摘要：在碳達(dá)峰碳中和的背景下，我國高度重視生活垃圾分類，并對生活垃圾處理提出減量化、無害化和資源化的要求。本文結(jié)合我國生活垃圾分類現(xiàn)狀，迎合當(dāng)下生活垃圾分類和再生資源回收“兩網(wǎng)融合”的理念，提出一種“資源回收+焚燒處置”的生活垃圾高值化回收處理模式，以節(jié)能降碳，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)，促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型。

關(guān)鍵詞：生活垃圾；高值化回收；碳達(dá)峰；碳中和；處理工藝

中圖分類號：X799.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2023）02-00-04

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2023.02.015

Study on High-value Domestic Waste Recovery and Treatment System

CHEN Zixuan， JIN Junping， ZHENG Wei， MA Huanmei

（North China Municipal Engineering Design amp; Research Institute Co.， Ltd.， Tianjin 300074， China）

Abstract： Under the background of carbon peak and carbon neutrality， China attaches great importance to the classification of domestic waste， and puts forward the requirements of reduction， harmless and resource utilization for domestic waste treatment. This paper combines the current situation of domestic waste classification in China， caters to the current concept of \"two networks integration\" of domestic waste classification and renewable resources recovery， and proposes a high-value domestic waste recovery and treatment mode of \"resource recovery+incineration disposal\"， so as to save energy and reduce carbon， develop circular economy and promote the comprehensive green transformation of China's economic and social development.

Keywords： domestic waste; high-value recovery; carbon peak; carbon neutrality; treatment process

生活垃圾是指人們?nèi)粘Ｉ詈蜕a(chǎn)活動中產(chǎn)生的固體廢棄物。隨著社會經(jīng)濟(jì)和城鎮(zhèn)化的高速發(fā)展，2019年我國城市生活垃圾的清運量已達(dá)2.4億t[1]。巨大的體量之外，隨之而來的還有其不容忽視的資源回收價值。2016年6月，國家發(fā)展和改革委員會、住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部印發(fā)了《垃圾強(qiáng)制分類制度方案（征求意見稿）》，首次提出“垃圾強(qiáng)制分類”的概念[2]。自此，我國出臺一系列垃圾分類政策、法規(guī)和制度，設(shè)立生活垃圾分類試點城市，將生活垃圾分類擺到十分重要的位置。然而，至今沒有一座城市的垃圾分類工作取得理想效果[3-5]。2020年，中國向世界承諾，將增加自主減排貢獻(xiàn)，努力爭取CO2排放量于2030年前達(dá)到峰值，2060年前實現(xiàn)碳中和。面對國家對生產(chǎn)生活方式綠色轉(zhuǎn)型的迫切需求，加強(qiáng)生活垃圾在處理過程中的高值化回收利用是大勢所趨。

1 我國生活垃圾分類現(xiàn)狀

近年來，生活垃圾分類越來越受到國家的重視。2017年3月，國家頒布了《生活垃圾分類制度實施方案》，自此，中國正式進(jìn)入了生活垃圾強(qiáng)制分類的新階段；2019年7月，《上海市生活垃圾管理條例》正式實施，在全國掀起垃圾分類的熱潮；2020年4月，新修訂的《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》正式發(fā)布，首次將“國家推行生活垃圾分類制度”納入國家法律并實施。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，在一些分類質(zhì)量較高的地區(qū)[6-9]，生活垃圾中的濕垃圾、餐飲單位和企事業(yè)單位食堂的餐廚垃圾可被分離出來，運至餐廚垃圾處理廠進(jìn)行處理，其余各類生活垃圾統(tǒng)一裝車后運至生活垃圾處理廠進(jìn)行焚燒或填埋處置。伴隨著國家一系列政策與法規(guī)的出臺，各地政府在宣傳教育、立法、建立鼓勵機(jī)制和財政投入等方面對生活垃圾分類進(jìn)行積極倡導(dǎo)，理論支撐逐步到位，雖然取得一些成績，但普遍存在居民熱情不高、垃圾分類投放后又混合收運處理、收運的垃圾含水率有所降低但分類效果差的情況。

2 生活垃圾處理方法

2.1 常見的生活垃圾處理工藝

生活垃圾處理工藝主要有衛(wèi)生填埋、高溫堆肥、焚燒和綜合處理四種，其中以衛(wèi)生填埋和焚燒為主。從技術(shù)、工程、投資等角度來看，幾種常見的處理工藝對比如表1所示。

衛(wèi)生填埋一度成為廣泛采納的生活垃圾處理技術(shù)，然而這種垃圾處理方式土地占用周期長、成本高，其中的塑料和重金屬等廢物極難降解，有毒有害物質(zhì)通過垃圾滲濾液滲漏至周邊土壤和地下水中，造成二次污染，違背可持續(xù)發(fā)展理念；焚燒處置是我國大力發(fā)展的生活垃圾處理技術(shù)，具有占地面積小、減量化率高等優(yōu)勢，但將生活垃圾中所有物料混合焚燒，資源化利用率低，不符合循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展要求，同時餐廚垃圾的混入導(dǎo)致物料含水率增高，熱值降低，焚燒時需要添加輔助燃料，增加處理成本；高溫堆肥目前在生活垃圾處理中的應(yīng)用相對受限，產(chǎn)物中雜物含量多，品質(zhì)低，缺乏有效出路和市場。

2.2 生活垃圾處理工藝優(yōu)化

在碳達(dá)峰碳中和的背景下，生活垃圾填埋處置被基本叫停，相比填埋處置，焚燒處置可減少填埋后降解產(chǎn)生的CO2和CH4，同時起到替代化石燃料的作用。據(jù)統(tǒng)計，2019年，我國生活垃圾無害化處理能力為869 875 t/d，其中焚燒處理456 499 t/d，占比為52.48%[1]?！丁笆奈濉背擎?zhèn)生活垃圾分類和處理設(shè)施發(fā)展規(guī)劃》指出，將繼續(xù)提高城鎮(zhèn)垃圾焚燒處理能力，到2025年底，城市生活垃圾焚燒處理率達(dá)65%左右。直接將生活垃圾焚燒，資源化利用率很低，而提高能源效率并向循環(huán)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型，減少能源消耗是實現(xiàn)零碳經(jīng)濟(jì)的重要路徑。2021年10月，國務(wù)院印發(fā)《2030年前碳達(dá)峰行動方案》，要求大力推動生活垃圾分類和高值化回收利用，提高焚燒垃圾品質(zhì)，推進(jìn)生活垃圾焚燒處理。所以，焚燒前對生活垃圾進(jìn)行高值化分揀回收，可達(dá)到優(yōu)化工藝的效果。

目前，生活垃圾分類理念已被基本接受，但分類質(zhì)量不高，后續(xù)轉(zhuǎn)運、處理的全產(chǎn)業(yè)鏈尚未成型。因此，要結(jié)合生活垃圾分類現(xiàn)狀，對現(xiàn)有生活垃圾處理工藝進(jìn)行優(yōu)化。一方面，在生活垃圾處置過程中進(jìn)行高值化分類，回收再生資源，向循環(huán)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型；另一方面，剩余回收價值較低的垃圾進(jìn)行焚燒（發(fā)電）處理，余熱充分利用，發(fā)電上網(wǎng)或自給自足，有效減少能源消耗，形成“資源回收+焚燒處置”的生活垃圾高值化回收處理模式，提高降碳效果，促進(jìn)經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型。

3 生活垃圾高值化回收處理工藝設(shè)計

生活垃圾高值化回收處理工藝將粗選篩分和精細(xì)化分揀相結(jié)合，在傳統(tǒng)分揀工藝的基礎(chǔ)上，增加風(fēng)選和光電分選系統(tǒng)，提高產(chǎn)品附加值。同時，該工藝增加一道精細(xì)篩分步驟，將2D廢物和3D廢物進(jìn)行有效區(qū)分，可最大限度地提高生活垃圾回收率，實現(xiàn)生活垃圾高值化回收。生活垃圾高值化回收處理工藝主要由生活垃圾受料和給料系統(tǒng)、粗選篩分系統(tǒng)、精細(xì)化分揀系統(tǒng)及輸送設(shè)備連接而成，工藝流程如圖1所示。

3.1 生活垃圾受料和給料系統(tǒng)

生活垃圾經(jīng)初步分類收集和轉(zhuǎn)運，由自卸卡車運至地磅稱重后卸至卸料坑，再用帶抓斗的橋式起重機(jī)將坑中的生活垃圾抓至鏈板給料機(jī)，通過鏈板給料機(jī)將收運的垃圾送至破袋機(jī)進(jìn)行破袋。此系統(tǒng)中的破袋機(jī)為滾筒式破袋機(jī)，內(nèi)置刀片，可劃破生活垃圾中的包裝袋，充分釋放和撥勻生活垃圾，以便均勻布料。滾筒式破袋機(jī)可調(diào)換轉(zhuǎn)動方向，避免垃圾纏繞卡死。

3.2 粗選篩分系統(tǒng)

破袋后的垃圾被均勻攤鋪在人工分揀平臺，平臺兩側(cè)設(shè)置人工手選位，人工撿出其中的大件垃圾和較大的織物，運至破碎機(jī)進(jìn)行破碎（物料粒徑

d≤200 mm），然后打包進(jìn)行資源化焚燒；人工撿出的玻璃瓶和塑料置于收納容器中，直接進(jìn)行資源化回收；分揀后的剩余垃圾被輸送至螺桿篩分機(jī)，分揀出篩上重質(zhì)物、篩上輕質(zhì)物和篩下物，篩上重質(zhì)物（d≥300 mm）送至除鐵器，將其中的磁性黑色金屬分揀出來進(jìn)行回收，剩余的垃圾同篩上輕質(zhì)物（d≥300 mm）一起被送至破碎機(jī)破碎，然后打包進(jìn)行資源化焚燒；篩下物（d≤300 mm）通過皮帶輸送機(jī)運至碟形篩分機(jī)。碟形篩分機(jī)將垃圾篩分為篩上物（d＞80 mm）和篩下物（d≤80 mm），篩下物經(jīng)除鐵器分揀出磁性黑色金屬后，打包進(jìn)行資源化焚燒；篩上物經(jīng)除鐵器分揀出磁性黑色金屬后，輸送至風(fēng)選機(jī)分為重質(zhì)物和輕質(zhì)物，重質(zhì)物送去打包進(jìn)行資源化焚燒，輕質(zhì)物則被輸送至彈跳篩進(jìn)行進(jìn)一步精細(xì)化分揀。

此系統(tǒng)的螺桿篩分機(jī)可將垃圾分揀為篩上重質(zhì)物、篩上輕質(zhì)物和篩下物，且可保證垃圾在篩分過程中不纏繞，對垃圾含水率無要求；破碎機(jī)為一種輥式粗破碎機(jī)，對來自螺桿篩分機(jī)的篩上輕質(zhì)物和人工分揀出的大件垃圾進(jìn)行破碎，破碎后粒徑d≤200 mm；

碟形篩分機(jī)可將來自螺桿篩分機(jī)的篩下物進(jìn)一步篩分，篩下物粒徑d≤80 mm；風(fēng)選機(jī)采用臥式風(fēng)選機(jī)，通過調(diào)整風(fēng)力將篩上物中的重質(zhì)物和輕質(zhì)物進(jìn)行區(qū)分。輕質(zhì)物大多為塑料、廢紙等可回收物，重質(zhì)物多為磚瓦、碎石等。

3.3 精細(xì)化分揀系統(tǒng)

輕質(zhì)物被彈跳篩分揀為2D輕質(zhì)物和3D輕質(zhì)物。2D輕質(zhì)物通過光電分選機(jī)進(jìn)行分揀，其中的聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、紙類打包后進(jìn)行回收；3D輕質(zhì)物則通過光電分選機(jī)進(jìn)行層層分揀，挑出其中的聚對苯二甲酸乙二醇酯（PET）瓶、PE瓶、PP瓶、利樂包和紙類進(jìn)行回收，剩余的垃圾經(jīng)渦流分選機(jī)揀出有色金屬進(jìn)行回收后，與2D輕質(zhì)物的分選殘余物一起打包進(jìn)行資源化焚燒。

此系統(tǒng)的彈跳篩可將垃圾分揀為3D物料和薄片狀2D物料，分揀出的3D物料大多為PET瓶、PP瓶、PE瓶、利樂包等，2D物料主要為紙片、塑料片等；光電分選機(jī)可根據(jù)物料表面的反射特性將風(fēng)選輕質(zhì)物中的PET瓶、PP瓶、PE瓶、利樂包等分別分揀出來，提高資源化回收率；渦流分選機(jī)利用電磁原理，可對垃圾中的有色金屬進(jìn)行有效篩分，將非金屬物料與金屬物料自動分離，回收有色金屬；打包機(jī)可將分揀出來的垃圾進(jìn)行壓縮打捆，以減少運輸體積。

3.4 工藝亮點

相比單純的生活垃圾焚燒處理方式，生活垃圾高值化回收處理工藝通過對生活垃圾進(jìn)行精細(xì)化篩分，提高了生活垃圾資源化回收率，避免直接焚燒帶來的資源浪費；利用彈跳篩將篩上輕質(zhì)物中的2D物料和3D物料分揀出來，可提高后續(xù)分揀效率，提升產(chǎn)品品質(zhì)；對風(fēng)選機(jī)分揀出的輕質(zhì)物進(jìn)行光電分選，提高產(chǎn)品品質(zhì)，有利于后續(xù)分類和資源化利用；分揀后剩余回收價值低的生活垃圾具有一定熱值，進(jìn)行資源化焚燒，能有效提高能源效率，助力我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型。

4 結(jié)論

生活垃圾處理的減量化、無害化與資源化一直是擺在人們面前的一道重要課題，其處理效果受多種因素影響。碳達(dá)峰碳中和背景下，本文提出了“資源回收+焚燒處置”的生活垃圾高值化回收處理模式。研究表明，它是推動生活垃圾分類和再生資源回收“兩網(wǎng)融合”的有效方式，也是促進(jìn)我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展全面綠色轉(zhuǎn)型的有力推手。

參考文獻(xiàn)

1 國家統(tǒng)計局.中國統(tǒng)計年鑒2020[M].北京：中國統(tǒng)計出版社，2020：11-12.

2 范文宇，薛立強(qiáng).歷次生活垃圾分類為何收效甚微：兼論強(qiáng)制分類時代下的制度構(gòu)建[J].探索與爭鳴，2019（8）：150-159.

3 李百華，李明楠，寇世杰，等.石家莊市城市生活垃圾分類現(xiàn)狀與提升對策研究[J].清洗世界，2022（1）：134-136.

4 李 航，李 濃.城市生活垃圾分類問題與對策分析：以南寧市為例[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2022（1）：10-16.

5 馮林玉，秦 鵬.生活垃圾分類的實踐困境與義務(wù)進(jìn)路[J].中國人口·資源與環(huán)境，2019（5）：118-126.

6 黃志強(qiáng).蘇州市區(qū)生活垃圾分類現(xiàn)狀及對策研究[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2014：8-9.

7 肖智敏.社會治理視角下的城市生活垃圾分類研究：以深圳市為例[D].長沙：湖南師范大學(xué)，2019：16-17.

8 汪圓圓.合肥市城市居民生活垃圾分類現(xiàn)狀與發(fā)展對策研究[D].合肥：安徽大學(xué)，2020：15-16.

9 王曉鳳.青島市即墨區(qū)生活垃圾分類現(xiàn)狀、問題及對策研究[D].青島：青島理工大學(xué)，2020：19-20.