城市固体废物不确定性多目标的优化管理

随着时代的不断发展,人们生活水平越来越高,城市产生的垃圾也越来越多。如何处理城市的垃圾,如何解决城市环保问题,是当前城市环保人员必须考虑的问题。技术人员应当对城市固体废物管理进行系统的分析,总结各种解决办法,将城市固体废物管理过程中对环境产生的影响进行货币化,使环境和经济有效地统一起来,以更加客观地解决多目标问题。     

旅游城市环境规划优化方法与应用研究(Ⅰ)不确定性多目标规划模型

以旅游城市环境系统的综合性、多目标性、动态性和不确定性的特征出发，提出用不确定性模糊多目标规划（IFMOP）模型来解决旅游城市 环境规划优化问题。通过建立旅游城市环境不确定性模糊多目标规划系统模型（IFMOPMTCE），使旅游城市环境系统的特性在模型建立和求解过程中得以充分反映，同时也有效地协调了环境经济等目标之间的矛盾与冲突，该研究为旅游城市环境规划工作提供了一种较为有力的工具。     

基于双层规划模型的城市固体废物管理系统优化研究

采用变权重组合模型和情景分析法,对北京市的城市固体废物(MSW)产量进行有效地预测.预测结果表明,北京市垃圾产量增幅不大但处理设施容量存在缺口.在科学预测的基础上,构建以温室气体(GHG)控制为上层目标,系统成本最小化为下层目标的双层规划模型(BLPMGMC).该模型的结果表明,焚烧和堆肥将是北京市MSW的主要处理方式;在3个规划时段内,GHG总排放量达到1.67×106t(以CO2当量计),填埋场的CH4和焚烧厂的N2O是GHG排放的主要贡献者;系统总成本达到7.0×109元,其中,65%的成本来自于焚烧厂和堆肥厂.4种模型结果的对比分析表明,双层规划能提供综合经济和环境因素的管理方案.     

不确定性机会约束无限混合整数优化模型在固体废物管理中的应用

为了更切实有效地反映固体废物管理系统中的多重不确定性,将能够解决区间参数、功能性参数以及随机参数不确定性问题的优化方法相结合,建立了不确定性机会约束无限混合整数优化（IFICCMILP）模型。为了对比说明所建模型的适用性及特点,采用传统的不确定性混合整数规划(IMILP)模型与IFICCMIP模型进行求解。结果表明,由于新建模型输入参数的多样性以及严格的约束条件,其优化结果与IMILP模型有较大区别。传统模型只需要满足一个目标函数,而且约束条件的个数较新建模型少,所得的系统成本较低。但是,因为新建模型能够保证优化结果满足所有的目标函数和约束条件,具有更高的系统可靠性,可以避免由于少考虑约束条件和其他参数而造成的系统风险。此外,新建模型还提供了不同风险水平的优化方案,为决策者提供了更多的决策空间。     

浅谈城市固体废物不确定性多目标的优化管理

目前,随着城市化进程的加快,如何做好城市垃圾的处理工作,成为当前城市环保建设工作的重点问题。本文就城市固体废物管理的相关情况进行简单的概述,结合新疆地区城市固体废物管理的相关情况,就如何建立和优化城市固体废物的不确定性多目标优化管理进行分析和讨论,从而更好的实现城市环保的目的,提高环保工作的成效。     

基于不确定性的水资源优化配置模型及其实证研究

针对城市水资源系统中存在的不确定性,将可信性模糊机会约束规划模型与区间规划相结合,提出了不确定环境下的可信性模糊-区间线性规划(FILP)模型,将其应用于某城市水资源优化配置与科学管理中,构建了城市水资源优化配置FILP模型.该模型以城市的经济、社会与环境的可持续发展为目标,以供需水量等为不确定性约束,以各水源在各子区不同部门间的分配为决策变量,利用改进的风险显性区间规划算法进行求解得到一定置信度和意愿水平下的水资源优化配置风险-收益权衡方案.实证研究表明,该模型反映了不确定性因素对水资源系统收益的影响,能够为实际的优化决策提供方法支持.     

不确定性模糊多目标模型在生态城市水资源配置中的应用

针对生态城市水资源配置的不确定性、模糊、多目标特点,建立了基于不确定性基本理论的不确定性模糊多目标(IFMOP)水资源配置模型.该模型改变了以往按照确定性目标进行优化的思路,用区间参数的方法将现实中的不确定因素表现为区间形式,将各变量在区间内组合求解,并且通过决策者与模型的交互,用MATLAB软件编程求解,很好地体现了实际决策过程.通过采用华北某市新区水资源数据进行优化配置实例验证,得到了较为合理的2020年水资源优化配置方案.     

基于优化模型的抚仙湖营养物标准技术经济评估方法

在对美国水质标准经济分析研究的基础上,结合我国环境管理的实际情况,构建湖泊营养物标准的技术经济评估框架。计算标准建议值条件下的湖泊营养物容量及入量湖,得到削减量。通过不确定性优化模型对削减量进行分配,核算湖泊富营养化控制成本,并假设标准执行后,对流域经济造成的影响进行评估。将该方法应用于抚仙湖营养物标准的技术经济评估系统,结果表明,通过优化模型对削减量进行分配的削减成本较原规划低,通过构建的技术经济评估框架对该成本进行评估,标准执行后,对流域经济影响适中。     

不确定性城市生活垃圾管理规划及其应用

通过对城市生活垃圾管理过程中的经济成本和环境影响分析,建立了机会约束区间不确定性线性规划模型(ICILP). 将该模型应用于北京市海淀区城市生活垃圾管理规划,并在不同违反概率下进行求解分析. 结果表明:处理设施容量约束的违反概率越大,焚烧和堆肥在垃圾处理中所占比例越大,但系统成本并未随之增加. 提出了海淀区新的城市生活垃圾处理方案,即在现有填埋处理的基础上增加焚烧和堆肥2种处理设施,使城市生活垃圾流量逐渐由填埋转向焚烧和堆肥. 该模型的优化结果虽然会在一定程度上导致系统成本的增加,但是填埋场的寿命被有效延长,并且达到了减小环境污染的目的,从长远的角度看是可行的.      

B2B再循环物流网络优化模型研究

行业特性和技术约束致使一些制造企业产生大量的副产品和边角废料,对环境造成巨大压力.而可持续发展要求则促使制造企业寻求一种与自然生态环境和谐共处、资源良性循环的物流模式,构建再循环物流系统.因此,为了有效解决经济发展与环境的矛盾,促进产业间或产业内工业企业进行循环经济实践,设计具有生态柔性的B2B网络下再循环物流系统的结构模型.运用环境影响分析模型,分析再循环物流系统各个业务单元的环境影响因子.基于结构模型,运用混合整数规划方法,构建再循环物流系统多目标优化模型.该模型同时考虑了再循环系统的物流成本和外部环境影响;适合于多物料、单周期、有产能限制的再循环网络设施选址-分配问题.通过算例验证了模型的有效性.      

城市生活垃圾生命周期分析及处理规划研究

生活垃圾处理规划是城市环境规划重要组成部分,为城市垃圾管理提供行动依据。本文以北京市为例,基于生活垃圾生命周期全过程的环境影响分析和资源化率核算,提出北京市生活垃圾优化处理框架,并纳入垃圾处理规划体系。结果表明规划方案优化了垃圾处理系统,环境影响可降低22％,资源化率可提高60％。     

我国小城市群生活垃圾优化管理的技术方法

针对小城市群生活垃圾管理中存在的问题,初步建立了适合区域生活垃圾优化管理的技术方法流程。该流程包括基础数据调查、垃圾产量和成分预测、中转设施的确定、处理技术遴选、模型计算和方案决策等6个部分,已达到生活垃圾管理区域优化、时序优化和技术优化的目的。将该技术方法应用于广东佛山市生活垃圾优化管理,取得了良好的效果。      

全过程管理视角的上海市垃圾分类回顾与展望

为掌握分类投放全面推广对城市生活垃圾全过程管理的影响,系统回顾了上海生活垃圾分类的推行历程,从生命周期角度预测了不同分类水平下上海生活垃圾处理与处置的环境效应。上海垃圾分类经历了试点、推广、调整、强制推广4个阶段,指导思路从资源化主导转变为"减量化、资源化、无害化"并行,减量效果从调整阶段开始逐渐显现,其他垃圾热值提高。在模拟的8种场景中,当湿垃圾、可回收物、其他垃圾混合投放并处置时,总环境影响潜值最高,达到1.22×10-13 PET₂₀₀₀/t;湿垃圾、可回收物、其他垃圾分出量占比分别为30%、20%和50%时(上海市生活垃圾厌氧消化、焚烧和回收的最大处理能力分别占总处理能力的25%、60%和15%),可实现原生垃圾零填埋,并获得最佳环境效益,环境影响潜值降为8.13×10-14 PET₂₀₀₀/t。从生活垃圾全过程管理角度看,分类投放是前提条件,配套适当的处理处置设施才能更好地显现环境效益优势。     

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.     

基于生命周期评价的城市固体废弃物处理模式研究进展

通过回顾2003-2010年国内外不同城市固体废弃物管理体系生命周期评价结果,列举比较了不同固体废弃物处理模式下的全球变暖潜力、酸化潜力和净能源效用等影响评价因子的大小,得出城市固体废弃物处理模式环境影响等级:填埋的环境影响潜值最大,焚烧的环境影响潜值小于填埋,而结合堆肥后环境影响潜值降低;此外,将固体废弃物资源化引入到处理模式后,特别是垃圾源头分类回收后,环境影响潜值大大降低。结合我国城市固体废弃物处理现状,提出单一的处理模式应转变为综合处理模式,多种生活垃圾处理方式适当的有机结合,因地制宜地开展固体废弃物资源化管理,以及餐厨垃圾源头分类收集处理等建议,为政府能有效利用城市固体废弃物处理设施的能力提供参考。     

城市生活垃圾产生预测的核心问题探讨

城市生活垃圾问题严重威胁城市的可持续发展,其产量和成分的预测已成为生活垃圾管理研究的热点,是生活垃圾管理体系规划、实施和优化的基础。文章总结了城市生活垃圾预测的基本框架,认为尺度、因素和方法是三大核心问题。在界定研究的时空尺度基础上,概述了国内外影响生活垃圾产生的因素,将其分成内在、社会人口学、个体、自然和政策5类,列举了回归分析、时间序列、灰色系统模型和系统动力学等预测方法的原理、特征和应用,并展望了未来研究重点和发展方向。     

Approach of technical decision-making by element flow analysis and Monte-Carlo simulation of municipal solid waste stream

This paper deals with the procedure and methodology which can be used to select the optimal treatment and disposal technology of municipal solid waste （MSW）, and to provide practical and effective technical support to policy-making, on the basis of study on solid waste management status and development trend in China and abroad. Focusing on various treatment and disposal technologies and processes of MSW, this study established a Monte-Carlo mathematical model of cost minimization for MSW handling subjected to environmental constraints. A new method of element stream （such as C, H, O, N, S） analysis in combination with economic stream analysis of MSW was developed. By following the streams of different treatment processes consisting of various techniques from generation, separation, transfer, transport, treatment, recycling and disposal of the wastes, the element constitution as well as its economic distribution in terms of possibility functions was identified. Every technique step was evaluated economically. The Mont-Carlo method was then conducted for model calibration. Sensitivity analysis was also carried out to identify the most sensitive factors. Model calibration indicated that landfill with power generation of landfill gas was economically the optimal technology at the present stage under the condition of more than 58% of C, H, O, N, S going to landfill. Whether or not to generate electricity was the most sensitive factor. If landfilling cost increases, MSW separation treatment was recommended by screening first followed with incinerating partially and composting partially with residue landfilling. The possibility of incineration model selection as the optimal technology was affected by the city scale. For big cities and metropolitans with large MSW generation, possibility for constructing large-scale incineration facilities increases, whereas, for middle and small cities, the effectiveness of incinerating waste decreases.     

近5年我国部分城市群生活垃圾特性

城市生活垃圾处理处置日益成为世界范围内一个普遍关注的问题,生活垃圾特性是终端处理方式选择的重要依据.从全国超30个城市共采集400余个生活垃圾样品,分析了垃圾的物理组成、污染物含量和热值等基础物化特性.并以深圳为例分析了采样时间和垃圾分类措施等对生活垃圾物化特性的影响.通过偏最小二乘法建立了垃圾组成与热值间的关联模型,并对模型进行了校验.结果表明,湿基中厨余类仍是垃圾中占比最高的组分,大多数样品的占比在40%～60%之间;可燃组成中橡塑类和纸类占比较高,分别在20%～30%和10%～20%之间;无机物占比通常不超过5%;垃圾含水率在50%～60%之间. 2019年实施垃圾分类后生活垃圾中厨余类占比明显降低,橡塑类占比增加,其他组分变化不大,垃圾热值得到一定的提升.生活垃圾中S、 Cl和N这3种污染元素的含量均在1%以下,其平均值规律为：N>Cl>S;垃圾样品中的Hg、 As、 Cr、 Cd和Pb含量随组分及采样时间没有明显的变化规律,垃圾中Pb、 Cr含量受到环境背景值的影响.模型分析发现橡塑类和垃圾水分是生活垃圾热值的主要影响变量,85.96%的样品实测值与预测值之间的偏...     

基于GIS和多目标的生活垃圾运输路线优化研究

随着城市建设和规模的发展,人们生活水平日益提高,城市生活垃圾管理系统的改进与提高势在必行。为了探索生活最优运输路径,研究以北京市海淀区生活垃圾转运设施(五路居转运站)和处理设施(六里屯填埋场)为例,基于Arcgis9.2软件平台,利用最短路径搜索法和GIS(地理信息系统)中网络分析工具以及AHP(层次分析法),建立了可视化多目标运输体系,并搜索出不同目标(路线最短、时间最短、环境最优和综合加权)下生活垃圾最佳运输路径。该研究结果为海淀区生活垃圾运输系统提供可选优化路径和研究方法,从而为城市生活垃圾转运系统提高收运效率、减少运输过程中环境污染以及针对不同情况采用不同路线等问题提供理论指导和技术支持。