（环境工程专业论文）成都市生活垃圾的现状分析与处置研究.pdf

西南交通大学硕士研究生论文第l 页 摘要 目前成都市每天平均产生3 0 0 0 - 3 5 0 0 多吨生活垃圾。而且随着成都 市经济与社会的进一步发展，预计成都市的生活垃圾日产量仍会有大幅 度的增长一方面，生活垃圾中存在大量可回收利用的资源，另一方面 生活垃圾处理能力明显不足。在这种形势下，垃圾分类收集已成当务之 急和必然趋势。 本论文首先深入调查和分析了成都市居民生活垃圾的排放与收集 现状，指出了生活垃圾混合收集存在的弊端，阐明了分类收集的重要性 和必要性。其次调查和分析了成都市生活垃圾处理、处置、回收现状， 掌握了成都市废旧物资回收行业的运行和管理机制，在此基础上提出了 一个在分类收集工作可能会出现的环卫部门与废旧物资回收部门之间 存在有问题，并提出了解决这一问题的建议。 论文重点研究了成都市生活垃圾实行分类收集的存在的问题与可 行性方案。预测了成都市生活垃圾和产量和组分特性，根据成都市环境 卫生规划中的垃圾处理总体方案，提出了成都市生活垃圾分类收集方案 的各个方面，包括分类原则、实施原则、分类方法，拟定了分类收集实 施细则，建立了不同类型的分类收集效益模型，并对成都市做了案例分 析 通过仔细分析成都市生活垃圾分类收集管理示范点工作及运行机 制，明确提出了造成目前成都市生活垃圾分类收集工作面临的困境，很 大程度上是因为仅凭诱导机制发挥作用，然而大量的宣传工作并没有取 得预期的效果，因此只有尽快建立垃圾排放收费制度和资源回收补助制 度才能实现分类收集工作的突破，通过经济手段来改变公众的行为方式 和生活习惯。 关键词：成都：城市生活垃圾：分类收集：管理与运行机制 西南交通大学硕士研究生论文第1 i 页 a b s t r a c t a t p r e s e n t ，3 0 0 0 - 3 5 0 0t o n so f d o m e s t i cw a s t e sa r cp r o d u c e dp e rd a yi n c h e n g d u ，w h i c h i se s t i m a t e dt oi n c r e a s e g r e a t l y w i t ht h ef u r t h e r d e v e l o p m e n to fe c o n o m ya n ds o c i e t y w h i l et h ed o m e s t i cw a s t ec o n t a i n sa g r e a td e a lo fr e c y c l e dr e s o u r c e s ，t h ed i s p o s a lc a p a b i l i t yo fi ti s c l e a r l y i n s u f f i c i e n t ，i nt h i ss i t u a t i o n ，s o r ta n dc o l l e c t i o no fd o m e s t i cw a s t eb e c o m e u r g e n ta n di n e v i t a b l e t h i st h e s i sf i r s t l yi n v e s t i g a t e sa n da n a l y s e st h o r o u g h l yt h es t a t u si n q u oo fd o m e s t i cw a s t ed i s c h a r g ea n dc o l l e c t i o ni nc b e n g d u , p o i n t i n go u t t h ed e f e c to f m i x i n gc o l l e c t i o na n de l u c i d a t i n gt h ei m p o r t a n c ea n dn e c e s s i t y o f t h es o r ta n dc o l l e c t i o n s e c o n d l y , i ti n v e s t i g a t e sa n d a n a l y s e st h es t a t u si n q u oo f d o m e s t i cw a s t ed i s p o s a la n dr e c y c l ei nc h e n g d u , a c q u a i n t e dw i t ht h e r u n n i n ga n da d m i n i s t r a t i v es y s t e mo fc h c n g d uw a s t er e c y c l ei n d u s t r y r a i s i n gap o s s i b l ep r o b l e mb e t w e e ne n v i r o n m e n t a lh e a l t hd e p a r t m e n ta n d w a s t er e c y c l ed e p a r t m e n ti ns o r ta n dc o l l e c t i o nw i t ha p r o p o s a lo fs o l u t i o n t o i t t h et h e s i sf o c u s e so nt h es t u d yo f p o t e n t i a lp r o b l e m sa n df e a s i b i l i t yi n s o r ta n dc o l l e c t i o no fd o m e s t i cw a s t ei nc h e n g d u i ta l s op r e d i c t st h e p r o d u c t i o na n dc o m p o s i n gc h a r a c t e r i s t i c so fu r b a nd o m e s t i cw a s t ei n c h e n g d a , a n d , a c c o r d i n gt o t h eo v e r a l lp r o j e c to fw a s t e d i s p o s a li n c h e n g d ue n v i r o n m e n t a lh e a l t hp l a n ，p u t sf o r w a r dab l u e p r i n to fs o r ta n d c o l l e c t i o no fd o m e s t i cw a s t ec o v e r i n gt h ef o l l o w i n ga s p e c t s ：s o r tp r i n c i p l e ， i m p l e m e n t a t i o np r i n c i p l e a n ds o r t m e t h o d ，d r a w su pt h ed e t a i l e d i m p l e m e n t a t i o nr u l e s ，c o n s t r u c t sb e n e f i tm o d e l so fs o r ta n dc o l l e c t i o ni n d i f f e r e n tt y p e s ，a n dm a k e sp a s e sa n a l y s i so n c b e n g d u 西南交通大学硕士研究生论文第1 ji 页 l a s t l y , b yt h o r o u g h l ya n a l y z i n gt h ed e m o n s t r a t i o nw o r ko fs o r ta n d c o l l e c t i o no ft h ed o m e s t i cw a s t ea n dt h er u n n i n gs y s t e mi nc h e n - g d l lt l e t h e s i sb r i n g sf o r w a r dd e f i n i t e l yt h a tt h ed i f f i c u l t i e sw h i c ht h es o r ta n d c o l l e c t i o nw o r ki sf a c i n gn o w , i s ，t oag r e a te x t e n t ，c a u s e db yi t sm e r e l y r e l y i n g o nt h ee f f e c to fi n d u c e m e n ts y s t e m h o w e v e r , ag r e a td e a lo f p u b l i c i t yh a s h to b t a i n e de x p e c t e de f f e c t ，t h e r e f o r e ，t h eo n l yw a yt om a k e b r e a k t h r o u g hi ns o r ta n dc o l l e c t i o no fd o m e s t i cw a s t ei st os e tu pc h a r g i n g s y s t e mo fw a s t ed i s c h a r g ea n ds u b s i d ys y s t e mo fr c s o u r c 圮r e c y c l e ，t o c h a n g et h ep u b l i cb e h a v i o r a li i i r n n e 8a n dl i v i n gh a b i t sb ye c o n o m i cm e a r l s k e yw o r d s ：m u n i c i p a ls o l i dw a s t e ，s e p a r a t ec o l l e c t i o n , c h e n g d u ， r u n n i n ga n da d m i n i s t r a t i v es y s t e m 西南交通大学硕士研究生论文第1 页 第1 章绪论 1 1 问题的提出 城市生活垃圾( m s w 。m u n i c i p a ls o l i dw a s t e ) 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中产生的固体废物，以及法 律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物，是人类生活中必然 产生的一种成分相当复杂的异质混合体脚。 在全球经济急剧增长的大前提下，中国作为世界发展中的大国， 经济发展迅速，城市垃圾的产量也在迅速增长。尤其是近二三十年来， 随着高分子合成材料、干电池及各种印刷品、塑料制品、包装物的大 量使用，城市垃圾成分日趋复杂，垃圾处理处置方法与消融减容的矛 盾日益突出，危害越来越严重，成为世界性的一大公害。截止到2 0 0 0 年，我国城市垃圾年产量已经达到1 5 亿吨，并以每年9 的速度持 续增长“，垃圾量的增长速度已经快于g d p 的增长速度与此同时， 我国的垃圾处理率仅为5 7 3 ，真正达到处理技术标准和资源化利用 的比例更低，大量的城市垃圾以露天堆积的方式堆积在城市周围，或 仅仅简易填埋处理，对城市居民的身心健康和周围环境带来严重的危 害，也造成了大量可利用资源的严重浪费。另一方面，中国每年的城 市生活垃圾如果不对其进行回收和利用不仅是资源的巨大浪费，而且 还将造成严重的环境污染。据大概统计，我国每单位国民生产总值所 消耗的矿物原料比发达国家高2 4 倍，总的二次资源利用率只相当 于世界先进水平的1 4 l 3 ，全国每年固体废物造成的经济损失以 及可利用而又未充分利用的废物资源价值约达3 0 0 亿元人民币 由此可见，城市生活垃圾处理及其资源化综合利用，是关系到国 计民生，环境保护的重大课题因此，加强对城市垃圾的管理与处理 西南交通大学硕士研究生论文第2 页 是城市管理与发展所面临的一项重要又十分紧迫的任务 1 2 城市生活垃圾分类收集的意义 城市生活垃圾分类收集，是从垃圾产生的源头，按照不同的处置 方式要求，将垃圾分类收集、储存及运输的一种垃圾收运方式。是实 现垃圾综合治理、减少垃圾产量的一个重要步骤和关键环节，在城市 垃圾管理中具有十分重要的意义其优点在于： 1 ) 在收运过程中容易做到全封闭，减少了环境污染和疾病的传播： 2 ) 有利于采用不同的处理方式，改进处理效果； 3 ) 垃圾分类收集后，使垃圾后续处理简单化，相应地减少了垃圾 的最终处理总量，提高了垃圾处理效率，节约了处理资金； 4 ) 通过垃圾分类收集，可以将可利用废品回收进行再利用，废物 变成了再生资源，在节约原始资源的同时还可以取得可观的经 济效益 1 3 国内外垃圾分类处理技术及发展现状 1 3 1 国外垃圾分类处理技术及现状 国外一些发达国家从6 0 年代起由于资源紧张和环境恶化就开始 重视和研究垃圾分类收集问题，并于7 0 年代逐步开始实施垃圾分类 收集和处理国外的垃圾分类收集水平较高，也比较细致，这主要与 国外发达的经济水平、居民较高的文化素养以及政府的大量资金投入 以及相应政策的制定、配套设施的建设等息息相关 1 ) 德国 1 9 9 1 年德国通过了包装材料管理条例啪其目的是使生产厂 家尽可能避免或减少使用包装材料：尽可能使用多次性包装材料；设 法重新利用一次性包装材料；促进使用无污染性物质和可以再生的物 西南交通大学硕士研究生论文第3 页 质做包装材料。目前，德国的生活垃圾中的包装品经过分检，仅含有 极少部分的金属、玻璃、塑料和纸张等成分，大部分为绿色植物及生 物垃圾。德国还规定不准丢弃废旧物品，大到汽车、大型家具，小到 各种小型家用电器，均不得随意丢弃。 除分类收集有用废物外，德国许多城市还要求单独收集废电池、 废药品、废油漆、染料等特殊废物，严禁这类废物进入混合收集过程， 以避免造成污染，增加处理工艺的难度。 2 ) 美国 根据美国有机堆肥及回收月刊2 0 0 1 年1 2 月所登载的调查， 美国2 0 0 1 年城市固体垃圾总量为4 亿多吨，比2 0 0 0 年增加了3 7 ， 人均每天产垃圾量为1 9 公斤这些垃圾中有6 1 被填埋，3 2 被回 收，7 被焚烧。根据1 9 9 0 至2 0 0 1 年的统计数据，美国的城市垃圾 1 1 年来增加了1 5 倍。其中垃圾的回收利用率增加了2 4 ，而垃圾的 填埋率则下降了2 3 “1 。垃圾回收率的不断上升，主要原因是垃圾填 埋费用的不断上升，近十几年来，美国各州和国家环保部门都向地方 提出了垃圾回收利用率和降低垃圾填埋率的指标，有些还写入了州法 和地方法。至2 0 0 1 年止，已有近4 0 个媸制定了相关的法规和垃圾回 收的目标。美国的排气标准要求严格，要拿到一个排气许可证必须要 做各方面的验证，保证达标后才能发放。垃圾焚烧投资大、运行费用 高、对空气和环境污染严重。此外，焚烧后的炉灰也是潜在的污染物， 炉灰中重金属含量高，很难直接利用，要统一放到垃圾场进行填埋。 可是有很多的垃圾场不收炉灰，对业者造成很大的不便所以焚烧法 在美国一直没有得到广泛应用。另外，在美国的很多州和城市，由于 无地建造新的垃圾处理场，只能将本地的垃圾运到外州去，如纽约每 年大约要向外州输出5 0 0 万至6 0 0 万吨的垃圾 西南交通大学硕士研究生论文第4 页 3 ) 日本 日本有机资源循环利用协会2 0 0 1 年的报告指出，目前日本一年 产生的有机垃圾为2 8 亿吨，其中包含了动物排泄物、有机固体物、 食品工业废物、木质和生活垃圾。这些有机固体垃圾占全日本所有固 体垃圾6 0 。日本每年有近1 4 0 0 万吨的稻杆和谷壳，过去的处理办 法是在农田里烧掉，造成大量的空气污染。目前，日本平均8 2 的 稻杆和谷壳都已被回收利用，而且在每年9 4 0 0 万吨的动物排泄物中， 大约有9 4 被回收利用。日本每年有5 0 0 多万吨的木质废料，回收 率大约为9 5 ，余下的5 被填埋和焚烧不过日本每年2 0 0 0 万吨 的食品废物中只有0 0 1 被回收利用，其它则被当作城市垃圾进行填 埋和焚烧，在8 5 0 0 万吨的固态有机污泥中，也只有3 0 被综合利用 p 】目前，日本城市固体垃圾处理的主要方法是采用焚烧和填埋。在 日本，垃圾焚烧量高达7 5 ，但是，日本焚烧垃圾的费用比较高， 每吨大约需要1 5 0 至2 0 0 美元。与此同时，由于日本国土资源匮乏， 日益严重的空气污染和土地的减少使垃圾焚烧和填埋都成为垃圾管 理的头痛问题。垃圾的回收利用是日本治理城市垃圾有效的处理方法 之一，以堆肥为例，从1 9 8 0 年1 9 9 6 年日本有机垃圾堆肥产量增加 了4 6 ，说明日本垃圾回收利用的趋势是逐年增加的。 总的说来。国外的大部分发达国家均实现了垃圾的分类收集、分 类运输和分类处理，将可回收物在垃圾产生源头上实现了分类，从而 实现了最大程度、最低成本和最简易作业地回收资源。实现了垃圾处 理的减量化和资源化【6 】( 图1 1 为先进国家及地区垃圾分类收运、分 类处置流程图) 西南交通大学硕士研究生论文第5 页 源 头 垃 圾 分 类 放 置 可回收物 有毒害废弃物 无机物 有机物 分类收集点 面收站l 里墼厂三；鬲习 j 星 煎焦，医蕊 分拣处理站i 废异物i 烧、分拣同收 _ j l 等) 垃圾转运站 厨余垃圾粉碎机l 一下水道 处置( 卫生填 埋、焚烧、堆 肥) 图i - i 先进国家及地区垃圾分类收运，分类处置流程” 1 3 2 国内垃圾分类处理技术及现状 目前，中国城市生活垃圾的基本特征是产量逐年增长、成分不断 变换、污染日趋严重、治理难度越来越大，所采用的主要处理技术政 策也在不断调整，现行管理体制日益暴露出缺陷和不足，并有待改进。 我国城市生活垃圾主要采用以垃圾混合收集为基础，以填埋为最终处 理方式的混合型处理模式，其中部分已达到了卫生填埋的要求，但更 多的是采用简易填埋法处理，采取用露天堆放、自然填沟等处理方式。 随着垃圾处理技术的发展，近些年来，国内一些经济较发达的大城市 及沿海城市逐步采用焚烧法和堆肥法作为城市生活垃圾的最终处理 方式。在达弱无害化处理要求的城市垃圾处理方式中，最主要的处理 方式是填埋，约占全部垃圾处理量的7 0 以上；其次是高温堆肥，约 占2 0 焚烧处理比较小，约占2 ”】 从中国国情来看，我国是发展中国家，经济实力不雄厚，幅员辽 西南交通大学硕士研究生论文第6 页 阔，而填埋法处理费用省、操作简便，易被决策者接受与采纳，因此， 预计在较长时间内，填埋法将是我国垃圾最终处理的主要方法“七 五”及“八五”期间，特别是近几年来我国垃圾填埋场建设日趋完善， 一批具有较高水平的垃圾填埋场相继建成或正在筹建之中，例如；广 州，杭州、苏州、成都、北京等城市都掘继建成了较为完善的卫生填 埋场在城市垃圾分类收集和处理方面，早在5 0 、6 0 年代，我国就 有很多城市曾实行过煤灰与其他垃圾分开收集的制度；当前各地均设 有废旧物资回收公司和收购网点，从居民手中回收那些准备抛弃，但 又有一定再生利用价值的垃圾。这两种形势都应届分类收集范畴。几 年来，垃圾分类收集问题已日益受到重视中华人民共和国固体废 物污染环境防治法和中国2 l 世纪议程中都明确提出，城市生 活垃圾应逐步做到分类收集 目前，在北京、上海、广州、南京、杭州等城市已开展了垃圾分 类收集试点工作，并且绝大部分城市已将城市垃圾分类收集、资源化 综合利用作为城市垃圾处理的重要内容进行规划，但就整体水平而 言，我国城市垃圾的减量化与资源化工作才刚网4 起步。远远落后于发 达国家，垃圾回收和综合利用的前景十分广阔( 图卜2 为我国生活垃 圾典型处理流程图) 西南交通大学硕士研究生论文 第7 页 生 活 垃 圾 源 无包装混合垃圾 袋装混合垃圾 部分可回收物 部分可回收物 混合垃圾 转运站 式、提升式、自i 压缩式、 卸式大中型运i 集装笾 输车 i 式、自卸 l 式大中型 li 运输车 人力车混装 小型机动车混装 混合生活 垃圾处理 场( 填埋、 堆肥、焚 烧) 图i - 2 我国生活垃圾典型处理流程 1 4 论文研究目标、内容及方法 1 4 1 研究目标 本论文在对成都市生活垃圾现状进行分析的基础上，阐述了 在我国实行垃圾分类收集的意义，并指出了现行垃圾收运处理系 统中存在的问题，提出成都市垃圾分类处理方案的实施保障系统 和质量保证体系。 1 4 2 研究内容 论文以成都市生活垃圾为研究对象，着重研究了以下几个问题： 1 ) 根据目前成都市垃圾运输、收集、处理和管理等方面存在的问 题，借鉴发达国家在垃圾收集和处理方面的经验，对政策法规的 制定、实旅及管理体制改革提出对策措施； 2 ) 在分析成都市生活垃圾及治理现状的基础上，应用数理方法建 立分类收集效益模型； 西南交通大学硕士研究生论文第8 页 3 ) 通过几种管理体制模式和运行机制的研究，提出了一套行之有 效的生活垃圾分类收集管理及运行机制： 4 ) 针对成都市的实际情况，提出成都市垃圾分类处理方案的实施 保障系统和质量保证体系。 1 4 3 研究方法 本论文以理论研究为基础，通过查阅大量中外文献获得相关资 料；通过进行公众调查，获取反馈信息；运用模型，进行分析、论证， 从而提出成都市垃圾分类处理方案的实施保障系统和质量保证体系。 西南交通大学硕士研究生论文第9 页 第2 章城市生活垃圾管理及其预测研究 我国目前正处于经济增长时期。经济的迅速发展和城市化进程的 不断加快，使城市垃圾量成倍增长。据统计，我国现在有6 6 8 个城市， 2 3 都在垃圾环带的包围中，其中2 0 0 多座大中城市已逐步被垃圾包 围。城市生活垃圾处理及其资源化综合利用，是关系到国计民生、环 境保护的重大课题。因此，进行城市生活垃圾的调查分析，有针对性 地选择和设计垃圾处置方法，是目前环境工作者的迫切任务。 2 1 城市生活垃圾管理目标、工作程序及内容 城市生活垃圾管理是环境卫生管理的重要组成部分，是为实现城 市的环境、社会、经济目标服务的其主要任务是：执行法规、编制 规划、制定标准、监督检查以实现生活垃圾的减量化、资源化、无害 化管理以及组织生活垃圾收集、清运等活动。其中生活垃圾的收集、 清运是城市生活垃圾管理的重要内容 2 1 1 我国城市生活垃圾管理目标帅1 城市生活垃圾管理目标：以“三化”为原则，将“资源化”、 “无害化”、“减量化”作为控翩城市生活垃圾污染的技术政繁；完 善管理体制、转变管理职能，建立完善的生活垃圾管理和处理、处置 法规体系，将生活垃圾管理全面纳入法铝4 轨道；建立生活垃圾管理 的市、区，街道三级检查、考核、监督机制，严格执行生活垃圾作业 收运、填埋等各种标准、规范；提高城市生活垃圾管理整体水平， 并把现代化、高水平的科学管理与技术应用于生活垃圾管理中；垃 圾收运逐步达到分类化、密封化、机械化、法制化、及时化和整洁卫 生目的是为城市建设和经济可持续发展以及市民的生活创造清洁、 优美、舒适的环境。 西南交通大学硕士研究生论文第1 0 页 2 1 2 城市生活垃圾管理工作程序“们 由于生活垃圾本身是污染的“源头”，故需对其产生、收运、处 理( 置) 实行全过程管理，在每一环节中都要既将其当作污染源进行严 格的控制又要作为资源充分利用。由管理过程将生活垃圾管理程序划 分为三个阶段( 如图2 1 ) i 塑兰竺翌卜一 至垂至至e - 至至三至曼垂亟固 图2 - 1 生活垃圾管理程序图 2 1 3 城市生活垃圾管理内容嘲 1 ) 生活垃圾源头管理的目标是要求消费品生产和包装尽量采用低 废或无废的工艺，同时改变居民的生活和消费习俗，以最大限度地减 少生活垃圾的产生量并且在源头实现分类。源头管理的重要环节是搞 清生活垃圾的来源和数量，其次是对生活垃圾进行鉴别、分类，同时 建立必要的垃圾档案，记录生活垃圾的种类、特征、有害成分的含量， 以及在运输、处理过程中的注意事项等； 2 ) 生活垃圾的收运管理是针对从不同的产生地垃圾集中运送到中 转站，再集中送到每一处理厂，处置场或综合利用设施的过程管理。 它包括收集容器和运输工具的选择：收运方式的选择：收运管理模式 运行机制的建立等； 3 ) 生活垃圾处理、处置和资源化管理目标是选用先进、科学的处 理工艺，使生活垃圾处理逐步实现减量化、资源化和无害化。 2 2 城市居民生活垃圾分类收集系统管理研究的必要性 自从上世纪九十年代，国外开始提出循环经济的思想，并在相关 法律法规中得到体现。作为循环经济的一个重要组成部分，城市生活 西南交通大学硕士研究生论文第1 1 页 垃圾分类收集己是世界各国的垃圾收集清运的必然趋势。中国也已开 始了垃圾分类收集，并且在2 0 0 0 年6 月规定了上海、广州、南京等 八个分类收集试点城市。各试点城市纷纷借鉴国际先进经验并结合本 市的实际情况，精心选择住宅小区进行试点工作，希望能“由点及面、 以点带面”，早日实现全面实行居民生活垃圾分类收集。 然而由于国内和国外管理体制、运行机制、经济水平、生活水平、 生活习俗和生活习惯等各不相同，国外的很多先进经验难以全盘接 收。所以我国的垃圾分类收集工作缺乏合乎我国实际情况的分类收集 系统管理理论指导，更多的是感性知识经过近几年的试点实践，各 试点城市由试点小区得出的经验仍然难以保证分类收集工作在整个 城市铺开。各个城市还面临着几经宣传，居民仍然拒绝配合分类收集、 分类后仍然混合运输去填埋处理、群众热情下降等各种困境。 如何突破目前的困境、如何科学总结分类收集试点经验并将其提 升到一定的理论层次、如何更好地指导将来的分类收集工作、如何制 定完善的分类收集法律法规和行之有效的分类收集规划、如何建立完 备的分类运输系统和分类处理系统，如何建立有序的资源回收市场和 畅通的销售渠道，这些垃圾分类收集系统的各个层面的河题均需要我 国环境保护和环境卫生工作者加以研究，提出系统的完整的分类收集 理论因此，在目前垃圾分类收集的困难阶段，研究城市居民生活垃 圾分类收集系统就有着很强烈的必要性。 2 3 垃圾产量、成分的影响因素、测定及预测研究 2 3 1 城市生活垃圾产量、特性与分类收集管理的关系 随着城市规模的日益扩大，城市居民人数增加，城市发展及人民 生活水平的提高，城市生活垃圾产量和成分发生了很大变化：而掌握 西南交通大学硕士研究生论文第12 页 生活垃圾产量和成分的变化规律是环卫管理行业进行科学管理的依 据，更是生活垃圾分类收集的不可缺少的基础工作m 1 城市生活垃圾产量是决定实施分类收集的重要因素正是因为城 市生活垃圾产量在各种影响因素的作用下不断增长，给城市环卫管理 造成巨大的压力，才迫使社会认真考虑减少垃圾产量，而实施分类收 集是垃圾减量化的重要手段 目前，分类收集己是世界各国城市生活垃圾收运的必然发展趋 势，但是，在具体实施过程中，各国采用的分类原则、分类规划、分 类实施方案，收集方式等各有不同，这主要与各国居民生活垃圾的组 分和特性各不相同有关。城市生活垃圾的组分和特性是实施分类收集 的基础和前提。在采取分类收集前，必须十分清楚地了解生活垃圾各 组成成分特性，才可能提出切实可行的分类原则和方案等整个垃圾分 类收集系统“2 。“可以说，垃圾分类收集管理系统研究的各部分均离 不开分析垃圾组分和特性。具体表现如下：1 ) 分类处理系统的建立必 须以垃圾组分达到各类处理方法的要求为前提；2 ) 分类收集系统中的 资源分类回收体系必须根据垃圾中的可回收物种类和数量建立相应 的资源销售渠道和收购点；3 ) 分类运输车的设计也要与垃圾的组分紧 密相关。分类运输车如何实现密闭化、无害化、分类化都需要分析垃 圾的主要组分；4 ) 分类收集的分类原则和标准必须根据垃圾中的主要 组分和不同的处理方法来确立。 因此，城市生活垃圾特性研究在分类收集中具有十分重要的意 义。 2 3 2 城市生活垃圾产量、成分的影响因素 影响垃圾产量，成分的因素很多，一般可分为四类：第一类称为 内在因素，是指直接导致垃圾产量、成分变化因素。如在其它因素不 西南交通大学硕士研究生论文第1 3 页 变的情况下。人口增加，垃圾产量必然增加，又如经济的发展和居民 生活水平的提高，使居民消费品数量与类别增加，相应垃圾产量和成 分都会变多；第二类为自然因素，主要指地域( 地理位置和气候等) ， 季节因素的影响：第三类是影响垃圾产量变化的个体因素，主要是指 产生垃圾的主体一人类个体的行为习惯、生活方式、受教育程度等。 一般来说，人们可以通过社会因素的影响和一定的教育，改变自己的 行为习惯和生活方式，进而影响垃圾产量和成分的变化；第四类指社 会行为准则、社会道德规范、法律规章制度等，是一种制约内在因素 和个体行为的外部因素。在这些因素中，有关垃圾减量、回收、再利 用的法规对垃圾产量与成分影响最为显著。 因此，掌握影响城市生活垃圾产量和成分影响的诸因素，对于提 高统计数据的可靠性和准确性，搞好城市生活垃圾的产量和成分预测 是至关重要的。 2 3 3 生活垃圾产量和成分的测定 2 3 3 1 生活垃圾产量的测定 城市生活垃圾产量随着城市人口、城市社会习惯、生活水平等因 素的变化而变化，因此城市垃圾产量只能表示一定时间、一定条件下 城市生活垃圾量，一般以人均垃圾产量( 每人每天或每人每年产生垃 圾的重量) 来表示；另一个是城市年产垃圾吨数，不管是人均垃圾产 量还是二城市垃圾年产量一般是通过以下办法调查计算得出。 1 ) 载重统计法 载重统计法是在某一地区，一定时间内统计运出得城市垃圾总重 量。若要知道城市垃圾的年产量，就要统计全年城市垃圾的运输资料。 载重统计法是目前城市垃圾产量常用的一种办法。由于城市生活垃圾 西南交通大学硕士研究生论文第1 4 页 的产生量包括清运的和散落的两部分，垃圾量的统计工作一般只包括 被清运的垃圾，而散落部分只能以百分比进行估算，这将造成一定的 误差。 2 ) 产量调查法 产量调查法是指按统计学原理选择足够数量的、具有代表性的 单位( 指家庭、机关，团体、商店、饮食业) 进行抽样调查，把调查的 数据进行统计处理，即可获得城市产量。由于这种办法要求调查面广， 可靠才可达到一定的准确度，因而工作量大，在经常性的垃圾产量调 查中用得较少 3 ) 物料平衡法 平衡法是基于凡是能转化为城市垃圾的物质进入城市循环后，最 终必转变为城市垃圾的假设。由于这种方法是从原料推测到产品全过 程的研究方法，需要考虑的因素太多，具体实施起来的工作难度很大， 因此在实际垃圾产量调查中尚未见报道 2 3 3 2 居民生活垃圾成分的测定 反映城市居民生活垃圾物理和化学性质的主要参数如下“” 1 ) 物理性质参数 城市生活垃圾的物理性质可以用组成部分、干重或湿重、容重等 表示。 垃圾组成成分：目前世界各国城市垃圾按组成成分基本分为有 机和无机两大类：有机垃圾常分为食物原料及残渣，纸类、塑料和橡 胶、织物等组分；无机垃圾常分为金属、玻璃、灰渣等组分各城市 的生活垃圾的特殊性主要表现在居民生活垃圾的各组分占整体垃圾 的重量比不同：城市垃圾组成成分的含量( 或重量比) 以式( 2 1 ) 表示： 西南交通大学硕士研究生论文第15 页 成分含量比( 重量百分比) = 鲁l 。 ( 2 1 ) 式中w - 一风干的同一成分重量( k g ) o w 广被分析的混合垃圾( 整体垃圾) 重量( k g ) 目前垃圾组成成分按下面六种成分分类，a ) 纸和布类；b ) 聚乙 烯、合成树脂、橡胶、皮革类：c ) 木、竹、稻草类；d ) 厨余类；e ) 不燃物类；f ) 其他然后称量每种组成物，与试样重量之比，可求 出每种成分的重量百分数。 含水量( w 3 ) ：城市居民生活垃圾中存在着含水物质、吸水物 质和孔隙水，使得这个混合物有一定的含水量。城市生活垃圾含水量 是指单位重量的原城市生活垃圾在( 1 0 5 - 11 0 。c ) 烘箱中烘至恒重时的 损失量。 湿度：垃圾的湿重是指城市居民生活垃圾中含水量( k g ) 与新鲜 垃圾或风干垃圾的重量( 帆，k g ) 百分比，分别称新鲜垃圾湿度或风干 垃圾湿度。计算见式( 2 2 ) ： 湿度( ) 2 寻l 。 ( 2 2 ) 容重：城市生活垃圾容重是指在自然堆积状态下，单位体积垃 圾的重量它是衡量城市生活垃圾这个混合物在自然条件下，密实程 度的一个物理量 城市垃圾容重的测定：取具有代表性的试样，按堆积的自然状态 将其放进一定容量的容器，称重并计算重量与容重之比计算见式 ( 2 3 ) ： 西南交通大学硕士研究生论文第16 页 容重：w 5 。- v , ( 2 3 ) 蟮 式中w i 一容器重量( g ) 。 一自然堆满垃圾后容器重量( g ) ； v 0 一容器的容积( c i l3 ) 2 ) 城市居民生活垃圾的化学性质 挥发分：指的是烘干后的城市生活垃圾在5 5 “6 0 0 c 条件下燃 烧后的损失量，这个指标常用以表示城市垃圾的可燃成分，是确定城 市垃圾发热量的重要指标。 灰分：是指除去水分、挥发分后残留部分的比例各类组分中 灰分的测定方法为先从垃圾组成成分中除去不燃物类，将其余五类组 成物分别用破碎机粉碎至2 m m 以下，然后各取一部分放入柑祸中，在 1 0 5 士5 c 加热2 小时，分别称重后( w 7 ) ，再在电炉中8 0 0 c 下强热2 小时称重( w 6 ) 其灰分按式( 2 4 ) 计算； 各类组成物的灰分( ) 。 x 1 0 0 ( 2 。4 ) 式中w 6 i 为强热后i 组分的重量( ( k g ) w 7 i 为强热前i 组分的重量( ( k g ) 可燃分 垃圾的可燃分按式( 2 5 ) 计算： 实际生活垃圾中可燃分( ) = 1 0 0 一水分( ) 一实际垃圾的灰分 ( ( 1 5 ) 发热值( 又称发热量) ：它指的是lk g 的城市生活垃圾完全燃 烧后所放出的热量，单位为k j k g 发热值一般分为高位发热量和低 西南交通大学硕士研究生论文第仃页 位发热量来表示垃圾的热值。高位发热量是指城市垃圾完全燃烧后燃 烧产物冷却到o c 使其中的水蒸气凝结时所发出的总热量：低位发热 量是指垃圾完全燃烧后冷却到2 0 时燃烧产物及水蒸气凝结时发出 的总热量，实际应用生活垃圾的发热值常采用低位发热量 2 3 4 垃圾产量和成分的预测 预测法是利用己掌握的城市垃圾产量、成分变化规律去推测未来 城市垃圾产量、成分情况，这种方法的确立需要了解大量相关因素的 变化与影响，随着电子计算机的引入，这种方法的实际应用越来越广 泛忡侧 2 3 4 1 垃圾产量的预测 生活垃圾产量预测的技术路线见图2 3 ，采用灰色模型、逐步回 归、历史类推及生长蓝线等方法分别预测垃圾的产量“。由于预测方 法不为本论文的讨论重点。因此，本论文在此仅介绍经过这四种预测 方法的小结。灰色模型、逐步回归、历史类推等三种方法结果较为接 近，而成长曲线方法预测结果偏小。从四种方法预测差别来说，2 0 0 5 年差别最大，2 0 t o 年差别最大，2 0 1 5 年介于两者之间，除历史类推 法外，其他方法均是以拟合目前已知数据来预测未来，且预测时间跨 度大，故预测精度难以准确估算，若根据残差来推算四种方法的权重， 结果也难以令人信服，故假设四种预测结果权重相等，则可得城市生 活垃圾产量预测值见表2 2 。其平均值与历史类推法较相近。 西南交通大学硕士研究生论文第18 页 图2 3 垃圾产量预测技术路线图 表2 - 2 成都市区城市生活垃圾综合预测结果( 单位：万t a ) 2 3 4 2 垃圾组分的预测 成都市的垃圾组分的预测在本论文的第四章述及 西南交通大学硕士研究生论文第19 页 第3 章成都市生活垃圾收集、 处理现状调查与分析 3 1 城市居民生活垃圾收集概述 3 1 1 城市居民生活垃圾收集方式 生活垃圾的收集方式，从垃圾成分的角度来划分，不外乎分为两 类：即混合收集和分类收集两种。混合收集是目前世界各国应用最广 泛、历史最悠久的收集方式，大部分国家都采用了垃圾混合收集的方 式；而分类收集在一些发达国家和地区得到了较好的采用和实施，我 国也于最近几年在垃圾的分类收集方面进行了一些试点。 混合收集是指将用户产生的各种垃圾混合在一起收集。这种收集 方式简便、易行，对垃圾收集设施及作业方式要求都比较低，收集费 用也较小但是，这种收集方式使得各种生活垃圾相互混杂在一起， 降低了生活垃圾中有用物质的纯度和其再利用的价值，同时增加了垃 圾后续处理和处置的难度，提高了垃圾处理的总费用，是不能满足垃 圾处理的“资源化”、“减量化”、“无害化”原则的。因此，无论是从 垃圾处理的要求，还是从资源回收的角度来看，生活垃圾的混合收集 都是不可采取的嘶“1 。 分类收集是指在垃圾产生源头，按照垃圾组分的不同，分别或部 分分类收集由于分类收集可以减少垃圾处理总量，提高回收物质的 纯度和数量，有利于垃圾的进一步处理和再生利用，并能降低垃圾运 输及处理费用，符合垃圾处理的三化原则，最大限度地实现了经济效 益、环境效益和社会效益的三者有效统一，是未来城市生活垃圾处理 和管理发展的必然趋势。删 对成都市来说，目前采用的垃圾收集方式是混合收集，只是在一 西南交通大学硕士研究生论文第2 0 页 部分公共场所开始作简易分类收集的试点 3 1 2 收集办法 国内外对城市生活垃圾的收集，都是以方便居民为主要目的，设 置的垃圾收集设施或应用的工具，都是居民进出住宅或在其经常活动 范围内必须经过的道路附近，以便居民将垃圾随时方便地投入到垃圾 收集容器内。 目前，国内外绝大多数城市仍采用混合收集方式收集城市生活垃 圾。居民将各种垃圾混合装入垃圾袋中后送到垃圾收集点的垃圾桶 内，由环卫清运部门用垃圾收集车定时运走。总的说来，城市生活垃 圾的收集一般通过以下几种过程来完成： 1 ) 垃圾桶、垃圾箱和地面垃圾站 这种过程主要用于平房居住居民生活垃圾的收集。居民将生活垃 圾倒入该类收集设施后，由环卫部门负责清运。这种垃圾收集方式对 垃圾不进行分类，也没有专人进行管理：尽管垃圾车每天至少收集一 次，但由于居民可随时向内倾倒垃圾，所以会经常造成垃圾暴露，从 而影响到居民周围的居住环境：同时，垃圾桶、垃圾箱的损害也非常 严重因此，这种垃圾收集方式应当尽快完善。 2 ) 垃圾道、手推车或脚踏三轮车和清洁站 这种垃圾收集模式是以前楼房居民生活垃圾收集的主要方式。居 民将垃圾混合倒入每个楼层的垃圾道，由保洁员清除垃圾道中的垃 圾，用手推车或脚踏三轮车将垃圾运到清洁站垃圾清洁站通常是密 闭型装置。设置在垃圾清洁站的集装箱在装满之后，被运输到垃圾转 运站或填埋场。由于没有压缩装置，集装箱装载量亏载非常严重，造 成了运输费用的大幅增加目前，这种方式已经很少使用。 3 ) 垃圾袋、垃圾桶和垃圾收集站 西南交通大学硕士研究生论文第2 1 页 袋装化垃圾收集是从1 9 9 9 年以后出现的一种垃圾收集方式。居 民将垃圾袋集中投放到设置在居住周围的垃圾收集桶内，由保洁员进 行集中，并由环卫部门的垃圾清运车进行清运。这种垃圾收集办法是 目前各大城市采用的主要收集方式。 3 2 城市居民生活垃圾处理概况 科学的城市生活垃圾处置是从2 0 世纪5 0 年代提出的，目前成熟 的垃圾处理方法有卫生填埋、堆肥、焚烧、资源化回收、热解、化学 处理及生化处理等方法，合理“消化”城市生活垃圾是世界范围内环 境保护的一个重大课题。 3 2 1 卫生填埋 卫生填埋是城市生活垃圾最终的处理方式之一l 。垃圾的土地处 理己经有很长的历史了，但卫生填埋的历史却只有几十年。在2 0 世 纪5 0 年代以前，垃圾的土地处理是简单的堆放，无任何工程措施。 到5 0 年代，人们发现，所有的大大小小的垃圾堆放地周围的地下水 均受到污染，许多有毒有害物质在一般地下水中不存在，却在填埋场 周围的地下水中出现。不加疏导和处理的沼气也严重污染了填理场周 围的空气，甚至发生爆炸。从2 0 世纪5 0 年代开始，英、美等国才开 始修建称之为卫生填埋场的专用垃圾处理场地，需要对填埋单元进行 防渗处理，疏导沼气，用无毒无害的覆盖材料按规定去覆盖垃圾表面， 对收集到的渗滤液和沼气进行工程处理。此方法虽然有处理垃圾容量 大，方便的特点，但却有四大缺点：占用大量土地；造成二次污 染；运输成本高；可回收资源浪费。因此，许多国家正在逐渐改 变这种传统做法，用其他处理方法替代，这种方法有下降为辅助手段 的趋势。 西南交通大学硕士研究生论文第2 2 页 3 2 2 焚烧法 生活垃圾焚烧技术作为一种以燃烧垃圾为手段的垃圾处理方 法，现在已经被许多工业发达国家广泛采用从1 9 世纪8 0 年代到 2 0 世纪初期，英、德、法等国建立了生活垃圾焚烧场，并开始了生 活垃圾焚烧技术的应用，但是由于这一阶段技术的原始和垃圾中可以 燃烧物质的比例较低，在垃圾焚烧过程中产生的浓烟和嗅味对环境造 成二次污染，因此这种方法一度被弃用。到了2 0 世纪6 0 年代，各种 先进技术在垃圾焚烧炉上得到应用，使垃圾焚烧技术得到完善。7 0 年代的全球能源危机，使人们认识到垃圾资源的可利用性，到9 0 年 代，这种技术得到很大发展，几乎所有发达国家、中等发达国家都建 设了不同规模不同数量的垃圾焚烧厂采用垃圾焚烧这种方法，使生 活垃圾中的可燃物燃烧，得到热能和电能，并使生活垃圾成为化学性 质比较稳定的无害灰渣，使垃圾减容8 0 9 6 9 5 嘲，大大延长现有的垃 圾填埋场的使用期限，而且还能彻底地消灭各种病原体。但焚烧技术 要求高，若控制不严格，会造成二次污染，产生有害物质。随着人们 生活水平的提高，生活垃圾中可燃物含量大幅度增长，提高了垃圾的 热值，采用这种方法可以获得可观经济价值。垃圾焚烧法的应用，不 仅与一个国家的科学技术水平、经济实力有关，也与垃圾的组成有关。 且前世界上有2 0 0 0 多座现代化垃圾焚