校园生活垃圾“三元二级分类”体系研究

张广杰，宋洪涛，吕春生，刘玉升

（1.山东农业大学新农村发展研究院植物保护学院，山东泰安271018；2.泰安市环境卫生管理处，山东泰安271018；3.临沂农业学校，山东临沂276600）

垃圾分类是垃圾处理的基础。习近平在2016年12月21日召开的中央财经领导小组第十四次会议上强调，普遍推行垃圾分类制度，关系13亿多人生活环境改善，关系垃圾能不能减量化、资源化、无害化处理。要加快建立分类投放、分类收集、分类运输、分类处理的垃圾处理系统，形成以法治为基础、政府推动、全民参与、城乡统筹、因地制宜的垃圾分类制度，努力提高垃圾分类制度覆盖范围。2018年1月16日，教育部办公厅等六部门发布了《关于在学校推进生活垃圾分类管理工作的通知》（以下简称《通知》）。《通知》指出，要规范生活垃圾分类投放收集贮存工作，探索建立生活垃圾分类宣传教育工作长效机制和校内生活垃圾分类投放收集贮存的管理体系；到2020年底，各学校生活垃圾分类知识普及率要达到100%，要逐步建立包括生活垃圾分类知识教育的生态文明教育长效机制，根据不同年龄段学生的认知水平和成长规律，将生活垃圾分类知识融入教材，并与课堂教学内容有机结合。2018年11月6日，习近平总书记在上海考察，在考察虹口区市民驿站嘉兴路街道第一分站时表示，垃圾分类工作就是新时尚，他关注着这件事，希望上海抓实办好。

泰安市是住房城乡建设部等部门确定的第一批46个垃圾强制分类试点城市之一。在高校推进生活垃圾分类，是泰安市生活垃圾强制分类“十个十”试点工作的重要部分。山东农业大学是坐落于泰安市的省属高校，这里有来自全国各地的大学生，学校有成套的管理体系、完善的基础设施、配套的科技创新园，具备推进生活垃圾分类的主客体条件。

1 高校生活垃圾分类和处理现状

高校是城市不可缺少的一部分，对于带动城市发展具有重要的作用。高校生活垃圾分类和处理遵循城市模式，生活垃圾分类几乎都采用四分法：（1）可回收垃圾（主要包括塑料、废纸、衣物、玻璃、金属五大类；（2）不可回收垃圾；（3）餐厨垃圾（包括剩菜剩饭、厨余垃圾等食品类废物）；（4）有毒有害垃圾（包括电池、荧光灯管、灯泡、电器类、过期药品、过期化妆品等）。基于生活垃圾回收的“可回收与不可回收”垃圾标识及回收系统，使得分类投放十分模糊，影响生活垃圾源头分类效率和正确性；再就是初级分类的垃圾，在后期的收集、转运和处理过程中被再次混合，挫伤了垃圾分类积极性。

近几年来，国内外学者对垃圾分类进行了大量的研究。国外生活垃圾分类特点为“扁平化一次性分类结构”，但不适用于我国国情；国内的研究前沿为基于干湿分离的大分流、小分类生活垃圾分类体系[1-3]，此体系较切合现阶段国情，并可为湿垃圾的处理，以及生活垃圾的减量化、资源化、无害化奠定基础[4]。

2 生活垃圾“三元二级分类”体系研究

本研究采用刘玉升[1]提出的“三元二级分类”体系进行调查，以探究生活垃圾“三元二级分类”体系在高校校区的适用性，以期为将来在高校推行垃圾分类提供理论依据和实践处理模式。

根据前期调查经验，特制定图1调查图。

图1 校园生活垃圾“三元二级分类”体系调查图

于2017年开学季在山东农业大学南校区开展生活垃圾“三元二级分类”数据调查和生活垃圾资源化利用实践，现整理如下。

2.1 材料与方法

在生活校园选取具有代表性的男生宿舍区、女生宿舍区、校园商业区3个区，分别调查记录宿舍区样本垃圾桶数量、服务的学生数、男女生人数、商业区样本垃圾桶的数量和总数量。两天取一次样，遇下雨，则缓一天再取样，一共取六次。校园生活垃圾日清运时段为 9∶00～9∶30，为确保调查准确，将取样时段控制在当天的 8∶30～9∶00，每个样本区随机抽取两个垃圾桶，然后运回山东农业大学植保试验站进行“三元二级分类”和进行湿垃圾资源化利用研究。记录每次的数据，然后进行汇总和数据统计分析。

2.2 生活垃圾“三元二级分类”数据

山东农业大学南校区有2万多名学生，大部分宿舍在校内，有小部分在校外家属院，为保证调查的准确性，数据收集仅在校内进行，以排除干扰。校内有学生17 313人，其中男生7 791人，女生9 522人。男女宿舍区根据垃圾桶服务人数核算每人每天生活垃圾“三元分类”产生量来计算总量，校园商业区根据其垃圾桶的数量来核算总量，“二级分类”只针对湿垃圾和干垃圾，特种垃圾暂不细分（表1）。

由表1可知，男生宿舍区、女生宿舍区、校园商业区3个取样地点，生活垃圾“三元分类”占比差异不显著，在“三元分类”上可以采取同样的分类策略和资源配置。湿垃圾日产生量占整个南校区生活垃圾日产生量的63.91%，是干垃圾产生量的1.80倍，可见分离出湿垃圾进行资源化利用是生活垃圾减量的关键。湿垃圾是有机物和水的混合物，易腐败变臭、污染环境及其他垃圾，湿垃圾的有效分离也是生活垃圾无害化处理的保障（表2）。

表1 山东农业大学南校区生活垃圾“三元分类”数据

表2 湿垃圾“二级分类”及不同组分占比

由表2可知，湿垃圾“二级分类”在总体生活垃圾的占比由大到小分别为剩饭剩菜32.65%、果皮果核15.67%、卫生纸类8.46%、过期食品1.95%和干果壳类0.96%，男生和女生在产生剩菜剩饭、果皮果核、卫生纸类上差异显著。剩菜剩饭、果皮果核和过期食品三类高营养湿垃圾占湿垃圾总量的90.58%，用黄粉虫幼虫可以实现95%减量[5，6]。卫生纸和干果壳这两类高纤维的湿垃圾占总量9.42%，每日产生量达480.11 kg，值得探索其高速、高效、高值的处理途径（表3）。

表3 干垃圾“二级分类”及不同组分占比

由表3可知，干垃圾“二级分类”在总体生活垃圾的占比由大到小分别为快餐盒12.00%、塑料袋7.75%、饮料杯7.23%、资源回收物4.01%和快递包装3.82%。商业区产生的塑料袋占比突出；在男女生分类主体上，男生产生的塑料袋和快餐盒多，女生产生的饮料杯和快递包装物多，这与男女生的消费习惯有关；资源回收物也就是传统分类中的可回收垃圾，仅占总量的1/25，而且是低值可回收物，因此，学生对传统可回收与不可回收垃圾分类积极性并不高。

2.3 湿垃圾资源化利用研究

湿垃圾都是来自太阳能的生物质资源产物，可通过生物处理的办法实现其资源化利用。环境昆虫被称为“大自然清道夫”，可以和微生物一道承担消化湿垃圾的重任[1，8]。微生物起分解、腐解作用；环境昆虫起吞食、转化作用，是湿垃圾的终结者[9]。本课题选用实验室长期研究的黄粉虫和白星花金龟两种环境昆虫，前端借助微生物预处理，开展湿垃圾资源化利用研究。根据两种环境昆虫取食特性，将湿垃圾二分为高营养湿垃圾和高纤维湿垃圾。高营养湿垃圾经过简单粉碎、添加麦麸调和湿度，然后饲喂1.0～2.5 cm的黄粉虫幼虫，当天可以实现95%的减量，剩下骨头、水果种子、果皮等难啃的残渣。经测算，每产出1 kg干虫体，可以消化掉20.8 kg的高营养湿垃圾，排出3.9 kg的虫粪沙。5%的黄粉虫食物残渣和高纤维的湿垃圾混合粉碎，添加1‰的促腐剂，在平均温度15℃以上好氧堆腐25 d，经1.0～3.5 cm的白星花金龟幼虫过腹转化，每批次可实现90%的减量，饲料残渣进入下一批次堆腐环节，总体核算，可减量95%以上。结果表明，每产出1 kg白星花金龟干虫可以消化66 kg高纤维湿垃圾，排出19.8 kg虫粪颗粒。微生物+环境昆虫组合技术处理湿垃圾，不仅无二次污染，而且可以得到干虫和虫粪高值产品，保守测算，可实现湿垃圾最大资源化减量95%。

2.4 小结

湿垃圾占比63.91%，通过微生物+环境昆虫组合技术可95%实现资源化、无害化、减量化利用。干垃圾占比35.58%，通过原物再利用、适当改造再利用和回炉再利用，争取最大程度地资源化利用，剩余干垃圾进入环卫处理系统，可实现100%无害化处置。特种垃圾占比0.51%，需特废处理企业进行专业处理。生活垃圾“三元二级分类”体系，以分类处理为导向，以湿垃圾资源化、无害化、减量化处理为重点，通过实践研究，初步证明是生活垃圾分类和生活垃圾处理可供选择的一条有效方案。

3 推进高校生活垃圾分类的路径

垃圾是放错了地方的资源，生活垃圾中混杂着湿垃圾这一重要的有机废弃物资源。为了推进高校生活垃圾分类，以促进生活垃圾资源化利用，总结出推进高校生活垃圾分类的路径。

3.1 成立创新团队

为了让更多的学生参与进来，推动校园生活垃圾“三元二级分类”，于2017年1月20日，成立推进校园生活垃圾三元二级分类创新团队，简称生态文明小分队。2017年3月成功招募了第一批成员，从此开始正式运作，并于2017年4月成功立项国家级大学生创新实践项目。以此为契机，努力开展校园生活垃圾“三元二级分类”宣传，得到在校师生的一致认可，并在13和14宿舍楼开展宿舍分类试点。2017年5月，推进校园生活垃圾“三元二级分类”工作，得到了泰安市环卫处、市容环境卫生协会的肯定与支持，在山东农业大学南校区联合举行了“让你我牵手，共推垃圾分类”志愿服务启动仪式。团队一方面积极实践推动，另一方面通过参加创新大赛和垃圾分类会议，举办湿垃圾资源化利用等活动宣传推进，让“三元二级分类”模式深入校园并走出校园，深入人心。2017年9月，系统进行生活垃圾“三元二级分类”数据调查，并进行湿垃圾资源化利用研究。通过不断努力，垃圾分类也取得了初步的成效，成立创新团队宣传推动被证明是可行的路径。

3.2 建立生活垃圾分类及湿垃圾资源化示范基地

课题组在山东农业大学南校区植保实验站建立了生活垃圾分类及湿垃圾资源化示范基地（以下简称基地），建设了生活垃圾“三元二级分类”功能区和湿垃圾资源化功能区。垃圾桶按照湿垃圾、干垃圾和特种垃圾2∶3∶1比例放置，分类得到的校园湿垃圾和基地日产湿垃圾经预处理后，配制成黄粉虫和白星花金龟幼虫的饲料。产出的昆虫虫体用来喂家禽家畜，不仅可以阻断同源性蛋白污染，而且能提高畜禽免疫能力、育成率和品质；虫粪沙被制作成虫粪基有机肥应用于载体植物和野菜的种植上，虫粪沙有机肥富含有机质，营养齐全，是改良土壤，促进作物生长的优良基质，被称之为虫粪基人工土壤，最终形成湿垃圾资源化循环利用产业链。可原型二次利用的干垃圾被制作成昆虫饲养、观察器具和创意花盆。基地对山东农业大学的师生开放，让他们亲身体验湿垃圾变废为宝、干垃圾原型资源化二次利用。作为回报，他们可以免费品尝生态虫子蛋、获赠虫粪基人工土壤、创意花盆。挑选一部分志愿进行生活垃圾“三元二级分类”的宿舍和家庭，免费提供黄粉虫幼虫过腹转化处理湿垃圾单元，用于体验式宣传。生活垃圾“三元二级分类”体系得到了他们的一致认可，他们成为了推进生活垃圾“三元二级分类”的宣传者、实践者和中坚力量。实践表明，通过建立生活垃圾分类及湿垃圾资源化示范基地来宣传和实践推进生活垃圾分类，是可以选择的路径之一。

4 结论

通过一年多的校园生活垃圾“三元二级分类”体系研究，探明了“三元二级分类”数据，并进行了湿垃圾资源化利用探讨。湿垃圾占比63.91%，经微生物+环境昆虫组合技术，可资源化减量95%，减量占生活垃圾总量的60.71%。分离并解决湿垃圾问题，尤其是解决生活垃圾中水的无害化处置难题，为占比35.58%的干垃圾和占比0.51%的特种垃圾实现100%无害化、低成本、高效处理奠定坚实基础。在推进高校垃圾分类的过程中，探索了两条可供选择的路径作为实践参考。

生活垃圾分类和处理是世界性难题，干湿分离破解混合状态是关键，解决庞大湿垃圾问题是难点。生活垃圾“三元二级分类”体系，“三元分类”可实现干湿分离，特种垃圾单列；“二级分类”上借助微生物+环境昆虫组合技术转化湿垃圾为高值的虫体和虫粪沙资源，变废为宝，无二次污染。本体系与浙江金华将会烂的垃圾进阳光房，不会烂的垃圾最大程度回收的农村垃圾分类模式，本质上相通，分类上方便，处理上可行。初步研究证明校园生活垃圾“三元二级分类”体系可行，值得在生活垃圾强制分类试点城市的学校努力推进。