基于LCA的混凝土环境负荷及废弃处理处置最优化研究

发布时间：2017-10-17 15:50

  本文关键词：基于LCA的混凝土环境负荷及废弃处理处置最优化研究

  更多相关文章： 生命周期评价 环境负荷 混凝土 废弃物处理 最优化

【摘要】：近年来随着城市的发展和建设,资源和环境的矛盾日趋突出。建筑业作为最主要的基础工业,对混凝土的需求量十分庞大,在混凝土的生产和使用中消耗了大量的资源和能源,同时,随之而来的建筑废弃混凝土产生的数量也急剧增加,根据相关研究结果,到2020年我国废弃混凝土将达38.11亿吨。本文以混凝土作为研究对象,收集了北京市水泥、混凝土相关数据,对C30、C40、C50、C60、C80、C100混凝土生产、运输、使用、拆除及废弃处置等整个生命周期的环境负荷进行综合量化评价。结果显示:在混凝土生产阶段,不同标号混凝土的不同环境影响类别数值逐渐变大,呈现出C100C80C60C50C40C30的规律,这主要由于不同标号混凝土在生产过程中对水泥、石子等原材料的使用量不断增加。在混凝土全生命周期产生的影响中,生产过程和使用过程产生的RI较其他过程较大,这主要是由于水泥,矿石等原材料开采及加工、混凝土搅拌等过程产生的。以C30混凝土为例,1m3的混凝土全生命周期产生的RI为1.53kgPM2.5 eq,生产、使用、填埋和运输过程中产生的RI分别为0.38kg、1.05 kg、0.09kg、1.13×10-5 kgPM2.5 eq,混凝土全生命周期中RI主要由混凝土生产阶段和使用阶段产生,分别为25%和69%。本文根据评价结果分析混凝土生命周期各阶段的主要环境问题及其影响因素,为有效地改善混凝土生产活动中资源消耗及能源利用状况提出了建设性的意见和建议。同时,本文结合北京市实际,统筹考虑环境成本和经济投入,建立了废弃混凝土不同处理方式最优化分析模型,分别选择废弃混凝土直接填埋、作为基础填料和生产再生骨料三种处理处置方式的最优化方案。模型基于生命周期评价和社会支付意愿理论,探讨并建立了用社会支付意愿来衡量环境影响程度的环境成本分析方法;综合考虑拆迁费用和运输费用、处置方式成本和市场经济效益等经济投入影响因子,分析出废弃混凝土不同处理方式的经济投入。研究结果表明:1m3C30废弃混凝土进行处理处置时,再生骨料处置的环境成本表现为对环境有益,其值为10.2元/m3;在经济效益方面,基础填料处置的经济投入表现为需支付的费用最少,其值为126.32元/m3,但该处置方式受到场地和材料的限制较为明显,能进行基础填料的部分极少;经济投入最大的是再生骨料处置方式,其值为208.18元/m3;综合考虑环境成本和经济投入,再生骨料处置方式的综合投入最优,其值为197.98元/m3。结合以上结论,本文根据北京市的实际情况,分别从管理制度方面、生产技术方面以及产业链方面提出相应措施和建议,促进北京市废弃混凝土资源化回收利用。
【关键词】：生命周期评价 环境负荷 混凝土 废弃物处理 最优化
【学位授予单位】：北京工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TU528;X799.1
【目录】：

• 摘要5-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-14
• 1.1 研究背景及选题依据11-12
• 1.1.1 研究背景11-12
• 1.1.2 论文选题依据12
• 1.2 论文研究内容12-13
• 1.3 论文研究技术路线13-14
• 第2章 混凝土生产与处理处置现状分析14-26
• 2.1 混凝土生产现状分析14-18
• 2.2 废弃混凝土主要处理处置方式18-21
• 2.2.1 直接填埋19-20
• 2.2.2 作为基础填料20
• 2.2.3 作为再生骨料20-21
• 2.3 北京市水泥及混凝土现状21-23
• 2.4 混凝土行业环境资源影响现状23-24
• 2.5 本章小结24-26
• 第3章 基于LCA的混凝土环境负荷评价26-45
• 3.1 生命周期方法概述26-28
• 3.1.1 生命周期评价的定义26
• 3.1.2 生命周期评价的发展与技术框架26-28
• 3.2 混凝土生命周期环境影响研究综述28-31
• 3.2.1 在建筑材料环境影响评价方面28-29
• 3.2.2 在混凝土生产和加工方面29-30
• 3.2.3 在废弃混凝土处置方面30-31
• 3.3 基于LCA的混凝土环境影响评价31-43
• 3.3.1 研究对象31-33
• 3.3.2 系统边界33-34
• 3.3.3 功能单位及环境负荷类型34-35
• 3.3.4 数据来源与假设35-38
• 3.3.5 混凝土环境负荷分析38-43
• 3.4 本章小结43-45
• 第4章 环境影响的加权评估分析45-52
• 4.1 加权评估的方法介绍45-48
• 4.2 WTP的环境影响应用现状48
• 4.3 社会支付意愿数据选取48-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 废弃混凝土处理处置最优化选择研究52-66
• 5.1 最优化方案概述52
• 5.2 基于LCA的固体废弃物最优化处置国内外研究现状52-54
• 5.3 废弃混凝土处理处置最优化选择54-64
• 5.3.1 废弃混凝土处理处置最优化分析模型建立54-55
• 5.3.2 三种处置方式最优化选择55-64
• 5.4 本章小结64-66
• 结论66-68
• 参考文献68-73
• 攻读硕士学位期间所发表的学术论文73-75
• 致谢75

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