王新軍，蘇海龍，許博涵，張鳳娥，勇應輝

（復旦大學，上海 200433）

1 我國城市生活垃圾處理處置現(xiàn)狀

目前我國每年產生的垃圾已達3.1億噸，世界銀行在2012年的報告中指出：中國的垃圾增加速度和垃圾總量已居世界第一。國內的600多個中大型城市中，每年需清運處理的生活垃圾達1.6億噸，城市人均垃圾日產生量已超過1公斤，并且以每年8%～10%的速度增長。另外還有1/3的城鎮(zhèn)也正遭受生活垃圾圍城的困境。如何避免“垃圾圍城”，妥善處置生活廢棄物已成為城市建設和管理的當務之急。

我國對城市垃圾的傳統(tǒng)處理方法通常是以清運填埋為主，但由于逐漸缺乏地質與地理條件等適宜建設垃圾填埋場的地方，而且城市垃圾量的快速增加，又導致了垃圾填埋場的使用年限大幅縮短，許多城市已開始面臨垃圾無處可埋或者被自身的垃圾填埋場圍困、影響整體城市發(fā)展格局的窘境。在巨大的垃圾處理壓力下，我國正開展龐大的垃圾焚燒爐建設計劃。目前許多城市已采用將垃圾先行焚燒處理（回收熱電），再送最終處置的做法。但垃圾焚燒爐的建設不僅投資大，并對垃圾的成分有較高要求。由于當前城市垃圾的高水分含量和成分復雜，焚燒造成的二次污染排放問題也逐漸凸顯。

另一方面，隨著我國城市垃圾的大量產生，廢品回收行業(yè)在城市中的發(fā)展也逐漸受到重視。但目前的廢品回收渠道缺乏管理，回收處理機制混亂，一些從事廢品回收業(yè)者基于逐利而不惜違法，例如對于廚馀垃圾的處理和回收機制缺乏良好設計，導致正規(guī)的回收業(yè)者必須和生產“地溝油”的地下作坊競爭；城市缺乏良好的垃圾收集系統(tǒng)和資源回收機制，廢品收集者四處搜翻“能賣好價錢”的廢品，導致垃圾清運、分揀和處理的工作更加困難，后端業(yè)者也因此缺乏回收處理垃圾的經濟誘因，最后混雜的垃圾只能填埋或一燒了之。面對這些情況，有效減量垃圾、妥善回收資源已經刻不容緩。

2 城市社區(qū)垃圾處理的策略

本文嘗試從城市生活垃圾的丟棄源頭，提出在城市社區(qū)的垃圾減量、收集清運和回收再利用方案。構想一個虛擬的社區(qū)“Community X”，針對該社區(qū)進行規(guī)劃；依據我國居住區(qū)標準GB50180-93的規(guī)模定義，這個社區(qū)擁有5000～8000的常住人口，以符合目前我國典型的社區(qū)規(guī)模，另外還包括1000～1500個流動人員，代表商業(yè)（如店鋪）、辦公（如寫字樓）等非常住的人口規(guī)模（以一班/10小時，0.4日計）。

首先推估Community X合理的人均垃圾排放量。目前我國人均生活垃圾量約1公斤/日，但是大城市的人均生活垃圾排放量偏高，例如上海是1.25公斤/日，北京是1.1公斤/日，而我國香港的人均垃圾排放量高居全世界首位，達到了每人2.52公斤/日的高位排放，相對于其他先進城市或地區(qū)（如日本東京0.96公斤/日，韓國首爾0.75公斤/日），在基數(shù)較大的情形下，我國城市的每日人均垃圾排放量顯然偏高。由于我國的人均垃圾排放量與其他國家地區(qū)的垃圾排放量具有明顯差異，因此本研究借鑒生活習慣相近的我國臺灣地區(qū)近年人均垃圾排放、垃圾減量及回收經驗（根據臺灣環(huán)保署統(tǒng)計，臺灣的人均垃圾排放量2000年為1.14公斤/人，到2011年已降到0.59公斤/人，11年平均降幅每年達到5%），根據臺灣城市在導入垃圾減量和資源回收制度后的人均排放變化，分析在Community X可行的垃圾減量和回收規(guī)模。以目前上海的人均垃圾排放量（1.25公斤/日），可作為Community X的排放高位基準，而根據臺北市的發(fā)展經驗，在導入垃圾收集、清運和回收制度方案之后，其垃圾的10年平均年減率為每年5%，資源回收占整體收集垃圾的比例則逐年提升，10年平均年增率達到4%（見圖1）。

圖1 臺北市垃圾量與資源回收率統(tǒng)計圖

因此對Community X的垃圾處理方案規(guī)劃的設定必須達到垃圾平均年減率為5%的目標值，即5年內人均垃圾排放減量25%，在8年內達到人均垃圾排放量自1.25公斤減少到0.75公斤（60%）的目標（目標計算系根據中國臺灣地區(qū)自推行垃圾減量方案后的對應數(shù)據，規(guī)劃在8年內由1.25公斤的每人垃圾排放量減少到0.75公斤，減少40%；資源回收在5年內達到占總體垃圾排放量的32%以上，并且在8年后達到占總體垃圾量的45%目標，見表1。

表1 Community X的生活垃圾減量階段性目標

按照上述對Community X設定的垃圾減量及回收目標，參考近年來德國、日本、我國臺灣地區(qū)的發(fā)展經驗，在實施計劃中，選定Community X首要達成減量再利用，再逐步減少不可進行能物質或能源回收的廢棄物比例，以避免垃圾填埋，最終實現(xiàn)垃圾零增長，并且能將廢棄物資源最大程度地循環(huán)回收和再利用。為達到此目標，第一階段應基本實現(xiàn)餐廚垃圾分類收集和資源化處理，第二階段則是實現(xiàn)生活垃圾產生量零增長。各分階段的處理配比說明如表2。

表2 生活垃圾循環(huán)處理配比

3 規(guī)劃架構

依據上述策略目標，Community X規(guī)劃的社區(qū)垃圾處理方案將針對垃圾減量、再利用及能源和資源的回收四個方面，進行垃圾總量管理、二級使用、二級分類回收、與資源循環(huán)再生的前置預處理等方案規(guī)劃，其整體的規(guī)劃架構如圖2所示。

圖2 Community X 的垃圾處理體系架構

4 規(guī)劃方案

在前述的規(guī)劃架構下，進行總體垃圾處理的方案設計，重點是實現(xiàn)“軟件”和“硬件”的整合，以避免進行無意義、高成本的垃圾處理設備投資。

4.1 基礎設施規(guī)劃

基礎設施規(guī)劃是建立Community X垃圾處理能力的核心階段，基礎設施的設置必須能夠涵蓋垃圾收集、分撿、回收及簡易的前處理，并且能配合前述的垃圾總量管理和廢棄物的再利用等任務需求。根據Community X的規(guī)模設定，對垃圾收集、分撿及預處理提出如下方案：

（1）垃圾收集設施

根據前述設定，Community X居民的生活垃圾日總產量在4500～7500公斤之間，流動人員按照以一班/10小時產生的垃圾日產量在500～750公斤之間，亦即垃圾收集設施必須承擔起5000～8250公斤/日的垃圾量。若加上10%的調峰容量，Community X需要一套承載9000公斤/日的垃圾收集系統(tǒng)。目前國內的社區(qū)長期依賴清潔員收集清運社區(qū)垃圾，然而在瑞典Hammarby大型低碳社區(qū)（垃圾投放量約為16,000公斤/日）對比實驗研究中發(fā)現(xiàn)，與傳統(tǒng)方式相比，在社區(qū)內建立自動化的垃圾收集系統(tǒng)，在效率和可靠度上皆能有效提升。Hammarby采用了地下化的垃圾自動收集系統(tǒng)，以真空管道將家戶的垃圾桶和集裝箱相連，透過氣動原理直接由家戶將分類好的垃圾推送到收集站（見圖3）；結果顯示，在正常狀態(tài)（垃圾數(shù)量不多，113個投放點僅7個投滿，相當于傳統(tǒng)收集14個垃圾集裝桶滿堆）用傳統(tǒng)方式清運垃圾總計需要用155個人工時，而垃圾自動收集系統(tǒng)用時僅需1.4小時。當垃圾量多、處于垃圾投放高峰期時，垃圾自動收集的優(yōu)勢更加明顯：即便每天收集2次（且投放點44個投滿），垃圾自動收集也只用4～5小時，用傳統(tǒng)方式即便一天（總計139個垃圾集裝桶滿堆）只清理1次，累計工作時間也要1841小時，也就是說，如果按每人一天工作8小時計算，需要230人才能收集完成，而作業(yè)不及造成的滿堆效應（丟棄者在滿堆時選擇在筒外棄置垃圾）會導致更長的處理耗時，使系統(tǒng)可靠性降低。

圖3 瑞典示范城（Hammarby）垃圾處理系統(tǒng)

根據規(guī)劃，垃圾自動收集系統(tǒng)將負責同時做到垃圾的總量管理（自動化的資訊服務平臺）和分類回收，成為Community X重要的資源循環(huán)基礎設施，并可連同污水處理系統(tǒng)的污泥收集管控、有機垃圾堆肥的沼氣池、一般垃圾通過小型熱電聯(lián)產系統(tǒng)提供的集中供暖/制冷系統(tǒng)、被動式節(jié)能建筑、太陽能熱收集等環(huán)保節(jié)能技術，形成完整的低碳生態(tài)循環(huán)。

（2）垃圾分撿設施

根據目標策略規(guī)劃，Community X采用三種途徑進行垃圾分選：手選、機械和綜合式自動化分選。必須提供教育，要求居民丟棄垃圾時進行垃圾分類再進入收集系統(tǒng)，而社區(qū)必須建立垃圾分類收集間（站）和資源回收點等基礎設施，由回收業(yè)者承包經營，協(xié)助進行垃圾分類與回收工作。基于國內的現(xiàn)實情況，Community X將仿效巴西庫里蒂巴的實際經驗，要求回收業(yè)者和拾荒群體合作，先采用手選，靠人的感官按原料的物理特性預分離、分類，將有用物質撿出；或搭配使用機械設備，建立分揀流程線，利用重力選礦等方法分選密度不同的物質，綜合手揀分選回收物料并進行機械篩分、脫水、尾礦處理等方式，選取有用的物質加以回收，最后再經過一道人工分揀工序，完成綜合式分選。

（3）垃圾前處理設備

Community X為構想的典型社區(qū)，該規(guī)劃設計并非去建立完整的垃圾廢棄物處理過程，而是根據典型社區(qū)的能力，在廢棄物的拋棄源頭作好前置處理，以利于和垃圾處理/廢棄物回收產業(yè)鏈的完整結合。在三大類的垃圾來源（有機/廚馀、可回收廢棄物、其他/一般垃圾）中，家庭廚馀需要進行處理才能實施油水分離和就地堆肥；可回收垃圾必須進行分類與清潔整理；一般垃圾也需要進行水分脫除和體積壓縮，通過這些預先處理才能有利于后端的處理和資源回收。

因此，規(guī)劃中Community X的居住單位必須在廚房配置油水分離器和廚馀粉碎機：油水分離器可直接安裝在廚房洗手盆下，直接和排水口相連，藉此集中回收廚房剩余油脂；廚馀粉碎機體積不大，可讓粉碎廚馀通過專屬排污管道，進入發(fā)酵堆肥設備，或排入污水管道。根據德國的沃邦社區(qū)示范研究，廚馀粉碎機將實現(xiàn)有機垃圾減量60%～70%。至于一般垃圾的分揀和水分脫除，則在設立的密閉式（可地埋）垃圾處理清潔站，采用垃圾壓縮機進行垃圾壓縮減容，同時進行水分處理，垃圾投入后，可儲存壓縮并自動排出進入清運流程，減少社區(qū)環(huán)衛(wèi)工人的工作量和人員需求，同時垃圾經過前述分揀，在垃圾箱內壓縮密封后無法揀拾，使Community X周圍環(huán)境可得到良好保護，同時與公共部門/環(huán)衛(wèi)部門的垃圾清運流程順利進行接軌。

4.2 減量規(guī)劃

參考先進國家的發(fā)展經驗，Community X規(guī)劃應建立一套完整的管理制度，通過垃圾處理費征收等方式，逐步培養(yǎng)居民的減量丟棄和垃圾分類的習慣，通過對一般垃圾處理的計費及累進制度抑制垃圾量，同時讓居民自發(fā)性將一般垃圾轉為可回收的資源，藉此實現(xiàn)垃圾減量。在此過程中，發(fā)展分類及回收管理制度，通過制度來建構垃圾管理系統(tǒng)，同時強化居民/用戶的撿選分類意識。在多個國家的試驗表明：制度的規(guī)劃對于垃圾減量具有比硬件設備投資更顯著的效果。例如韓國在1995年實施垃圾費隨袋征收后，第一年全國垃圾減量即達34%，資源回收量增加40%；日本、我國臺灣地區(qū)的實際推動經驗及研究顯示若實施垃圾清除處理費隨袋征收，將可有效減量垃圾35%～40%，兩年減少率更可達15%以上?？紤]到國內的垃圾回收及減量意識的推廣較為緩慢，Community X應靈活運用制度，例如在第一階段（運營兩年）先以硬件設備（如廚馀粉碎機）和一般垃圾（不可回收垃圾）處理的累進收費制度（包括采用自動收集系統(tǒng)進行監(jiān)控），要求居民能將廚馀和一般垃圾各自減量15%，同時回收30%資源性垃圾（不計入一般垃圾的收費制度），及資源化15%的有機垃圾（例如在社區(qū)花園堆肥）等策略，達成總體10%的垃圾減量、回收比重達到總體垃圾量18.5%的目標。

4.3 回收體系規(guī)劃

妥善回收廢棄物中的資源，具有垃圾減量和資源循環(huán)利用的雙重意義，在Community X的垃圾處理規(guī)劃中，回收體系是依據社區(qū)垃圾的種類和預處理能力來進行的。首先鼓勵居民在回收時進行分選，培養(yǎng)居民定時、定點投放回收物品的習慣，通過垃圾收集系統(tǒng)的清運負荷數(shù)據和區(qū)域分布情況，定期和居民溝通改善分類水平，并且依據居民投放廢棄物回收的需要，選擇適當?shù)幕厥胀斗藕颓暹\地點，由Community X的物業(yè)管理、回收業(yè)者及公共部門清運單位共同合作運營廢棄物的回收投放地點設施，應用人工和處理技術在后端對垃圾再進行回收分撿，將可回收資源、高經濟價值廢品、不利垃圾焚燒的物質揀選出來，再分別由回收業(yè)者和公共部門清運，進入回收產業(yè)鏈或填埋/焚燒廠進行處理。

在Community X規(guī)劃的回收體系中，除了可回收的資源垃圾外，必須考慮有害廢棄物也將同樣通過回收體系，進行專門處理。例如節(jié)能燈泡和廢電池如未能做好回收制度，存在高度風險（廢棄節(jié)能燈泡中含有劇毒汞蒸氣，一旦破裂流出將造成嚴重的土地與水體污染，因此必須嚴格回收，并在無破損情形下進行專門處理）。參照德國的GRS制度，Community X規(guī)劃提出源頭負責模式，由Community X統(tǒng)一采購，在簽定采購合約時，約定供應商必須盡到回收義務，并確認具備回收處理的能力，在節(jié)能燈泡或廢電池廢棄時，由管理單位和Community X的回收體系負責落實收回，而收回的產品由供應商進行集中處理，使其盡到生產業(yè)者的責任。

4.4 資源再利用規(guī)劃

為落實從丟棄源頭進行的廢棄物再利用，回收的物質應在家戶和社區(qū)的回收投放清運點進行預處理，除了分揀之外，還包括例如洗滌與儲存等處置。從當前北京、上海和廣州的分類小區(qū)試點結果得知，Community X不可回收的其他垃圾，總量將少于居民一般生活垃圾的25%，難以支持社區(qū)獨立的垃圾能源再生系統(tǒng)（如小型焚燒爐汽電聯(lián)產），因此可以規(guī)劃運用如法國的能源控制和環(huán)境署（ADEME）提出的循環(huán)包裝技術（Cyclergie），以真空技術存貯包裝好的垃圾，以阻止垃圾發(fā)酵、發(fā)臭，甚至可以增加垃圾的熱值。如此可以臨時將一部分垃圾存貯起來，以解決等待廢品轉運時間、因垃圾壓縮機出現(xiàn)問題或垃圾停運，或者因特定節(jié)日而產生的垃圾高峰時期的處理能力問題。

另一方面，Community X的垃圾除了轉交清運和回收，也應規(guī)劃在社區(qū)當?shù)氐脑倮梅绞健Ｔ诓蛷N垃圾方面，居民分撿出來的濕垃圾以及廚房的廚馀通過油水分離器和廚馀粉碎機進入管道后，統(tǒng)一由Community X物業(yè)管理收集。一部分在公共花園里堆肥，或在大樓采用特定設施堆肥，把垃圾轉變成園藝和農業(yè)的肥料，規(guī)劃方案中也可在特定大樓或區(qū)域安裝1500～4500立方米的沼氣反應器，以制造熱能和發(fā)電；另一部分廚馀則送往特約的養(yǎng)殖場；而油水分離器取得的泔水/廢油脂賣給生物燃料工廠，作為生物燃料的基底，從而避免進入黑市循環(huán)成為泔水油或地溝油。Community X的管理單位可以折扣購買加工制成的生物柴油（Biodiesel）或合成燃氣（Syngas）供應社區(qū)居民，例如以較低價格供應Community X的加油站，讓居民得以持證（如門禁卡）購買加油。這些泔水的收購和轉運由代表Community X居民的物業(yè)管理單位進行，讓餐廚垃圾的循環(huán)加工產業(yè)鏈納入正規(guī)化管理。對于不可回收的垃圾再利用，可依據Community X的需求規(guī)模（約3.6噸/日），和垃圾衍生燃料（RDF-5）制作的相關廠商，建立燃料制造中心，而由Community X與其簽約，固定提供可供制作燃料的可燃垃圾（經過分揀的一般垃圾），交換或以優(yōu)惠價格取得制成的RDF-5燃料運送到社區(qū)內的應用場所（如游泳池供暖鍋爐），藉此建立低碳、穩(wěn)定、成本較為低廉的分布式能源架構，減少對電網傳輸和集中式電廠的依賴。

5 結論

作為城市追求低碳排放與可持續(xù)發(fā)展的縮影，Community X規(guī)劃建立其垃圾處理方案，必須具有因地制宜、適應性和需求彈性等特質，從規(guī)劃減量機制、回收機制和小規(guī)模循環(huán)再利用機制做起、分階段進行垃圾的總體處理規(guī)劃。目前在區(qū)域和地方的總體發(fā)展規(guī)劃中，將垃圾納入與居民社區(qū)共生循環(huán)的基礎架構，形成分布式的處理架構。本文設想的Community X的垃圾處理和再利用規(guī)劃方案，結合了現(xiàn)今城市生活垃圾處理技術的發(fā)展戰(zhàn)略，未來可成為國內其他的低碳項目樣板，通過對城市生活垃圾進行減量、無害化、資源化處理，達到產業(yè)化和連續(xù)穩(wěn)定生產，是系統(tǒng)性的制度管理和多種技術并用的結果。相較于其他的可再生能源，廢棄物處理清潔、低碳、能源基礎架構穩(wěn)定，技術成熟可行，成本相對低廉，是在中國現(xiàn)階段發(fā)展低碳城市方案所必須具備的特性。然而，目前國內對于結合社區(qū)規(guī)劃與廢棄物回收處理體系的認識仍然嚴重不足，尚待進一步的研究與探討。

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