高校生活区垃圾分类及处理全生命周期评价——以浙江理工大学为例

王张艺 马永喜 傅 军 程穗阳 葛 锋

高校生活区垃圾分类及处理全生命周期评价——以浙江理工大学为例

王张艺 马永喜 傅 军 程穗阳 葛 锋

[浙江理工大学]

随着城市化的发展，生活垃圾的源头减量化、过程资源化、末端无害化处理成为必然趋势，在高校积极推行的绿色后勤建设中，垃圾分类管理的落实是重要的环节。文章针对高校后勤管理在垃圾分类管理上仍然存在的分类不到位、减量不明显、综合实施效果不佳等问题进行了研究，以浙江理工大学生活区的垃圾分类系统为对象，利用生命周期评价的方法分析高校生活区垃圾分类及处置后对环境的影响，得出综合处理对环境影响更小的结论，并探索构建更完善的高校垃圾分类管理工作体系，以期为高校在垃圾分类方式以及垃圾处理方面提供决策支持。

绿色后勤管理；垃圾分类；生命周期评价

一、引言

在国家政策引导下，各个高校正在积极推进绿色后勤建设，在已有节能减排的工作基础上，重点开展垃圾分类工作。在国内生活垃圾逐年增长的趋势下，建设高校绿色后勤之垃圾分类系统是一项迫切的任务，高校不能仅依赖于垃圾的末端处理，应主动转变为循环型的管理模式，通过垃圾分类有效减少垃圾的最终处理量。

当前垃圾分类行动已经落实到校园的各个方面，高校不仅要跟进配套措施，根据校园生活垃圾的组分特性来制定适宜的回收模式，还要对学生进行宣传教育，制定合理的垃圾分类管理政策。[1]但目前高校垃圾分类管理仍然存在分类不到位、减量不明显、综合实施效果不佳等问题。

为量化在绿色后勤建设模式下高校垃圾分类与处理系统对环境的影响，本文以浙江理工大学生活区的垃圾分类系统为例，从资源的生命周期角度出发，对垃圾从收集分类、运输到末端处理的全过程做环境评价，进一步提出回收或者改进的方案，并探索建立相对完善的高校生活垃圾分类的管理方式，为决策方找到主要矛盾提供参考，同时也为有效环保地处理生活垃圾提供一定的理论依据，[2]为高校在垃圾分类方式以及垃圾处理方面的绿色后勤建设方面提供决策支持。

二、生命周期评价方法

生命周期评价是用整体、系统的思想来整合并且评价一个产品系统在整个生命周期中全部的投入、产出和潜在的环境影响。本研究将利用生命周期评价方法，量化分析高校垃圾分类及处理系统对环境的影响，从而为高校绿色后勤管理中垃圾分类管理提供理论帮助。具体分析的技术路线如下：根据校园生活区垃圾处理体系调查，使用生命周期评价法进行实例计算分析，探索高效绿色后勤管理下的垃圾分类管理优化方案。

三、案例分析

本研究将高校的垃圾分类体系分为投放、清运、回收和处理四个阶段。研究中不包括在处理阶段中回收的可回收物，因为在处理阶段中回收的可回收物将进入下一个循环。[3]调研发现，当前垃圾末端处理的主要方式是卫生填埋，是一种不依赖于其他处置方式的处理手段，且填埋气的收集可用于发电，但也可能造成严重的二次污染。

案例设计时，功能单元定义为浙江理工大学生活区典型生活垃圾，系统边界如图1所示。在清单分析的过程中将收集图1的系统边界内每个小单元所需要包含在清单中的定量和定性数据。

图1 系统边界

（一）调研及数据收集

研究数据主要来自浙江理工大学后勤服务中心对生活区的实地统计（2020.06-2020.07期间），包括在校学生人数（由于疫情期间在校学生人数相比去年同期减少20%）、每日学生用餐人数、宿舍和食堂不同种类垃圾的日均产生量、对接的清运公司和垃圾处理厂及其垃圾处理方式等。目前学校生活区每幢宿舍楼下会摆放四个分类垃圾桶，分别用于四类垃圾的投放。食堂产生的垃圾由后勤保洁人员分为易腐垃圾，泔水和其他垃圾。投放阶段分类的工作主要由后勤保洁人员完成，再由专业的清运公司集中收运。由于卫生填埋具有规模弹性大的特点，可以实现城市垃圾处理日产日清。[5]学校所有生活垃圾由清运公司集中运输到杭州天子岭垃圾处理厂进行卫生填埋。

（二）清单分析

清单分析将对前一阶段所确定的系统边界内的所有过程对能源和资源的消耗以及污染物排放进行量化和分析，下述主要是对生活区垃圾处理中的投放、运输、回收与处理阶段所输入与产出的物质与能量进行分析并制定清单表。

浙江理工大学三个生活区（一、二、三区）共住宿学生16481人（疫情原因低于去年同期20500人），每人每天大约产生1.5kg垃圾，分为四类：可回收垃圾、易腐垃圾、有毒有害垃圾和其他垃圾。另外，生活区内三个食堂垃圾分为易腐垃圾、泔水和其他垃圾。根据实地统计的数据可以计算出生活区日均产生生活垃圾约13672kg。

本文按照国际流行的分类方法，将环境影响类型分为全球变暖、酸化、富营养化和光化学臭氧合成。根据在清运阶段和处理阶段统计的气体排放，汇总了造成上述影响的污染物气体，具体见表1，再根据不同污染物的性质分为不同的影响类型。

表1 全过程污染气体排放量汇总

（三）影响评价

每种环境影响具有不同的影响因子。为了表述某一类影响因子对环境的影响，通常用某种物质作为参考，例如采用CO2作为特征化因子来定量衡量不同温室气体对全球变暖的影响大小。环境影响潜质即系统中消耗资源的总和或者全部排放物的影响总值，四种类别的环境影响的总潜值见表2-表5。其中，标准化值=环境影响潜值/基准值，环境影响负荷=标准化值×权重系数（由中国科学院生态环境研究中心建立的中国环境影响潜值标准人当量基准和权重）。

表2 全球变暖环境影响总潜值

注：基准值为8700kgCO2当量/（人·a）;权重系数为0.82

表3 酸化环境影响总潜值

注：基准值为8700kgCO2当量/（人·a）;权重系数为0.82

表4 富营养化环境影响总潜值

注：基准值为62kgNO3-当量/（人·a）;权重系数为0.73

表5 光化学臭氧合成环境影响总潜值

注：基准值为0.212kgC2H4-当量/（人·a）;权重系数为0.53

（四）结果解释与运用

根据上述清单分析和前期学者的研究，生活垃圾分类处理体系对各类环境影响因素的影响程度依次为光化学臭氧合成>全球变暖＞富营养化＞酸化。光化学臭氧合成对卫生填埋造成的环境影响贡献值最大，这是因为在卫生填埋处理产生过程中释放的气体含有大量的CH4，作为重要温室气体的CH4参与了光化学臭氧合成。因此，为了减少填埋处理对环境造成的影响，必须把填埋气的收集、处理作为重要的任务。

填埋气经焚烧发电对环境资源的消耗为负值，因为在填埋气中 CH4的热值发电，其产生的电量远大于机械运行的电力消耗,因而产生了电力盈余。另外，填埋气焚烧后其中的CH4转化为了CO2，已知CH4的全球变暖当量为CO2全球变暖当量的25倍。[6]

填埋虽能处理所有普通的生活垃圾，但相对更适合处理惰性垃圾，单一使用填埋这一种垃圾处理方式容易引发二次污染。同样，焚烧处理相对适合用于处理高热值的垃圾，生化处理则适用于处理有机垃圾。有研究表明生活垃圾经分类处理后，提高了可燃物比例和垃圾湿基低位热值，因此更适合焚烧处理。焚烧后，垃圾中的可燃成分减少80%～ 90%[7-8]，可以节省大面积的填埋场占地。从环境影响的角度分析，每一种处理手段都有自身的优势和局限，单一的垃圾处理手段难以满足生活垃圾减量化、无害化、资源化的需求[9]，需要采用综合处理的方式，将多种处理手段有机结合，不同手段处理不同的垃圾细分[10-11]，同时根据地域特点选择不同的垃圾处理体系，从而优化垃圾处理的效果。

综上所述，垃圾处理如果需要向综合处理的方向发展，就必须做好垃圾分类。垃圾组分的细分对后续处理的任一阶段都有益处，因此源头收集环节至关重要。由于高校环境特殊，垃圾组分较为稳定，管理集中也相对方便。从高校绿色后勤管理这个源头入手，减少垃圾处理量，提高垃圾分类回收效率，削弱环境影响，拟提以下几点建议:

1.培养学生垃圾分类的意识，加强垃圾分类执行力。目前生活区的垃圾分类主要依赖后勤保洁人员二次分拣，需要消除信息的不对称，加大校园内部对于垃圾分类的宣传力度。同时发挥高校教育资源的优势，线上线下相结合，将垃圾分类的思想融入校风建设当中。

2.建立监管体系，把垃圾分类纳入学生行为规范的重要考核指标。垃圾分类在校园中的推进离不开动态和长效机制，需要多部门建立全方位、多层次的监督管理机制，明确主体责任，加强对学生的考核评价。

3.更新校园内垃圾分类设施和规划。目前高校垃圾设施和标识的规划比较粗放，更新速度也远远跟不上校园垃圾增长的速度，容易造成混合投放或随意投放的现状。因此，根据不同区域垃圾构成进行规划，亦是目前绿色后勤工作的重点。

4.与有资质的垃圾分类运输、资源化利用、终端处置的企业合作[12]，采取规范化、无害化的处理措施。可以提高综合处理水平，针对生活垃圾中的物质成分进行有效的拆分，最大程度减量生活垃圾，回收肥料和热力等能源，可以进一步降低垃圾处理对环境造成的影响。

5.发挥高校学科优势，探索垃圾分类的技术创新。我国的垃圾分类刚刚起步，高校在垃圾分类工作方面应发挥科研优势，充分利用“互联网+”等高新科技，建立垃圾分类智能管理平台。

四、结语

本文运用生命周期评价的方法，以浙江理工大学生活区垃圾分类数据为母本，量化了校园垃圾从分类投放到运输再到回收各个阶段的输入和输出，结合垃圾分类处置步骤和各类影响因子，综合分析了现行垃圾分类体系与填埋处理手段下生活垃圾造成的环境影响，并得出了相关对策和建议。

相较于单一且容易造成二次污染的填埋处理，综合处理的技术是优化垃圾处理效果，削弱环境污染的关键。另外，为了后续任一阶段的更有效的资源回收和利用，生活垃圾源头分类收集至关重要。

围绕高校绿色后勤建设，垃圾分类管理和处置过程是一项复杂的工程，需要师生和各个部门配合才能有效实施。可以通过加强宣传教育、优化监督管理体制机制、更新垃圾分类设施和规划、深化校企合作、发挥高校科研优势等途径构建更全面更高效的校园垃圾分类工作管理体系。

[1]杨晓茜.高校学生生活垃圾的分类回收及其可行性分析[D],武汉理工大学，2013.

[2]周菲.杭州城市生活垃圾处理体系综合评价方法研究[D],中南大学，2010.

[3]纪丹凤.城市生活垃圾处理处置的生命周期与环境经济评价——以北京市为例[D],北京化工大学，2010.

[4]汪清清.生命周期评价在成都市生活垃圾可持续填埋中的应用[D],西南交通大学，2010.

[5]陈家川.城市生活垃圾综合分选工艺流程优化设计[D],电子科技大学,2011.

[6]纪丹凤等.北京市生活垃圾处理的环境影响评价[J].环境工程学报，2011（09）：2101-2107.

[7]林建伟.城市生活垃圾管理系统规划模型及其应用研究[D],重庆大学,2003.

[8]张英民等.城市生活垃圾处理技术现状与管理对策[J].生态环境学报，2011（02）:389-396.

[9]李宇军.中国城市生活垃圾管理改进方向的探讨[J],中共福建省委党校学报，2008（04）:16-21.

[10]ElwanA,AriefYZ,AdzisZ,etal.Lifecycl- eassessment-basedenvironmentalimpactcomparativeanalysisof compostingandelectricitygeneration from solidwaste[J], Energy Procedia, 2015,（68）:186-194.

[11]HadzicA,VocaN,GolubicS.Life-assessment of solid-wastemanagementincity of Zagreb,Croatia [J],Journal of Material Cycles &Waste Management, 2017,（3）:1-13.

[12]刘瑞文.高校垃圾分类工作现状与管理体系构建[J].河北环境工程学院学报,2020,30 （1）：4-7+81.

中国教育后勤协会2019年度重点课题：ZDKT2019010：绿色后勤建设

（责任编辑：赵相华）