城市社区生活垃圾的处理及实施规划

王新军，苏海龙，许博涵，张凤娥，勇应辉

（复旦大学，上海 200433）

1 我国城市生活垃圾处理处置现状

目前我国每年产生的垃圾已达3.1亿吨，世界银行在2012年的报告中指出：中国的垃圾增加速度和垃圾总量已居世界第一。国内的600多个中大型城市中，每年需清运处理的生活垃圾达1.6亿吨，城市人均垃圾日产生量已超过1公斤，并且以每年8%～10%的速度增长。另外还有1/3的城镇也正遭受生活垃圾围城的困境。如何避免“垃圾围城”，妥善处置生活废弃物已成为城市建设和管理的当务之急。

我国对城市垃圾的传统处理方法通常是以清运填埋为主，但由于逐渐缺乏地质与地理条件等适宜建设垃圾填埋场的地方，而且城市垃圾量的快速增加，又导致了垃圾填埋场的使用年限大幅缩短，许多城市已开始面临垃圾无处可埋或者被自身的垃圾填埋场围困、影响整体城市发展格局的窘境。在巨大的垃圾处理压力下，我国正开展庞大的垃圾焚烧炉建设计划。目前许多城市已采用将垃圾先行焚烧处理（回收热电），再送最终处置的做法。但垃圾焚烧炉的建设不仅投资大，并对垃圾的成分有较高要求。由于当前城市垃圾的高水分含量和成分复杂，焚烧造成的二次污染排放问题也逐渐凸显。

另一方面，随着我国城市垃圾的大量产生，废品回收行业在城市中的发展也逐渐受到重视。但目前的废品回收渠道缺乏管理，回收处理机制混乱，一些从事废品回收业者基于逐利而不惜违法，例如对于厨馀垃圾的处理和回收机制缺乏良好设计，导致正规的回收业者必须和生产“地沟油”的地下作坊竞争；城市缺乏良好的垃圾收集系统和资源回收机制，废品收集者四处搜翻“能卖好价钱”的废品，导致垃圾清运、分拣和处理的工作更加困难，后端业者也因此缺乏回收处理垃圾的经济诱因，最后混杂的垃圾只能填埋或一烧了之。面对这些情况，有效减量垃圾、妥善回收资源已经刻不容缓。

2 城市社区垃圾处理的策略

本文尝试从城市生活垃圾的丢弃源头，提出在城市社区的垃圾减量、收集清运和回收再利用方案。构想一个虚拟的社区“Community X”，针对该社区进行规划；依据我国居住区标准GB50180-93的规模定义，这个社区拥有5000～8000的常住人口，以符合目前我国典型的社区规模，另外还包括1000～1500个流动人员，代表商业（如店铺）、办公（如写字楼）等非常住的人口规模（以一班/10小时，0.4日计）。

首先推估Community X合理的人均垃圾排放量。目前我国人均生活垃圾量约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，而我国香港的人均垃圾排放量高居全世界首位，达到了每人2.52公斤/日的高位排放，相对于其他先进城市或地区（如日本东京0.96公斤/日，韩国首尔0.75公斤/日），在基数较大的情形下，我国城市的每日人均垃圾排放量显然偏高。由于我国的人均垃圾排放量与其他国家地区的垃圾排放量具有明显差异，因此本研究借鉴生活习惯相近的我国台湾地区近年人均垃圾排放、垃圾减量及回收经验（根据台湾环保署统计，台湾的人均垃圾排放量2000年为1.14公斤/人，到2011年已降到0.59公斤/人，11年平均降幅每年达到5%），根据台湾城市在导入垃圾减量和资源回收制度后的人均排放变化，分析在Community X可行的垃圾减量和回收规模。以目前上海的人均垃圾排放量（1.25公斤/日），可作为Community X的排放高位基准，而根据台北市的发展经验，在导入垃圾收集、清运和回收制度方案之后，其垃圾的10年平均年减率为每年5%，资源回收占整体收集垃圾的比例则逐年提升，10年平均年增率达到4%（见图1）。

图1 台北市垃圾量与资源回收率统计图

因此对Community X的垃圾处理方案规划的设定必须达到垃圾平均年减率为5%的目标值，即5年内人均垃圾排放减量25%，在8年内达到人均垃圾排放量自1.25公斤减少到0.75公斤（60%）的目标（目标计算系根据中国台湾地区自推行垃圾减量方案后的对应数据，规划在8年内由1.25公斤的每人垃圾排放量减少到0.75公斤，减少40%；资源回收在5年内达到占总体垃圾排放量的32%以上，并且在8年后达到占总体垃圾量的45%目标，见表1。

表1 Community X的生活垃圾减量阶段性目标

按照上述对Community X设定的垃圾减量及回收目标，参考近年来德国、日本、我国台湾地区的发展经验，在实施计划中，选定Community X首要达成减量再利用，再逐步减少不可进行能物质或能源回收的废弃物比例，以避免垃圾填埋，最终实现垃圾零增长，并且能将废弃物资源最大程度地循环回收和再利用。为达到此目标，第一阶段应基本实现餐厨垃圾分类收集和资源化处理，第二阶段则是实现生活垃圾产生量零增长。各分阶段的处理配比说明如表2。

表2 生活垃圾循环处理配比

3 规划架构

依据上述策略目标，Community X规划的社区垃圾处理方案将针对垃圾减量、再利用及能源和资源的回收四个方面，进行垃圾总量管理、二级使用、二级分类回收、与资源循环再生的前置预处理等方案规划，其整体的规划架构如图2所示。

图2 Community X 的垃圾处理体系架构

4 规划方案

在前述的规划架构下，进行总体垃圾处理的方案设计，重点是实现“软件”和“硬件”的整合，以避免进行无意义、高成本的垃圾处理设备投资。

4.1 基础设施规划

基础设施规划是建立Community X垃圾处理能力的核心阶段，基础设施的设置必须能够涵盖垃圾收集、分捡、回收及简易的前处理，并且能配合前述的垃圾总量管理和废弃物的再利用等任务需求。根据Community X的规模设定，对垃圾收集、分捡及预处理提出如下方案：

（1）垃圾收集设施

根据前述设定，Community X居民的生活垃圾日总产量在4500～7500公斤之间，流动人员按照以一班/10小时产生的垃圾日产量在500～750公斤之间，亦即垃圾收集设施必须承担起5000～8250公斤/日的垃圾量。若加上10%的调峰容量，Community X需要一套承载9000公斤/日的垃圾收集系统。目前国内的社区长期依赖清洁员收集清运社区垃圾，然而在瑞典Hammarby大型低碳社区（垃圾投放量约为16,000公斤/日）对比实验研究中发现，与传统方式相比，在社区内建立自动化的垃圾收集系统，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动收集系统，以真空管道将家户的垃圾桶和集装箱相连，透过气动原理直接由家户将分类好的垃圾推送到收集站（见图3）；结果显示，在正常状态（垃圾数量不多，113个投放点仅7个投满，相当于传统收集14个垃圾集装桶满堆）用传统方式清运垃圾总计需要用155个人工时，而垃圾自动收集系统用时仅需1.4小时。当垃圾量多、处于垃圾投放高峰期时，垃圾自动收集的优势更加明显：即便每天收集2次（且投放点44个投满），垃圾自动收集也只用4～5小时，用传统方式即便一天（总计139个垃圾集装桶满堆）只清理1次，累计工作时间也要1841小时，也就是说，如果按每人一天工作8小时计算，需要230人才能收集完成，而作业不及造成的满堆效应（丢弃者在满堆时选择在筒外弃置垃圾）会导致更长的处理耗时，使系统可靠性降低。

图3 瑞典示范城（Hammarby）垃圾处理系统

根据规划，垃圾自动收集系统将负责同时做到垃圾的总量管理（自动化的资讯服务平台）和分类回收，成为Community X重要的资源循环基础设施，并可连同污水处理系统的污泥收集管控、有机垃圾堆肥的沼气池、一般垃圾通过小型热电联产系统提供的集中供暖/制冷系统、被动式节能建筑、太阳能热收集等环保节能技术，形成完整的低碳生态循环。

（2）垃圾分捡设施

根据目标策略规划，Community X采用三种途径进行垃圾分选：手选、机械和综合式自动化分选。必须提供教育，要求居民丢弃垃圾时进行垃圾分类再进入收集系统，而社区必须建立垃圾分类收集间（站）和资源回收点等基础设施，由回收业者承包经营，协助进行垃圾分类与回收工作。基于国内的现实情况，Community X将仿效巴西库里蒂巴的实际经验，要求回收业者和拾荒群体合作，先采用手选，靠人的感官按原料的物理特性预分离、分类，将有用物质捡出；或搭配使用机械设备，建立分拣流程线，利用重力选矿等方法分选密度不同的物质，综合手拣分选回收物料并进行机械筛分、脱水、尾矿处理等方式，选取有用的物质加以回收，最后再经过一道人工分拣工序，完成综合式分选。

（3）垃圾前处理设备

Community X为构想的典型社区，该规划设计并非去建立完整的垃圾废弃物处理过程，而是根据典型社区的能力，在废弃物的抛弃源头作好前置处理，以利于和垃圾处理/废弃物回收产业链的完整结合。在三大类的垃圾来源（有机/厨馀、可回收废弃物、其他/一般垃圾）中，家庭厨馀需要进行处理才能实施油水分离和就地堆肥；可回收垃圾必须进行分类与清洁整理；一般垃圾也需要进行水分脱除和体积压缩，通过这些预先处理才能有利于后端的处理和资源回收。

因此，规划中Community X的居住单位必须在厨房配置油水分离器和厨馀粉碎机：油水分离器可直接安装在厨房洗手盆下，直接和排水口相连，藉此集中回收厨房剩余油脂；厨馀粉碎机体积不大，可让粉碎厨馀通过专属排污管道，进入发酵堆肥设备，或排入污水管道。根据德国的沃邦社区示范研究，厨馀粉碎机将实现有机垃圾减量60%～70%。至于一般垃圾的分拣和水分脱除，则在设立的密闭式（可地埋）垃圾处理清洁站，采用垃圾压缩机进行垃圾压缩减容，同时进行水分处理，垃圾投入后，可储存压缩并自动排出进入清运流程，减少社区环卫工人的工作量和人员需求，同时垃圾经过前述分拣，在垃圾箱内压缩密封后无法拣拾，使Community X周围环境可得到良好保护，同时与公共部门/环卫部门的垃圾清运流程顺利进行接轨。

4.2 减量规划

参考先进国家的发展经验，Community X规划应建立一套完整的管理制度，通过垃圾处理费征收等方式，逐步培养居民的减量丢弃和垃圾分类的习惯，通过对一般垃圾处理的计费及累进制度抑制垃圾量，同时让居民自发性将一般垃圾转为可回收的资源，藉此实现垃圾减量。在此过程中，发展分类及回收管理制度，通过制度来建构垃圾管理系统，同时强化居民/用户的捡选分类意识。在多个国家的试验表明：制度的规划对于垃圾减量具有比硬件设备投资更显著的效果。例如韩国在1995年实施垃圾费随袋征收后，第一年全国垃圾减量即达34%，资源回收量增加40%；日本、我国台湾地区的实际推动经验及研究显示若实施垃圾清除处理费随袋征收，将可有效减量垃圾35%～40%，两年减少率更可达15%以上。考虑到国内的垃圾回收及减量意识的推广较为缓慢，Community X应灵活运用制度，例如在第一阶段（运营两年）先以硬件设备（如厨馀粉碎机）和一般垃圾（不可回收垃圾）处理的累进收费制度（包括采用自动收集系统进行监控），要求居民能将厨馀和一般垃圾各自减量15%，同时回收30%资源性垃圾（不计入一般垃圾的收费制度），及资源化15%的有机垃圾（例如在社区花园堆肥）等策略，达成总体10%的垃圾减量、回收比重达到总体垃圾量18.5%的目标。

4.3 回收体系规划

妥善回收废弃物中的资源，具有垃圾减量和资源循环利用的双重意义，在Community X的垃圾处理规划中，回收体系是依据社区垃圾的种类和预处理能力来进行的。首先鼓励居民在回收时进行分选，培养居民定时、定点投放回收物品的习惯，通过垃圾收集系统的清运负荷数据和区域分布情况，定期和居民沟通改善分类水平，并且依据居民投放废弃物回收的需要，选择适当的回收投放和清运地点，由Community X的物业管理、回收业者及公共部门清运单位共同合作运营废弃物的回收投放地点设施，应用人工和处理技术在后端对垃圾再进行回收分捡，将可回收资源、高经济价值废品、不利垃圾焚烧的物质拣选出来，再分别由回收业者和公共部门清运，进入回收产业链或填埋/焚烧厂进行处理。

在Community X规划的回收体系中，除了可回收的资源垃圾外，必须考虑有害废弃物也将同样通过回收体系，进行专门处理。例如节能灯泡和废电池如未能做好回收制度，存在高度风险（废弃节能灯泡中含有剧毒汞蒸气，一旦破裂流出将造成严重的土地与水体污染，因此必须严格回收，并在无破损情形下进行专门处理）。参照德国的GRS制度，Community X规划提出源头负责模式，由Community X统一采购，在签定采购合约时，约定供应商必须尽到回收义务，并确认具备回收处理的能力，在节能灯泡或废电池废弃时，由管理单位和Community X的回收体系负责落实收回，而收回的产品由供应商进行集中处理，使其尽到生产业者的责任。

4.4 资源再利用规划

为落实从丢弃源头进行的废弃物再利用，回收的物质应在家户和社区的回收投放清运点进行预处理，除了分拣之外，还包括例如洗涤与储存等处置。从当前北京、上海和广州的分类小区试点结果得知，Community X不可回收的其他垃圾，总量将少于居民一般生活垃圾的25%，难以支持社区独立的垃圾能源再生系统（如小型焚烧炉汽电联产），因此可以规划运用如法国的能源控制和环境署（ADEME）提出的循环包装技术（Cyclergie），以真空技术存贮包装好的垃圾，以阻止垃圾发酵、发臭，甚至可以增加垃圾的热值。如此可以临时将一部分垃圾存贮起来，以解决等待废品转运时间、因垃圾压缩机出现问题或垃圾停运，或者因特定节日而产生的垃圾高峰时期的处理能力问题。

另一方面，Community X的垃圾除了转交清运和回收，也应规划在社区当地的再利用方式。在餐厨垃圾方面，居民分捡出来的湿垃圾以及厨房的厨馀通过油水分离器和厨馀粉碎机进入管道后，统一由Community X物业管理收集。一部分在公共花园里堆肥，或在大楼采用特定设施堆肥，把垃圾转变成园艺和农业的肥料，规划方案中也可在特定大楼或区域安装1500～4500立方米的沼气反应器，以制造热能和发电；另一部分厨馀则送往特约的养殖场；而油水分离器取得的泔水/废油脂卖给生物燃料工厂，作为生物燃料的基底，从而避免进入黑市循环成为泔水油或地沟油。Community X的管理单位可以折扣购买加工制成的生物柴油（Biodiesel）或合成燃气（Syngas）供应社区居民，例如以较低价格供应Community X的加油站，让居民得以持证（如门禁卡）购买加油。这些泔水的收购和转运由代表Community X居民的物业管理单位进行，让餐厨垃圾的循环加工产业链纳入正规化管理。对于不可回收的垃圾再利用，可依据Community X的需求规模（约3.6吨/日），和垃圾衍生燃料（RDF-5）制作的相关厂商，建立燃料制造中心，而由Community X与其签约，固定提供可供制作燃料的可燃垃圾（经过分拣的一般垃圾），交换或以优惠价格取得制成的RDF-5燃料运送到社区内的应用场所（如游泳池供暖锅炉），藉此建立低碳、稳定、成本较为低廉的分布式能源架构，减少对电网传输和集中式电厂的依赖。

5 结论

作为城市追求低碳排放与可持续发展的缩影，Community X规划建立其垃圾处理方案，必须具有因地制宜、适应性和需求弹性等特质，从规划减量机制、回收机制和小规模循环再利用机制做起、分阶段进行垃圾的总体处理规划。目前在区域和地方的总体发展规划中，将垃圾纳入与居民社区共生循环的基础架构，形成分布式的处理架构。本文设想的Community X的垃圾处理和再利用规划方案，结合了现今城市生活垃圾处理技术的发展战略，未来可成为国内其他的低碳项目样板，通过对城市生活垃圾进行减量、无害化、资源化处理，达到产业化和连续稳定生产，是系统性的制度管理和多种技术并用的结果。相较于其他的可再生能源，废弃物处理清洁、低碳、能源基础架构稳定，技术成熟可行，成本相对低廉，是在中国现阶段发展低碳城市方案所必须具备的特性。然而，目前国内对于结合社区规划与废弃物回收处理体系的认识仍然严重不足，尚待进一步的研究与探讨。

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