滨海新区工业固体废物产生量预测及对策研究

回蕴珉 （天津市环境影响评价中心 天津300191）

王冬梅 （天津市固体废物及有毒化学品管理中心 天津300191）

0 引言

工业固体废物是指在工业生产活动中产生的各种废渣、粉尘及其他固态废物，以废物的危险性划分可分为一般工业固体废物（结合天津区域的实际情况主要包括冶金炉渣、有色金属渣、粉煤灰、煤渣、废石膏、废包装物等）和工业危险废物（如电镀污泥、电子废弃物等）。工业固体废物的简单消极堆存占用了宝贵的土地资源，污染土壤和水体，并带来恶臭和毒性摄入的威胁，进而危害人身健康，近年已逐渐引起人们高度的重视。滨海新区作为区域的重要经济增长极，在“十二五”和“十三五”期间将着力构建新型工业和战略产业为主体的经济结构。随着第二产业规模的不断扩大，作为工业生产的代谢产物——工业固体废物产生量呈逐年递增趋势。因此制定科学、严谨和具有针对性的新区工业固体废物污染防治规划是十分必要和紧迫的，是滨海新区构筑“生态宜居高地”战略的重要组成部分。

本文力求通过预测工业固体废物产生量情况和增长规律，为科学规划工业固废的无害化处理规模和综合利用水平提供可借鉴的参考依据。目前，工业固体废物产生量的预测模式主要包括：时间序列分析、回归分析和灰色预测模式等。根据滨海新区“十一五”期间的工业固体废物产生、综合利用和处理能力统计数据，并结合上述各类分析模式的适用性特点，本文选用灰色预测模型预测新区“十二五”和“十三五”期间的工业固体废物产生量。

1 滨海新区工业固体废物产生、利用及处置现状

天津市滨海新区2006年正式纳入国家整体发展战略，成为继深圳特区和上海浦东新区之后又一带动区域经济发展的增长极。新区发展战略以工业经济为骨架，第二产业在“十一五”期间得到迅猛发展，结合目前已经制定的“十二五”和2020年工业发展规划，新区工业发展的高潮仍将持续。根据统计资料：[1]2004—2007年的4年间，新区工业固体废物产生量和综合利用量呈明显增长趋势，固废综合利用率基本保持在95%～96%的水平，稳定的安全处置能力和不断扩大的综合利用能力确保了新区实现多年无向环境外排的佳绩，整体的固废环境管理呈现“重综合利用、严控安全处置和无环境外排”的特点。2004—2007年滨海新区工业固体废物产生、综合利用及排放情况见表1。

表1 滨海新区工业固体废物产生、利用、处置及排放情况汇总 单位：万t/a

危险废物是指具有毒性、易燃性、爆炸性、腐蚀性、氧化性、传染性等多种危险性质的特殊废物，危险工业固废是固体废物中的“恐怖分子”，对环境和人类健康构成现实威胁，其合理安全处置水平更能体现区域环境管理的成熟程度。根据统计资料，[1]2005—2007年滨海新区工业危险废物产生量及综合利用量亦呈明显增长趋势，年增长幅度达到5%～7%，2005—2007年累计增长1.6万t，占天津全市总体产生量的百分比逐年提高，达到85%以上，这些数据也从另一侧面反映了滨海新区工业经济在全市第二产业中的龙头地位。随着天津市环保模范城市和生态城市的建设，新区危险废物的综合利用率始终稳定保持在90%以上的高位水平，危险废物的无害化处置率多年保持在100%，消除了工业危险废物排放进入环境的二次污染风险。2005—2007年滨海新区工业危险废物产生、综合利用及无害化处置情况见表2。

表2 滨海新区工业危险废物产生、综合利用及无害化处置情况列表 单位：吨/年

2 滨海新区工业固体废物产生量预测

2.1 模型介绍

工业固体废物的产生情况是一个多维随机的过程，由于影响因素的错综复杂，而且有关影响因素的资料难于获得，因此详细预测较为困难。灰色预测模型Grey Model（GM）的基本思想是：把已知的现实和过去的、无明显规律的时间数据列进行加工，通过序列生成寻求现实规律，其特点是建模数据需求少，预测准确性较高，已被广泛应用于经济、农业、环保等各个领域。本文利用灰色预测模型的上述优势，以时间综合因素替代多维的影响因子，以一维随机过程简化模拟固体废物产生规律，以期获得规划末期（2020年）工业固废产生情况数据。

本文以近年滨海新区工业固体废物产生量为基础资料，分别建立了工业固体废物和危险废物的GM（1，1）模型，预测规划末年（2020年）的工业固废产生情况。

2.1.1 GM（1，1）模型。[2]GM（1,1）反映了一个变量对时间的一阶微分函数，其相应的微分方程为：

式中x（1）为经过一次累加生成的数列；t为时间；a,u为待估参数，分别称为发展灰数和内生控制灰数。[6]

2.1.2 建立一次累加生成数列。设原始数列为：

按下述方法做一次累加，得到生成数列（n为样本空间）：

2.1.3 利用最小二乘法求参数a、u。设：

2.1.4 求出GM（1,1）的模型：

2.1.5 对模型精度的检验。检验的方法有残差检验、关联度检验和后验差检验，在本文中采取后验差检验。

首先计算原始数列x（）0（）i的均方差S0，其定义为：

义为：

最后根据预测精度等级划分表（见表3），检验得出模型的预测精度。

表3 预测精度等级划分表

2.1.6 如果检验合格，则可以用模型进行预测。即用：

（n+1 ），……作为x（0）（n+1）,x（1）（n+2）,……的预测值。

2.2 工业固体废物产生量预测

根据表1中工业固体废物产生量进行数据处理，构造灰色预测模型，并进行模型精确度检验。

根据如上建模原理，利用程序化运算，对所选数据进行模拟运算，建立的滨海新区工业固体废物产生量GM预测模型为：

依据模型精度检验公式，该模型精度检验结果见表4。

表4 滨海新区工业固体废物产生量预测模型精度检验结果

由表 4可知：P＞0.95，C≪0.35，预测等级为好，精确度验证结果显示模型构建效果较好，可以用来对滨海新区工业固体废物产生量进行远期预测。

根据该模型预测，2020年滨海新区工业固体废物产生量为 1 541.107万 t/a。

2.3 工业危险废物产生量预测

根据表2中2005—2007年新区工业固体废物产生量统计，构造灰色预测模型，并进行模型精确度的验证，经验证有效后再进行远期数据预测。

建立滨海新区工业危险废物产生量GM（1，1）预测模型为：依据模型精度检验公式，该模型精度检验结果见表5。

残差与残差均值的离差绝对值序列为{0.002，0.001，0.001}

表5 滨海新区工业危险废物产生量预测模型精度检验结果

由表可知：P＞0.95，C≪0.35，预测等级为好，精确度验证结果显示模型构建效果较好，与可对比的实际情况拟合度较高，可以用来对滨海新区工业危险废物产生量进行远期预测。

根据该模型预测，2020年滨海新区工业危险废物产生量为 27.12万 t/a。

3 工业固体废物污染防治对策

结合国外成熟工业体系固体废物处置经验和运行管理模式，滨海新区工业固体废物污染防治应以源头减量化、绿色工业化为重点，在固废产生后着力以循环经济模式为主线，构筑“城市矿山”和固废资源化运行模式，使固体废物这一放错位置的宝贵资源回归资源化属性。在固体废物尤其是危险废物处置的末端突出无害化要求，以合理布局建设规模化运营、集中处理处置设施为重点，全面推进固体废物的源头减量、分类收集和资源化利用，规范固体废物利用和处理处置，有效控制固体废物污染。

3.1 提高一般工业固体废物的减量化和资源化水平

贯彻新区落户企业的环境准入政策，严格执行环保一票否决制度，在产业引入方面改变粗放式的发展模式，突出“精、静、净”的产业导向，拒绝并淘汰高耗能、高物耗、高污染的生产工艺及装备，积极推行循环经济理念，着力引导构建绿色工业化区域，构筑新区生态宜居高地，从源头减少固废的产生。

重点加强固体废物综合利用设施的建设，制定切实可行的固体废物污染防治规划，有机整合市场化运作和处置企业资格准入制度，以经济杠杆为主，善加利用环保基金的引导作用。加快“城市矿山”战略的实施，通过适度放大综合利用和处置能力，力求在短期内解决历史遗留问题和未来增长的多重难题。鼓励生产企业自行建设工业固体废物资源综合利用项目，加快工业固体废物资源化进程，提高区域综合利用率。

拓展一般工业废物综合处置去向和途径，探讨筑路、回填、复垦以及混凝土搅拌、生产肥料等多渠道综合利用新途径，不断拓宽综合利用领域。

3.2 提高危险废物利用和无害化处置能力，提升监管水平

全面推进新区企业清洁生产审核制度，从源头淘汰有毒有害原料，消减危险废物。根据预测结果，规划末期危险废物的预测年产生量为22.19万t，现有处置能力不能满足安全处置要求。结合滨海新区产业结构调整和工业化进程速度，需着力提升危险废物的处理处置能力。在“十二五”期间完成滨海工业危险废物处置中心的建设，推动子牙循环经济产业区拆解终端废物处理处置中心的建设，提升废铅酸蓄电池和焚烧飞灰等危险废物的综合处理能力，推进采油废油泥、感光材料废物等危险废物专业处理设施建设。

进一步完善危险废物监管水平。加强对危险废物持证经营企业的监督管理，加强危险废物经营企业的考核评估机制建设，规范、整合现有危险废物利用和处置企业。强化对重点危险废物产生企业的监督管理，对重点企业危险废物的产生、转移、利用和处置实施全过程监控。

4 结束语

工业固体废物的合理处置直接关系到滨海新区绿色工业化品质的提升，准确预测远期产生量有助于未雨绸缪的构筑科学合理的处置规划。本文以一维时间序列整合多维影响因素构建灰色预测模型，模型经验证符合预测精度要求，结合预测结果按照一般工业固体废物和危险废物分别提出污染防治对策，为固体废物污染防治政策规划提供可参照的决策依据。■

[1]天津市环境保护局环境统计数据库[Z].

[2]邓聚龙.灰理论基础[M].武汉：华中科技大学出版社，2002.