梁東花，徐長(zhǎng)勇，蒲東棟

(中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司 北京100120)

沈陽(yáng)位于遼河平原中部，下轄 10個(gè)區(qū)(和平區(qū)、沈河區(qū)、大東區(qū)、皇姑區(qū)、鐵西區(qū)、蘇家屯區(qū)、渾南區(qū)、沈北新區(qū)、于洪區(qū)、遼中區(qū))、2個(gè)縣(法庫(kù)縣、康平縣)，代管 1個(gè)縣級(jí)市(新民市)，2020年常住人口907萬(wàn)人，較2010年年均增長(zhǎng)1.13%。沈陽(yáng)年均氣溫6.2～9.7℃，年均降水量在 530～680mm 之間，屬于典型的溫帶半濕潤(rùn)大陸氣候，全市以平原為主，地勢(shì)平坦，山地丘陵集中在東北、東南部。沈陽(yáng)市作為東北地區(qū)最大的中心城市，嚴(yán)格遵循“因地制宜，綜合施策；全面規(guī)劃，合理布局；區(qū)域統(tǒng)籌，協(xié)調(diào)發(fā)展；以人為本，社會(huì)參與”的原則，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)“收運(yùn)高效標(biāo)準(zhǔn)化，處理協(xié)同低碳化，設(shè)施集約高質(zhì)化，管理云端智慧化”的環(huán)境衛(wèi)生管理目標(biāo)，打造“東北最干凈城市”。

1 現(xiàn)狀分析

沈陽(yáng)市城鄉(xiāng)生活垃圾實(shí)行三級(jí)管理、多部門分塊負(fù)責(zé)制度：城市管理部門負(fù)責(zé)清掃保潔和收運(yùn)，住房城鄉(xiāng)建設(shè)部門負(fù)責(zé)設(shè)施建設(shè)和建筑垃圾綜合管理，市政公用部門負(fù)責(zé)末端設(shè)施運(yùn)行管理。全市中心城區(qū)9個(gè)區(qū)(遼中區(qū)除外)和法庫(kù)縣采用完全市場(chǎng)化形式，委托 12家公司實(shí)現(xiàn)全域清掃保潔、垃圾清運(yùn)、公廁管理等，年服務(wù)經(jīng)費(fèi)約20億元。

沈陽(yáng)市現(xiàn)有大辛、老虎沖和西部共3座生活垃圾焚燒發(fā)電廠，總處理能力7500t/d，另有12座生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)承接遠(yuǎn)郊區(qū)縣城鄉(xiāng)生活垃圾。3座焚燒廠的實(shí)際處理量約為設(shè)計(jì)能力的 80%，遠(yuǎn)郊區(qū)縣的12座填埋場(chǎng)有的接近滿負(fù)荷，有的遠(yuǎn)低于設(shè)計(jì)處理能力，有的存在滲濾液積存。總體而言，沈陽(yáng)市仍存在原生生活垃圾直接填埋的情況，遠(yuǎn)郊區(qū)縣填埋場(chǎng)建設(shè)和管理水平較低，存在一定環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，亟需重新布局全市生活垃圾末端處理設(shè)施、整治提升現(xiàn)有設(shè)施、滿足垃圾分類新要求和提高資源化利用水平[1]。

2 垃圾產(chǎn)生量預(yù)測(cè)

生活垃圾產(chǎn)生量常見的預(yù)測(cè)方法有人均法、年均增長(zhǎng)率法、一元線性回歸法、移動(dòng)平均法、灰度預(yù)測(cè)法等[2]。沈陽(yáng)市近年來(lái)多次行政區(qū)劃調(diào)整，城區(qū)范圍逐步擴(kuò)大，各區(qū)縣垃圾量年均增長(zhǎng)率波動(dòng)較大，人口和垃圾量也不呈線性關(guān)系。因此，結(jié)合第七次人口普查和統(tǒng)計(jì)年鑒相關(guān)數(shù)據(jù)，綜合考慮東北振興、垃圾分類、資源回收、無(wú)廢城市建設(shè)等政策性影響因素，采用人均垃圾量法對(duì)沈陽(yáng)市各區(qū)縣生活垃圾產(chǎn)生量進(jìn)行預(yù)測(cè)。經(jīng)測(cè)算，2025年沈陽(yáng)市城鄉(xiāng)其他生活垃圾總量約為 8474t/d，2030年其他生活垃圾總量約為8898t/d，2035年約為 9342t/d，見表1。

表1 沈陽(yáng)市其他生活垃圾清運(yùn)量預(yù)測(cè)表(單位：t/d)Tab.1 Forecast of other domestic waste clearing and transportation in Shenyang(in ton per day)

3 垃圾處理技術(shù)選擇

通過分析沈陽(yáng)市生活垃圾成分、自然地理?xiàng)l件、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展水平、城市建設(shè)和社會(huì)發(fā)展對(duì)環(huán)境的要求等因素，結(jié)合國(guó)內(nèi)外同類項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，綜合確定沈陽(yáng)市生活垃圾處理技術(shù)。

3.1 生活垃圾成分

調(diào)研發(fā)現(xiàn)沈陽(yáng)市生活垃圾中廚余類垃圾含量逐漸增加，磚瓦陶瓷器類等無(wú)機(jī)物含量降低，隨著垃圾分類逐漸深入，廚余垃圾收運(yùn)處理體系逐步完善，其他垃圾熱值逐步提高。

3.2 自然地理?xiàng)l件

沈陽(yáng)位于東北地區(qū)南部、遼寧省中部，以平原為主，山地、丘陵集中在東南部，城市生活垃圾夏季產(chǎn)生量多，且含水率高，冬季農(nóng)村地區(qū)或未集中供暖地區(qū)生活垃圾往往混入燃煤灰渣，無(wú)機(jī)質(zhì)含量較高。因此，開展垃圾分類、針對(duì)生活垃圾不同組分的特性，采取差別化選擇處理工藝對(duì)于提高資源化利用水平和無(wú)害化處理效率具有重要意義。

3.3 社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展

沈陽(yáng)市始終堅(jiān)持以人民為中心，著力構(gòu)建現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)體系，著力建設(shè)綠色智慧城市，著力提升公共服務(wù)水平。沈陽(yáng)市社會(huì)經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展，環(huán)衛(wèi)事業(yè)需滿足城市發(fā)展需求，作為城市形象和名片的垃圾處理設(shè)施宜采用國(guó)際先進(jìn)的垃圾處理技術(shù)和先進(jìn)理念，與城市發(fā)展定位相適應(yīng)。

3.4 環(huán)境要求

沈陽(yáng)市作為遼寧省的省會(huì)城市，對(duì)生態(tài)環(huán)境品質(zhì)和環(huán)境衛(wèi)生水平有較高要求，需結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，科學(xué)合理地選擇對(duì)環(huán)境污染小、可持續(xù)發(fā)展的垃圾處理技術(shù)路線。

3.5 垃圾處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

生活垃圾處理典型技術(shù)包括衛(wèi)生填埋、焚燒和生物處理等。衛(wèi)生填埋是垃圾處理中必不可少的處理技術(shù)，總的發(fā)展趨勢(shì)是比重越來(lái)越小，主要用于殘?jiān)盥?。焚燒處理技術(shù)的資源化利用率和減量化水平較高，對(duì)廠址要求較低，污染控制能力較強(qiáng)，各國(guó)焚燒發(fā)展較快，焚燒量不斷增加，發(fā)達(dá)國(guó)家及國(guó)土面積較小的國(guó)家焚燒所占比重較大。生物處理由于堆肥市場(chǎng)銷路的制約，使其比重逐步降低。近年來(lái)，國(guó)家發(fā)展改革委、住房城鄉(xiāng)建設(shè)部等部門出臺(tái)了一系列政策措施，要求各地原則上不再新建填埋處理設(shè)施、不斷提高焚燒處理能力占比、因地制宜推進(jìn)生物處理技術(shù)[3]。

鑒于國(guó)內(nèi)外垃圾處理技術(shù)經(jīng)驗(yàn)及上述分析，為了使沈陽(yáng)市能夠適應(yīng)城鎮(zhèn)化進(jìn)程帶來(lái)的垃圾產(chǎn)量增大的問題、統(tǒng)籌市域生活垃圾處理并更好地建立垃圾分類處理系統(tǒng)，建議沈陽(yáng)市生活垃圾采用“分類回收為前提＋焚燒發(fā)電為主體＋衛(wèi)生填埋為保障”的技術(shù)路線，創(chuàng)新爐渣和飛灰資源化利用技術(shù)，減少爐渣和飛灰直接填埋量，充分保障衛(wèi)生填埋場(chǎng)的有效庫(kù)容，以最大化實(shí)現(xiàn)其應(yīng)急保障功能；同時(shí)提高遠(yuǎn)郊區(qū)縣生活垃圾焚燒能力，通過區(qū)域統(tǒng)籌、共建共享等方式提高焚燒處理設(shè)施覆蓋范圍，力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)全域原生生活垃圾“零填埋”的目標(biāo)。

4 設(shè)施布局方案

為使沈陽(yáng)市能夠適應(yīng)垃圾分類政策帶來(lái)的生活垃圾分類處理需求，根據(jù)沈陽(yáng)市自然地理特點(diǎn)、人口區(qū)劃特征、交通氣候條件、經(jīng)濟(jì)發(fā)展?fàn)顩r等情況，立足沈陽(yáng)市“東北第一，全國(guó)一流”的城市定位，為展現(xiàn)“全國(guó)文明城市”“國(guó)家環(huán)境保護(hù)模范城市” “國(guó)家森林城市”“國(guó)家園林城市”建設(shè)要求，建議沈陽(yáng)市采用分片區(qū)集中處理的模式，集中處理經(jīng)分類后的各類生活垃圾。

沈陽(yáng)市現(xiàn)有大辛生活垃圾焚燒發(fā)電廠主要服務(wù)皇姑區(qū)、和平區(qū)(部分)、于洪區(qū)和沈北新區(qū)的城鄉(xiāng)生活垃圾處理；老虎沖生活垃圾焚燒發(fā)電廠主要服務(wù)沈河區(qū)、大東區(qū)、渾南區(qū)、蘇家屯區(qū)的城鄉(xiāng)生活垃圾處理；西部生活垃圾焚燒發(fā)電廠主要服務(wù)和平區(qū)(部分)、鐵西區(qū)(含經(jīng)開區(qū))、遼中區(qū)(部分)和新民市(部分)城鄉(xiāng)生活垃圾處理；全市其他區(qū)域，即沈陽(yáng)市北部片區(qū)和西南片區(qū)，仍然采用填埋方式處理生活垃圾。

4.1 北部片區(qū)

北部片區(qū)包括康平縣和法庫(kù)縣，由于地域廣闊，生活垃圾運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，故各縣現(xiàn)狀均有3座生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)，為確定北部片區(qū)生活垃圾處理設(shè)施布局，對(duì)比分析了完全分散式、完全集中式、分散與集中相結(jié)合3種模式。

采用完全分散處理模式需依托現(xiàn)有 6座衛(wèi)生填埋場(chǎng)，服務(wù)半徑在 10～20km 之間，能實(shí)現(xiàn)康平縣和法庫(kù)縣全域覆蓋；采用集中處理模式即在服務(wù)區(qū)域內(nèi)新建一座焚燒廠，服務(wù)半徑約為 50km，通過區(qū)域統(tǒng)籌、城鄉(xiāng)一體化等途徑實(shí)現(xiàn)區(qū)域內(nèi)原生生活垃圾全量焚燒處理(圖1)；采用集中與分散相結(jié)合的處理模式需新建一座焚燒發(fā)電廠，服務(wù)半徑 30km，主要處理康平縣和法庫(kù)縣城區(qū)、輻射收運(yùn)沿線的鄉(xiāng)鎮(zhèn)，同時(shí)對(duì)超出服務(wù)范圍的區(qū)域仍依托現(xiàn)有填埋場(chǎng)進(jìn)行處理(圖2)。分析設(shè)施建設(shè)費(fèi)用、收運(yùn)系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用、處理系統(tǒng)運(yùn)行費(fèi)用和焚燒發(fā)電上網(wǎng)收益等經(jīng)濟(jì)成本(圖3)可知，采用分散與集中相結(jié)合處理方式和完全集中處理方式經(jīng)濟(jì)效益相近，但綜合考慮環(huán)境效益和社會(huì)效益，結(jié)合焚燒廠規(guī)模效應(yīng)和現(xiàn)有填埋場(chǎng)整治提升需要，為避免重復(fù)建設(shè)，建議沈陽(yáng)市北部片區(qū)采用集中處理模式，即在康平縣新建一座生活垃圾焚燒發(fā)電廠，通過跨區(qū)域統(tǒng)籌的方式實(shí)現(xiàn)康平縣和法庫(kù)縣全域原生生活垃圾焚燒處理。

圖1 北部片區(qū)分散處理模式和集中處理模式設(shè)施布局圖Fig.1 Layout of facilities in decentralized and centralized treatment modes in northern areas

圖2 北部片區(qū)分散與集中相結(jié)合模式設(shè)施布局圖Fig.2 Layout of facilities in combination mode of decentralization and centralization in northern areas

圖3 北部片區(qū)不同處理方式經(jīng)濟(jì)性分析圖Fig.3 Economic analysis of different treatment modes in northern areas

4.2 西南片區(qū)

西南片區(qū)包括遼中區(qū)和新民市，該區(qū)域距離沈陽(yáng)市中心城區(qū)的西部焚燒廠較近，基礎(chǔ)設(shè)施發(fā)展水平相對(duì)較好，遼中區(qū)和新民市現(xiàn)分別建有3座生活垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)。因此，在分析該區(qū)域其他垃圾處理設(shè)施布局模式時(shí)，對(duì)比分析了 4種方案，即完全分散式、完全集中式、依托西部焚燒廠的分散與集中相結(jié)合式、新建焚燒廠的分散與集中相結(jié)合式。

采用完全分散處理模式需依托現(xiàn)有 6座衛(wèi)生填埋場(chǎng)，服務(wù)半徑在 10～20km 之間，同時(shí)需對(duì)部分填埋場(chǎng)進(jìn)行擴(kuò)容和提升改造；采用集中處理模式即在服務(wù)區(qū)域內(nèi)新建一座焚燒廠，服務(wù)半徑約為 50km，能實(shí)現(xiàn)西南片區(qū)全域焚燒(圖4)；依托西部焚燒廠服務(wù)半徑30km范圍內(nèi)相對(duì)集中處理模式，僅能滿足遼中區(qū)和新民市中心區(qū)域生活垃圾處理需求，偏遠(yuǎn)地區(qū)需保留4座衛(wèi)生填埋場(chǎng)；新建服務(wù)半徑30km的焚燒廠相對(duì)集中處理區(qū)域內(nèi)部分生活垃圾的方案，依然需要保留4座衛(wèi)生填埋場(chǎng)(圖5)。

圖4 西南片區(qū)分散模式和集中模式設(shè)施布局圖Fig.4 Layout of facilities in decentralized and centralized treatment modes in southwest areas

圖5 西南片區(qū)分散與集中相結(jié)合處理模式設(shè)施布局圖Fig.5 Layout of facilities in combination mode of decentralization and centralization in southwest areas

結(jié)合沈陽(yáng)市“十四五”末原生生活垃圾“零填埋”的總體要求，綜合考慮設(shè)施建設(shè)成本、收運(yùn)成本、處理成本和發(fā)電上網(wǎng)收益等因素，結(jié)合環(huán)境效益和社會(huì)效益的遠(yuǎn)景分析，確定沈陽(yáng)市西南片區(qū)采用集中處理模式，即在新民市新建一座生活垃圾焚燒發(fā)電廠，服務(wù)半徑 50km，通過區(qū)域統(tǒng)籌、城鄉(xiāng)一體化等方式實(shí)現(xiàn)遼中區(qū)和新民市原生生活垃圾全量焚燒的目標(biāo)需求。

4.3 總體方案

至“十四五”末，建議沈陽(yáng)市建設(shè)投運(yùn) 5座生活垃圾焚燒發(fā)電設(shè)施，以實(shí)現(xiàn)全市垃圾分類全覆蓋(表2)。

表2 沈陽(yáng)市垃圾焚燒設(shè)施一覽表Tab.2 List of waste incineration facilities in Shenyang

5 結(jié) 語(yǔ)

依托生態(tài)文明和垃圾分類戰(zhàn)略，結(jié)合沈陽(yáng)市現(xiàn)有生活垃圾處理現(xiàn)狀、環(huán)衛(wèi)發(fā)展目標(biāo)，充分考慮沈陽(yáng)市經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展?fàn)顩r、人口地域分布情況，在最大化利用現(xiàn)有設(shè)施的情況下將沈陽(yáng)市遠(yuǎn)郊區(qū)縣納入資源化利用統(tǒng)計(jì)范疇，以實(shí)現(xiàn)全市原生生活垃圾“零填埋”目標(biāo)。中心城區(qū)依托大辛循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園、老虎沖循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園和西部焚燒廠實(shí)現(xiàn)全域焚燒。遠(yuǎn)郊區(qū)縣分為 2個(gè)片區(qū)，即北部片區(qū)(包括康平縣、法庫(kù)縣)和西南片區(qū)(包括遼中區(qū)、新民市)。針對(duì) 2個(gè)片區(qū)地形地貌、人口分布、經(jīng)濟(jì)水平、交通條件等情況，提出新建生活垃圾焚燒發(fā)電廠，覆蓋本片區(qū)，隨著垃圾分類工作不斷深入最終實(shí)現(xiàn)園區(qū)化建設(shè)，從而保障沈陽(yáng)市生活垃圾處理需求，并為同樣具有平原和山區(qū)相結(jié)合、城區(qū)和遠(yuǎn)郊經(jīng)濟(jì)差距大、區(qū)域覆蓋面積廣的大城市提供一定的借鑒和參考。