（环境工程专业论文）面向奥运的北京城市生活垃圾管理对策研究.pdf

a b s t r a c t 麓建g a m e so ft h ex x i x o l y m p i a d w i l lh o l di nb e i j i n gi n2 0 0 8 ，i t h a sa d d e df r e s hi m p e t u st ot h ed e v e l o p m e n to f b e i j i n ga n d t h a to fc h i n a a saw h o l e w ef u l l yu n d e r s t a n dt h a tt h ec o n c e p t so f ”g r e e no l y m p i c s ， h i g h - t e c ho l y m p i c s a n d p e o p l e so l y m p i c s ”a r eo fg r e a ts i g n i f i c a n c et o t h es u c c e s so ft h e2 0 0 8b e i j i n go l y m p i cg a m e s t h em a n a g e m e n to f u r b a nd o m e s t i c g a r b a g e w i t h e f f i c i e n t 、s a f e t y 、c e l e r i t ya n d s c i e n t i f i ci st h e m o s t i m p o r t a n tp a r t o fg r e e no l y m p i c u r b a nd o m e s t i c g a r b a g e i sa b i gp r o b l e m i nt h e p r o c e s s o f u r b a n i z a t i o n b e c a u s eo ft h e s er e a s o n s ，b a s e do nt h es p o ti n v e s t i g a t i o n ， d a t eg a t h e r i n ga n dr e s e a r c h ，i nt h i st h e s i s ，a n a l y z e dt h ec h a r a c t e ro fm a i n b o a y 、c o m p o n e n t 、p h y s i t sa n dc h e m i s t r yb ys o u r c em a n a g e m e n ta n d s a m p l i n gi n v e s t i g a t i o n f o r e c a s t t h ea m o u n ta n d c o m p o n e n tg a r b a g e w h i 馥f r o mt o w n s p e o p l eo fb e i j i n g 、a t h l e t e sa n dv i s i t o r s ，e s p e c i a l l y p a l a e s t r ad u r i n gg a m e 。a c c o r d i n g t ot h e p r o g r a m m i n g o f o l y m p i cv i l l a g e a n dr e f u s ed u m p ，m a k e sc o l l e c ta n dt r a n s p o r ts y s t e mo p t i m i z a t i o na n d d e s i g n s a ne f f i c i e n t p r o g r a m m i n g 。 临st h e s i s + c o m b i n et h et h e o r ya n dt h ee x p e r i e n c e ，b a s e do nl a r g e n u m b e r so fd a t e s , ：u s ef o rr e f e r e n c es u c c e s s f u le x p e r i e n c eo fo t h e rb i g g a m e s , a n dp u t f o r w a r dt h ec o u n t e r m e a s u r eo f b e i j i n g sd o m e s t i cg a r b a g e j ，7 、 ： -“ w h i c hh a s1 m o r e b r e a k t h r o u g h 。、 k e y w o r d s ：u 痨矗：d o m e s t i 。：g a r b a g e o l y m p i cg a m e s , 4 f o r e c a s t ， 。 。c o u n t e r m e a s u r e 1 独创性声裴 y5 8 5 9 55 本人声明，所里交的学位论文是我个人在导师指导下进 行的研究工作及取得的研究成果。尽本人所知，除了文中特 剐加以标注耧致谢艇地方外，论文中不雹括其他人已经发表 或撰写过鲢研究裁果，遵不包含为获褥北方交通大学或其愁 教学概构煞学位或证书两镬鼹过翳材料。与我一超工俸髂露 志对本研究新做的任何贡献已在论文中作了明确的说明并 ， 表示了谢意。 本人签名： 巍筮地 e t 期：皴筵年j 月卫基 樾津糍、哿9 i p l 咄撩 舞垒文公毒 概述 重概述 城市生活垃圾，是指在城市日常生活中或者为城市日常生活提供 服务的活动孛产生酶霆体疲物以及法律、行政法规翘定视为城市生活 垃圾的固体凌物【l 】。如疲塑料、凌纸、废玻璃、厨房垃圾、灰土、砖 瓦等f 城市生活垃圾是一种特殊的混合物，成分构成复杂，性质不一。 其性质受蓟垃圾产生地的地理位置、气候条件、社会经济水平、屠民 消费水平、生活习馁以及麓源结梅等诸多嚣素的影响。其分类方法连 有很多，按其物性，可分为无帆物和有机物；按其危害程度可分为有 毒、有害废物和一般废物；按不同处理方法可分为可燃物与不可燃物、 霹堆腮物与不可堆薹篓物、可露牧物与不可鄹收物。 在基常生活审，人们容易产生生活垃圾稳定、污染慢的错觉，但 是，城市生活垃圾在一定条件下会产生物理的、化学的或生物的变化， 部分有害成分可以通过水、大气、土壤等途径进入环境，给人类带来 潜在的、长裳麓莛害。如果在收集、运输和处理过程中处嚣不当，不 仅可以影响城市环境卫生质量，嚣且威胁人民身体健康。城市生活垃 圾对环境的危害主要表现在下几个方面： 对大气、水体及壤熬污染； 影响城甫环境卫生，危害人体健康： 国土资源、交通资源的占用； 不可再生资源酌耗竭： 其他危害。诸如燃烧、爆炸、接皴中毒、严重腐饿等。 因此，城市生活垃圾治理已成为城市公害治理的重要内容之一。 城市生活逾圾的治理1 h - j 题，一越是国际都市建设的热门话题。早在 1 9 9 7 车f 整赛舔境与发震委员会就在我端共丽的寒来蔷串撩毒： 米来卷主导地位的是城市。大多数人童接关注的环境翘题是城市环缓 问题弘】。髓潜社会的不断进步，城市的快速发展，城市人豳的麟渐增 多，城市生活垃圾己成为主要的都市| 、藤题。誉翁，毽界上城市生活垃 圾年产量约5 0 0 亿吨，年均增长速度已达8 。4 2 ，世界各大城市都受 北京交通大学硕士学位论文 到城市生活垃圾的困扰f 3 】。 1 1 研究背景 1 1 1 北京城市生活垃圾管理现状 北京是全国的政治、文化中心，中外交往和影响日益扩大，在全 世界的地位和作用越来越重要。北京正在实施建设国际大都市和奥运 战略，城市生活垃圾管理问题也显得尤为重要。决定城市生活垃圾产 量及成份特性的因素很多，但对于特大城市来说，主要影响因素还是 经济发展水平及人口规模。1 9 8 5 年，北京市的人均可支配收入为 9 0 7 7 2 元人年；1 9 9 5 年人均可支配收入为6 2 5 5 元人年；2 0 0 2 年为1 2 4 6 3 。9 元人年；国民生产总值增长速度超过8 9 。同时，北 京市的人口由1 9 8 5 年的9 8 1 万人增长到了2 0 0 2 年的1 4 2 3 万人，增 长了4 5 。在一定的社会经济发展水平下，每个公民的消费水平基本 相同，消费人口的增加将使城市居民消费总和增长，也会使城市生活 垃圾的总产量增加、成分发生变化。 随着经济的增长和人口的增加，北京市的生活垃圾产量逐年增 加，成分趋于复杂。但经过多年的环境建设和综合整治，北京市的城 乡环境卫生管理工作得到逐步加强，环境卫生状况和城乡面貌发生了 显著变化。 ( 1 ) 垃圾产生情况。目前，全市垃圾日产生量约为1 1 , 5 0 0 吨， 其中：城八区7 ，2 0 0 吨，郊区4 ，3 0 0 吨，年产生量总计4 2 l 万吨。纳 入规范化管理的主要是规划市区和郊区卫星城范围，2 0 0 2 年垃圾平均 日清运量为8 ，8 0 0 吨，部分城乡结合部和郊区乡镇的垃圾主要是简易 镇埋和露天堆放，因此，在城乡都还有一些堆积垃圾。经调查，在六 环路以内的城乡结合部区，堆积量在2 0 0 吨以上的就有7 0 多处，暴 露的垃圾对城乡环境造成了不同程度的污染。 ( 2 ) 垃圾收集情况。目前，城区的生活垃圾一般都是由街道或 物业公司的保洁人员收集后，运送到垃圾收集站( 楼) 内，再由专业 作业公司分别运送到各个垃圾处理厂进行处理，有一些企事业单位自 行运输。 ( 3 ) 垃圾处理设施。目前，全市已建成1 7 座较大规模的垃圾处 理设施，( 见附表二) ，日处理能力8 8 0 0 吨。其中包括：6 座大型卫生 填埋场；3 座小型卫生填埋场：2 座堆肥厂；2 座小型焚烧场；4 座大 型转运站。正在建设的还有石景山、门头沟、房山、怀柔区的垃圾处 理设施共1 4 座( 见附表三) 。 ( 4 ) 垃圾分类收集情况。2 0 0 2 年北京市有2 7 7 个居住小区进行 了垃圾分类收集，有三家环保企业生产的1 3 2 台厨余垃圾处理机，通 过严格检测合格后进入小区，对厨余垃圾进行了就地处理。在实现垃 圾分类和厨余就地处理的小区，一般垃圾减量率达4 0 ，最好的能达 到8 0 ，大大促进了垃圾减量化和资源化工作。 1 1 2 城市生活垃圾管理的主要问题 由于城市生活垃圾产量的增加和成分的变化、我国垃圾处理产业 不成熟、资金短缺等问题，加大了北京市解决城市生活垃圾问题的难 度。例如：北京市处理1 吨垃圾平均耗费人民币1 0 0 元，而有限的资 金决定了北京市每年以卫生填埋方法处理的生活垃圾只占全市总量 的3 3 ，其它垃圾只能是简单填埋。全市达到国际标准的卫生填埋场 仅有三座 4 1 。因为建设现代化的垃圾处理场需大量投资，如建一座日 填埋量1 , 0 0 0 吨的垃圾卫生填埋场需投资近亿元，日运行费用约2 万 元；建设一座日焚烧量1 , 0 0 0 吨的垃圾焚烧场需投资7 亿元左右，日 运行费用约l o 万元。同时，垃圾卫生填埋占用大量土地，而且使用 寿命短，遗留隐患多，还会造成地表水和地下水的污染。此外，北京 市的垃圾处理还存在着以下几方面的问题。 ( 1 ) _ 垃圾管理范围局限、处理设施能力不足。现有的垃圾日处 理能力仅8 8 0 0 吨另外还有4 座卫生填埋场的剩余寿命不足5 年， 处理能力存在较大缺口。 ( 2 ) 处理设施工艺单一、资源综合利用率低。北京市生活垃圾 的主要处理方式是卫生填埋，占总处理能力的8 9 6 ；其次是堆肥处 理，占总处理能力的5 8 ；焚烧仅占总处理能力的4 6 。而且垃圾 北京交通大学硕士学位论文 分类回收率也很低，2 0 0 2 年还不到1 0 。 ( 3 ) 垃圾处理设施的建设、运营缺少竞争机制。现有的垃圾处 理设施基本上是采取政府投入、委托国有企事业单位运营的方式，投 资渠道单一，没有建立起市场化机制。 现阶段北京市的生活垃圾处理，即有优势、又不可避免的存在劣 势，如何充分利用北京的政治、经济、文化等各项有利条件，借举办 奥运之机，转变城市生活垃圾的管理理念、提高生活垃圾处理技术， 将北京的奥运会办成有史以来最出色的奥运会，是当前环境工作者及 奥运组织者需要考虑的问题。 1 2 研究现状 1 2 1 国外城市生活垃圾管理现状 由于影响城市生活垃圾产量和数量的因素很多，所以不同国家、 不同城市甚至不同地区的垃圾产量和成分都会有很大的不同。例如： 美国1 9 7 0 1 9 7 8 年因经济萧条，生活垃圾产量增长不快，仅为2 ， 1 9 7 8 年以后，随着经济复苏，增长率达4 以上，现在已达5 。根据 美国国家环保局2 0 0 1 年公布的资料显示，2 0 0 0 年全国的垃圾总产量 达到2 2 9 亿t ，比1 9 9 9 年的2 2 2 亿t 增加了3 。回收利用和生活垃 圾堆肥6 4 0 0 万t ，占固体废物总量的2 7 8 【2 7 】。欧洲经济共同体国家 生活垃圾平均增长率为3 ，其中德国为4 ，瑞典为2 ，英国、法 国都为3 。日本1 9 9 9 年生活垃圾排出总量为5 1 0 0 万t ，1 9 9 8 年为 5 1 6 0 万t ，1 9 9 7 年为5 1 2 0 万t ，垃圾产量的增长幅度不大，1 9 9 9 年略 有下降。人均垃圾产量1 9 9 9 年为1 1 i k g d ，1 9 9 8 年为1 1 8 k g d ，1 9 9 7 年为1 1 2 k g d 。1 9 9 8 年的垃圾处理率为9 2 5 幽】。总体来说，工业发 达国家城市垃圾增长速度大致保持在2 4 ，人均垃圾日产量在 1 1 3 k g 之间。 城市生活垃圾从收集、中转、运输至最终处理组成个完整的生 活垃圾处理系统。该系统中的前三个环节即收集、中转、运输被称为 生活垃圾收运系统。在生活垃圾的收运和处理方面，国外发达国家在 垃圾收运技术方面发展较快，已形成形式多样的垃圾收运模式。在收 集方面大多数国家采取了分类收集，在运输方面基本采用密闭压缩运 输。如美国、德国、法国的压缩运输和中转方式，效率高，经济性好。 其他还有瑞典的真空管道运输等。在处理方面广泛采雳的城市生活垃 圾无害化处理方式主要有卫生填埋、焚烧、堆肥、回收和综合利用等 处理方法。表1 1 反映了部分发达国家采用上述几种方法及垃圾回收 利用的情况嚣粥。表1 2 反映了醑本在1 9 8 7 1 9 9 3 年城市生活垃圾处理 情况 3 0 j 。 表1 - 1部分发达圉家不同年份垃圾处理比例 国家年份垃圾总量( 万t )填埋( )焚烧( )堆肥( )回收( ) 荚豳 1 9 9 32 0 0 08 31 34 日本 1 9 9 35 0 0 01 57 41 1 法涓 l 鹑32 0 0 04 54 21 03 德国 1 9 9 33 3 8 06 l3 63 意大j | 1 9 9 32 0 0 07 41 673 瑞典 1 9 9 33 2 03 96 01 0 瑞士 l 鹑33 7 0l l7 61 3 加拿大 1 9 9 52 0 5 97 342 3 美嚣 1 9 9 63 2 7 4 66 21 02 8 由上图可以看出，大多数发达国家的垃圾还是以填埋为主、焚烧 为辏、其他处理方式兼有的处理方式。其中，美国的垃圾回收比例在 所有国家中是最高的，垃圾回收制度也是较为完善的。而瑞典、瑞士 和日本的垃圾处理方式是以焚烧为主的，这主要是e l l 于这两个国家的 土地资源十分有限，建填埋场需要占用大量的地，所以这些冒家只 能增加垃圾焚烧的比例。 ， j 一 ? 表1 - 2日本城市生活垃圾处理情况 年份1 9 8 7 年1 9 8 8 年1 9 8 9 年t 9 9 0 年1 9 9 1 年1 9 9 2 年1 9 9 3 年 填埋 2 3 42 3 o2 1 62 0 41 7 o1 4 91 5 焚烧 7 2 67 2 87 3 97 4 47 2 。87 4 。37 4 堆肥 4 。o4 24 55 28 78 9l l 其他 1 52 1 由上表可以看出，日本的垃圾处理主要是以焚烧为主的，焚烧的 北京交通大学硕士学位论文 垃圾占垃圾总量的遥分之三，与大多数邂家相比，填埋的比例非常低， 主要是由于日本的国土面积有限，决定了日本只能用填埋的方式处理 大量的垃圾。 1 2 。2 。国内城市生活垃圾管理现状 在我国，随着经济的持续高速增长，人民生活水平迅速提高，城 市化进程也在不断加快，但同时也导致了大量城市生活垃圾的出现。 我国现在处于经济快速发展时期，垃圾产量增长较快。目前我国城市 入均每年垃圾的产生量达到4 4 0 公斤，1 9 9 7 年全国6 6 8 座城市共清运 垃圾1 0 9 8 1 万吨，而且每年以8 1 q 的速度增长。垃圾的历年堆存 量达6 0 多亿。据统计，2 0 0 0 年，全国城市生活垃圾产量己达1 4 亿 吨，并在戬每年8 - - - 1 0 左右的速度增长疆j 。 国内的垃圾收运系统主要是在8 0 年代建立的，采用的是收集一 中转一集中处理的固定收运模式以及混合收集的收集方式。随着经济 的发展，逐步暴露出收运效率低、经济性差、配套不完善、影响城市 环境等诸多阅题。进入9 0 年代以来，中央和各级地方政府加大投资 力度，并积极引进国外先进技术和资金，城市生活垃圾从简单的收集、 运输转向包括无害化、减量化、资源化在内的全面管理过程。到2 0 0 2 年，全黧共建成各类城市垃圾处理设慈3 4 5 个，其中垃圾填埋厂2 9 8 个，占8 6 4 ；堆肥厂2 4 个，占6 。9 ；各类垃圾焚烧厂2 3 个，占6 7 ， 日处理能力约1 3 5 3 万吨【酗。图1 1 是近十几年来我国城市垃圾处理无 害化处理的情况。 6 图1 - 1 城市垃圾无害化处理率 由图可以看出，长期以来一直在低水平徘徊的城市垃圾无害化处 理率，从2 0 世纪9 0 年代开始急速增长，从1 9 8 6 年的1 1 增长到了 1 9 9 9 年的6 1 8 ，十年间增长了6 l 。但与发达国家相比，我国的垃 圾处理技术还很落后。我国绝大多数垃圾是采用填埋进行处理的。其 中部分已到达卫生填埋要求，但更多的是采用简易填埋处理的。焚烧 技术在我国的开发和应用的整体水平远远低于发达国家，焚烧法处理 垃圾量是三种基本处理方法中所占比例最小的。我国的垃圾堆肥处理 技术应用历史很长，但从运行状况来看，还存在着机械设备技术水平 较低、。堆肥产品肥效不高、杂质较多等不足。在垃圾回收和综合利用 方面，由于政府日益重视垃圾的减量化和资源化，大部分城市已将垃 圾的分类收集、资源化综合利用作为城市垃圾处理的重要内容进行规 划。就整体而言，我国的垃圾处理技术才刚刚起步，远远落后于发达 一 国家。：7 。 o ? 1 2 3 = 奥运中的城市生活垃圾管理 。 回顾历届奥运会及其他大型体育赛事，我们可以发现，、各个国家 和地区对于场馆或者人员的要求可能不尽相同，但对于环境，无一不 报有非常重视的态度，因为如今的奥运会已经不仅仅是一项体育盛 会，更是展示一个城市、一个国家的文明程度、精神面貌的窗口。奥 运区的生活垃圾处理和奥运赛期的废弃物回收工作的好坏也成为奥 北京交通大学硕士学位论文 运会能番成功举办的重要因素，能否对奥运期间由于人豳和经济增长 带来的垃圾增长高峰进行妥善处理，成为衡量奥运会环境的一项重要 指标。在历届奥运会中对生活垃圾的处理工作做得较为出色的是1 9 9 2 年第2 5 届巴塞罗那奥运会和2 0 0 0 年第2 7 届悉尼奥运会。 巴塞罗那奥运会组委会计划中最重要的一项举措就是改善城市 环境和设施，对于城市生活垃圾的管理问题也极为重视。奥运前期， 巴塞罗那市政项目建设总投资为5 8 8 6 2 5 亿比塞塔( 约4 9 2 7 亿美元) ， 占奥运总投资的6 1 5 ，其中环境卫生方面的整治费用为2 1 2 2 9 亿比 塞塔，占市政项目建设总投资额的3 6 3 1 1 。由于政府的重视和投资力 度的加大，使得巴塞罗那市的城市生活垃圾回收情况发生了很大变 化。从下表是1 9 8 5 年至1 9 9 2 年巴塞罗那市的垃圾圈收情况及经济、 人口变化。 表l - 3 历年巴塞罗那城市垃圾回收指标 年份城枣垃毅阐收指数居民密度( k m 3 )经济活动指数 1 9 8 5 = 1 0 01 9 8 6 = 1 0 0 1 9 8 51 0 02 6 2 。9 1 9 8 61 0 8 22 8 6 2 1 0 0 1 9 8 71 1 7 23 1 3 。21 0 5 1 9 8 8 1 2 5 83 4 0 3 1 0 3 9 1 9 8 91 3 0 ，8 3 5 8 。5 1 0 4 。8 1 9 9 01 3 5 23 7 6 31 0 4 9 1 9 9 11 4 1 。l3 9 9 。41 0 6 。8 1 9 9 21 4 5 9 4 1 0 21 0 8 2 变动 1 9 8 5 1 9 9 2 = 4 5 9 5 6 o 19 8 6 1 19 9 2 = 8 2 瓷料来源：邑塞罗那、加泰罗尼亚统计局 从上表可以看蹬，巴塞罗那的城市生活垃圾回收率是逐年稳步提 ，高的，垃圾产量受人口数、经济发展因素的制约，垃圾回收率与居民 0 。i 入口密度基本成正比，随着经济的增长和人口密度的增加垃圾回收率 也逐年增长毒”簿：0 一- 悉尼奥运会是有史以来对环境最为重视的一届奥运会。为履行其 “绿色奥运会”的承诺，澳大利亚政府斥资1 3 7 亿澳元用于环保。对 绿色奥运的强调，使举办奥运会成为环境保护的促进因素。悉尼奥运 会采取了一系列的环保举措，包括建成的位于霍姆布什湾的主运动 概述 场，原是一个工业废地，有数十个废弃物堆成的小山，高度在1 3 米 至2 8 米不等，地下埋藏着大量工厂垃圾。悉尼市在工业废地上用1 米厚的粘土覆盖垃圾进行密封，在上面植树造林，使自然环境大大改 观，并在这里建成了奥运主运动场。此外，奥运会期间对奥林匹克公 园等地的废物进行回收利用、提倡使用再生纸、可循环利用物品，比 亚特兰大奥运会少用了1 6 0 0 万张纸。废物回收利用又给一部分相关 工业企业带来直接的经济收益。在“奥林匹克土地关爱 活动中。1 万名志愿者在全国栽种了2 0 0 万棵树和灌木，为了贯彻“绿色奥运 的精神，那些用来保护幼苗的围障将被制成可以回收的硬纸板，这是 一种可以生物降解的产品，大大的减少了废弃物的产量。在占地面积 约1 0 公顷、居住了约1 曼4 0 0 位运动员及其他人员奥林匹克村内，垃 圾坐到了分类收集并达到了1 0 0 无害化处理。此外，4 家为垃圾废弃 物处理提供赞助的投资商提交了一份报告。据此，奥林匹克运动会、 负责环境保护的部长们和绿色和平组织三方于1 9 9 8 年1 2 月联合发起 了一个世界上最好的、最具有革新精神和进步意义的环保行动方案， 在奥林匹克运动会的历史上，这还是第一次( _ 丌。 1 2 4 北京奥运生活垃圾管理目标 ， 2 0 0 8 年夏季奥林匹克运动会将在北京召开，这将对北京的发展起 到巨大的推动作用。奥运会对北京经济的拉动作用是明显的。据预计， 从现在起到奥运会举办的这段期间大约每年可为北京创造1 0 0 多亿人 民币的g d p 贡献，此外，由于奥运会的举办，从2 0 0 2 年到2 0 0 8 年， 中国每年的国内生产总值将会额外提高o 3 。据预计，2 0 0 8 年国民 生产总值可达到1 6 3 万亿元，人均可达到6 , 0 0 0 美元。在服务业中， 旅游业又是发展最快的行业。据预计，奥运会将对我国的入境人数的 贡献曲线成马鞍形，即从承办前7 年开始缓慢增长，到2 0 0 8 年达到 峰值，之后缓慢减速。入境旅游者的人数到2 0 0 8 年将达到4 6 0 万人 次，国内旅游人数按5 7 的速度增长，2 0 0 8 年达到9 9 万1 2 亿 人次。经济和人口的激增必然使奥运期间的北京市生活垃圾产生一个 波峰，如何处理奥运期间北京市市民产生的生活垃圾以及奥运村、运 9 北京交通大学硕士学位论文 4 动场馆以及游客产生的生活垃圾成为一个重要问题。 北京是中国政治、文化中心，中外交往和影响日益扩大，在全世 界的地位和作用越来越重要。北京正在实施建设国际大都市和奥运战 略。要履行和实现把2 0 0 8 年奥运会办成历史上最出色奥运会的承诺， 必须坚持“绿色奥运 理念，以实现北京地区生态系统良性循环为基 本任务，以落实关于城市环境质量和“绿色奥运”的申办承诺为目标， 从实际出发，以人为本，全面规划，分步实施，全面推动北京生态环 境改善与可持续发展，为2 0 0 8 年奥运会提供一个清洁、优美的环境。 根据北京城市化发展带来的生活垃圾数量、成份的变化和不同区 域垃圾产生的特点，按照率先基本实现现代化和举办绿色奥运的要 求，针对目前存在的关键问题，北京市2 0 0 8 年生活垃圾治理的总体 目标是：基本建成生活垃圾的减量化、资源化、无害化和产业化的基 本结构；健全和完善以垃圾分类收集为主的管理系统、收集系统和处 理设施系统；不断提高管理的科学化、规范化、标准化、法制化。基 本实行城乡统管、合理布局、技术先进、资源得到有效利用的现代化 垃圾治理体系。具体目标如下： 城八区生活垃圾无害化处理率：2 0 0 3 年达到9 1 ，2 0 0 5 年达 到9 4 ，2 0 0 8 年达到9 8 。 郊区生活垃圾的收集处理逐步纳入规范化管理，生活垃圾无 害化处理率：2 0 0 3 年达到2 0 ，2 0 0 5 年达到3 5 ，2 0 0 8 年达 到5 0 。 城八区和卫星城的生活垃圾分类收集覆盖率：2 0 0 3 年达到 一1 5 ，2 0 0 5 年达到3 5 ，2 0 0 8 年达到5 0 。 城八区和卫星城的生活垃圾资源化率：2 0 0 3 年达到1 0 ，2 0 0 5 。年达到2 0 2 0 0 8 年达到3 0 。 1 2 0 0 3 年四环路以内的堆积垃圾全部实现治理：2 0 0 5 年完成四 环路至五环路之间以及五环路以外平原地区堆积垃圾的治理 工作【8 】。 1 3 研究目的 为了实现北京市2 0 0 8 年生活垃圾治理的目标，我们有必要对目 前北京市的垃圾现状进行分析，预测2 0 0 8 年北京市城市生活垃圾的 发生特性，对奥运期间北京市、运动员村和奥运场馆的垃圾产量和成 分进行预测，并对奥运期间北京市及奥运村、场馆及办公区的生活垃 圾收集运输及处理进行规划。 本论文的研究目的是：在对北京市生活垃圾发生源作深入细致的 现场调查和资料收集、研究的基础上，归纳北京市生活垃圾的发生产 量特性、成分特性；并在此研究成果基础上，针对2 0 0 8 年奥运会在 北京的召开，依照奥组委及北京市政府的要求，预测出奥运期间北京 市民、国内外游客及其运动员的垃圾产生量和成分构成，以及所有的 场馆在比赛期间的垃圾发生量及成分构成。同时，根据奥运村及场馆 的规划，设计出奥运期间最优的垃圾收运方法，进行有效的垃圾处理 规划。本论文的研究成果不但可以为北京市确立现阶段垃圾处理设施 规模、采取最佳的垃圾收运处理方式、建立垃圾收费制度、制定垃圾 收费标准奠定量化基础，更为奥运期间生活垃圾的收集、运输提供了 切实可行的办法，为更好的解决奥运期间北京市的环境规划及实施提 供的理论基础。 1 4 研究内容、方法、资料来源 1 4 1 研究内容 依据研究目的，本论文的研究内容如下； 。北京城市生活垃圾产量及成分现状分析 根据分析结果对奥运期间北京市、奥运区的垃圾产生量和成 分进行预测 北京市及奥运区的垃圾收集和运输办法 北京市及奥运区垃圾管理对策 1 4 2 研究方法 为了达到预期研究目的，根据资源管理学、废弃物学、概率论和 北京交通大学硕士学位论文 数理统计学原理，本论文选用了以下研究方法： 抽样调查法 抽样调查是以概率论中的大数定律为理论依据，依照随机原则从 整体中抽取部分单位进行调查，用以推算全部总体某些标志数值的 一种调查方法。它是非全面调查中最完善、最有科学根据的方式方法。 抽样调查表，指的是为调查和统计用的一种表格，是统计工作中搜集 原始资料的基本工具，在本论文中，运用抽样调查法对北京市生活垃 圾的现状进行了抽样调查【9 1 。 数理统计法 数理统计是以研究随机现象和随机变量及其变化规律的数学科 学概率论为理论基础，专门研究数据的搜集、整理、分析和推断 的- - n 数学科学。它主要利用归纳推理，通过样本来估计总体的某些 特性。本文主要用到了线性回归法、物流平衡法、灰色模型法等统 计方法对垃圾的产量和成分进行了预测。同时运用数理统计进行论文 所需数据的收集、整理( 包括列表、制图、计算) 、分析，并在此基 础上推断北京市城近郊区生活垃圾的发生特性。 理化特性分析 城市生活垃圾的物理性质可以用构成成分、含水量、容重、可压 缩性等来表示。掌握城市生活垃圾的物理性质是选择适宜收运和处理 方法、建设和管理城市生活垃圾处理设施的基础。城市生活垃圾的化 学性质对选择加工处理和回收利用工艺也是很重要的。 其它方法 本论文还采用了现场调查、专家咨询、资料检索等方法。 1 4 3 i 资料来源j 本论文将运用大量数据对北京市生活垃圾的发生特性进行分析，。 这些数据的主要来源如下： 统计年鉴 部分居民人口数、每年人均可支配收入以及垃圾无害化率等采纳 了北京统计年鉴的数据。 北京市环境卫生管理局 居民、商业等功能区的生活垃圾产量和成分的数据由本项圈的合 作单位北京市环境卫生管理局提供。 h t t p ：w w w x i n h u a o n l i n e 。c o r n h t t p ：w w w b s w a d o r g c n h t t p ：w w w b j s t a t s 。g o v c n h t t p ：w w w b e i j i n g o l y m p i c o r g 。c n 其他 统计年鉴中未列出的数据由北京市统计局社会处提供。 北京交通大学硕士学位论文 2 北京城市生活垃圾发生特性与影响因素分析 2 1 生活垃圾产量、成分、物理性质 城市生活垃圾产量不仅是环卫管理部门合理配置清运车数 量、收运人员以及采用何种运输方式的依据，也是决定最终无害 化处理场地规模的重要因素。掌握生活垃圾产量和成分的变化规 律是对2 0 0 8 年奥运会期间生活垃圾预测及规划的一个重要保证， 也是选择处理工艺、制定处理对策、将城市生活垃圾管理和综合 治理纳入科学轨道的重要前提。在奥运生活垃圾规划中，垃圾产 量直接影响着垃圾收运量和处理量的大小、投资和费用的多少以 及垃圾处理厂的位置规划等等，所以，垃圾产量预测是否接近实 际，关系到规划的可行性和可靠性，是觏划中的主要阀题。同时， 垃圾的成分十分复杂，因此垃圾的热值的高低取决于构成垃圾的 各种废物的性质和所占的比例，一个城市采用什么样的方法处理 生活垃圾，除考虑城市的经济水平之井，垃圾自身的特性也是一 个决定性的嚣素。因此，对北京市垃圾成份的研究与分析也是十 分必要的。在本论文中，主要研究和预测对象为北京市规划市区 ( 城八区) 的生活垃圾产量、成分及物理性质。 2 薹。l 生活垃圾产量 随着城市经济建设的发展和人髓的增加，北京的城市生活垃 圾呈逐年增加趋势，1 9 9 0 年北京市的生活垃圾为3 8 4 万吨，2 0 0 0 年剥达瓢4 2 1 万吨，l o 年闻增夯降了9 7 万吨，增幅为2 5 3 。匿 前北京市生活垃圾产量已占全国城市生活垃圾总量4 1 2 ，位于 我国城市之首0 ，一，j 07 ， 由于生活垃圾产量的预测是在过去已有的数据上进行的，因 此必须重视现实状况和已积累资料的调查，掌握现在和将来的城 市状况和居民生活方式与过去的不阉点。由于北京市的垃圾消纳 处没有条件逐车称重，所以历年的垃圾清运量基本上都是根据车 的吨位数统计、计算而成的。同时，由于混合垃圾成分复杂，有 北京城市生活垃圾发生特性与影响因素分析 很多的纸类、塑料等比重较低的成分，所以车辆实际装载量通常 达不到额定载重量。为此，统计得到的清运量与实际值有较大差 距。通过对各种车型的抽样过磅称重，得到北京市垃圾清运量的 平均修正系数为3 5 ，表2 1 为经过修正恁的北京市1 9 9 7 年至 2 0 0 2 年垃圾日清运总量及年清运总量，图2 。l 为近六年垃圾年清 运总量变化趋势柱形图。 表2 - 1 北京市1 9 9 7 铀0 0 2 年垃圾銎清运量及总渍运量 年份 1 9 9 71 9 9 81 9 9 92 0 0 02 0 0 l2 0 0 2 匿清运总量( t ) 7 4 8 4 97 7 8 0 87 9 5 6 28 1 2 3 38 4 6 8 ，58 7 9 7 3 年清运总量( 万t ) 2 7 3 22 8 42 9 0 42 9 6 53 0 9 13 2 1 1 资料来源：北京市市政管理委员会 图2 - 1 ，1 9 9 7 年2 0 0 3 年北京市垃圾年清运憨量柱型图 檄据以上图表孛内容，可以看出，j 芝京市生活垃圾的年清运 是逐年上升的。六年阆北京市生活垃圾的日清运量由7 4 8 4 9 t 增长 到了8 7 9 7 3 t ，增加了1 31 2 4 t ，平均每年增加2 6 2 4 8 t ，增长幅度 为3 3 与上一个六年相比，增幅豳4 2 降到了3 3 ，增长速 度骧显减慢。 2 。l 。2 生活垃圾成分 城市生活垃圾是由多种物质混合而成的复杂体，由灰土、砖 瓦、食品等废弃物和纸类、玻璃、金属等可回收物组成，其构成 北京交通大学硕士学位论文 主要受气候条件、城市发展规模、居民生活习惯、不同燃料结构 和居民生活水平等方面的影响。因此，各国、各城市、甚至同一 城市中的不同地区产生的城市生活垃圾的组成都有所不问。按照 通常的分类，我们将城市生活垃圾分为灰土、砖瓦、纸类、织物、 玻璃、金属、术竹、食品等，组分通常用湿基，单位用( ) 表 示f 1 0 1 。 北京市生活垃圾在产量逐年增加的同时，成分也在迅速变化。 主要表现为有机物含量增加，可燃物增多，可利用价值增大。垃 圾中无机物含量由1 9 8 6 年的5 0 下降到2 0 0 0 年的2 5 2 左右， 难分解的塑料袋、毒性很大的废电池、灯管、清洁帮等新一代垃 圾的数量有了赐显的增加，可回收利用成分由1 9 8 9 年的1 5 。3 8 上升到2 0 0 0 年的4 4 9 8 ，其中以塑料的变化最大，由1 9 8 9 年占 总量的1 6 3 ，上升到2 0 0 0 的1 3 6 l ；垃圾容重由1 9 7 8 年的 0 7 t m 3 下降到1 9 9 7 年的0 3 t m 3 ；1 9 8 6 年垃圾的平均热值为 3 3 6 0 k j k g , 1 9 9 7 年则为4 2 0 0 k j k g 1 l j 。近几年北京市的生活垃圾 组成成分见表2 2 。 表2 2 不网年份就京市生活垃圾物理成分( 湿基) 年份灰砖瓦纸类塑料织物玻璃金属木兹 食品 1 9 8 94 7 0 34 7 96 0 41 8 81 7 43 7 9o 7 61 1 73 2 1 1 9 9 81 6 。1 6l 。7 71 1 91 3 。1l 。1 43 。7o 9 ll l 。43 9 。8 2 0 0 09 5 80 8 81 4 21 3 62 0 26 3 41 1 77 4 74 4 1 资料来源：北裘市市政管理委员会 由上表我们可以看出北京市生活垃圾成分的显著变化：灰土、 砖瓦等成分的含量臻显下降，主要是由予燃气化率的提高、燃煤 、家庭减少、楼房住户增多、平房佳户减少造成的；纸类、塑料、 。1 i i 玻璃、一一本竹等可回收成分明显增加，主要是由于人民生活水平的 一提商以及消费结构的改变，包装物、一次性使用物品增多造成的； 织物、金属和食品类垃圾变纯不大。这些变化与城市经济的发展、 居民生活水平的提高、消费习惯的改变等因素是直接相关的。 2 1 3 生活垃圾物理性质 奥运会期间，与奥运会直接相关的运动员、教练员以及间接 北京城市生活垃圾发生特性与影响因素分析 相关的记者、随行官员等的数量将达到2 万人、同时还会有大量 的游客涌入北京，这一人群的垃圾发生特点为数量多、比重小； 可回收物多、不可回收物相对较小的特点。由于这类垃圾的特殊 性质，所以有必要对城市生活垃圾的物理性质进行分析。掌握城 市生活垃圾的基本性质，是选择处理工艺、制定处理对策、将城 市生活垃圾管理和综合治理纳入科学轨道的重要前提。参考中华 人民共和国城镇建设行业标准( c j t 3 0 3 9 9 5 ) 城市生活垃圾采 样和物理分析方法，作者对北京市的居民、商业等发生主体产 生的垃圾进行了取样，然后作了含水量、容重、热值、重金属元 素含量、浸出毒性、等标污染负荷、可压缩性的测定和计算，这 些特性对奥运村及场馆垃圾的产量及成份分析是很有必要的。 含水量 含水量是指新鲜生活垃圾样品在1 0 5 5 的条件下烘干8 h ， 取出放到干燥器中冷却o 5 h 后的损失量，按式( 2 1 ) 计算： g ：监二坠1 0 0 ( 2 - 1 ) “、 式中：c 水样品含水量，； w 湿样品湿重，k g ； w 千样品于重，始。 容重 容重是指城市生活垃圾在自然状态下的单位体积重量。容重 受存贮密度的影响，因成分和压实程度不同而有所不同。所以， 常采甩“多次称重平均法”，按式( 2 2 ) 计算生活垃圾的容重： j d ：业争坠( 2 - 2 ) m 管v 式中：d 容重，k g m 3 ； m 重量测定次数； i 重复测定次数； m i 每次样品重量，起： 北京交通大学硕士学位论文 v 一样品体积，l 。 垃圾的容重是垃圾的重要特征之一，它是选择和设计贮存容 器、收运机械与设备、处理设备和填埋构筑物的重要依据。垃圾 的容重受压实的影响很大，通过压实处理可减少垃圾的体积，有 利于运输和后续处理。图2 2 给出了常见垃圾组分的容重以及不 同压实情况对容重的影响。 图2 - 2 生活垃圾中各主要组分容重 发热值 发热值又称发热量，是指l k g 的垃圾完全燃烧后放出的热量， 单位为k j k g 。发热值用来衡量或表示垃圾作为燃料的价值和能 力。在工作中常用高位发热值与低位发热值来表示垃圾的热值。 高位发热值是垃圾完全燃烧后燃烧产物冷却到使其中的水蒸气凝 j 结成0 6 0 的水时所发出的热量；低位发热值是垃圾完全燃烧后燃 j 烧产物中的水冷却到2 0 时放出的热量【1 2 】。 。 。计算和选择焚烧工艺及设备时，需要的是焚烧物的低位热值 之资料。一般来讲，被焚烧物的低位热值达3 3 4 9 k j k g 时，焚烧 过程无须添加任何助燃剂。热值越高，提供可利用的热能越多， 获得的经济效益约大。 北京城市生活垃圾发生特性与影响因素分析 城市生活垃圾是多种疲弃物的混合物，各种成分在垃圾孛所 占的比例及其含水量变化甚大。从表2 3 看出，不同成分的热值 相差很大。因此，无论实测和计算时应以垃圾成分不同分别进行， 然后再加权计算，否剡误差很大。 本论文的发热值是根据北京市环境卫生科学研究所推荐的数 据，见表2 3 和式( 2 3 ) 、式( 2 4 ) 计算而得。 表2 - 3 城市生活垃圾成分的离位热值及氢元素含整 垃圾成分干基离位热值( k j k g )干基氢含嶷( ) 食残 4 6 5 06 4 纸类 1 6 6 0 06 。o 塑料 3 2 5 7 07 2 织物 1 7 4 5 06 。6 草木 1 8 6 1 06 o 灰土 6 9 8 03 。o 员料来源：城市生活垃圾采样和物理分析方法 计算公式如下： q y 洲嚣喊1 0 0 一面w 可y ) 一2 4 删+ 9 1 4 l c i o 一高等) ( 2 3 ) 式中：q f g 广被测物质的高位热值，k j k g ： q d r 一被测物质的低位热值，k j k g ； w 蔓一被测物质的收到含水率葶瑟，； w l 一被测物质的分析含水率，； h f _ 一被测物质氢元素的含量，。 垃圾的综合热值需根据各类成分在垃圾中所占的酉分含量计算。 q y 誓言器 式中：q y d w 综垃圾综合低位热值，k j k g ； q y d w i i 类成分的低位热值，k j k g ； g y i i 类成分在垃圾中豹含量，； i 各成分序数； n 组成垃圾的成分数。 1 9 ( 2 4 ) 北京交通大学硕士学位论文 重金属元素 城市生活垃圾中含有各类重金属元素，掌握它在垃圾中的富 集量，对于垃圾治理和垃圾处理产品的利用大有益处，因为无论 采用哪种垃圾处理方法，垃圾中的重金属元素都是造成环境污染 的重要因素。作者使用澳大利亚制造的g b c 9 0 6 型原子吸收光谱 仪测试了夏季北京市居民、商业等发生主体生活垃圾中a s 、p b 、 h g 、c r 、c d 、c l l 、z n 等元素的含量潮。 浸出毒性 浸出毒性是指固态的危险废物遇水浸沥，其中有害的物质迁 移转化，污染环境，浸出的有害物质的毒性。 垃圾露天堆放，由于降水，产生地袭径流，可以使地表水受 到污染，垃圾的渗滤液通过地表也可以污染地下水。因此，磊开究 垃圾的浸出毒性，对于了解浸出液对环境的影响有着非常重要的 j r 意义。 一 参照g b t 1 5 5 5 5 1 。1 5 5 5 5 。1 2 1 9 9 5 固体废物浸出毒性测定方 法中的浸出步骤，作者按照原生垃圾的物相组成，按比例称量， 配置成1 0 0 克( 干基) 试样，置于浸出容器中，加1 升去离子水， 调节p h