材料返还零售商或制造商进行原始目标再利用 (例如一个再充灌的饮料瓶)，最后这种情况， 返还的材料由“收集”点离开U/R/M阶段，重新进入生产阶段。
(5) 再循环：再循环阶段包括所有从废物管理系统中回收材料并重新送入制造加上阶段 的所有活动。再循环的开始是以废弃材料或产品为再循环的目的而进入收集系统为标志的 (例如，社会垃圾箱中的饮料瓶收集起来再利用或送到再循环中心)，因此再循环包括收集和 材料的加工处理 (清洗，碾碎，打包)。
(6) 废物管理：生命周期的每个阶段都会产生废物。废物是任何向环境(空气、水体、大气) 释放的物质。废物管理系统包括任何在排人环境前的处理机制。
(7) 如此完善的生命周期分析是不必要的。范围应依据研究目的而定。为了提高产品的 环境性能，研究人员可以相信对一个产品加工前后变化比较的有限周期评价结果。 （三）建立生命周期清单模型
这部分是以生命周期分析技术框架的主要发现为基础。虽然工业的主要目的在于产品， 但这个生产系统与原材料和油料消耗，气、液、固体废物的产生有很大关系。定义和操纵系 统的方法已成熟并且热力学定义为该类型分析提供了良好的基础。重要的是任何进行一定限 制功能操作的组合可被视为一个系统。
这一组操作所形成的边界可看做系统边界，边界周围可视做系统环境。这个系统环境起 着系统所有输入的源和输出的源的作用。
当系统边界确定后，系统流程图便可描述这个系统。图4-7给出了聚氯乙烯 (PVC) 的 周期。可以看出是一个复杂的网络。 流程图必须转换成物质平衡，通过测量和计算通过系统边界的物质和能量流来描述这个系统的环境效应。
清单分析的约束条件是物料平衡和能量平衡。 (1) 物料平衡
∑mj﹣0
(2) 能量平衡
∑Ej﹣0
当完成对某一种产品的环境干预后，要对这一清单中的过程数据进行检验，若它们不能 满足式 (4—1)，则说明过程数据不完全，或是因数据被错误地引入两次，或是由于不同数据的数量级差得太远。若清单不满足式(4-2)，可能存在两个原因，一是由于缺乏各种不向输 出物料的内能以及化学能的数据，因此无法对系统进行全面的能量平衡；二是因为对物质的 内能还没有统一的定义。 （四） 影响评价
影响评价是对清单阶段所识别的环境影响压力进行定性的表征评价，即确定产品系统的物质、能量交换对其外部环境的影响。这种评价应考虑对生态系统、人体健康以及其他方面的影响。影响评价由以下3个步骤组成：影响分类、特征化和量化评价。 1．影响分类
将从清单分析得来的数据归并到不同的环境影响类型。影响类型通常包括资源耗竭、人 类健康影响和生态影响3大类。每个大类下又包括许多小类，如在生态影响下有全球变暖、 臭氧层破坏、酸雨、光化学烟雾和富营养化等。另外，一种具体类型，可能会同时具有直接和间接两种影响效应。 2．特征化
这一步定量分析可能将每一种影响大类中的不同影响类型汇总，但必须以环境过程的有
关科学知识为基础。目前完成特征化的方法有不少。一种方法是用统—的方式将来自清单分 析的数据与无可观察效应浓度或特定的环境标堆等相联系。另一种方法试图模拟剂量效应间 的关系。并在特定的场合运用这些模型。 3．量化评价
是确定不同影响类型的贡献大小即权重，以便能得到一个数字化的可供比较的单一指 标。图4-8为一个具体的影响评价操作实例。 （五) 改善评价
系统地评估在产品、工艺或活动的整个周期内消减能源消耗、原材料使用以及环境释放 的需求与机会。这种分析包括定量和定性的改进措施，例如改变产品结构，重新选择原材 料，改变制造工艺和消费方式，以及废物管理等。
四、生命周期分析的应用
LCA作为一种产品评价、产品设计的原则与方法应用于环境管理，涉及企业、政府与 消费者3个层次。 1．工业企业部门
LCA起源于企业内部，也最先在企业部门得到广泛的应用。以一些国际著名的跨国企 业为龙头，如HP、IBM、AT＆T、德国西门子公司等，一方面开展LCA方法论的研究，另 一方面积极对其产品进行LCA 。主要应用领域可归结为以下4个方面。
(1) 产品系统的生态辨识与诊断。通过对整个生命周期的分析，识别对环境影响最大的 工艺过程和产品寿命阶段。不同产品不同的生命周期阶段的环境影响是不同的。例如电冰箱 的主要环境影响阶段是用后处理阶段，即CFC释放对臭氧层破坏和全球变暖影响非常严重， 而彩电的主要影响阶段是使用阶段。另外，也可评估产品 (包括新产品 )的资源效益，即对 能耗、物耗进行全面平衡，一方面降低能耗、物耗从而降低产品成本，另一方面帮助设计人 员尽可能采用有利于环境的原材料和能源。
(2) 产品环境影响评价与比较。 以环境影响最小化为目标，分析比较某一产品系统内的不同方案或者对替代产品 (或工艺) 进行比较。例如通过分析燃油汽车和电力汽车，发现电力汽车的环境影响并不是通常认为的很小，而是要大于燃油汽车。
(3) 产品生命周期设计与新产品开发。 产品生命周期设计与传统产品的设计目标、要求不同，因而设计程度也不同。
(4) 再循环工艺设计。 大量LCA工作结果表明，产品用后处理阶段的问题十分严重。 解决这一问题需要从产品的设计阶段就考虑产品用后的拆解和资源的回收利用。因而迅速出 现了一大批“为再循环而设计”或“为拆解而设计的企业和研究机构。 2．用于政府环境管理部门和国际组织
政府和环境管理部门可借助LCA进行环境立法和制定环境标准以及产品环境标志。 （1） 制定环境政策与建立环境产品标准。 在环境政策与立法上，很多发达国家已经借助LCA制定了“面向产品的环境政策”。近年来，一些同家在环境立法上相继开始反映产品和产品系统相关联的环境影响。目前，比较有影响的环境管理标准有英国BS7750、欧盟生态管理和审计汁划(EMAS)。
（2） 实施生态标志计划。 1992年欧盟颁布了“欧盟产品生态标志计划”，到1997年10月，已有38类、涉及20个制造业、共166种产品获得了“欧盟产品生态标志”。相应的一些国家生态标志计划也纷纷出台。这些计划客观上促进了生态产品的设计、制造技术的发 展，为评估和区别普通产品与生态标志产品提供了具体的指标，客观上刺激了生态产品的 消费。
（3） 优化政府的能源、运输和废物管理方案。 LCA能够很好地支持政府的环境规划。 如荷兰政府从1989年起开展国家废物管理计划，通过对固体废物进行LCA，一方向发展了
LCA的方法论，另—方面提出了一项综合废物管理规划。
（4） 向公众提供有关产品和原材料的资源信息。 与产品有关的环境数据和信息，全球尚无统一的来源，各国都在积极开展有关数据的收集、整理工作。美国国家环保局开展了大量的LCA研究，已经积累了一些主要化学品的数据，成为产品设计和使用的第一手科学背景资料。荷兰资源环境部开展“生态指标”计划，目前已经提出了100种原材料和工艺的生态指标，直接为设计人员选择原材料和生态工艺提供定量化的支持。
国际环境管理体系的建立。产品LCA直接促进了国际环境管理体系的制定。以1992年联合国环境与发展大会所通过的国际外境管理纲要为契机，园际标难化组织(1SO)于1993 年6月成立了ISO/TC207“环境管理委员会”，开始起草一份称为ISO14000环境管理体系 标准。与已被80多个国家和地区所广泛采用的ISO 9000标准不同，ISO14000体系不是仅 仅关注产品的质量，而是对组织的活动、产品和服务从原材料的选择、设计、加工、销售、 运输、使用到最终废物的处理进行全过程的管理。该标准旨在促进全球经济发展的同时，通 过环境管理国际标准来协调全球环境问题，试图从全方位着手，通过标准化手段来有效地改 善和保护环境，满足经济持续增长的需求。 作为可持续发展概念实施载体的环境标准化，主要涉及到以下6个方面：环境评估标准、环境管理系统、LCA、环境标志、环境审计、产品环境标准。
3．LCA用于消费者组织
消费者组织主要利用LCA来指导进行环境产品消费以及对公众活动进行全周期的环境 评价。
第四节 废物的资源再循环
随着人类文明的迅速提高以及工业发展的飞快增长，各种固体废物的数量以惊人的速度 不断上升。在这种情况下，如果能大规模建立资源回收系统，必将减少原材料的使用，减少废物的排放量、运输量和处理量，这样既可以保护和延长原生资源寿命，降低成本，也可以 降低环境污染，保持生态平衡，具有显著的经济、社会效益。固体废物中含有大量可以回收 利用和转换利用的资源，因此，实现固体废物资源化既是环境综合治理的最终目的之一、也 是从治理中获得综合效益的集中表现。
固体废物资源化再循环的途径和技术虽然很多，但归纳起来不外物质回收、物质转换和能量回收三个方面。
一、物质回收再循环
(一) 城市垃圾分选回收
城市垃圾中含有大量可供回收利用的物质，包括废纸、废塑料、废玻璃、废电池、废旧 金属等，可进行选择性回收，典型的分选回收系统如图4-9所示。该系统集收集运输、破 碎、筛分、重力分选、磁力分选、浮选等过程于一体，可从城市垃圾中回收得到以下产品： 轻质可燃物，主要有纸类、塑料、布料等有机物质；金属类，主要有废钢铁、铜、铝等；玻 璃；其他无机物，主要为非金属类。
利用分类收集 (源地分类收集和集中式分类收集) 和机械分选方法，把固体废物中的废 塑料、废纸、废玻璃、废金属、废橡胶等各类可以直接回收利用的成分提取出来，经过适当 加工处理投入物质循环过程，是世界各国普遍寻求的废物资源化方向。
据统计，1958~1987年全国废旧物资回收部门共回收各种废旧物资约2.18亿t，总值 455.7亿元，接近我国1949年工农业总产值。仅1987年全国就回收废旧物资1700万t，总值超过50亿元。1988年1~5月，全国废旧物资收购总值比1987年同期增长40％。
废旧物资回收利用的效益是明显的。例如，30年来．我国废旧物资回收部门共回收了 废钢铁10086万t，可炼钢8572万t，节约铁矿石2.02亿t，节约焦炭1.01亿t。回收各种 废铜148万t，可提炼电解铜124．3万c，节约铜矿石2．16亿t，节约电力3．7亿kW·h。
回收废铝52．35万t，可冶炼初级铝47．1万t，节约原铝矿219．9万t，节约电力104，7亿kW·h。回收废纸、废棉、破布类等造纸原料3196万t，供造纸用的约占80％，可生产纸浆1594万t，节约木材6000万立方米，节约烧碱832万t，降低生产成本68亿元。回收废橡胶、废塑料、废化纤、废玻璃、毛发、牲骨等化工原料1103万t，都可作为各类化工生产的原料。经过再生处理的废品，有些还供出口，换取外汇。 从1966年起，全国供销社系统在回收废旧物资的同时,为充分利用各种废旧物资,提高二次资源的再利用价值，大力发展各类挑选、加工和再利用技术，包括分选整理、拼配改制、机械加工、再生冶炼、化学制取、提炼复制等。 废旧物资的回收利用不仅开发了废物资源，获得了可观的经济效益．而且有助于解决污 染问题.例如,上海市物资回收利用公司所属的贵稀金属提炼厂在1958~1987年，先后回收废酸约350万t。他们把钛白粉厂的低浓度硫酸废液供钢厂酸洗钢材后再回收，供药厂生产硫酸亚铁，在获得经济效益的同时，解决了企业的污染问题。
城市居民生活水平的提高和生活习惯的变化，使城市居民日用品的使用周期逐渐缩短． 而且由于回收政策的变化，造成固体废物中的各类可回收物资的含量逐年增多。例如,北京 1957年回收碎玻璃1394 t，1967年达到7933t，1987年达到了50万t左右。塑料的产量从 1975年的33万t上升到1985年的115万t，平均年递增14．9％，致使废塑料的产量不断增加，占城市固体废物总质量的1．4％，而现阶段我国废塑料的回收率只有15％。
在废旧物资回收利用方面，首先应明确废物资源化是一项很有前途的工作，应该倡导避免废物产生、减少废物产生量、在各类有用物质进入城市固体废物混合收集之前使其得到直接回收利用或综合利用的原则。 (二) 工业废物的回收
工业固体废物中可再生利用的资源主要有金属、玻璃、塑料、纸类、纤维类。金属和纸 类的再生利用技术已经成熟。例如，利用废玻璃制造马赛克的技术、纤维家粘化技术、度旧 塑料的资源化等。
1．废催化剂回收 化学工业及炼油、石油化工的工艺流程中往往采用贵金属及其合金或它们的化合物作为 催化剂以增加反应速率。使用一定时间以后，由于损耗、中毒、杂质的混入，催化剂活性降 低而成为废品，它们或由于价高或稀有或有毒等原因，都需要加以回收利用。
例如，抚顺石油三厂一直采用图4-10所示工艺从催化重整装置及异构化装置产生的废 铂催化剂中回收金属铂。该工艺是将废催化剂经焙烧后用盐酸溶解，使载体氧化铝和铂同 时进入溶液，再用铝屑还原溶液中的二氯化铂形成铂黑微粒，然后以硅藻土吸附铂黑，经分 离、抽滤、洗涤使含铂硅藻土与氯化铝溶液分离，再用王水溶解使之形成粗氢铂酸与硅藻土 的混合液，经抽滤后得到粗氢铂酸，再经氯化铵精制等工序提纯，最后可制得海绵状铂。
2．蒸馏回收杂醇溶液中的甲醇
四川维尼纶总厂在甲醇生产过程中，产生杂醇油538kg/h 。采用连续蒸馏的方法回收甲醇，回收率达96.7％．甲醇含且达96％~98％，品质为国家等外级品。
二、物质转换再循环
利用固体废物制备各种新形态的物质，是消除固体废物污染、使大量固体废物资源化的 主要方法之—。其中，生产建筑材料和农肥最为常见。 (一) 废塑料生产建材
废塑料是城市垃圾的重要组成部分之一，目前已开发出许多基于废塑料的新型建材产品。如塑料油膏；改性耐低温油毡；防水、防腐涂料；胶粘剂、各种板材、塑料砖、色漆等。 （二) 粉煤灰生产建筑材料 目前技术成热、利用量比较大的粉煤灰资源化途径是生产建筑材料，不少已形成规模化
工业生产。产品包括烧结砖、蒸养砖、硅酸盐砌块、加气混凝土、粉煤灰陶粒等。另外，也 可用做为水泥或砂浆的掺和料。
(三)利用赤泥制造硅钙肥料和塑料填充剂
许多工业固体废物中含有较高的硅、钙以及各种微量元素，有些固体废物还含有磷，可 作为农业肥料使用。例如，赤泥、粉煤灰、高炉渣、钢渔和铁合金渣等可作为硅钙肥直接施 用于农田。不但可提高农作物所需要的营养元素，且有改良土壤的作用；而钢渣中含磷较高 时可作为生产钙镁磷肥的原料。
图4-11是利用赤泥生产复合肥料和塑料填充剂的工艺流程。该工艺首先将赤泥浆液脱 水于35％以下，然后烘干，研磨至一定细度即可制成肥料。研磨后的赤泥经粉碎，选出粒 度小于44μm的细粉即可作为塑料填充剂。
需要注意的是，在使用工业固体废物作为农肥时，必须严格检验这些固体废物是否有 毒。应严格禁止将有毒固体废物用于农业生产上。 （四）城市垃圾堆肥
堆肥是依靠自然界广泛分布的细菌、放线菌、真菌等微生物，有控制地促进可生物降解 的有机物向稳定腐殖质转化的过程。固体废物堆肥处理不仅减少了环境污染，同时其堆肥产 品在广泛使用化肥的今天，又可作为一种土壤改良剂和肥料。因此，该种固体废物处理方法 不失为一种良好的方案。
堆肥实质是一种发酵过程，根据堆肥过程中起作用的微生物对氧气要求的不同，可分为 好氧堆肥法 (高温堆肥) 和厌氧堆肥法两种、
现代化堆肥工艺，特别是城市垃圾堆肥工艺，大多采用好氧堆肥方式。好氧堆肥是在通 气条件下借好氧性微生物活动使有机物得到降解，系统温度一般为50~60℃，最高可达80~90℃，由于好氧堆肥堆温高，一般在50—60℃；，极限可达80~90℃，堆制周期短，故也称为高温快速堆肥。好氧堆肥有两种方式，即野外人工堆肥与工厂式机械化堆肥。野外人工堆肥是在传统的农家堆肥的基础上发展起来的，操作简单，费用低，许多国家都有应用，但该方法对通气、水分、温度等条件不易控制，而且会造成堆肥场所的空气污染，只适用于分散的农家堆肥。
厌氧堆肥工艺是将固体废物在与空气隔绝的条件下堆积发酵，其机制与污水处理厂污泥 厌氧消化过程相似，所需时间较长，一般要10个月以上，且环境比较恶劣，仅适用于小规 模农家堆肥，是中国农村的传统堆肥方法。
此外，城市垃圾中的可降解有机废物，包括厨房废物、庭院废物和农贸市场废物等，是 生产有机肥料的上好原料。我国垃圾中这类可堆腐有机物含量较高，比较适合于堆肥制取农 肥。目前，已建成大小堆肥场约20余处，主要采用机械化堆肥和简易高温堆肥技术。
机械化堆肥生产，通常由预处理、一次发酵、二次发酵、后处理、脱臭及贮存等工序组 成。如图4-12所示的是天津大港采用的生活垃圾机械化堆肥处理工艺。
图4-13描述的是城市垃圾厌氧发酵处理的典型工艺流程。 （五) 废物酒精发酵
酒精发酵是固体废物中纤维素、淀粉和糖类等有机组分在糖化菌和酒精发酵菌的作用 下．分解转化为酒精的过程。
许多含纤维索、淀粉和糖的废物都可以用来进行酒精发酵制取酒精。例如，亚硫酸盐制 浆法产生的废液、制造乳酪产生的乳清废液、制糖产生的含糖蜜废液，以及含有大量淀粉和 纤维素的植物废物，如稻草、玉米秆、麦秆、玉米芯及废弃腐烂的水果。酒精发酵一般包括 前发酵期、主发酵期和后发酵期三个阶段c
三、能量转换再循环
从许多固体废物处理过程中可以回收能量，包括热能、电能或燃料等。例如，通过有机