入系统进行管理,并实现与政府部门危险废物信息系统的数据对接.     

京津冀电子废弃物回收利用潜力预测及环境效益评估

电子废弃物是京津冀区域重要的"城市矿山"之一,全面系统地评估该地区电子废弃物产生量及其回收利用的资源环境效益,可为该区域通过电子废弃物协同精准管理来解决资源环境问题提供科学依据和方法支撑.基于改进的保有量系数法、物料系数法、市场价值法及污染系数法,通过估算废弃电视、电冰箱、空调、洗衣机和计算机5类主要产品（"四机一脑" ）的产生量、资源可回收量、资源回收价值及资源环境效益等,对2010~2025年京津冀电子废弃物的回收利用潜力及环境效益进行预测和评估.结果表明,2010~2025年京津冀废弃"四机一脑"产生量不断增加,2010~2018年期间年均增长率为7.75%,此后预计将以年均3.07%的速度递增,2025年废弃"四机一脑"总量将达到1861.74万台,可回收普通金属27.19万t、塑料12.75万t和贵金属19.45 t.2019~2025年期间,废弃空调和计算机的资源回收经济价值较高,二者之和占年回收总价值的77.22%;铜和金的回收经济价值贡献比分别为43.37%和19.82%,显著高于其他资源.预计2025年资源回收总价值达50.24亿元,是2010年的3.13倍,其中普通金属、贵金属和塑料的回收价值分别为28.68、13.27和8.29亿元.若2025年产生的电子废弃物全部被规范回收利用,能够减少原生矿石开采913.23万t,减少标准煤利用122.71万t,减少废水、废气、废渣及重金属排放量分别为1231.19、473.89、785.10和6.08万t,减少温室气体排放32.92万t （以CO₂-eq计）.废弃空调的回收利用潜力最大,但资质处理企业废弃空调回收处理能力亟待提高.为高效回收利用京津冀电子废弃物,未来应尽快完善基金补贴制度,加强对非正规拆解部门的监督与管理,通过建立区域信息共享平台,实现电子废弃物全生命周期区域协同管理.     

Willingness and behavior towards e-waste recycling for residents in Beijing city,China

This paper is to investigate the behavior of residents towards electrical and electronic waste (e-waste) recycling in Beijing. For this purpose a large sample questionnaire survey was performed to explore the residents’ characteristics of recycling behavior and preference of e-waste recycling pattern. Besides, the willingness of residents to participate in e-waste recycling was also assessed in our study. For this a logistic regression model was developed to estimate and explain residents’ willingness in e-waste recycling. The model showed that Convenience of recycling facilities and service, Residential conditions, Recycling habit and Economic benefits are four determinants of Beijing residents’ willingness and behavior in e-waste recycling. And centralized recycling pattern by professional recovery spots would have a broad prospect if various kinds of channels can be provided to make the residents feel more convenient in e-waste recycling.     

全国废旧电子电器回收处理对策研究

在对我国电子电器产业及常用家用电器的分布特征和全国各地城镇居民常用家用电器的分布特征进行研究的基础上,提出我国废旧电子电器回收处理设施的分布趋势:设施的建设应对北京、天津、上海、江苏和广东等电子产业和家用电器产品呈现较高集中度的区域有所侧重. 结合我国废旧电子电器回收的特点,对预测废旧电子电器产生量的不同数学模型的适用性进行了研究,选取估计模型对我国废旧电子电器的产生量进行了预测,同时进行了废旧电子电器回收处理成本的分析. 初步确定了在制定全国性废旧电子电器回收处理规划时的废旧电子电器回收处理设施的规模(处理量)应不小于2×104 t/a,以5×104 t/a为宜;全国废旧电子电器回收处理设施不应超过100个,以40个为宜.      

电子垃圾拆解地稻田土壤和稻米中重金属污染评估

As、Cd、Cu、Pb等重金属是废旧电子电器产品(电子垃圾)拆解过程释放的一类重要的有害化学物质.大米是电子垃圾拆解地居民主要的食物,大米中的重金属含量直接关系到当地居民的食品安全和健康风险.本研究测定了广东省清远市电子垃圾拆解地4个拆解点稻田土壤和稻米中As、Cd、Cu和Pb的含量水平,并评估了土壤中重金属的生态风险和当地居民食用大米中的重金属的健康风险.电子垃圾拆解地稻田土壤中As、Cd、Cu和Pb的平均含量分别为8.9~9.4、0.73~1.94、75~195和54~87 mg·kg~(-1),稻米中As、Cd、Cu和Pb的平均含量分别为0.11~0.17、0.11~0.66、7.54~21.6和0.27~0.42 mg·kg~(-1)(以稻米干重计).电子垃圾拆解地土壤和稻米中Cd、Cu和Pb的含量是对照区的2~15倍,但As的含量与对照区无显著性差异.土壤中重金属的生态风险评估结果显示,电子垃圾拆解地稻田土壤中的Cd具有极强生态风险.当地居民膳食暴露风险评估结果提示,电子垃圾拆解地当地居民大米中的Cd和Cu可能存在较高健康风险,且Cd具有较高的致癌风险.     

电子垃圾处理地土壤中芳烃受体效应物质的分布规律

利用大鼠肝癌细胞H4IIE离体生物测试(EROD测试)评估了位于我国南方的典型电子垃圾处理地(某镇)三个自然村共23个土壤样品有机提取物的芳烃受体效应,并研究了这些地区土壤中芳烃受体效应物质的污染水平和空间分布规律.结果表明,在所研究地区中.塑料回收村芳烃受体效应最高,其次是电路板回收村和电器拆解村.与文献数据相比,该镇土壤有机组分的芳烃受体效应较传统工业城市天津的污染土壤高,且空间分布规律与该镇电子垃圾处理业的区域分工在某种程度上有密切关系.研究结果表明,粗放型的电子垃圾处理手段导致了芳烃受体效应物质在该镇土壤环境中的积累,且离体生物效应标记方法可用来快速筛选和甄别芳烃受体效应物质污染的高风险区.     

我国大陆地区电器电子产品报废量预测研究

随着我国电器电子产品的报废量不断增长,准确预测报废量及其分布对回收网络体系规划研究十分关键.本文利用Gompertz模型及保有量系数法对我国电器电子产品报废量进行建模,在验证预测模型及结果准确性的前提下,对全国31个省2003—2020年电视机、电冰箱、洗衣机、空调及电脑的报废量进行预测,并对5种家用电器报废总量构成、时间序列及空间分布进行分析.结果表明,到2020年,我国5种家用电器报废量将达到20.3亿台,广东省以1794万台报废量列居全国首位,上海市以1083台·km~(-2)的报废密度列居首位;按现有回收处理规模,2014年全国仍存在103万t待处理缺口.最后对废旧电器电子产品拆解处理产能布局提出了合理化建议,为我国的家用电器回收网络规划提供参考.     

电子拆解区家禽中溴代阻燃剂的污染特征

对某电子废物拆解区散养草鸡进行了12种多溴联苯醚(PBDEs)和十溴二苯乙烷(DBDPE)的污染水平分析.结果显示,草鸡中PBDEs和DBDPE主要通过土壤途径摄入,各个组织中PBDEs均被检出,肾脏中PBDEs含量最高(2071 ng·g~(-1),以脂重计),肝脏中PBDEs平均含量(550ng·g~(-1),以脂重计)远高于肌肉组织(131 ng·g~(-1)(腿肉)和76 ng·g~(-1)(胸肉),以脂重计),DBDPE主要在肾脏和卵组织中检出.同时,本文对电子拆解区居民通过食用草鸡摄入溴代阻燃剂(BFRs)的健康风险进行了初步评价.结果显示,尽管拆解区居民通过食用草鸡暴露PBDEs和DBDPE的风险处于可接受水平,但综合饮用水、大气呼吸和灰尘摄入等其他暴露途径,BFRs健康风险仍不容忽视.     

城市电子废物的资源循环及回收方法探究

电子废弃物资源循环是一系统问题,除电子废弃物收集计划与物流、政策措施外,电子废弃物资源流程结构的建立和资源回收技术是保证。全面分析了电子垃圾中的资源结构,论述了从电子废物中回收材料的各种可行方法,尤其是从电子废物中回收玻璃、塑料和金属的各种再循环技术。如玻璃,讨论了从玻璃—玻璃和从玻璃—铅的再循环技术;如塑料,分析了化学再循环、机械再循环和热量再循环方法;如金属,讨论了铜、铅,以及贵重金属如银、金、铂和钯的回收过程与程序,最后对生物技术在电子垃圾金属回收中的应用这一环境友好的新技术做了介绍。     

电子废物拆解地区人群头发中持久性卤代有机污染物(PHCs)的污染特征

本研究以头发作为指示人群持久性卤代有机污染物(PHCs)暴露的生物材料,分析了电子废物拆解工人、电子废物拆解区普通居民、农村对照区居民和城市对照区居民头发中的PHCs浓度水平及组成特征.结果发现:电子废物拆解工人和拆解区普通居民头发中的PHCs含量显著高于两组对照地区人群(p< 0.05),表明电子废物拆解活动造成了当地人群对PHCs较高的暴露剂量.在电子废物拆解区的普通居民中,人群头发中的PHCs含量具有随年龄的增加而上升的趋势,老年人组(> 60岁)头发中的PHCs含量最高.在电子废物污染地区和农村对照区人群中,PCBs是最主要的PHCs污染物(39%~52%),表明这两个地区的人群均受到电子废物拆解活动的影响;城市人群头发中则以PBDEs和DBDPE为主(共占69%),反映了珠三角地区人群主要受工业或生活活动PHCs排放的影响.同时,主成分分析显示,不同人群头发中PHCs的组成模式也与污染物在环境中的迁移有关.