农村生活垃圾处理方式研究

宋小鹏 吴攀升 颜玉莹

摘要：长治市屯留区农村生活垃圾分散式处理方式在生活垃圾减量化、资源化、无害化方面均取得显著成效，但地域适应性较差和可操作性较低的问题表现突出，县域东部地区和县域西部地区、平原地区和山地地区、经济较发达地区和经济欠发达地区对该处理方式的适应性存在明显差异。针对上述问题，进一步发掘村民在垃圾处理中的主体作用，充分利用乡村振兴战略配套设施，探讨适合屯留区农村特别是县域西部地区的农村生活垃圾处理方式，并基于lingo软件对垃圾中转站进行选址，形成农村生活垃圾梯式减量处理方式的设想，力求实现屯留区农村生活垃圾湿垃圾不出户、可回收垃圾不出村（乡）的预期目标。

关键词：梯式减量;即产即消;村民主体作用;中转站选址

中图分类号：X799.3 文献标识码：A 文章编号：2095-672X（2019）05-00-04

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.018

Abstract： The decentralized treatment of rural domestic waste in Tunliu district of Changzhi city has achieved remarkable results in the reduction， resourceful and harmlessness of domestic waste， but the problems of poor regional adaptability and low operability are prominent. The regional adaptability of this treatment method exists significant difference in eastern county area and western county area， plain area and mountainous area， economically developed area and economically underdeveloped area. In view of the above problems， we should further explore the subject role of villagers in garbage disposal， make full use of the supporting facilities of the strategy of rural revitalization， exploring the treatment method of domestic garbage suitable for rural areas in Tunliu district （especially the western part of the county）， and select the site of garbage transfer station based on lingo software.On this basis， to form the imagine of gradually reduce the amount like a ladder of rural domestic garbage， and strive to achieve the expected goal of wet garbage does not leave the household and recyclable garbage does not leave the village.

Keywords： Gradually reduce the amount like a ladder;Dispose immediately after production;Villagers subject role;Transfer Station site selection

農村生活垃圾处理是关乎乡村振兴和宜居农村建设的头等大事，农村生活垃圾必须得到科学、合理的处理，农村生活垃圾处理方式必须坚持以减量化为核心、资源化和无害化为目标。本文从长治市屯留区实际情况出发，探讨屯留区在落实乡村清洁工程中遇到的实际问题及其解决途径，寻找适合屯留区现实需要的农村生活垃圾处理方式。

1 现行农村生活垃圾处理方式分析

1.1 集中式处理方式

农村生活垃圾集中式处理方式[1]，就是“户集—村收—乡运—县处理”的直线式处理方式。在该方式中，农村产生的所有垃圾，不分种类，一律纳入整个垃圾处理过程，直接导致垃圾处理过程中垃圾流量大和终端处理压力大的问题，进而增加整个垃圾处理体系的运维成本。

1.2 分散式处理方式

农村生活垃圾分散式处理方式[1]，就是在“户集—村收—乡运—县处理”的基础上，对“户集—村收”两环节增加农村生活垃圾源头分拣分流处理工作，是一种分支型处理方式。以一个村或几个村为单位建立垃圾处理站，对部分垃圾（湿垃圾、可填埋垃圾、可回收垃圾）作堆肥发酵、填埋以及统一回收处理，既减少了后续垃圾处理过程中的垃圾流量，又以中端处理（村、乡处理）的方式减小终端处理（县处理）压力。屯留区农村生活垃圾五分法及其处理方式实际上就是这种分支型处理方式。

2 屯留区农村生活垃圾处理现状

2.1 概述

屯留区以生活垃圾减量化为核心，以生活垃圾资源化、无害化处置为目标，以垃圾源头分选分投、多途分运为手段，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。根据生活垃圾成分构成与产生主体的特点，实行“5+5+2+1”分类方式，其中，农村行政村采取“五分法”（如表1），分为湿垃圾、可回收垃圾、可填埋垃圾、有毒有害垃圾和其他垃圾。截至2018年5月，屯留区共计发放垃圾分类桶21500个，建设沼气池4座，阳光堆肥房13座40间[2]。

事实上，农村生活垃圾“五分法”分类处理方式并未在全县得到落实。鉴于屯留区县域东部地区和县域西部地区在经济、交通、人口密度等方面的差异，“五分法”分类处理方式仅在部分乡镇（以县域东部地区居多）得到实施。

2.2 处理方式

屯留区现行农村生活垃圾处理方式属于分散式处理方式，是在“户集—村收—乡运—县处理”方式的“县处理”单一终端处理基础上，增加村（或乡）中端处理环节（如表2）。截止目前，已在40余个重点村每村建一座或数村合建一座湿垃圾处理设施和建筑垃圾填埋场。屯留区农村生活垃圾“五分法”分散式处理方式[2]如下：

2.2.1 湿垃圾

建有阳光堆肥房、沼气池、化粪池等发酵处置点的村庄和共建村庄所产生的湿垃圾，由各村保洁员收集后直接运送至发酵处置点进行再循环利用。

2.2.2 可回收垃圾、有毒有害垃圾

建有可回收垃圾分类回收存放点的村庄和共建村庄所产生的可回收垃圾，由村委会组织专人进行有偿回收，集中处置;有毒有害垃圾由村委会组织专人有偿回收，随后由县环卫中心统一收集后运送到专业处理公司进行处置。

2.2.3 可填埋垃圾

建有垃圾填埋场的村庄和共建村庄所产生的可填埋垃圾（煤灰煤渣等），由保洁员上门收集后运送到垃圾填埋场进行掩埋。

2.2.4 其他垃圾

烟头、纸巾、一次性卫生用品、塑料袋、坚果皮等其他垃圾，村民自行投放后，由保洁员收集后运送至中转站，县环卫中心统一运送至县垃圾处理厂进行焚烧处理。

2.3 效果分析

屯留区农村生活垃圾分散式处理方式，相比于之前的单一终端处理方式，有利于降低农村生活垃圾转运成本、减少终端处理垃圾量。特别是可回收垃圾有偿回收站点的建立，不仅为可回收垃圾提供固定的回收场所，而且极大地调动了广大村民的参与意识和主人翁意识，有利于村民树立垃圾变废为宝的文明意识。

2.4 存在的问题

2.4.1 配套设施建设成本较高

截至2018年5月，屯留区共计投资560万余元，预计到2020年全县总投资将达到2300万元，80%以上行政村实现垃圾分类[2]。增加村（或乡）中端处理环节，乡县之间的转运成本降低，但中端处理配套设施建设投入加大。同时，农村地区建筑垃圾产量较低，而且在现有技术条件下，对可填埋垃圾和其他垃圾的掩埋处理方式，并未达到资源化和无害化的处理标准。

2.4.2 重复建设问题突出

乡村振兴战略的着力点，一是农村生活垃圾处理，二是“厕所革命”。“厕所革命”势在必行，卫生户厕的地下沼池可以提供与湿垃圾处理设施（沼气池、化粪池）相同的厌氧环境以供湿垃圾发酵分解。一村一座或数村一座的湿垃圾处理设施与农村卫生户厕存在明显的重复建设问题，湿垃圾处理设施的日常运维成本也势必增加当地政府的资金压力。

2.4.3 湿垃圾转运难度大

晋南地区农村生活垃圾中湿垃圾占垃圾总量的30%左右[3]，大量的湿垃圾在运输至沼气池或阳光堆肥房的过程中，不易运输且容易造成二次污染。

2.4.4 处理方式地域适应性较低

屯留区农村生活垃圾“五分法”分散式处理方式在施行过程中存在明显的地域选择性，受地形、交通便捷度、经济条件、人口密度等諸多制约因素的限制，该处理方式在便于实施的部分乡镇、行政村得到有效落实，而在现实条件不具备、可操作性较差的县域西部地区行政村尚未实行。

3 梯式减量优化屯留区农村生活垃圾处理分析

3.1 梯式减量

3.1.1 定义

所谓梯式减量处理方式，是指以不同生活垃圾的性质与危害程度、不同生活垃圾处理主体的处理能力为基础而确定的农村生活垃圾处理方式，可以通俗理解为“各管一堆”，由于在此生活垃圾处理方式中的生活垃圾规模呈现梯式降低过程，故命为“梯式减量处理方式”。具体说来，就是在明确农村生活垃圾处理主体及其相应的处理手段的前提下（如表3），在分散式处理方式中端处理和终端处理的基础上增加以村民为垃圾处理主体的前端处理环节，将分散式处理分解为即产即消链（以村民为主体）和集中处理链（以村或乡、县为主体）两条并行的农村生活垃圾处理链条。即产即消，是指村民在生活垃圾源头分拣分流的基础上，对湿垃圾和可回收垃圾采取经济适用的自处理方式（所谓自处理，是指由农户按照处理标准自行处理部分垃圾）。集中处理，是指除即产即消外的生活垃圾经“村收—乡运—县处理”三环节进行集中统一处理。

3.1.2 实现方式

农村生活垃圾因其种类不同而产生数量和处理方式上的差异，梯式减量是在不同垃圾处理主体依托各自的处理手段对农村生活垃圾加以处理的基础上实现的。如图1，不同的垃圾处理主体，凭借各自不同的垃圾处理能力，共同实现对农村生活垃圾“流水线”式处理，因此各自面对的垃圾种类和垃圾数量存在明显差异。

图中黑色粗线以下是不同垃圾处理主体所面临的垃圾种类及其规模，其中包括需处理垃圾（该主体需要处理的垃圾）和待处理垃圾（需流转至下一处理主体的垃圾）;黑色粗线以上是已被其他处理主体处理掉的垃圾及其规模。从黑色粗线可明显看出，在整个农村生活垃圾处理过程中，生活垃圾的规模呈递阶式减少，有效降低了农村生活垃圾在流转过程中引发二次污染的风险。

3.2 可行性分析

3.2.1 技术层面

卫生户厕能够提供较好的厌氧发酵条件，添加适量的垃圾渗滤液可以避免挥发性脂肪酸对发酵作用的抑制，加速厌氧消化进程[4]。县域西部地区已建成户用沼气池的农户可利用现有沼气池对湿垃圾进行厌氧发酵处理，未建成户用沼气池的农户则可自行将所产生的湿垃圾投入邻近农户家的沼气池中;户厕改造时，在既定户厕制式基础上，增加湿垃圾投放口即可。县域东部地区已建成发酵处置点所覆盖的行政村所产生的湿垃圾可运送到发酵处置点进行处理或按上述县域西部地区处理方式自行处理，具体处理方式由村民自行决定。

3.2.2 资金层面

政府补贴卫生户厕改建支出。《山西省2015—2017年农村改厕实施方案》明确指出：以省、市、县共补助每厕2000元的资金筹措方式推进农村改厕。农村改厕所需耗材统一采购，改厕工程统一组织施工，降低村民改厕成本，缩短卫生户厕建设耗时。

3.2.3 村民参与度层面

村民主体意识较高，环保意识显著提升。据问卷数据显示，54.67%的受访村民认为农村生活垃圾得不到正确处理的主要原因在于村民缺乏环保意识，表明村民的环保意识有待进一步提升并且正在提升。78.22%的受访村民将自己定位为乡村清洁工程的积极参与者。同时，99.11%的受访村民认为需要科学合理处理农村生活垃圾（其中，65.33%的受访村民认为此举非常有必要）。

3.3 效果分析

3.3.1 即产即消，从源头减少垃圾产量

村民垃圾处理主体意识的树立，将直接推动部分垃圾实现即产即消。村民在垃圾处理过程中主体意识的确立和“厕所革命”的推进，使得在农村生活垃圾中占比较高的湿垃圾不必纳入垃圾处理流程便可实现清洁处理，大大减少了垃圾处理体系中的垃圾流量，节省了相应的转运费用、设施建设费用以及设施运维费用。

3.3.2 避免重复建设，提高设施利用率

将农村卫生户厕纳入农村生活垃圾处理体系，不仅能够省去农村生活垃圾处理设施的初期建设与后期运维成本，而且有利于提高农村卫生户厕的使用价值和设施利用率，充分发挥卫生户厕地下沼池的厌氧作用，实现湿垃圾的发酵分解和资源化利用。

3.3.3 调动村民积极性，提升文明生活素养

将村民作为农村生活垃圾处理的重要主体之一，不仅实现了垃圾处理主体的多元化，而且有助于进一步提升村民的环保意识和参与度，并将在不断的生活实践中，逐渐培养村民的文明生活素养。

3.3.4 融合原有处理方式，地域适应性强

鉴于屯留区县域西部地区建设中端处理配套设施的现实约束条件，本文提出梯式减量处理方式以解决屯留区县域西部地区各个乡镇在农村生活垃圾处理中的问题。梯式减量处理方式与现有的分散式处理方式相互补充（如表4），县域东部地区已建成的垃圾处理设施不仅可以有效缓解终端处理压力，而且可以就近接收一定量的县域西部地区农村生活垃圾，从而进一步提高垃圾处理设施的效益。

3.4 垃圾中转站选址

屯留区农村生活垃圾梯式减量处理方式中，集中处理链中的有毒有害垃圾、可填埋垃圾和其他垃圾需要经“乡运”环节运至县垃圾处理厂进行统一处理，所以需要以乡为单位建立有限个垃圾中转站用以转运农村生活垃圾。

在实地调查中发现，屯留区农村生活垃圾人均日产量较低，多数村庄非取暖期人均日产垃圾产量介于0.7～1.3kg之间[3]。可见，垃圾中转站建设规模较小，初期建设投资不大。同时，受中转站与县垃圾处理厂之间道路通达度的限制，无需考虑中转站和县垃圾处理厂之间的线路规划问题。鉴于上述原因，中转站选址主要考虑村庄到垃圾中转站的距离，同时，尽可能使垃圾中转站靠近县垃圾处理厂。

3.4.1 算法模型

模型概述：假设有i个村庄需要往j个（备选）垃圾中转站运送垃圾（j个垃圾中转站备选点是根据交通通达度和便捷度从i个村庄中挑选），垃圾中转站和村庄的位置是固定的，从j个垃圾中转站备选点中选出若干个作为垃圾中转站选点，并求出运输费用，使总运费最低。

变量规范：（见表5）

约束条件（2）表示每个村庄在一个垃圾清运周期内的垃圾产量;约束条件（3）表示每个垃圾中转站的垃圾收容量（建设规模）;约束条件（4）表示每个村庄的垃圾清运周期;约束条件（5）表示一个村庄只能运往一個垃圾中转站;约束条件（6）表示i村垃圾是否运往j中转站;约束条件（7）表示是否启用j中转站;约束条件（8）表示每个垃圾中转站接收村庄的个数限制;约束条件（9）表示中转站数量限制;约束条件（10）表示存在村庄i将其垃圾运往j中转站。

3.4.2 算法实例

以屯留区河神庙乡31个行政村为例（其中，河神庙村和圪套村分别取河神庙乡第一寄宿制小学和利民加油站为距离测算点），运用上述垃圾中转站选址算法模型，在假定需设置5个乡级垃圾中转站和农村日人均垃圾产量为1kg的前提下，从11个垃圾中转站待选点中选出5个垃圾中转站选点。

将31个行政村两两之间的距离（数据来源于百度地图）、31个行政村各自的人口数量（数据来源于阳光农廉网）和上述参数取值（表6）代入中转站选址算法模型，利用lingo软件编写算法程序进行求解，结果表明，在满足约束条件h=7和v=5的情况下，河神庙乡31个行政村的垃圾清运运输费用为143550元/年，中转站选点及其接收村庄如表7所示。

从算法运行结果看，部分村庄对中转站仍有更好地选择，这主要受限于约束条件h和v的取值，而这两个约束条件的取值又取决于垃圾中转站选址过程中的实际需要和对诸多因素的考量，故而在此不能给出具体可行的垃圾中转站选址及其被接收村庄的分配。

4 结论

在屯留区现有的中端处理和终端处理两大环节基础上，充分发挥村民参与农村生活垃圾处理的主体作用，充分利用乡村振兴战略配套工程设施（农村户厕改造），增加以村民为垃圾处理主体的前端处理环节，形成并完善农村生活垃圾梯式减量处理方式，以实现农村生活垃圾在处理过程中垃圾规模的递阶减量。同时，农村生活垃圾三大处理主体依托各自的物质条件和技术手段，完成对农村生活垃圾的减量化、无害化和资源化处理。

参考文献

[1]赵方莹，巩潇等.中国农村垃圾处理方式探讨[A].城市生态水土保持的发展与创新——中国水土保持学会城市水土保持生态建设专业委员会第三次会议暨学术研讨会论文集[C].北京：中国水土保持学会，2015-10：109-113.

[2]张慧科.屯留县：5521让垃圾分类更科学[EB/OL].https：//www.meipian2.cn/1aitvppk？from=timeline&share_depth=5，2018-5-7.

[3]赵月龙，毛立波.山西省农村生活垃圾产量及分类特征研究[J].环境科学与管理，2018-9，43（9）：81-84.

[4]刘婉玉.叶景清等.添加垃圾渗滤液对厨余垃圾厌氧发酵产氢的影响[J].可再生能源，2012-8，30（8）：83-94.

收稿日期：2019-04-10

作者简介：宋小鹏（1995-），男，学士。

通讯作者：吴攀升（1961-），男，学士，教授，研究方向为旅游资源开发与评价。