陳群 王素梅 張培進(jìn)

（廣東省建筑科學(xué)研究院集團(tuán)股份有限公司，廣東廣州 510500）

1 引言

生活垃圾產(chǎn)生量和組分是生活垃圾從清運(yùn)到處理整個(gè)體系的關(guān)鍵參數(shù)，科學(xué)預(yù)測(cè)生活垃圾產(chǎn)生量和組分是合理開展生活垃圾收運(yùn)處理規(guī)劃的先決條件，也是對(duì)生活垃圾進(jìn)行全過(guò)程管理的基礎(chǔ)性工作。通過(guò)對(duì)珠三角地區(qū)某縣級(jí)市城鄉(xiāng)生活垃圾的產(chǎn)生和收運(yùn)處理現(xiàn)狀進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)研，采樣分析其組分和理化特性，對(duì)影響生活垃圾產(chǎn)生量的關(guān)鍵因素進(jìn)行分析，以期為其他地區(qū)生活垃圾產(chǎn)生量的調(diào)研與預(yù)測(cè)提供參考借鑒。

2 調(diào)查方法

2.1 調(diào)查范圍與對(duì)象

研究對(duì)象為珠三角地區(qū)某縣級(jí)市，該市2018 年管轄4 個(gè)街道和7 個(gè)鎮(zhèn)，共有社區(qū)居委會(huì)39 個(gè)、行政村委會(huì)282 個(gè)，轄區(qū)內(nèi)常住人口合計(jì)170.20 萬(wàn)人，其中，城鎮(zhèn)人口56.80 萬(wàn)人，農(nóng)村人口113.40 萬(wàn)人。

調(diào)查范圍為該縣級(jí)市全市域，即4 街7 鎮(zhèn)，將該市劃分為3 個(gè)片區(qū)，分別為南部（含街4、鎮(zhèn)1、鎮(zhèn)2、鎮(zhèn)3 和鎮(zhèn)4）、中部（含街1、街2 和街3）和北部（含鎮(zhèn)5、鎮(zhèn)6 和鎮(zhèn)7）。調(diào)查對(duì)象主要是生活垃圾，以及混于生活垃圾進(jìn)入填埋場(chǎng)的工業(yè)垃圾、建筑垃圾、醫(yī)療垃圾、有毒有害工業(yè)固體廢物。

2.2 生活垃圾產(chǎn)生量調(diào)查

采用全面調(diào)查與抽樣調(diào)查相結(jié)合的方法對(duì)生活垃圾產(chǎn)生量和處理現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，垃圾稱重選擇連續(xù)2 個(gè)工作日和2 個(gè)休息日，以利于對(duì)照參考產(chǎn)生量變化情況。

2.2.1 全面調(diào)查進(jìn)入填埋場(chǎng)的垃圾

將進(jìn)入終端處理設(shè)施的生活垃圾全部過(guò)磅稱重，填埋場(chǎng)已有地磅的可直接過(guò)磅計(jì)量，計(jì)量設(shè)備尚未建成的填埋場(chǎng)可將該部分生活垃圾運(yùn)到指定地磅處進(jìn)行稱重。

2.2.2 對(duì)未納入集中處理區(qū)域的垃圾抽樣稱重

對(duì)一些未實(shí)現(xiàn)集中處理、統(tǒng)一納入垃圾填埋場(chǎng)的農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)生量和收運(yùn)情況進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。綜合考慮各因素選擇進(jìn)行生活垃圾計(jì)量的代表性村莊，到現(xiàn)場(chǎng)稱量開展抽樣調(diào)查。

2.3 調(diào)查技術(shù)路線

生活垃圾現(xiàn)狀調(diào)查技術(shù)路線見圖1。

圖1 生活垃圾現(xiàn)狀調(diào)查技術(shù)路線

3 生活垃圾現(xiàn)狀分析

通過(guò)調(diào)查，得出該市生活垃圾產(chǎn)生量為1 359 t/d。

3.1 產(chǎn)生量分布特征

3.1.1 時(shí)間變化與區(qū)域分布特征

在調(diào)查的4 d 時(shí)間里，總體來(lái)看，周一、周二的生活垃圾產(chǎn)生量略高于周六、周日，但波動(dòng)幅度較小。

生活垃圾產(chǎn)生量主要分布在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的中部和南部人口密集、居住區(qū)集中的地區(qū)和加工業(yè)發(fā)達(dá)的鎮(zhèn)（街），占總量90%以上，北部三鎮(zhèn)的生活垃圾量?jī)H占總量7%左右。主要原因在于南部是以發(fā)展先進(jìn)制造業(yè)和現(xiàn)代服務(wù)業(yè)為主的戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)圈，外來(lái)人口數(shù)量較大；中部是以發(fā)展文化、教育、研發(fā)、居住產(chǎn)業(yè)為重點(diǎn)的都市生活圈，是城鎮(zhèn)化過(guò)程中的人口集聚地，吸納了大量人口定居；北部是限制工業(yè)發(fā)展的生態(tài)產(chǎn)業(yè)區(qū)，注重的是農(nóng)業(yè)與生態(tài)旅游，人口的增長(zhǎng)空間較小。

3.1.2 人均產(chǎn)生量

城鎮(zhèn)生活垃圾人均產(chǎn)生量為0.8 kg/d，其中，中心城區(qū)和南部片區(qū)的人均產(chǎn)生量達(dá)到1 kg/d 左右，而北部三鎮(zhèn)的人均產(chǎn)生量較小，僅為0.4 kg/d 左右。

農(nóng)村生活垃圾人均產(chǎn)生量調(diào)查結(jié)果表明，非城區(qū)邊緣的農(nóng)村生活垃圾人均產(chǎn)生量在0.1～0.6 kg/d 之間，而位于城區(qū)邊緣或周圍有工業(yè)區(qū)的村莊生活垃圾人均產(chǎn)生量較大，達(dá)到甚至超過(guò)1.0 kg/d。

3.2 產(chǎn)生量的影響因素分析

綜合分析了生活垃圾產(chǎn)生量與人口規(guī)模、國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值之間的關(guān)系，同時(shí)分析了生活垃圾人均產(chǎn)生量與人口密度之間的關(guān)系。

生活垃圾產(chǎn)生量與人口規(guī)模的關(guān)系見圖2。

圖2 生活垃圾產(chǎn)生量與人口規(guī)模的關(guān)系

生活垃圾產(chǎn)生量與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的關(guān)系見圖3。

圖3 生活垃圾產(chǎn)生量與國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的關(guān)系

生活垃圾人均產(chǎn)生量與人口密度的關(guān)系見圖4。

圖4 生活垃圾人均產(chǎn)生量與人口密度的關(guān)系

由圖2—4 可知，人口規(guī)模和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值是影響垃圾產(chǎn)生量的重要因素，且生活垃圾產(chǎn)生量與人口規(guī)模和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值均呈正相關(guān)的關(guān)系；人口密度比較大的鎮(zhèn)（街），生活垃圾人均產(chǎn)生量也較大，但其他鎮(zhèn)（街）的生活垃圾人均產(chǎn)生量和人口密度的相關(guān)性沒(méi)有明顯規(guī)律，即無(wú)明顯的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)關(guān)系。

3.3 生活垃圾物化特性分析

根據(jù)前期對(duì)各鎮(zhèn)（街）生活垃圾產(chǎn)生量分布的調(diào)查結(jié)果和區(qū)域社會(huì)發(fā)展與服務(wù)功能，確定生活垃圾采取樣品進(jìn)行檢測(cè)分析；對(duì)混于生活垃圾進(jìn)入填埋場(chǎng)的工業(yè)垃圾，取樣測(cè)定其物理組成，樣品數(shù)量根據(jù)其進(jìn)場(chǎng)情況確定。

工作日按南部、中部和北部3 個(gè)片區(qū)進(jìn)行采樣，合計(jì)9 個(gè)取樣點(diǎn)，其中：

（1）南部片區(qū)的街4、鎮(zhèn)1、鎮(zhèn)3 為工業(yè)組團(tuán)，且鎮(zhèn)1 垃圾量較大，選取街4（1 個(gè)點(diǎn)）、鎮(zhèn)1（2 個(gè)點(diǎn)）為代表點(diǎn)；鎮(zhèn)2 為工業(yè)區(qū)集中區(qū)域，其垃圾成分具有較強(qiáng)的代表性，取2 個(gè)點(diǎn)。即選取街4（1 個(gè)點(diǎn)）、鎮(zhèn)1（2個(gè)點(diǎn)）、鎮(zhèn)2（2 個(gè)點(diǎn)）為代表取樣點(diǎn)，合計(jì)5 個(gè)取樣點(diǎn)。

（2）中部片區(qū)的街1、街2 為中心城區(qū)較為成熟的生活服務(wù)區(qū)，各取1 個(gè)點(diǎn)；街3、鎮(zhèn)4 的社會(huì)發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)相近，選取鎮(zhèn)4 為代表點(diǎn)。即選取街1、街2、鎮(zhèn)4 為代表采樣點(diǎn)，合計(jì)3 個(gè)取樣點(diǎn)。

（3）北部片區(qū)為生態(tài)農(nóng)業(yè)鎮(zhèn)，選取鎮(zhèn)6 為代表點(diǎn)，合計(jì)1 個(gè)取樣點(diǎn)。

考慮周末生活垃圾特性可能與工作日存在差異，選取生活垃圾產(chǎn)生量較大又有一定代表性的街1、街4、鎮(zhèn)1 和鎮(zhèn)4 各1 個(gè)點(diǎn)，合計(jì)4 個(gè)取樣點(diǎn)。

3.3.1 物理特性

通過(guò)采樣分析可知，生活垃圾中有機(jī)易腐物含量在37.56%～52.57%之間，平均值為47.84%，其中，廚余垃圾含量在33.60%～45.40%之間，平均值為39.90%，為生活垃圾的主要成分。該市有機(jī)易腐垃圾的含量平均約為48%，目前該市主要采取衛(wèi)生填埋的方式處理生活垃圾，既占用填埋場(chǎng)的有效庫(kù)容，又增大垃圾滲濾液的處理難度。若通過(guò)成熟的技術(shù)將有機(jī)易腐物進(jìn)行資源化處理，雖然增加了處理成本，但可節(jié)省填埋場(chǎng)庫(kù)容，降低生活垃圾滲濾液中的BOD 含量，同時(shí)可實(shí)現(xiàn)生活垃圾的資源化利用。

生活垃圾中可回收物的含量達(dá)37.63%～49.49%，均值為43.11%，其中，紙類、塑料類及紡織物類是可回收垃圾的主要成分；沙土含量在4.58%～15.52%之間，均值為9.06%；容重在208.37～313.05 kg/m3之間，均值為258.58 kg/m3；含水率在47.80%～57.17%之間，均值為53.24%。具體檢測(cè)分析結(jié)果見表1。

表1 生活垃圾組成成分、容重及含水率檢測(cè)分析結(jié)果

3.3.2 化學(xué)特性

3.3.2.1 生活垃圾熱值與灰分

生活垃圾干基高位熱值范圍為16 370.8～21 061.72 kJ/kg，均值為18 359.83 kJ/kg；干基低位熱值范圍為15 153.5～19 678.0 kJ/kg，均值為17 009.85 kJ/kg；原生垃圾低位熱值范圍為4 526.5～5 748.0 kJ/kg，均值為5 096.82 kJ/kg，達(dá)到《生活垃圾焚燒處理工程技術(shù)規(guī)范》（CJJ 90—2009）規(guī)定采用焚燒處理工藝時(shí)，垃圾焚燒爐進(jìn)料口處的垃圾月平均低位值不應(yīng)小于5 000 kJ/kg 的要求。

3.3.2.2 非金屬元素

生活垃圾中非金屬元素（干基）含量C，H，N，S，O 和Cl 的平均值 分 別 為33.18%，4.86%，0.77%，0.19%，27.14%和0.23%。

3.3.2.3 重金屬元素

生活垃圾重金屬元素（干基）含量Hg，Cd，Pb，Cr，As 的平均值分別為0.65，0.001，19.53，188.14 mg/kg和未檢出，其中有1 個(gè)樣品中Cr 的含量為《土壤環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB 15618—1995）的3～4 倍，在垃圾滲濾液處理時(shí)需要注意。

3.4 其他垃圾進(jìn)場(chǎng)情況

在生活垃圾填埋場(chǎng)發(fā)現(xiàn)有綠化垃圾、農(nóng)業(yè)垃圾（蔬菜）、一般工業(yè)垃圾（紡織物邊角料）和有害垃圾（線路板邊角料、工業(yè)污泥和日光燈管），垃圾分流管理和填埋場(chǎng)垃圾進(jìn)場(chǎng)管理有待進(jìn)一步加強(qiáng)。

4 生活垃圾產(chǎn)生量預(yù)測(cè)

采用科學(xué)合理的方法對(duì)生活垃圾產(chǎn)生量進(jìn)行預(yù)測(cè)［1-2］，其結(jié)果能夠?yàn)樯罾氖占?、轉(zhuǎn)運(yùn)和處理提供參考，也可為環(huán)衛(wèi)主管部門制定規(guī)劃、政策等提供科學(xué)依據(jù)［3-4］。采用人均指標(biāo)法、平均增長(zhǎng)率法和灰色預(yù)測(cè)法3 種方法進(jìn)行生活垃圾產(chǎn)生量的預(yù)測(cè)。

4.1 人均指標(biāo)法

人均指標(biāo)法采用模型如下：

W＝M×P×1 000

式中，W 為生活垃圾產(chǎn)生量預(yù)測(cè)值，kg/d；M 為人均生活垃圾產(chǎn)生量，kg/d；P 為人口，人。

選取2018 年人口規(guī)模和生活垃圾產(chǎn)生量為基數(shù)，取近期生活垃圾人均產(chǎn)生量年平均增長(zhǎng)率為1%，遠(yuǎn)期生活垃圾人均產(chǎn)生量年平均增長(zhǎng)率為0.5%，預(yù)測(cè)不同時(shí)期全市生活垃圾產(chǎn)生量結(jié)果為：近期即2020 年生活垃圾人均產(chǎn)生量為1.08 kg/d、生活垃圾產(chǎn)生量為1 758 t/d；遠(yuǎn)期即2025 年生活垃圾人均產(chǎn)生量為1.11 kg/d，生活垃圾產(chǎn)生量為2 450 t/d。

4.2 平均增長(zhǎng)率法

平均增長(zhǎng)率法采用模型如下：

Q=Q0（1＋a）t

式中，Q 為預(yù)測(cè)年度的生活垃圾產(chǎn)生量，t/d；Q0為基準(zhǔn)年度的生活垃圾產(chǎn)生量，t/d；a 為年平均增長(zhǎng)率，%；t 為預(yù)測(cè)年度與基準(zhǔn)年度的差值。

選取2009—2018 年的生活垃圾產(chǎn)生量年平均增長(zhǎng)率為4.5%，參考同類型地區(qū)的生活垃圾產(chǎn)生量增長(zhǎng)趨勢(shì)，該市生活垃圾產(chǎn)生量的年平均增長(zhǎng)率取近期為5%、遠(yuǎn)期為4%，預(yù)測(cè)不同時(shí)期生活垃圾產(chǎn)生量結(jié)果為：近期即2020 年生活垃圾產(chǎn)生量為1 498 t/d，遠(yuǎn)期即2025 年生活垃圾產(chǎn)生量為1 823 t/d。

4.3 灰色預(yù)測(cè)法

采用GM（1，1）灰色預(yù)測(cè)模型進(jìn)行預(yù)測(cè)，結(jié)果見表2。預(yù)測(cè)結(jié)果表明，后驗(yàn)差比值：0.321 2，小誤差頻率：1，模型精度：1 級(jí)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，該市2009—2018 年生活垃圾產(chǎn)生量年平均增長(zhǎng)率為6.97%，可見，采用灰色預(yù)測(cè)法所得的年增長(zhǎng)率變化范圍亦處于正常范圍值之內(nèi)。

表2 生活垃圾產(chǎn)生量預(yù)測(cè)結(jié)果

4.4 綜合預(yù)測(cè)結(jié)果

取上述3 種預(yù)測(cè)方法的平均值作為綜合預(yù)測(cè)結(jié)果，見表3。由表3 可見，2020 年生活垃圾產(chǎn)生量預(yù)測(cè)為1 593 t/d，2025 年生活垃圾產(chǎn)生量預(yù)測(cè)為2 111 t/d。

表3 生活垃圾產(chǎn)生量綜合預(yù)測(cè) t/d

5 結(jié)論與建議

5.1 結(jié)論

（1）生活垃圾產(chǎn)生量大，地區(qū)分布不平衡。該市的生活垃圾達(dá)到1 359 t/d，環(huán)境衛(wèi)生城鄉(xiāng)統(tǒng)籌得較好，收集了一定量的農(nóng)村地區(qū)的生活垃圾；但城鄉(xiāng)生活垃圾分布不平衡，經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的中部和南部人口密集、居住區(qū)集中的地區(qū)和加工業(yè)發(fā)達(dá)的鎮(zhèn)（街）約占總量的93%，北部片區(qū)主要是發(fā)展農(nóng)業(yè)與生態(tài)旅游，生活垃圾產(chǎn)生量較小，僅占總量7%左右。

（2）采用人均指標(biāo)法、平均增長(zhǎng)率法和灰色預(yù)測(cè)法對(duì)生活垃圾產(chǎn)生量進(jìn)行綜合預(yù)測(cè)，結(jié)果表明該市2020 年、2025 年生活垃圾產(chǎn)生量分別為1 593，2 111 t/d；生活垃圾產(chǎn)生量預(yù)測(cè)方法較多，但受到較多因素的影響，不同方法的預(yù)測(cè)精度不同，通過(guò)多種不同的預(yù)測(cè)方法進(jìn)行組合預(yù)測(cè)，可提高預(yù)測(cè)精度。

（3）生活垃圾產(chǎn)生量的影響因素。生活垃圾產(chǎn)生量隨著人口規(guī)模和國(guó)內(nèi)生產(chǎn)總值的增大而增大，呈正相關(guān)的關(guān)系；生活垃圾人均產(chǎn)生量和人口密度之間無(wú)明顯的正相關(guān)或負(fù)相關(guān)關(guān)系。

（4）生活垃圾總產(chǎn)生量緩慢增長(zhǎng)，農(nóng)村地區(qū)呈下降趨勢(shì)。該市處于經(jīng)濟(jì)發(fā)展較快時(shí)期，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，生活垃圾的產(chǎn)生量必然增加。但受垃圾分類政策實(shí)施的影響，生活垃圾的增長(zhǎng)速度相對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的速度要緩慢得多。隨著城鎮(zhèn)化水平的提高，農(nóng)村居住人口往城鎮(zhèn)尤其是城郊方向集中，城區(qū)的生活垃圾量將增加，而農(nóng)村的垃圾量將減少，所以在不考慮農(nóng)村收集范圍擴(kuò)大的情況下，農(nóng)村生活垃圾量占總產(chǎn)生量的比重將呈現(xiàn)下降趨勢(shì)。

5.2 建議

一是政府加大對(duì)環(huán)衛(wèi)工作資金的投入，改進(jìn)生活垃圾收運(yùn)處理系統(tǒng)，尤其是要進(jìn)一步完善生活垃圾的收運(yùn)設(shè)施，如加大全封閉式環(huán)保型壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)站的建設(shè)；加快推進(jìn)生活垃圾無(wú)害化處理設(shè)施的建設(shè)進(jìn)度并規(guī)范化運(yùn)營(yíng)管理。

二是優(yōu)化環(huán)衛(wèi)管理體制，全面推進(jìn)生活垃圾分類管理，實(shí)施源頭分類收集、中途分類運(yùn)輸、末端分類處理的政策，按照生活垃圾分類實(shí)施方案，加快生活垃圾分類回收、轉(zhuǎn)運(yùn)和處理設(shè)施的規(guī)劃和建設(shè)，使垃圾分類各個(gè)環(huán)節(jié)緊密結(jié)合，分類工作落到實(shí)處；推行生活垃圾處理收費(fèi)制度，垃圾回收處理費(fèi)用由垃圾的產(chǎn)生者來(lái)負(fù)擔(dān)一部分，以解決源頭分類和回收費(fèi)用的問(wèn)題。收費(fèi)制度一方面有助于回收處理垃圾產(chǎn)業(yè)，所收費(fèi)用便可用于清運(yùn)回收；另一方面也可以抑制居民產(chǎn)生生活垃圾，從源頭上削減垃圾產(chǎn)生量。