【摘要】：當(dāng)前，我國(guó)水泥行業(yè)中高耗能、高排放的傳統(tǒng)作業(yè)方式依舊占有不小比重，所產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題日益突出。由于水泥窯具有高溫、高壓、大容量和全封閉等特點(diǎn)，很適合處置城市污泥、城市垃圾、污染土及其它產(chǎn)業(yè)廢棄物等，因此國(guó)家和各地方政府在相關(guān)規(guī)劃中多次強(qiáng)調(diào)水泥行業(yè)的功能拓展作用。目前，一些水泥企業(yè)已經(jīng)在水泥窯協(xié)同處置城市污泥等方面進(jìn)行了嘗試，并收到了良好效果。本文主要采用生命周期評(píng)價(jià)理論和模糊層次分析法對(duì)水泥行業(yè)功能拓展進(jìn)行研究，主要研究工作如下： （1）對(duì)指標(biāo)值是模糊數(shù)的模糊層次分析法進(jìn)行了研究，其中判斷矩陣采用權(quán)重分配的方式來(lái)確定。首先，作者對(duì)模糊集及模糊層次分析法中的有關(guān)定義和定理進(jìn)行了簡(jiǎn)單介紹。其次，為了解決模糊數(shù)加和減、乘和除不再是一對(duì)逆運(yùn)算的問(wèn)題，并使得運(yùn)算法則更加符合客觀實(shí)際情況，而引入了經(jīng)典數(shù)學(xué)中自變量、因變量、代表系統(tǒng)和自由度等概念，繼而定義了模糊集理論中自變模糊數(shù)、因變模糊數(shù)、代表系統(tǒng)和自由度等概念，并據(jù)此對(duì)模糊數(shù)互補(bǔ)判斷矩陣的乘性一致性進(jìn)行了研究，結(jié)果發(fā)現(xiàn)若一個(gè)模糊數(shù)互補(bǔ)判斷矩陣滿足一些文獻(xiàn)對(duì)其乘性一致性的定義則個(gè)矩陣一定是精確數(shù)互補(bǔ)判斷矩陣這一不合理之處，進(jìn)而作者結(jié)合模糊集截集理論，利用判斷矩陣元素間的關(guān)系，重新對(duì)乘性一致性模糊數(shù)互補(bǔ)判斷矩陣進(jìn)行了定義。再次，文章給出了模糊數(shù)互補(bǔ)判斷矩陣和模糊數(shù)互反判斷矩陣間的相互轉(zhuǎn)換數(shù)學(xué)表達(dá)式，并證明了通過(guò)此數(shù)學(xué)表達(dá)式相互轉(zhuǎn)換后的矩陣與原矩陣保持著相同的一致性。最后，作者結(jié)合傳統(tǒng)層次分析法中關(guān)于正互反判斷矩陣的權(quán)重求解過(guò)程和模糊集截集理論，給出了基于模糊數(shù)互補(bǔ)判斷矩陣的模糊權(quán)重求解算法，繼而給出了模糊層次分析法的模糊權(quán)重和環(huán)境影響綜合評(píng)價(jià)求解算法。 （2）對(duì)我國(guó)水泥行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了分析。首先，作者根據(jù)我國(guó)水泥行業(yè)的發(fā)展軌跡，將水泥行業(yè)發(fā)展歷史劃分為誕生階段、衰落停滯階段、自行研制階段、發(fā)展階段和產(chǎn)能結(jié)構(gòu)調(diào)整蓬勃發(fā)展階段五個(gè)階段。其次，分析了我國(guó)水泥行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀，指出經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，我國(guó)水泥行業(yè)產(chǎn)能持續(xù)增長(zhǎng)、結(jié)構(gòu)持續(xù)優(yōu)化、集中度持續(xù)提高、節(jié)能減排持續(xù)改善、技術(shù)裝備水平持續(xù)進(jìn)步。再次，指出了我國(guó)水泥行業(yè)在發(fā)展過(guò)程中存在的問(wèn)題，其綜合表現(xiàn)為水泥行業(yè)產(chǎn)能嚴(yán)重過(guò)剩、生產(chǎn)技術(shù)水平低下、水泥生產(chǎn)集中度低等。最后，對(duì)我國(guó)水泥行業(yè)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了研判，未來(lái)一段時(shí)間我國(guó)水泥行業(yè)應(yīng)以解決過(guò)剩產(chǎn)能為中心，以產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整為重點(diǎn)，加大對(duì)水泥行業(yè)技術(shù)創(chuàng)新的投資力度，提高優(yōu)質(zhì)水泥生產(chǎn)比重，并重點(diǎn)發(fā)展綠色水泥工業(yè)。 （3）對(duì)水泥行業(yè)處置城市污泥和城市垃圾的功能拓展進(jìn)行了研究。水泥行業(yè)的功能拓展是指水泥企業(yè)在進(jìn)行正常水泥生產(chǎn)活動(dòng)的同時(shí)，還要利用水泥窯具有的高溫、高壓、大容量和全封閉等特點(diǎn)協(xié)同處置城市污泥、城市垃圾、污染土及其它產(chǎn)業(yè)廢棄物。水泥行業(yè)功能拓展過(guò)程中對(duì)環(huán)境造成怎樣的影響是一個(gè)很重要的問(wèn)題，因?yàn)檫@直接影響著行業(yè)發(fā)展的可持續(xù)性。作者運(yùn)用生命周期評(píng)價(jià)理論和模糊層次分析法，對(duì)城市污泥和城市垃圾的水泥窯協(xié)同處置與傳統(tǒng)處置方式在環(huán)境影響上進(jìn)行了對(duì)比研究，其中目前城市污泥的主流處置方式有五種：其中兩種為水泥窯協(xié)同處置，即城市污泥脫水后外運(yùn)水泥廠處置和石灰石穩(wěn)定后外運(yùn)水泥廠處置，另外三種為傳統(tǒng)的處置方式，即城市污泥干化后填埋處置、焚燒后填埋處置和脫水后堆肥處置；而目前城市垃圾的主流處置方式也有五種：其中三種為水泥窯協(xié)同處置，即城市垃圾焚燒后水泥窯處置、直接水泥窯處置和水泥窯綜合處置，另外兩種為傳統(tǒng)的處置方式，即城市垃圾衛(wèi)生填埋處置和焚燒后填埋處置。 （4）對(duì)水泥行業(yè)功能拓展與措施進(jìn)行了分析。目前國(guó)內(nèi)水泥行業(yè)功能拓展實(shí)踐主要集中在利用水泥窯協(xié)同處置城市污泥、城市垃圾、工業(yè)廢棄物和污染土上，因此作者將研究重點(diǎn)放在了水泥行業(yè)在這幾個(gè)方面的功能拓展上。另外，，水泥行業(yè)要想功能拓展成功，需要有一定的保障措施。從內(nèi)部環(huán)境看，企業(yè)需要做好以下五點(diǎn)：一要轉(zhuǎn)變管理方式；二要優(yōu)化能源結(jié)構(gòu)；三要完善環(huán)保措施；四要突破關(guān)鍵技術(shù)；五要替換礦產(chǎn)資源。從外部環(huán)境看，政府需要制定五大政策：一要統(tǒng)籌規(guī)劃布局，開展試點(diǎn)示范；二要完善稅收優(yōu)惠及改造補(bǔ)貼政策；三要出臺(tái)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范；四要加大全過(guò)程監(jiān)督管理力度；五要加強(qiáng)宣傳推廣。
【圖文】：

圖 5.4 不同城市污泥處置方式綜合環(huán)境負(fù)荷對(duì)比圖從圖 5.4 中可以看出，與傳統(tǒng)處置方式相比，城市污泥的水泥窯協(xié)同處置的綜合環(huán)境負(fù)荷明顯小于傳統(tǒng)處置方式，具體來(lái)說(shuō)：（1）對(duì)于城市污泥的兩種水泥窯協(xié)同處置方式，脫水后外運(yùn)水泥廠處置的綜合環(huán)境影響最小，這也是北京水泥廠采用的城市污泥處置方式；石灰穩(wěn)定后外運(yùn)水泥廠處置的環(huán)境影響程度與脫水后外運(yùn)水泥廠處置相差不大，但經(jīng)濟(jì)成本較高，目前還未普及。（2）對(duì)于城市污泥的傳統(tǒng)處置方式，焚燒后外運(yùn)填埋場(chǎng)處置在綜合環(huán)境影響程度最高，其次為干化后外運(yùn)填埋場(chǎng)處置和脫水后外運(yùn)堆肥場(chǎng)處置，這兩種處置方式的環(huán)境影響程度也相對(duì)較高。（3）定量來(lái)看，各種城市污泥處置方式綜合環(huán)境負(fù)荷值可以用三角模糊數(shù)近似表示，若以三角模糊數(shù)iC來(lái)表示不同城市污泥處置方式的綜合環(huán)境負(fù)荷值，其中 i∈{脫水-水泥廠，石灰-水泥廠，干化-填埋，焚燒-填埋，脫水-堆肥}，則：13-C(5.53,7.61,9.82) 10 脫水 水泥廠，13-C(5.80,8.00,10.40) 10 石灰 水泥廠13C(60.50,83.14,106.52) 10 ，13C(65.29,89.68,114.73) 10 ,

北京理工大學(xué)博士學(xué)位論文均主要發(fā)生在焚燒、電力、水泥生產(chǎn)和交通運(yùn)輸四個(gè)方面，其中城市垃圾可代替部分煤炭為水泥生產(chǎn)提供能源，燃燒灰也可以替代粘土作為生產(chǎn)水泥的原料，從數(shù)值上看是這兩種城市垃圾的水泥窯處置方式在不可再生資源消耗方面的相對(duì)影響值大約分別為-1500%和-1341%。6.5.2 綜合對(duì)比分析根據(jù)表 6.14 不同置信水平下各城市垃圾處置方式綜合環(huán)境負(fù)荷值作出綜合對(duì)比圖，如圖所示。
【學(xué)位授予單位】：北京理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號(hào)】：X82;F426.721

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2691011