城市生物质废物是我国市政固体废物的主要组成部分,年产生量超过1.2亿吨且持续增长。我国城市生物质废物具有含水率高、易降解有机物含量高的特征,过去长期混入市政固废处理,是产生恶臭、高浓度渗滤液等问题的根本原因。同时,城市生物质废物中蕴含有机组分和营养元素,具有回收利用潜力,使得其处理系统需满足减量化、无害化、能源化和资源化的可持续管理要求。然而,城市生物质废物种类多,并涉及源头分类、收转运、资源化处理和残余物处置等多个环节,不同废物、环节和处理技术之间存在耦合机制,且受城市规模和经济水平等因素影响,迫切需要通过构建系统性解决方案以满足多个管理目标的需求。本文构建了城市生物质废物处理系统耦合机制模拟,实现对系统内部复杂的数值匹配和影响传导的动态定量模拟。基于物质流分析、生命周期评价和项目净现值评价等方法,实现对技术链条及技术系统的多目标评价。在此基础上,本文构建了城市生物质废物处理系统技术选择模型,纳入城市特性对技术选择的影响机制模拟,通过基于NSGA-Ⅲ的高维多目标优化算法实现多个管理目标下的系统技术路径及管理政策优化,并通过基于拉丁超立方采样和区域灵敏度分析的不确定性分析算法,识别系统远期风险并提出政策建议。研究结果表明:(1)系统耦合机制对技术链条表现影响显著:通过生物质废物的协同处理和源头分类,分别具有实现技术链条全生命周期环境影响减少24-60%和10-109%的潜力,且废水、废渣等残余物处理的环境影响占比可达技术链条全生命周期环境影响的90%以上,远超技术直接污染排放。(2)技术选择模型可为城市实现因地制宜的生物质废物处理系统优化提供支撑:基于对苏州市区2020年生物质废物处理系统的优化模拟,可通过改变生活垃圾处理技术和农贸垃圾处理设施规模两项关键方案改进,提升节能减排水平94-401%,减少经济成本15-29%;2025年在废物协同处理模式的优化方案下,可在废物总量增加23.7%的情况下实现节能减排量增加51-335%。通过对系统远期不确定因素的识别和分析,可定量评估末端处理设施的处理量分布和盈利概率,对处理设施超负荷运行和项目亏损风险提供预警和规避措施建议。(3)系统管理目标多样且存在非线性关系:在废物单独处理模式下,经济成本与能源、环境效益存在正相关;而在废物协同处理模式下,节能减排边际成本持续增加,节能减排潜力空间较小。