废弃手机资源化的生命周期评价

发布时间：2020-10-22 21:29

　　 近年来,随着经济发展和技术进步,手机产品普及率日益提高,更新换代速度也越来越快,手机销售量和废弃手机产生量都急剧增加。自2004年,我国已经成为世界第一大手机生产和销售国。截止到2012年,全球共约有64.11亿的手机用户,预计2013年底达到68.35亿。到2013年底,我国手机用户数量已达到12.29亿,普及率达90.8部/百人。由于人们对手机功能和新颖款式的追求,手机平均寿命不到3年。我国每年废弃的手机约有7700万部,联合国环境规划署预测到2020年,中国废弃手机数量将比2007年增长7倍。与一般固体废弃物相比,废弃手机一方面含有大量铅、汞、镉、六价铬、多溴联苯(PBBs)和多溴二苯醚(PBDEs)等有毒有害物质,若不能得到适当的处理,极易对生态环境和人体健康造成严重的危害；另一方面,若能回收废弃手机中的铜、金、银、钯等有价金属,将可以节约大量的矿产资源。因此,对废弃手机回收后的资源化处理过程进行定量化的分析,评价该过程的资源能源消耗和污染物排放等对生态环境和人体健康的影响,对以废弃手机为代表的小型电子废弃物的管理,及产业化发展具有十分重要的意义,可为政策制定者的决策提供技术依据。 本文在比较分析国内外废弃手机管理的法律法规、回收体系、资源化处理技术与典型工艺过程的基础上,对废弃手机资源化处理过程进行了生命周期评价,定量化地确定了废弃手机处理过程中的环境影响,并对该过程中的环境保护管理措施进行了研究,建立了相应的环境管理系统。 (1)在对废弃手机管理的政策法规和回收体系的国内外现状进行梳理和总结的基础上,针对目前我国废弃手机回收面临的消费者环保意识较低,正规自发回收活动的无偿性和回收渠道不畅,特别是非法有偿回收的竞争等问题,在我国发布《废弃电器电子产品处理目录调整重点(征求意见稿)》的背景下,为加强废弃手机的管理、提高回收处理效率,借鉴国际组织和先进发达国家在废弃手机等小型电器电子产品的管理经验,建议从法律政策、生产者责任延伸制度、回收处理体系和环保意识等方面进行改进,完善我国废弃手机的管理政策和回收体系,以便为废弃手机等小型电子废弃物的管理提供理论依据。 (2)本研究对手机的组成、废弃手机材料和元器件回收处理的原则,及国内外典型回收处理流程进行了梳理,结合中国人力劳动成本具有一定竞争优势的特点,建议我国废弃手机的拆解处理应该以人工模块化拆解为主,除检测后将部分手机整机或元器件回收再使用外,经机械破碎分选后,分别湿法或火法回收铜、金、银、钯、钴、铁、锡、镁、铝等有价金属,并将塑料部件粉碎后进行压缩注塑造粒以供再利用,从而筛选出环保高效并适合我国的废弃手机资源化处理技术和串联工艺流程。 (3)利用GaBi6生命周期软件,采用生态指数法Eco-indicator99的阶级主义(Hierarchist perspective)的方法模型和相应的平均权重值,对3种废弃手机资源化回收处理情景进行了生命周期评价。结果表明：三种回收处理情景都可带来环境效益,环境效益大小依次为情景三(-8.83E+02Pt).情景二(-8.06E+02Pt)、情景一(-4.13E+02Pt),即情景三情景二情景一；而在废弃手机模块化处理过程中,主要的环境效益来自于手机印刷电路板和手机锂电池中金、银、钯、铜和钴等金属的回收。相反,若不能得到有效处理,二者将会是废弃手机中危害最严重的零部件。环境影响类别中具有比较显著环境效益的主要为矿物资源、致癌效应、生态毒性、可吸入性无机物、气候变化、化石燃料和酸化／富营养化,即废弃手机的规范化回收处理,首先是能够回收大量的有价材料,达到了资源节约的目的,同时还可以减少废弃手机对生态环境和人体健康的不利影响,特别是手机中的重金属、溴化阻燃剂等有毒有害物质对人体健康的致癌效应,处理处置过程中粉尘、SOx和NOx等可吸入性无机物对人体呼吸系统的危害等。 (4)针对废弃手机资源化过程中的环境问题,建议从IS014000环境管理体系认证、处理过程的环境监测和记录保存、应急计划、职业健康和安全、资金保证、培训等方面进行环境管理系统建设,以减少废弃手机资源化处理过程中的环境污染,从而构建绿色、高效、低碳、环保的废弃手机产业化发展模式。
【学位单位】：南开大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2014
【中图分类】：X705;F713.2;F426.63
【文章目录】：
摘要
Abstract
目录
第一章 绪论
    第一节 选题背景及研究意义
        1.1.1 废弃手机资源化的必要性
        1.1.2 生命周期评价是废弃手机资源化管理的有效评价工具
    第二节 研究内容
        1.2.1 废弃手机资源化再利用的基础研究
        1.2.2 废弃手机资源化工艺过程的LCA研究
        1.2.3 废弃手机资源化处理处置过程中的环境保护
    第三节 研究方法与技术路线
        1.3.1 研究方法
        1.3.2 技术路线
    第四节 选题意义及主要创新点
        1.4.1 选题意义
        1.4.2 已具备的条件和可能遇到的问题
        1.4.3 主要创新点
第二章 生命周期评价及其在废弃电器电子设备领域的应用
    第一节 生命周期评价概述
        2.1.1 LCA的基本内涵
        2.1.2 LCA基本框架
        2.1.3 LCIA方法研究
        2.1.4 LCA相关软件
    第二节 电器电子设备领域LCA研究进展
        2.2.1 电器电子设备生命周期评价研究进展
        2.2.2 手机生命周期评价研究进展
    第三节 本章小结
第三章 废弃手机管理体系现状研究
    第一节 废弃手机管理政策现状研究
        3.1.1 国外管理政策现状研究
        3.1.2 我国管理政策现状研究
    第二节 废弃手机回收体系现状研究
        3.2.1 国外回收体系现状研究
        3.2.2 我国回收体系现状研究
    第三节 本章小结
第四章 废弃手机资源化的拆解流程
    第一节 废弃手机回收处理分析
        4.1.1 手机组成
        4.1.2 废弃手机回收处理方式判别
    第二节 废弃手机资源化利用技术
        4.2.1 印刷电路板
        4.2.2 锂电池
        4.2.3 其它部件
    第三节 废弃手机拆解流程
        4.3.1 概述
        4.3.2 不同拆解处理方式
    第四节 本章小结
第五章 废弃手机资源化过程的生命周期评价
    第一节 评价目的和范围的确定
        5.1.1 评价目的
        5.1.2 评价范围
    第二节 清单分析
        5.2.1 数据来源
        5.2.2 情景建模
    第三节 影响评价
        5.3.1 LCA方法选择
        5.3.2 分类和特征化处理
        5.3.3 归一化和加权处理
        5.3.4 影响评价
    第四节 结果解释
    第五节 本章小结
第六章 废弃手机资源化过程中的环境保护
    第一节 废弃手机资源化的环境保护概述
        6.1.1 相关管理政策
        6.1.2 有害物质识别
    第二节 废弃手机各处理阶段的环境问题
        6.2.1 储存阶段
        6.2.2 回收处理阶段
        6.2.3 残余物处理阶段
    第三节 废弃手机资源化过程的环境污染管理
        6.3.1 处理处置厂的设计
        6.3.2 储存阶段
        6.3.3 回收处置阶段
        6.3.4 残余物处理阶段
        6.3.5 环境管理系统建设
    第四节 本章小结
第七章 结论与展望
    第一节 主要结论
    第二节 不足与展望
参考文献
致谢
个人简历

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本文编号：2852120