周海賓，沈玉君，孟海波，趙立欣，程紅勝，霍麗麗，董姍姍

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自然村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用模式及其評價(jià)研究

周海賓，沈玉君，孟海波，趙立欣※，程紅勝，霍麗麗，董姍姍

（農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院農(nóng)村能源與環(huán)保研究所，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部資源循環(huán)利用技術(shù)與模式重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100125）

農(nóng)業(yè)農(nóng)村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用是實(shí)現(xiàn)農(nóng)村人居環(huán)境治理、提高資源利用效率的重要途徑，對美麗鄉(xiāng)村建設(shè)具有重要意義。該文以自然村為研究對象，采用層次分析法和模糊評價(jià)法相結(jié)合的方法，統(tǒng)籌考慮生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用，構(gòu)建了自然村生產(chǎn)生活循環(huán)技術(shù)模式評價(jià)指標(biāo)體系，確定各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，建立評價(jià)方法。以河北邢臺市山區(qū)某村為例，針對其生產(chǎn)生活廢棄物產(chǎn)生特點(diǎn)，構(gòu)建生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用體系，該村農(nóng)業(yè)廢棄物以果木剪枝、生活垃圾、生活污水、人畜糞尿等為主，通過構(gòu)建以果木剪枝熱解+炭基有機(jī)肥還田為紐帶的循環(huán)利用模式，輔以污水處理利用技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了廢棄物能源化和就地肥料化利用。通過對該自然村循環(huán)利用模式進(jìn)行實(shí)地評價(jià)驗(yàn)證，結(jié)果表明該自然村生產(chǎn)生活循環(huán)技術(shù)模式評分結(jié)果為優(yōu)。該文為中國村鎮(zhèn)廢棄物循環(huán)利用技術(shù)模式選擇、農(nóng)村人居環(huán)境改善和農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展提供參考和借鑒。

農(nóng)村地區(qū)；廢棄物處理；循環(huán)利用；技術(shù)模式；評價(jià)

0 引 言

自然村是指農(nóng)村地區(qū)的自然聚落[1]。據(jù)民政部門統(tǒng)計(jì)，2013年中國自然村達(dá)194.8萬余個(gè)，北方地區(qū)自然村通常較大，居住相對集中；南方地區(qū)，特別是南方丘陵地區(qū)自然村相對較小，居住分散。近年來，中國農(nóng)村地區(qū)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，農(nóng)村地區(qū)農(nóng)作物秸稈、畜禽糞污、生活垃圾、生活污水產(chǎn)量等逐步增大，但受限于經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平，絕大部分自然村仍缺乏生產(chǎn)生活廢棄物收儲及處理設(shè)施。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國每年產(chǎn)生畜禽糞污38億t，農(nóng)作物秸稈10.04億t[2]，農(nóng)村地區(qū)生活污水約80億t[3]，農(nóng)村生活垃圾約3 億t4]。農(nóng)村生活垃圾人均產(chǎn)生量為0.76 kg/d，西部地區(qū)人均產(chǎn)生量為0.095~0.32 kg/d[5]。一些村鎮(zhèn)隨著休閑農(nóng)業(yè)發(fā)展，生活污水和餐廚垃圾量明顯增加[6]。目前，自然村生產(chǎn)生活廢棄物不當(dāng)處置問題還相當(dāng)普遍，對所在區(qū)域的地表水、地下水、土壤、空氣等造成一定程度的污染，成為制約中國美麗鄉(xiāng)村建設(shè)的重要因素。農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不合理，養(yǎng)殖業(yè)和種植業(yè)脫節(jié)，基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，技術(shù)推廣不足等也造成村鎮(zhèn)生產(chǎn)生活廢棄物利用率不高[7]。近期，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《農(nóng)村人居環(huán)境整治三年行動(dòng)方案》，提出實(shí)現(xiàn)農(nóng)村人居環(huán)境明顯改善，村莊環(huán)境基本干凈整潔有序等目標(biāo)，并對統(tǒng)籌推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村生產(chǎn)生活廢棄物資源化利用提出了明確要求。

生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用是提高資源利用水平、改善村容村貌的重要手段。村鎮(zhèn)生產(chǎn)生活廢棄物中，大部分屬于生物質(zhì)廢棄物，可通過好氧或厭氧發(fā)酵處理、就地肥料化利用實(shí)現(xiàn)循環(huán)利用。一些研究人員對庭院生態(tài)循環(huán)模式進(jìn)行了研究，通過合理設(shè)計(jì)庭院生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和循環(huán)鏈條，促進(jìn)物質(zhì)和能量在庭院系統(tǒng)循環(huán)利用，減少輸入，提高產(chǎn)出，形成農(nóng)民家庭節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的生產(chǎn)和消費(fèi)模式[8]。中國北方平原地區(qū)農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用已經(jīng)形成了以規(guī)?；锾烊粴夤こ毯痛笮驼託夤こ獭⒅行⌒驼託夤こ毯蛻粲谜託?、商品有機(jī)肥生產(chǎn)、堆肥直接還田、秸稈飼料化和秸稈基質(zhì)化等為紐帶的種養(yǎng)循環(huán)模式等類型[2]，總結(jié)形成并廣泛推廣了“豬沼果”、“四位一體”、“五配套”等農(nóng)業(yè)廢棄物循環(huán)利用技術(shù)模式[9-10]，但未對統(tǒng)籌考慮生活廢棄物循環(huán)利用。潘根興等[11]提出在農(nóng)村/集鎮(zhèn)就地集中處理秸稈、生活垃圾，并形成可燃?xì)狻⑸锖谔康仍a(chǎn)品和生物有機(jī)肥、炭基新型肥料和調(diào)理劑等產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)循環(huán)利用的技術(shù)模式。對于農(nóng)村生活垃圾和污水，目前也已形成了一些成熟的處理模式，如湖北省形成了村收集、鎮(zhèn)轉(zhuǎn)運(yùn)、市處理的管理模式[12]，農(nóng)村污水通過建設(shè)集中處理中心、人工濕地等模式進(jìn)行處理[13]。為滿足中國推進(jìn)農(nóng)村人居環(huán)境整治改善的要求，統(tǒng)籌考慮生產(chǎn)和生活廢棄物循環(huán)利用具有重要意義。但目前的研究對于中國不同類型的農(nóng)業(yè)農(nóng)村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用模式進(jìn)行梳理的報(bào)道仍然不多，對統(tǒng)籌全村域生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用的技術(shù)模式較少。

在循環(huán)農(nóng)業(yè)評價(jià)方面，研究人員對農(nóng)村生產(chǎn)廢棄物循環(huán)利用方面的研究較多。層次分析法（analytic hierarchy process，AHP）是一種常用的評價(jià)方法，采用定量與定性相結(jié)合的方法，通過比較各指標(biāo)間的關(guān)系，將復(fù)雜問題分解為若干層次和若干指標(biāo)，對這些指標(biāo)進(jìn)行比較計(jì)算，并合理確定指標(biāo)權(quán)重，實(shí)現(xiàn)評價(jià)分析[14]。王麗靜等[15]在農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上采用層次分析法對河北省邯鄲市循環(huán)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)進(jìn)行綜合評價(jià)，以反映區(qū)域農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展情況。陳冬梅等[16]采用層次分析法和綜合評價(jià)法對江蘇省某村進(jìn)行評價(jià)，選擇了資源節(jié)約、環(huán)境安全、生產(chǎn)循環(huán)、經(jīng)濟(jì)和系統(tǒng)綜合等4個(gè)方面的23個(gè)指標(biāo)構(gòu)建評價(jià)指標(biāo)體系。孫建衛(wèi)等[17]構(gòu)建了區(qū)域農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展評價(jià)指標(biāo)體系，結(jié)合灰色關(guān)聯(lián)分析方法建立了區(qū)域農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展評價(jià)模型，對南京市1985—2005年的農(nóng)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平進(jìn)行了評價(jià)。一些研究人員以生態(tài)系統(tǒng)分析和環(huán)境評價(jià)為基礎(chǔ)，采用能值評價(jià)、生命周期評價(jià)、生態(tài)足跡評價(jià)等方法，從農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的角度來對農(nóng)業(yè)循環(huán)模式進(jìn)行評價(jià)[18]。段娜等[19]對以沼氣為紐帶的生態(tài)村循環(huán)系統(tǒng)能值分析，提供了一種新的自然村循環(huán)模式評價(jià)方法，明確以沼氣為紐帶的生態(tài)村循環(huán)系統(tǒng)是一種具有良好綜合效益的可持續(xù)發(fā)展的生態(tài)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)。李玉航等[20]采用生命周期影響評價(jià)的方法，建立了一種村鎮(zhèn)廢棄物資源化技術(shù)環(huán)境評價(jià)模型，并應(yīng)用于村鎮(zhèn)秸稈太陽能沼氣集中供氣工程評價(jià)。這些研究主要集中在對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)廢棄物的循環(huán)利用模式進(jìn)行評價(jià)。在鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略實(shí)施新形勢下，對村鎮(zhèn)生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用進(jìn)行綜合評價(jià)研究，對于指導(dǎo)村鎮(zhèn)有機(jī)廢棄物高效循環(huán)利用，提升農(nóng)業(yè)農(nóng)村循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平具有重要意義。

本文采用層次分析法和模糊評價(jià)法相結(jié)合，首次統(tǒng)籌考慮農(nóng)村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用，構(gòu)建了自然村生產(chǎn)生活循環(huán)技術(shù)模式評價(jià)指標(biāo)體系，確定了各項(xiàng)指標(biāo)的權(quán)重，并對典型自然村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用體系進(jìn)行評價(jià)，以期為中國自然村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)建提供參考和借鑒。

1 自然村生產(chǎn)生活循環(huán)技術(shù)模式構(gòu)建與分析

1.1 自然村基本情況

北方地區(qū)自然村多處于平原地區(qū)，在生產(chǎn)方面，種植業(yè)以小麥、玉米等糧食作物為主，秸稈產(chǎn)量較大，養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模較大，畜禽糞污量大面廣，居民居住相對集中，生活污水主要來源于廚余、淋浴和洗滌，廁所主要為旱廁，生活污水主要是灰水。一些山區(qū)以果樹種植和林業(yè)為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)，果木剪枝產(chǎn)量大，畜禽養(yǎng)殖適度發(fā)展。本研究選擇河北省邢臺市山區(qū)某村（以下簡稱“自然村A”）為研究對象，根據(jù)農(nóng)村生產(chǎn)生活廢棄物產(chǎn)生情況，構(gòu)建生產(chǎn)生活循環(huán)系統(tǒng)。該村有農(nóng)戶385戶，1 322人，耕地1.12 hm2，宜林山場12.45 hm2，林業(yè)種植面積大，林業(yè)剩余物產(chǎn)量較大。

1.2 生產(chǎn)生活循環(huán)技術(shù)模式構(gòu)建

自然村A生產(chǎn)生活廢棄物主要包括生活垃圾、生活污水、果木剪枝、農(nóng)作物秸稈、廁所糞污及少量畜禽糞污等。通過集成廚余垃圾、人畜糞便等有機(jī)廢棄物生產(chǎn)有機(jī)肥技術(shù)，以及生物質(zhì)燃?xì)?、低能耗污水凈化、以及生活垃圾收運(yùn)處理等技術(shù)，構(gòu)建了完善的生產(chǎn)生活循環(huán)系統(tǒng)，包括：生活垃圾收集系統(tǒng)及處理站、生活污水處理站、生物質(zhì)熱解氣化中心等設(shè)施。

以農(nóng)戶為循環(huán)體系的出發(fā)點(diǎn)進(jìn)行分析，農(nóng)戶產(chǎn)生的生活污水經(jīng)過污水管道輸送至污水處理站進(jìn)行處理，污水處理設(shè)施采用序批式生物膜反應(yīng)器（sequencing biofilm batch reactor, SBBR）工藝，處理后的水可以達(dá)到一級標(biāo)準(zhǔn)，可直接排入地表水或用于果樹灌溉。人糞尿采用水沖式廁所，經(jīng)過一段時(shí)間貯存后，排入生活污水處理管網(wǎng)一并處理。生活垃圾經(jīng)過收集運(yùn)輸后進(jìn)入生活垃圾處理站進(jìn)行分選處理，篩選后獲得的有機(jī)部分主要是餐廚垃圾，采用小型堆肥處理裝置進(jìn)行處理，生產(chǎn)有機(jī)肥料，用于果樹種植，砂石部分就地填埋，其他無機(jī)部分外運(yùn)處置。農(nóng)田和林區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)生的果樹剪枝和少量玉米秸稈經(jīng)過生物質(zhì)熱解氣化站處理后，燃?xì)膺M(jìn)入儲氣柜，經(jīng)過管道輸送至居民住戶用于炊事、取暖用氣等，生物質(zhì)熱解氣化采用熱解多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)裝備，產(chǎn)生的熱解氣熱值一般可達(dá)到15 MJ/m3左右[21–28]。氣化站產(chǎn)生的生物炭和木焦油、木醋液等副產(chǎn)物基本實(shí)現(xiàn)綜合利用，其中，生物炭與有機(jī)垃圾混合堆肥，生產(chǎn)炭基有機(jī)肥，炭基肥作為果樹基肥進(jìn)行施用，部分生物炭生產(chǎn)機(jī)制炭可用于燒烤燃料，煤焦油經(jīng)過多級冷凝處理工藝回收利用。經(jīng)過分析，該村生活垃圾收集體系完善，每戶配備垃圾箱，由專人負(fù)責(zé)垃圾清運(yùn)，生活污水收集管網(wǎng)較完善，污水處理設(shè)施由專人負(fù)責(zé)維護(hù)運(yùn)行，生活垃圾經(jīng)過分選處理后處理率達(dá)到95%以上，污水處理率達(dá)到95%以上。生物質(zhì)熱解氣化站由專業(yè)團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)運(yùn)營，生產(chǎn)的熱解氣通過管網(wǎng)輸送至農(nóng)戶用于生活用氣，部分用于熱解生產(chǎn)，已經(jīng)構(gòu)建了完善的果木剪枝和農(nóng)作物秸稈收集的模式，即通過購買或置換燃?xì)獾确绞竭M(jìn)行收集，果木剪枝和農(nóng)作物秸稈綜合利用率達(dá)到90%以上。

該模式以廢棄物能源化利用和肥料化利用為主要方向，果木剪枝和秸稈采用熱解氣化多聯(lián)產(chǎn)技術(shù)，易降解的廢棄物采用堆肥技術(shù)，污水采用達(dá)標(biāo)排放技術(shù)。目前，通過完善生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用體系，人居環(huán)境治理實(shí)現(xiàn)了較高水平，實(shí)地調(diào)研結(jié)果顯示，自然村內(nèi)村容村貌整潔，村民對居住環(huán)境的滿意度達(dá)到90%。自然村A生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用技術(shù)模式及利用去向（以30戶為例進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)為年度數(shù)據(jù)）見圖1。

圖1 自然村A生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用系統(tǒng)示意圖

2 自然村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用模式評價(jià)方法

2.1 評價(jià)指標(biāo)體系構(gòu)建

本文按照科學(xué)性、實(shí)用性、簡明性等原則建立自然村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)模式評價(jià)指標(biāo)體系。廣泛收集可持續(xù)農(nóng)業(yè)[21–22]、循環(huán)農(nóng)業(yè)[23–24]、生態(tài)農(nóng)業(yè)[25]、農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用[26]等相關(guān)研究的評價(jià)指標(biāo)，選擇應(yīng)用頻率較高、指導(dǎo)作用強(qiáng)的指標(biāo)，分層次建立指標(biāo)庫，作為參考樣本。綜合國內(nèi)外對自然村生產(chǎn)和生活廢棄物循環(huán)技術(shù)模式綜合評價(jià)的研究成果，從上述指標(biāo)庫中篩選出與綜合評價(jià)目標(biāo)關(guān)系密切的指標(biāo)，結(jié)合本領(lǐng)域?qū)嶋H，構(gòu)成評價(jià)指標(biāo)體系的初步方案。具體指標(biāo)的選取主要遵循2個(gè)原則，一是指標(biāo)選取要能充分體現(xiàn)上一級指標(biāo)的含義和要求，二是指標(biāo)數(shù)據(jù)必須具備可獲得性。分別征求循環(huán)農(nóng)業(yè)、農(nóng)業(yè)廢棄物處理和資源化利用、農(nóng)村生活污水、垃圾無害化和資源化利用、以及農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)管理和綜合評價(jià)領(lǐng)域的專家意見，針對自然村生產(chǎn)生活實(shí)際情況，盡量考慮指標(biāo)間的獨(dú)立性，同時(shí)兼顧指標(biāo)的量化方法和數(shù)據(jù)采集的難易程度和可靠性，對指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整，最終建立一套全面、系統(tǒng)、簡潔、易行的綜合評價(jià)指標(biāo)體系，按照集中度將綜合評價(jià)指標(biāo)體系劃分為3個(gè)層次。

2.2 指標(biāo)權(quán)重確定

指標(biāo)體系權(quán)重的確定方法主要有2種，定性方法（包括主觀判斷評分法、德爾菲法）和半定量方法（灰色關(guān)聯(lián)分析、層次分析法等）[14]。層次分析法通過對各層次指標(biāo)分別賦權(quán)，從而減少大量指標(biāo)同時(shí)賦權(quán)可能造成的混亂與失誤，因而提高了分析、預(yù)測和評價(jià)結(jié)果的準(zhǔn)確性，也可以避免因主觀因素造成的偏差，技術(shù)方法也較為成熟。

2.2.1 構(gòu)造遞階層次結(jié)構(gòu)

表1根據(jù)自然村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用技術(shù)評價(jià)內(nèi)容要求，將評價(jià)指標(biāo)體系劃分為3個(gè)層次，篩選了26個(gè)指標(biāo)，其中既有定性指標(biāo)又有定量指標(biāo)，定性指標(biāo)具有表述性特征，不易量化，指標(biāo)性質(zhì)不同導(dǎo)致數(shù)據(jù)之間缺乏可比性。為了消除指標(biāo)類型帶來的這種影響，須對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)量化轉(zhuǎn)換處理，通常需要建立相應(yīng)的分級標(biāo)準(zhǔn)，采用分級賦值和亞變量方式獲取定性指標(biāo)的量化值。需要對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，即將不同量綱、量級和單位的指標(biāo)數(shù)據(jù)歸一為[0,1]之間的無量綱數(shù)據(jù)。

表1 評價(jià)指標(biāo)體系

2.2.2 構(gòu)造比較判斷矩陣

多層次指標(biāo)體系中，各層次的指標(biāo)可按照其對上一層指標(biāo)的作用，進(jìn)行兩兩比較，確定各指標(biāo)在體系中所占的比重。假設(shè)上一層次準(zhǔn)則層指標(biāo)為C，該指標(biāo)對下一層次層因素l，2，……，D有支配作用，則2個(gè)因素D和D對C的相對重要的程度以數(shù)量表示出來，作為矩陣（見式1）中的因素。構(gòu)造兩兩元素比較矩陣。

式中a為第個(gè)指標(biāo)對第個(gè)指標(biāo)的重要程度(即：a=D/D)；,=1, 2, …,；a>0；a=1。

相對衡量標(biāo)準(zhǔn)采用1~9之間整數(shù)及其倒數(shù)比例標(biāo)度法（見表2），相對重要程度越大，得分越高。

表2 相對重要等級標(biāo)度表

2.2.3 層次單排序及一致性檢驗(yàn)

由于每個(gè)準(zhǔn)則(指標(biāo))都支配下一層若干指標(biāo)，這樣對于每一個(gè)準(zhǔn)則及其所支配的指標(biāo)可以分別得到其對應(yīng)的比較判斷矩陣。層次單排序即確定各指標(biāo)1，2，…，W對于準(zhǔn)則的相對排序權(quán)重。采用近似解法求解，權(quán)重計(jì)算采用行和歸一法，具體步驟如下

1）計(jì)算矩陣每一行元素的乘積M。

其中，=1，2，…，。

表3 1~9階平均隨機(jī)一致性指標(biāo)的取值

2.2.4 層次總排序及一致性檢驗(yàn)

層次總排序是指計(jì)算確定同一層次（特別是最低層次）中所有元素對最高層的權(quán)重向量。而各層元素進(jìn)行比較時(shí)，仍存在一定差異，并會(huì)在逐層確定權(quán)重時(shí)累加，因此需要對層次總排序進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。層次總排序采用自上而下逐層計(jì)算。設(shè)已計(jì)算出第1層上有n1個(gè)元素相對總目標(biāo)的權(quán)重向量。

(k-1)=(1(k-1),2(k-1), …,(k-1)(k-1))T(5)

第層有個(gè)n個(gè)元素，計(jì)算其對于上一層次（第1 層）的某個(gè)元素的單準(zhǔn)則權(quán)重向量。

(k)=(1j(k-1),2j(k), …,(k))T(6)

式中，對于與1 層第個(gè)元素?zé)o支配關(guān)系的對應(yīng)取值為0；則，第層相對總目標(biāo)的權(quán)重向量(k)為

(k)= (1(k),2(k), …,-1(k))·(k-1)(7)

一致性檢驗(yàn)方法與層次單排序相似。在實(shí)際操作中，對國內(nèi)10名農(nóng)村環(huán)保領(lǐng)域?qū)＜疫M(jìn)行了問卷調(diào)查，邀請其對指標(biāo)體系中同層次指標(biāo)組中各指標(biāo)之間的重要性進(jìn)行判斷。對上述指標(biāo)層指標(biāo)的權(quán)重進(jìn)行歸一化處理，得到評價(jià)指標(biāo)體系指標(biāo)權(quán)重及總排序，見表4。

表4 評價(jià)指標(biāo)權(quán)重

可以看出，在北方地區(qū)，農(nóng)村居民對技術(shù)的接受程度、生活垃圾收運(yùn)成本、處理設(shè)施全年平均穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)間、地表水質(zhì)量達(dá)標(biāo)率和土壤質(zhì)量達(dá)標(biāo)率等指標(biāo)權(quán)重最高。

3 自然村生產(chǎn)生活循環(huán)模式模糊評價(jià)

3.1 確定模糊評價(jià)因子

自然村A生產(chǎn)生活循環(huán)模式實(shí)現(xiàn)全村生產(chǎn)生活廢棄物全部有效利用，有效保護(hù)農(nóng)村飲用水水源水質(zhì)安全，提高了資源循環(huán)利用水平。采用模糊綜合評價(jià)方法進(jìn)行評價(jià)。由于該村養(yǎng)殖規(guī)模較小，病死畜禽處理相關(guān)的指標(biāo)（7和13）在本次評價(jià)中未做考慮。對各指標(biāo)值采用無量綱標(biāo)準(zhǔn)化處理，評價(jià)等級分為優(yōu)（I）、良（II）、中（III）、差（IV）4個(gè)等級。各項(xiàng)指標(biāo)值和分級指標(biāo)見表5。

表5 評價(jià)因子值及分級標(biāo)準(zhǔn)

3.2 隸屬度函數(shù)

本文采用的隸屬度函數(shù)模型為

其中，I、II、III、IV分別指各項(xiàng)評價(jià)因子各分級標(biāo)準(zhǔn)限值，i指各指標(biāo)實(shí)際值，見表5。將各項(xiàng)評價(jià)因子實(shí)測值帶入相應(yīng)的隸屬函數(shù)，得到隸屬度矩陣（為×階），本文根據(jù)評價(jià)指標(biāo)體系和評價(jià)等級，確定=26，=4。

3.3 模糊評價(jià)結(jié)果

根據(jù)權(quán)重模糊矩陣和隸屬度矩陣進(jìn)行模糊復(fù)合運(yùn)算，評價(jià)結(jié)果矩陣為={0.608 0.062 0.078 0.262}。經(jīng)綜合評價(jià)，自然村A生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)技術(shù)系統(tǒng)屬于優(yōu)（I）級別。通過案例分析可見，已構(gòu)建的指標(biāo)體系包含相應(yīng)評價(jià)指標(biāo)，可全面反映自然村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用技術(shù)評價(jià)的廣度和深度。

4 思考與對策

農(nóng)村地區(qū)生產(chǎn)生活廢棄物資源化、循環(huán)再利用，不僅是節(jié)約資源、減少污染的需要，也是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身的需要。目前對于村鎮(zhèn)生產(chǎn)生活廢棄物處理方面，用于單一廢棄物處理的實(shí)用成熟技術(shù)較普遍，但在農(nóng)村環(huán)保和人居環(huán)境改善過程中，缺乏對村域生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用的統(tǒng)籌考慮，一些關(guān)鍵環(huán)節(jié)缺乏有效的連接，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)農(nóng)村廢棄物循環(huán)利用渠道不暢、同類設(shè)施重復(fù)建設(shè)或缺項(xiàng)等問題。因此，從全村域的角度整體謀劃，根據(jù)自然村類型及所處區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)環(huán)境，統(tǒng)籌規(guī)劃設(shè)計(jì)并對生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用技術(shù)模式進(jìn)行評價(jià)分析，提出優(yōu)化的一攬子解決方案，對于農(nóng)村污染治理和農(nóng)村人居環(huán)境改善工作具有非常重要的意義。在生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用技術(shù)模式設(shè)計(jì)過程中，需從技術(shù)、社會(huì)經(jīng)濟(jì)和環(huán)境等方面統(tǒng)籌考慮。通過指標(biāo)權(quán)重可以看出對于北方地區(qū)自然村來說，農(nóng)民接受程度、運(yùn)行成本、運(yùn)行穩(wěn)定時(shí)間、環(huán)境質(zhì)量改善情況等指標(biāo)是自然村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用體系運(yùn)行管理關(guān)鍵環(huán)節(jié)，在自然村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用體系設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)予以重點(diǎn)考慮。自然村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用模式評價(jià)對于循環(huán)利用體系設(shè)計(jì)具有重要作用，下一步將針對北方平原地區(qū)和南方地區(qū)不同類型典型自然村進(jìn)行評價(jià)研究，進(jìn)一步完善評價(jià)方法，指導(dǎo)自然村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用技術(shù)模式構(gòu)建和運(yùn)行。

5 結(jié) 論

1）通過層次分析法—模糊評價(jià)法構(gòu)建自然村生產(chǎn)生活循環(huán)技術(shù)模式評價(jià)指標(biāo)體系和評價(jià)方法，實(shí)現(xiàn)了自然村生產(chǎn)生活循環(huán)模式科學(xué)評價(jià)，可為自然村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)建提供參考和借鑒。

2）北方山區(qū)典型自然村有機(jī)廢棄物以果木剪枝、生活垃圾、生活污水、人畜糞便為主，通過以果木剪枝熱解+炭基有機(jī)肥還田為紐帶的循環(huán)利用技術(shù)，輔以生活污水處理利用的模式，構(gòu)建自然村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用模式，適合該類型自然村，評價(jià)結(jié)果為優(yōu)級別，說明自然村A資源循環(huán)利用水平和人居環(huán)境治理水平較高。本文為中國村鎮(zhèn)廢棄物循環(huán)利用技術(shù)模式選擇提供借鑒，將為中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和人居環(huán)境改善工作提供的支撐。

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Research on rural waste recycling mode and its evaluation in village

Zhou Haibin, Shen Yujun, Meng Haibo, Zhao Lixin※, Cheng Hongsheng, Huo Lili, Dong Shanshan

(,,,,100125,)

In recent years, China's rural areas have witnessed rapid economic development, and the living and production waste in rural areas has been gradually increased. However, due to the limited economic development level, some villages is still lack of facilities for collection, treatment, and disposal of these waste. The recycling of living and production wastes in villages is an important way of environmental protection in the rural area and to improve the efficiency of resource utilization. It is easy to find some practical and mature technology to treat one kind of wastes in rural area, but lack of overall consideration for the recycling of production and living waste in the village. In this paper, we took a typical village (village A) in the mountainous area of Xingtai City, Hebei Province as an example, and constructed a recycling system of production and living waste. Fruit planting and rural tourism are the leading industries in village A. The main waste in village A are fruit trees pruning, household solid waste, sewage, and manure. The recycling system of the village was constructed using technologies and facilities such as composting of organic wastes, pyrolysis of fruit tree pruning, sewage treatment, and the collection and treatment of solid waste. The energy recovery and fertilizer use were realized in the village, and residential environment governance achieved a higher level. A combination of analytic hierarchy process (AHP) and fuzzy evaluation method was adopted to construct the index system to evaluate the technology system of the recycling of wastes from living and production. A total of 26 indexes were chosen in the index system, which contained technological, economic and social, and environmental indexes. And the weight of each index was determined by the expert scoring method. Such as residents’ acceptance, cost for garbage collection, average steady running time of the treatment facilities, and qualification rate of surface water and soil showed higher weights in rural area of North China. The method was used to evaluate the recycling system of village A, and result showed that the technology system of recycling of wastes from living and production in village A was level excellent. The evaluation method could fully reflect the characteristics of the recycling mode of living and production waste in rural areas. The evaluation methods in this study would provide the methodology reference for assessing, selecting, integrating, and promoting the technology system of recycling of wastes from living and production in China. It is a new thought that committing an overall design of the recycling system of the village, according to the village type, location, and reginal economic, and modifying through scientific evaluation, which could greatly improve the quality of rural area development, governance, and environmental protection. We will conduct evaluation and research on different types of typical villages in the southern area and the plain area of northern China in the future, further improve the evaluation method, and provide guidance for the construction and operation of recycling system of living and production waste in natural villages.

rural area; waste disposal; recycling; mode; evaluation

周海賓，沈玉君，孟海波，趙立欣，程紅勝，霍麗麗，董姍姍.自然村生產(chǎn)生活廢棄物循環(huán)利用模式及其評價(jià)研究[J]. 農(nóng)業(yè)工程學(xué)報(bào)，2018，34(23)：206－212. doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.23.026 http://www.tcsae.org

Zhou Haibin, Shen Yujun, Meng Haibo, Zhao Lixin, Cheng Hongsheng, Huo Lili, Dong Shanshan. Research on rural waste recycling mode and its evaluation in village [J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2018, 34(23): 206－212. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.2018.23.026 http://www.tcsae.org

2018-10-10

2018-10-30

國家科技支撐計(jì)劃課題“自然村生產(chǎn)生活循環(huán)技術(shù)系統(tǒng)構(gòu)建和集成示范”（2015BAL04B03）

周海賓，工程師，博士，研究方向?yàn)檗r(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用。Email：zhouhaibin@caaepd.org.cn

趙立欣，研究員，主要從事生物質(zhì)資源開發(fā)利用技術(shù)與政策研究。Email：zhaolixin5092@163.com

10.11975/j.issn.1002-6819.2018.23.026

X71

A

1002-6819(2018)-23-0206-07