南昌市生活垃圾卫生填埋生命周期评价

黄和平,胡 晴,王智鹏,乔学忠,舒 璜,陈 慧,杨宗之

南昌市生活垃圾卫生填埋生命周期评价

黄和平1*,胡 晴2,王智鹏1,乔学忠1,舒 璜2,陈 慧1,杨宗之2

(1.江西财经大学生态经济研究院,江西 南昌 330013；2.江西财经大学旅游与城市管理学院,江西 南昌 330032)

卫生填埋法是当前我国处理城市生活垃圾的主要方式,依据生命周期评价理论及分析框架,借助eFootprint软件对南昌市卫生填埋法处理城市生活垃圾进行生命周期分析以期找出各处理过程的突出环境影响及原因并提出针对性改善建议.结果表明:卫生填埋法处理城市生活垃圾的主要环境影响类型为全球变暖(GWP)、初级能源消耗(PED)、水资源消耗(WU)、酸化(AP)、光化学臭氧合成(POFP)、生态毒性(ET)、淡水富营养化(FEP);电力盈余作为副产品参与分配使得各环境影响类型指标潜值减小,其中最突出的是PED,其次是WU;收集运输过程最突出的环境影响类型为POFP,其次依次为ET、PED、FEP,该过程应减少柴油运输车使用,适量引用节能环保或清洁能源汽车;卫生填埋过程在垃圾处理各过程中产生的环境污染最大,该过程最突出的环境问题是AP,其次是GWP,再者是PED、FEP、ET,该过程应改善工艺以提升填埋气收集效率,采用清洁能源减少柴油使用;填埋气发电过程因填埋气发电产生盈余电力,实现能量回收后对环境的正效益,该过程应提升填埋气收集以及燃烧发电效率;渗滤液处理过程的环境影响较小,主要表现为WU和FED,需在注重节能的同时优化升级处理工艺,改善当前处置工艺存在的弊端并排除隐患.

城市生活垃圾；卫生填埋；生命周期评价；环境影响；南昌市

伴随我国经济和城镇化水平的不断提升以及城镇人口的激增,城市生活垃圾产量日益增多,截止到2016年底,全国城市生活垃圾清运量高达2.04亿t,其产生量在近20年里翻了一倍[1-2].但当前我国城市生活垃圾处理方式还是以卫生填埋为主[3],较为单一的垃圾处理方式难以应对生活垃圾数量大幅提升、垃圾成分越发复杂的困境,引发一系列的生态环境问题,导致大量城市陷入垃圾围城困境,城市生活垃圾问题成为制约城市可持续发展的重要因素.

生命周期评价(life cycle assessment,LCA)作为一种全面的环境管理工具[4],也是评价城市生活垃圾处理系统环境影响的有效方法.国内外学者采用生命周期评价法量化城市生活垃圾处理环境影响的研究取得了一定成果.具体来看,国外的研究起步早,研究的内容广泛,有针对单一生活垃圾处理方式环境影响的评估[5-6];有面向城市生活垃圾处理系统的对比分析,具体又可从研究区域[7-9]、生活垃圾处理方式[10-14]、生活垃圾处理环节等[15-18]方面展开对比研究;目前,生活垃圾处理技术的改进研究[19-22]、废弃物资源化利用[23-25]以及食物垃圾的处理问题[26-28]逐渐成为研究热点.相比于国外,国内研究起步较晚,相关研究主要集中在对比不同城市生活垃圾处理方式的环境影响[29-32],当前,生活垃圾处置成本核算以及综合考虑环境影响和经济成本的研究日益增多,成为研究趋势[33-35].

目前国内已有的关于生活垃圾处理的生命周期评价研究主要集中在直接对比不同生活垃圾处理方式产生的环境影响或者是通过模拟不同生活垃圾处置情景找出最优处置方案,研究结果也多是对数据的客观描述,缺乏挖掘数据背后的深层含义,因而对处理工艺改进的价值不高,同时,缺乏对具体处置方式的分环节细化研究.此外,研究中建立的模型忽略了一些本应考虑的环节,比如未将卫生填埋过程中填埋气发电对环境产生的正效益进行考虑,从而影响研究结果的准确性.鉴于此,本文以南昌市最主要的生活垃圾处理方式——卫生填埋法为研究对象,建立了生活垃圾从收集运输、卫生填埋到填埋气发电和渗滤液处理的全过程生命周期模型,通过收集数据得到完整的生命周期清单,采用eFootprint软件,以卫生填埋法处理1t城市生活垃圾为功能单位,计算出总体和分过程的各类环境影响指标潜值,并结合敏感度分析,识别各处理过程中突出的环境污染问题及关键污染因素,同时,还将填埋气发电产生的环境正效益纳入对比分析,更加全面地评价生活垃圾处理的环境影响,并根据分析结果针对处理工艺流程提出可行的改进措施和建议,促进城市生活垃圾可持续管理.

1 南昌市生活垃圾处理现状

伴随南昌市城区面积扩张,越来越多人口注入城市,加之经济进一步发展,人民生活水平不断提高,生活垃圾产生量持续增加.南昌市目前生活垃圾日均产生量为4000多t,其中,有机垃圾约占30%,可回收垃圾约占25%,无机垃圾约占10%,剩余约35%则为其他垃圾.南昌市生活垃圾主要通过麦园垃圾填埋处理厂和泉岭垃圾焚烧发电厂处理,其中70%的生活垃圾靠卫生填埋,因此南昌市形成了填埋为主,焚烧为辅的生活垃圾处理模式.伴随鄱阳湖生态经济区建设的国家战略部署以及南昌市蓝天行动计划的推行,加之垃圾焚烧技术的发展,南昌市决定将垃圾填埋处理厂升级为垃圾焚烧发电厂,以期改变当前生活垃圾处理模式,缓解城市生活垃圾处理压力,但目前南昌市生活垃圾主要依靠卫生填埋处理的局面一时难以改变.

麦园垃圾填埋处理厂是南昌市唯一的填埋场,位于南昌市经开区,距市区约15km,占地面积106.73hm2(其中填埋库区占地65.49hm2),设计使用年限31.5a,现已运行20多a,日平均垃圾清运量达2700余t,最高峰时每天高达3000多t.填埋场附近配套建设沼气发电厂和渗滤液处理厂,沼气发电厂日发电量96000kW·h,输入南昌市电网供全市居民使用,渗滤液处理厂日均处理渗滤液1000m3,处理后达标水体外排入赣江.

2 南昌市卫生填埋法处理生活垃圾LCA分析

借鉴国际标准化组织颁布的ISO14040环境管理体系确定的生命周期评价——原则与框架,将南昌市卫生填埋法处理城市生活垃圾的LCA分析分为目标与范围确定、清单分析、影响评价和结果解释四个部分.

2.1 目标与范围确定

研究的目标是以南昌市主要生活垃圾处理方式——卫生填埋法为例,对该生活垃圾处理系统每处理1t城市生活垃圾的物质、能量输入-输出以及污染物排放的环境影响进行LCA分析,进而量化卫生填埋法处理城市生活垃圾的环境影响以及有效识别出处理环节中的关键污染点,从而优化当前处理方式.

研究的范围包括生活垃圾收集运输、卫生填埋、填埋气发电以及渗滤液处理4个部分,不包括垃圾填埋处理厂的建造阶段.其LCA系统边界图如图1所示.

图1 卫生填埋法处理城市生活垃圾的系统边界

2.2 清单分析

数据清单分析(life cycleI inventory,LCI)是指针对产品、工艺或活动对其研究系统边界内所有物质、能量的投入以及污染物排放进行量化分析,通常以数据清单表的形式呈现分析结果[36].

本文以卫生填埋法处理1t城市生活垃圾为功能单位,生命清单中使用的数据主要来自于企业实地调研以及eFfootprint软件数据库数据,部分数据借鉴相关文献的评估和计算[37-38].

2.2.1 生活垃圾收集运输过程清单分析 本文将收集运输过程定义为从各垃圾中转站运输到麦园垃圾填埋处理场的过程,采用各垃圾中转站到填埋场的平均距离,约15km,则往返距离约为30km.

垃圾中转站仅考虑电力消耗,每处理1t生活垃圾耗电1.92kW·h.同时,假设垃圾运输车都是密闭式的,因而运输过程中除汽车尾气排放外,不会产生其他污染,通过eFootprint软件导入一个功能单位的垃圾中转站运行电力投入以及往返距离数据,并连接到系统内部的CLCD数据库,则可以量化收集运输过程的环境影响.

2.2.2 卫生填埋过程清单分析 卫生填埋过程中的主要投入包括装载机、挖掘机、推土机、压实机等机械作业所需的柴油以及用于垃圾填埋后覆膜的高密度聚乙烯(HDPE)材料.此外还有用于杀虫的药剂的投入,因数据获取困难,故不考虑药剂投入的环境影响.根据调查,填埋每吨垃圾的总机械运行油耗为1.05kg,高密度聚乙烯为1.045kg,投入物质的上游生产过程的环境影响的测算则通过连接软件内部数据库实现.

卫生填埋过程中的排放数据由投入物质的排放数据以及填埋场产生的外逸填埋气体两部分组成,根据企业统计资料,具体排放数据如表1所示.

表1 卫生填埋过程投入与排放清单

2.2.3 填埋气发电过程清单分析 南昌麦园垃圾填埋处理厂配备有填埋气发电厂用于收集填埋气发电,根据调查,填埋气发电厂配备有4MW内燃机组,日均收集填埋气约67200m3,日均发电量约为96000kW·h,卫生填埋法处理城市生活垃圾的日均发电数据见表2.

表2 填埋气发电厂日均发电量数据

填埋气发电过程的主要投入是电力,主要排放则是沼气燃烧后排放的污染气体.因为填埋气发电量远大于填埋气发电设备的电力消耗,因此该部分电力消耗为负值,实际上该过程产生正向环境影响.则该过程的投入排放清单数据如表3所示.

2.2.4 渗滤液处理过程清单 渗滤液处理厂日均处理1000m3渗滤液,其中渗滤液浓缩回灌量为250m3.渗滤液处理具体包括硝化沉降、混凝沉降、深度净化等一系列流程,限于数据获取的原因,该部分并未细分工序研究.该过程的主要消耗为渗滤液处理机械运行所需的电力、用于沉降的聚氯化铝(PAC).排放主要是企业对达标排放的水体所进行检测的污染项目,清单数据列表如表4所示.

表3 填埋气发电过程投入与排放清单

表4 渗滤液处理过程投入与排放清单

3 卫生填埋法处理城市生活垃圾生命周期评价

生命周期影响评价(LCIA)是在清单分析的基础上,对其分析中包含的物质、能量投入以及污染物排放所造成的环境压力进行定量和定性评价的过程[39].本文对卫生填埋法处理城市生活垃圾的生命周期环境影响的量化和综合评价通过亿科环境科技有限公司(IKE)研发的生命周期评价分析软件eFootprint实现.针对卫生填埋法处理城市生活垃圾的环境影响特点以及清单分析结果,确定了7种关系密切的环境影响类型:全球变暖(GWP)、初级能源消耗(PED),水资源消耗(WU),酸化(AP),光化学臭氧合成( POFP),生态毒性(ET),淡水富营养化(FEP).

3.1 卫生填埋法处理城市生活垃圾总体环境影响分析

因为填埋气发电过程产生了电力盈余,因此,根据是否将电力盈余作为副产品进行分配形成了两个生命周期评价结果,不含电力盈余分配的评价结果更为真实地还原了卫生填埋法处理城市生活垃圾的环境影响,而包含电力盈余分配的评价结果则是从全过程环境负面影响中扣除了电力盈余产生的环境正效益.本文中副产品分配采用系统扩展法(替代法),并借助eFootprint软件计算了各环境影响类型的环境影响潜值,卫生填埋法的主要环境影响类型为全球变暖、初级能源消耗、水资源消耗、酸化、光化学臭氧合成、生态毒性、淡水富营养化,具体结果如表5所示.

表5 卫生填埋法处理城市生活垃圾环境影响潜值

未将电力盈余作为副产品进行分配前,卫生填埋法处理城市生活垃圾的全球变暖潜值(碳足迹总量)为242.56kgCO2eq.,初级能源消耗总量为217.61MJ,水资源消耗总量为67.04kg,酸化潜值为1.06kgSO2eq.,光化学臭氧合成潜值为0.15kg NMVOC eq.,生态毒性潜值为0.46CTUe,淡水富营养化潜值为0.0001kg P eq./kg N eq..

考虑副产品分配,卫生填埋法处理城市生活垃圾的全球变暖潜值(碳足迹总量)为215.20kgCO2eq.,初级能源消耗总量为-141.30MJ,水资源消耗总量为-39.88kg,酸化潜值为0.90kgSO2eq.,光化学臭氧合成潜值为0.14kg NMVOC eq.,生态毒性潜值为0.39CTUe,淡水富营养化潜值为0.00009kg P eq./kg N eq..因为对填埋气发电产生的电力盈余进行了分配,因而7类环境影响类型的数值均出现下降,表明副产品分配实际带来环境效益的提升,其中初级能源消耗的效益提升最大,为358.91MJ,其次是水资源消耗,提升了106.92kg,全球变暖提升效益也较明显.可见填埋气用于发电产生的环境正面影响较为显著.

3.2 卫生填埋法处理城市生活垃圾分过程环境影响分析

通过量化不同处理过程中环境影响类型潜值进而识别出污染严重的过程及其突出的环境影响类型,并配合清单数据灵敏度表进一步辨识各过程的最有效改进点.清单数据灵敏度是指清单数据单位变化率引起的相应环境影响类型指标的变化率.本文采用eFootprint软件自带的敏感度计算功能,利用最初建立的生命周期模型计算卫生填埋各个过程中投入、排放的清单数据对各影响类型指标的敏感度,选择出影响较显著的清单数据,罗列于表6中.将影响类型潜值和敏感度相结合进行分析,找出污染严重的过程以及各过程中突出的环境污染因素,以便提出可行的改善方案.

图1 各过程环境影响贡献(不含电力分配)

4个处理过程的环境影响类型的贡献如图1、图2所示,值得注意的是,因为填埋气发电产生的电力盈余通过扩展系统边界方法在上游耗电量以负值体现,所以进行副产品分配的图2中部分环境影响指标贡献值为负,表现出对环境的正效益.清单敏感度分析表如表6所示.

从图1和图2中可以看出,总体上,卫生填埋法处理城市生活垃圾各个过程中卫生填埋过程的环境负面影响最大,其次是收集运输过程,而填埋气发电过程和渗滤液处理过程的环境影响较小,填埋气发电过程甚至在多数指标上表现为正向环境影响.

图2 各过程环境影响贡献(含电力分配)

收集运输过程最突出的环境影响类型为光化学臭氧合成,其次依次为生态毒性、初级能源消耗、淡水富营养化.查清单敏感度表(表6)可知,这4类环境影响主要是由运输引起的,一部分归因于垃圾运输车汽车尾气中CH4、CO2、NO等污染气体的排放,引发空气和水体的污染,同时,汽车制动部件、轮胎等的磨损也会向周围环境中排放含Cd、Cu、Zn、Cr等重金属的烟尘引发土壤毒性危害.另一部分归因于柴油生产过程中会消耗大量能源也会向大气和水体中排放废水、废气等污染物.

卫生填埋过程在垃圾处理各过程中产生的环境污染最大,该过程最突出的环境问题是酸化,其次是全球变暖,再者是初级能源消耗、淡水富营养化、生态毒性.酸化和气候变化的主要原因是填埋气体外逸,根据清单敏感度表(见表6),酸化主要由外逸填埋气体中的H2S和NH3引起.而全球变暖主要是因为填埋气体中的温室气体CH4和CO2引起的,两者在填埋气体中所占比例分别为40%~50%、30%~ 40%.初级能源消耗、淡水富营养化、生态毒性这3种环境污染主要是因为追溯柴油以及高密度聚乙烯生产过程投入的大量初级能源以及排放的NO、SO2、CO2等污染气体、包含重金属的废水等污染物带来的环境影响.

填埋气发电过程实际上产生了环境正效益,原因是利用填埋气中CH4的热值发电,其产生的电量远大于机械运行的电力消耗,因而产生了电力盈余,将该部分电力连接到eFootprint软件中的华东平均火电数据库,表明能量回收后对环境的正效应,因而相关环境影响指标值发生变化,其中最突出的是水资源消耗和初级能源消耗,其贡献值分别为-268%和-254%,其次是生态毒性、酸化、光化学臭氧合成(图2).总体上,填埋气发电过程实现了能量的回收利用,利用热值发电,化废为宝,而且与填埋气直接排放或者点燃相比,其本质上达到污染气体减排效果,最终实现社会经济和生态环境的双重效益.

渗滤液处理过程的环境影响较小,主要表现为水资源消耗和初级能源消耗.渗滤液处理厂执行《生活垃圾填埋场污染控制标准》(GB16889-2008)[40],出水水质在达到标准限值要求后排入赣江,因而该过程污染物排放的环境影响不大.该过程的主要投入是渗滤液深度处理的电力损耗和用于化学沉降作用的聚氯化铝(PAC),环境影响则是追溯电力和PAC生产过程带来的负面环境效应.

表6 垃圾卫生填埋清单数据敏感度分析

3.3 讨论

城市生活垃圾处理方式生命周期评价需要大量的数据支撑,而往往数据的收集难度大.本文也因数据获取上的局限性导致卫生填埋法处理城市生活垃圾的一些环境影响未能纳入总体LCA核算体系中,如渗滤液处理过程中没有涉及到重金属物质的检测,以及渗滤液处理调节池少量的气体排放也未纳入计算,因此环境影响结果会出现轻微偏差.在后续的深化研究中应采取先进检测设备收集该部分缺失数据.

本文仅是对卫生填埋法处理城市生活垃圾的环境影响进行分析,但缺乏处置方式间的对比分析,后期研究可收集焚烧厂的清单数据,对两种处置方式进行对比分析,找出更为适宜的生活垃圾单一处理方式或者处置方式的组合,在目前不能改变原处置方式的前提下,识别出当前处理方式的突出问题,提出有效改善措施,面向未来,提供城市生活垃圾处置方式优化升级的理论指导.

有关生活垃圾处理方式环境影响评价方面的研究成果较为丰富,当前生活垃圾处置成本的分析逐渐成为研究热点,因而在环境影响评价的基础上可进一步引入成本效益分析,在环境、经济、社会等维度下更为全面综合地考量生活垃圾处理方式,为城市生活垃圾处理科学、有效、经济的管理提供现实指导.

3.4 建议

收集运输过程在垃圾运输环节应尽量减少柴油运输车的使用,并综合考虑运营成本、技术可行性及环境影响等方面,混合使用以生物柴油、电能、醇类燃料、沼气等提供运行动能的清洁能源汽车,减少环境污染排放.

卫生填埋过程首先需要重点解决的问题是提高垃圾填埋气的收集效率.一方面,需要采用功率强的空压机降低填埋场堆体中渗滤液的水位,另一方面,在保证已有的填埋气收集竖井的布设间距较合理,并且定期维护、增设竖井的前提下采用更为高效的工艺来收集填埋气,减少因其外逸造成的环境污染.其次,该过程也要尽量寻找环境污染较小的替代品来降低柴油和高密度聚乙烯材料的使用,并且面向柴油和高密度聚乙烯材料的生产环节,应该加快转变能源消费结构,加强清洁生产工艺的应用.

填埋气发电过程虽然表现出环境正效益,但也存在问题,除提升填埋气收集效率外,该过程应当引入更为先进的工艺、设备提升发电效率.此外,还应当在燃烧发电环节注意对排放的污染物进行总量上的削减与控制.

渗滤液处理过程一方面需要注重节能降耗和引入先进设备和技术优化处理工艺.例如在鼓风曝气环节,可以采用空气悬浮、磁悬浮鼓风机,在污水提升环节设置合理的水力高程,最终实现节能降耗的目的[41].在膜处理环节,对产生的浓缩液,应避免直接回填,考虑在渗滤液终端处理环节增设高级氧化、MVR蒸发等处理工艺降低环境污染程度[42].另一方面,还要注意控制污染物排放.应充分考虑防范因暴雨天气渗滤液外逸带来的环境破坏,设置调节池的合理库容,使其具备应急处理能力.并且还需要对调节池等构筑物进行加盖处理,减少恶臭.

4 结论

4.1 卫生填埋法的主要环境影响类型为GWP、PED、WU、AP、POFP、ET、FEP.当把填埋气发电过程中盈余电力作为副产品进行分配,产生了环境效益,因此7类环境影响有所改善,数值出现下降.其中PED的改善最大,为358.91MJ,其次是WU,改善了106.92kg,GWP的效益提升也较明显,改善了27.36kg CO2eq..

4.2 收集运输过程最突出的环境影响类型为POFP,其次依次为ET、PED、FEP.主要是由公路运输和追溯柴油生产排放的废气、废水等污染物引起的.因此该过程在垃圾运输中应尽量减少柴油运输车的使用,采用节能环保汽车或者清洁能源汽车.

4.3 卫生填埋过程在垃圾处理各过程中产生的环境污染最大,该过程最突出的环境问题是AP,其次是GWP,再者是PED、FEP、ET.环境污染主要是由填埋气体外逸和追溯柴油以及高密度聚乙烯生产过程中的投入和排放引起的.因此该过程需要重点解决的问题是提高垃圾填埋气的收集效率,此外,也要尽量寻找环境污染较小的替代品来降低柴油和高密度聚乙烯材料的使用.

4.4 填埋气发电过程实际上产生了环境正效益,原因是利用填埋气发电产生的电量远大于机械运行的电力消耗,产生电力盈余,实现能量回收后对环境的正效应.该过程应重点考虑引入更为先进的设备和工艺,进一步提升填埋气收集和燃烧发电效率,与此同时也应当注意控制燃烧发电过程中的污染物排放.

4.5 渗滤液处理过程的环境影响较小,主要表现为水资源消耗和初级能源消耗.该过程的主要投入是渗滤液深度处理的电力损耗和用于化学沉降作用的PAC,环境影响则是追溯电力和PAC生产过程带来的负面环境效应.因而该过程需注重节能,引入先进的设备或者技术,优化处理工艺,达到节能环保目标.

[1] 孔令强,田光进,柳晓娟.中国城市生活固体垃圾排放时空特征[J]. 中国环境科学, 2017,37(4):1408-1417.

[2] 国家统计局.中国统计年鉴2017 [M]. 北京:中国统计出版社, 2017:96-97.

[3] 杨 娜,何品晶,吕 凡,等.我国填埋渗滤液产量影响因素分析及估算方法构建 [J]. 中国环境科学, 2015,35(8):2452-2459.

[4] Obersteiner G, Binner E, Mostbauer P, et al. Landfill modeling in LCA contribution based on empirical data [J]. Waste Management, 2007,27(8):58-74.

[5] Maria F D, Sisani F. A life cycle assessment of conventional technologies for landfill leachate treatment [J]. Environmental Technology & Innovation, 2017,(8):411-422.

[6] Lee U, Han J , Wang M. Evaluation of landfill gas emissions from municipal solid waste landfills for the life-cycle analysis of waste-to- energy pathways [J]. Journal of Cleaner Production, 2017,(166):335- 342.

[7] Coelho L M G, Lange L C. Applying life cycle assessment to support environmentally sustainable waste management strategies in Brazil [J]. Resources Conservation & Recycling, 2018,(128):438-450.

[8] Bassi S A, Christensen T H, Damgaard A. Environmental performance of household waste management in Europe-An example of 7countries [J]. Waste Management, 2017,(69):545-557.

[9] Fernández-Nava Y, Río J D, Rodríguez-Iglesias J, et al. Life cycle assessment of different municipal solid waste management options: a case study of Asturias (Spain) [J]. Journal of Cleaner Production, 2014, 81(7):178-189.

[10] Elwan A, Arief Y Z, Adzis Z, et al. Life cycle assessment-based environmental impact comparative analysis of composting and electricity generation from solid waste [J]. Energy Procedia, 2015, (68):186-194.

[11] Hadzic A, Voca N, Golubic S. Life-assessment of solid-waste management in city of Zagreb, Croatia [J]. Journal of Material Cycles & Waste Management, 2017,(3):1-13.

[12] Yay A S E. Application of life cycle assessment (LCA) for municipal solid waste management: a case study of Sakarya [J]. Journal of Cleaner Production, 2015,(94):284-293.

[13] Cremiato R, Mastellone M L, Tagliaferri C, et al. Environmental impact of municipal solid waste management using Life Cycle Assessment: The effect of anaerobic digestion, materials recovery and secondary fuels production [J]. Renewable Energy, 2017,(141): 453-461.

[14] Saraiva A B, Souza R G, Valle R A B. Comparative lifecycle assessment of alternatives for waste management in Rio de Janeiro-Investigating the influence of an attributional or consequential approach [J]. Waste Management, 2017,(68):701-710.

[15] Bartolozzi I, Baldereschi E, Daddi T, et al. The application of Life Cycle Assessment (LCA) in municipal solid waste management: a comparative study on street sweeping services [J]. Journal of Cleaner Production, 2018,(182):455-465.

[16] Ibáñez-Forés V, Bovea M D, Coutinho-Nóbrega C, et al. Temporal evolution of the environmental performance of implementing selective collection in municipal waste management systems in developing countries: A Brazilian case study [J]. Waste Management, 2017,(72): 65-77.

[17] Arafat H A, Jijakli K, Ahsan A. Environmental performance and energy recovery potential of five processes for municipal solid waste treatment [J]. Journal of Cleaner Production, 2015,(105):233-240.

[18] Beylot A, Vaxelaire S, Zdanevitch I, et al. Life Cycle Assessment of mechanical biological pre-treatment of Municipal Solid Waste: A case study [J]. Waste Management, 2015,(39):287-294.

[19] Neri E, passarini F, Cespi D, et al. Sustainability of a bio-waste treatment plant: impact evolution resulting from technological improvements [J]. Journal of Cleaner Production, 2018,(171):1006- 1019.

[20] Nabavi-Pelesaraei A, Bayat R, Hosseinzadeh-Bandbafth H, et al. Prognostication of energy use and environmental impacts for recycle system of municipal solid waste management [J]. Journal of Cleaner Production, 2017,(154):602-613.

[21] Beylot A, Vaxelaire S, Zdanevitch I, et al. Villeneuve Life Cycle Assessment of mechanical biological pre-treatment of Municipal Solid Waste: A case study [J]. Waste Management, 2015,(39):287-294.

[22] Al-Salem S M, Evangelisti S, Lettieri P. Life cycle assessment of alternative technologies for municipal solid waste and plastic solid waste management in the Greater London area [J]. Chemical Engineering Journal, 2014,244(10):391-402.

[23] Ardolino F, Parrillo F, Arena U. Biowaste-to-Biomethane or Biowaste-to-Energy? An LCA study on Anaerobic Digestion of Organic Waste [J]. Journal of Cleaner Production: 2018,(174):462- 476.

[24] Bueno G, Latasa I, Lozano P J. Comparative LCA of two approaches with different emphasis on energy or material recovery for a municipal solid waste management system in Gipuzkoa [J]. Renewable and Sustainable Energy Reviews, 2015,(51):449–459.

[25] Havukainen J, Zhan M, Dong J, et al. Environmental impact assessment of municipal solid waste management incorporating mechanical treatment of waste and incineration in Hangzhou, China [J]. Journal of Cleaner Production, 2017,(141):453-461.

[26] Menna F D, Dietershagen J, Loubiere M, et al. Life cycle costing of food waste: A review of methodological approaches [J]. Waste Management, 2018,(73):1–13.

[27] Corrado S, Ardente F, Sala S, et al. Modelling of food loss within life cycle assessment: from current practice towards a systematisation [J]. Journal of Cleaner Production. 2016,(140):847–859.

[28] Gruber L M, Brandstetter C P, Bos U, et al. LCA study of unconsumed food and the influence of consumer behavior [J]. International Journal of Life Cycle Assessment, 2015,21(5):1-12.

[29] 谢小天,孙 荃,张培栋,等.城市生活垃圾处理方式生命周期评价的比较研究 [J]. 环境污染与防治, 2015,4(37):106-109.

[30] 雷永佳,姚 景,赵 飞,等.成都市生活垃圾两种处理方式的生命周期环境影响评价 [J]. 安全与环境工程, 2014,4(21):76-79.

[31] 张韦倩,杨天翔,陈雅敏,等.基于生命周期评价的城市固体废弃物处理模式研究进展 [J]. 环境科学与技术, 2013,36(1):69-73.

[32] 纪丹凤,夏训峰,刘 骏,等.北京市生活垃圾处理的环境影响评价 [J]. 环境工程学报, 2011,5(9):2101-2107.

[33] 赵 薇,孙一桢,张文宇,等.基于生命周期方法的生活垃圾资源化利用系统生态效率分析 [J]. 生态学报, 2016,36(22):7208-7216.

[34] 宋国君,孙月阳,赵 畅,等.城市生活垃圾焚烧社会成本评估方法与应用[J]. 中国人口·资源与环境, 2017,27(8):17-27.

[35] 毛永宁,汪小憨,赵黛青,等.不同城市生活垃圾焚烧技术的综合评价 [J]. 环境污染与防治, 2015,37(2):32-37+41.

[36] 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, 2009,37(2):789-791.

[37] 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, 2012,30(1):106-112.

[38] 韦保仁,王 俊,王香治,等.苏州垃圾填埋生命周期清单分析 [J]. 环境科学与技术, 2008,31(11):89-91.

[39] 梁增英,马晓茜.选择性催化还原烟气脱硝技术的生命周期评价 [J]. 中国电机工程学报, 2009,29(17):63-69.

[40] GB16889-2008 生活垃圾填埋场污染控制标准[S].

[41] 杜 昱.垃圾渗滤液处理领域的发展与思考 [J]. 给水排水, 2017,(10):54-57.

[42] 姚 远,刘 政,涂为民,等.成都市生活垃圾焚烧发电厂渗滤液处理现状分析 [J]. 水处理技术, 2018,144(2):128-139.

致谢：本文使用的eFootprint软件由亿科环境科技有限公司提供,数据由南昌市麦园垃圾填埋处理厂工作人员提供,在此表示感谢.

Life cycle assessment of sanitary landfill of municipal solid waste in Nanchang.

HUANG He-ping1*, HU Qing2, WANG Zhi-peng1, QIAO Xue-zhong1, SHU Huang2, CHEN Hui1, YANG Zong-zhi2

(1.Institute of Ecological Economics, Jiangxi University of Finance and Economics, Nanchang 330013, China；2.School of Tourism and Urban Management, Jiangxi University of Finance and Economics, Nanchang 330032, China)., 2018,38(10)：3844~3852

Sanitary landfilling method was the main way to deal with municipal solid waste in China. On the basis of the theory and analysis framework of life cycle assessment, the life cycle analysis of municipal solid waste disposal in Nanchang sanitary landfill was conducted with the aid of eFootprint software in order to find out the outstanding environmental impacts and reasons of various treatment processes and propose targeted improvement. The results showed that the main environmental impact types of sanitary landfills were global warming (GWP), primary energy demand (PED), resource depletion-water (WU), acidification (AP), photochemical ozone formation (POFP), Ecotoxicity (ET), and freshwater eutrophication (FEP). The distribution of electricity surplus as a by-product contributed to the reduction of the potential value of various environmental impact indicators, among which, the most prominent was PED, followed by WU. The most prominent type of environmental impact in the collection and transportation process was POFP, followed by ET, PED, and FEP. The use of diesel transporters should be reduced and energy-saving environmentally friendly or clean energy vehicles should be used moderately in this process. The environmental pollution caused by the sanitary landfill process was the largest. The most prominent environmental problem in this process was AP, followed by GWP, PED, FEP and ET. The landfill gas collection efficiency should be increased by improving the process and clean energy should be used to reduce diesel use in this process. The surplus power generated by landfill gas achieved positive environmental benefits after energy recovery. The efficiency of landfill gas collection and combustion electricity production need to be enhanced in this process. The environmental impact of the leachate treatment process was relatively small, mainly represented by WU and FED. It was necessary to optimize the upgrading process while focusing on energy conservation, and to improve the existing drawbacks of the disposal process and remove hidden dangers.

municipal solid waste；sanitary landfill；life cycle assessment；environmental impact；Nanchang City

X705

A

1000-6923(2018)10-3844-09

黄和平(1969-),男,江西吉水人,教授,博士,主要从事生命周期评价与管理研究.发表论文50余篇.

2018-06-02

国家自然科学基金资助项目(41661113,71463020)

* 责任作者, 教授, hphuang2004@163.com