濱海新區工業固體廢物產生量預測及對策研究

回蘊珉 （天津市環境影響評價中心 天津300191）

王冬梅 （天津市固體廢物及有毒化學品管理中心 天津300191）

0 引言

工業固體廢物是指在工業生產活動中產生的各種廢渣、粉塵及其他固態廢物，以廢物的危險性劃分可分為一般工業固體廢物（結合天津區域的實際情況主要包括冶金爐渣、有色金屬渣、粉煤灰、煤渣、廢石膏、廢包裝物等）和工業危險廢物（如電鍍污泥、電子廢棄物等）。工業固體廢物的簡單消極堆存占用了寶貴的土地資源，污染土壤和水體，并帶來惡臭和毒性攝入的威脅，進而危害人身健康，近年已逐漸引起人們高度的重視。濱海新區作為區域的重要經濟增長極，在“十二五”和“十三五”期間將著力構建新型工業和戰略產業為主體的經濟結構。隨著第二產業規模的不斷擴大，作為工業生產的代謝產物——工業固體廢物產生量呈逐年遞增趨勢。因此制定科學、嚴謹和具有針對性的新區工業固體廢物污染防治規劃是十分必要和緊迫的，是濱海新區構筑“生態宜居高地”戰略的重要組成部分。

本文力求通過預測工業固體廢物產生量情況和增長規律，為科學規劃工業固廢的無害化處理規模和綜合利用水平提供可借鑒的參考依據。目前，工業固體廢物產生量的預測模式主要包括：時間序列分析、回歸分析和灰色預測模式等。根據濱海新區“十一五”期間的工業固體廢物產生、綜合利用和處理能力統計數據，并結合上述各類分析模式的適用性特點，本文選用灰色預測模型預測新區“十二五”和“十三五”期間的工業固體廢物產生量。

1 濱海新區工業固體廢物產生、利用及處置現狀

天津市濱海新區2006年正式納入國家整體發展戰略，成為繼深圳特區和上海浦東新區之后又一帶動區域經濟發展的增長極。新區發展戰略以工業經濟為骨架，第二產業在“十一五”期間得到迅猛發展，結合目前已經制定的“十二五”和2020年工業發展規劃，新區工業發展的高潮仍將持續。根據統計資料：[1]2004—2007年的4年間，新區工業固體廢物產生量和綜合利用量呈明顯增長趨勢，固廢綜合利用率基本保持在95%～96%的水平，穩定的安全處置能力和不斷擴大的綜合利用能力確保了新區實現多年無向環境外排的佳績，整體的固廢環境管理呈現“重綜合利用、嚴控安全處置和無環境外排”的特點。2004—2007年濱海新區工業固體廢物產生、綜合利用及排放情況見表1。

表1 濱海新區工業固體廢物產生、利用、處置及排放情況匯總 單位：萬t/a

危險廢物是指具有毒性、易燃性、爆炸性、腐蝕性、氧化性、傳染性等多種危險性質的特殊廢物，危險工業固廢是固體廢物中的“恐怖分子”，對環境和人類健康構成現實威脅，其合理安全處置水平更能體現區域環境管理的成熟程度。根據統計資料，[1]2005—2007年濱海新區工業危險廢物產生量及綜合利用量亦呈明顯增長趨勢，年增長幅度達到5%～7%，2005—2007年累計增長1.6萬t，占天津全市總體產生量的百分比逐年提高，達到85%以上，這些數據也從另一側面反映了濱海新區工業經濟在全市第二產業中的龍頭地位。隨著天津市環保模范城市和生態城市的建設，新區危險廢物的綜合利用率始終穩定保持在90%以上的高位水平，危險廢物的無害化處置率多年保持在100%，消除了工業危險廢物排放進入環境的二次污染風險。2005—2007年濱海新區工業危險廢物產生、綜合利用及無害化處置情況見表2。

表2 濱海新區工業危險廢物產生、綜合利用及無害化處置情況列表 單位：噸/年

2 濱海新區工業固體廢物產生量預測

2.1 模型介紹

工業固體廢物的產生情況是一個多維隨機的過程，由于影響因素的錯綜復雜，而且有關影響因素的資料難于獲得，因此詳細預測較為困難。灰色預測模型Grey Model（GM）的基本思想是：把已知的現實和過去的、無明顯規律的時間數據列進行加工，通過序列生成尋求現實規律，其特點是建模數據需求少，預測準確性較高，已被廣泛應用于經濟、農業、環保等各個領域。本文利用灰色預測模型的上述優勢，以時間綜合因素替代多維的影響因子，以一維隨機過程簡化模擬固體廢物產生規律，以期獲得規劃末期（2020年）工業固廢產生情況數據。

本文以近年濱海新區工業固體廢物產生量為基礎資料，分別建立了工業固體廢物和危險廢物的GM（1，1）模型，預測規劃末年（2020年）的工業固廢產生情況。

2.1.1 GM（1，1）模型。[2]GM（1,1）反映了一個變量對時間的一階微分函數，其相應的微分方程為：

式中x（1）為經過一次累加生成的數列；t為時間；a,u為待估參數，分別稱為發展灰數和內生控制灰數。[6]

2.1.2 建立一次累加生成數列。設原始數列為：

按下述方法做一次累加，得到生成數列（n為樣本空間）：

2.1.3 利用最小二乘法求參數a、u。設：

2.1.4 求出GM（1,1）的模型：

2.1.5 對模型精度的檢驗。檢驗的方法有殘差檢驗、關聯度檢驗和后驗差檢驗，在本文中采取后驗差檢驗。

首先計算原始數列x（）0（）i的均方差S0，其定義為：

義為：

最后根據預測精度等級劃分表（見表3），檢驗得出模型的預測精度。

表3 預測精度等級劃分表

2.1.6 如果檢驗合格，則可以用模型進行預測。即用：

（n+1 ），……作為x（0）（n+1）,x（1）（n+2）,……的預測值。

2.2 工業固體廢物產生量預測

根據表1中工業固體廢物產生量進行數據處理，構造灰色預測模型，并進行模型精確度檢驗。

根據如上建模原理，利用程序化運算，對所選數據進行模擬運算，建立的濱海新區工業固體廢物產生量GM預測模型為：

依據模型精度檢驗公式，該模型精度檢驗結果見表4。

表4 濱海新區工業固體廢物產生量預測模型精度檢驗結果

由表 4可知：P＞0.95，C?0.35，預測等級為好，精確度驗證結果顯示模型構建效果較好，可以用來對濱海新區工業固體廢物產生量進行遠期預測。

根據該模型預測，2020年濱海新區工業固體廢物產生量為 1 541.107萬 t/a。

2.3 工業危險廢物產生量預測

根據表2中2005—2007年新區工業固體廢物產生量統計，構造灰色預測模型，并進行模型精確度的驗證，經驗證有效后再進行遠期數據預測。

建立濱海新區工業危險廢物產生量GM（1，1）預測模型為：依據模型精度檢驗公式，該模型精度檢驗結果見表5。

殘差與殘差均值的離差絕對值序列為{0.002，0.001，0.001}

表5 濱海新區工業危險廢物產生量預測模型精度檢驗結果

由表可知：P＞0.95，C?0.35，預測等級為好，精確度驗證結果顯示模型構建效果較好，與可對比的實際情況擬合度較高，可以用來對濱海新區工業危險廢物產生量進行遠期預測。

根據該模型預測，2020年濱海新區工業危險廢物產生量為 27.12萬 t/a。

3 工業固體廢物污染防治對策

結合國外成熟工業體系固體廢物處置經驗和運行管理模式，濱海新區工業固體廢物污染防治應以源頭減量化、綠色工業化為重點，在固廢產生后著力以循環經濟模式為主線，構筑“城市礦山”和固廢資源化運行模式，使固體廢物這一放錯位置的寶貴資源回歸資源化屬性。在固體廢物尤其是危險廢物處置的末端突出無害化要求，以合理布局建設規模化運營、集中處理處置設施為重點，全面推進固體廢物的源頭減量、分類收集和資源化利用，規范固體廢物利用和處理處置，有效控制固體廢物污染。

3.1 提高一般工業固體廢物的減量化和資源化水平

貫徹新區落戶企業的環境準入政策，嚴格執行環保一票否決制度，在產業引入方面改變粗放式的發展模式，突出“精、靜、凈”的產業導向，拒絕并淘汰高耗能、高物耗、高污染的生產工藝及裝備，積極推行循環經濟理念，著力引導構建綠色工業化區域，構筑新區生態宜居高地，從源頭減少固廢的產生。

重點加強固體廢物綜合利用設施的建設，制定切實可行的固體廢物污染防治規劃，有機整合市場化運作和處置企業資格準入制度，以經濟杠桿為主，善加利用環保基金的引導作用。加快“城市礦山”戰略的實施，通過適度放大綜合利用和處置能力，力求在短期內解決歷史遺留問題和未來增長的多重難題。鼓勵生產企業自行建設工業固體廢物資源綜合利用項目，加快工業固體廢物資源化進程，提高區域綜合利用率。

拓展一般工業廢物綜合處置去向和途徑，探討筑路、回填、復墾以及混凝土攪拌、生產肥料等多渠道綜合利用新途徑，不斷拓寬綜合利用領域。

3.2 提高危險廢物利用和無害化處置能力，提升監管水平

全面推進新區企業清潔生產審核制度，從源頭淘汰有毒有害原料，消減危險廢物。根據預測結果，規劃末期危險廢物的預測年產生量為22.19萬t，現有處置能力不能滿足安全處置要求。結合濱海新區產業結構調整和工業化進程速度，需著力提升危險廢物的處理處置能力。在“十二五”期間完成濱海工業危險廢物處置中心的建設，推動子牙循環經濟產業區拆解終端廢物處理處置中心的建設，提升廢鉛酸蓄電池和焚燒飛灰等危險廢物的綜合處理能力，推進采油廢油泥、感光材料廢物等危險廢物專業處理設施建設。

進一步完善危險廢物監管水平。加強對危險廢物持證經營企業的監督管理，加強危險廢物經營企業的考核評估機制建設，規范、整合現有危險廢物利用和處置企業。強化對重點危險廢物產生企業的監督管理，對重點企業危險廢物的產生、轉移、利用和處置實施全過程監控。

4 結束語

工業固體廢物的合理處置直接關系到濱海新區綠色工業化品質的提升，準確預測遠期產生量有助于未雨綢繆的構筑科學合理的處置規劃。本文以一維時間序列整合多維影響因素構建灰色預測模型，模型經驗證符合預測精度要求，結合預測結果按照一般工業固體廢物和危險廢物分別提出污染防治對策，為固體廢物污染防治政策規劃提供可參照的決策依據。■

[1]天津市環境保護局環境統計數據庫[Z].

[2]鄧聚龍.灰理論基礎[M].武漢：華中科技大學出版社，2002.