上海市生活垃圾强制分类对收运体系的初步影响及建议

杨小云，贾 悦，钟 洁，杨勤佳，胡建平

(1.上海环境卫生工程设计院有限公司，上海 200232；2.上海市资源利用和垃圾分类管理事务中心，上海 200063）

1 引言

上海市作为国际大都市历来十分重视生活垃圾分类，早在2000年就开始推行垃圾分类收集试点工作［1-2］，2019年7月专门立法出台《上海市生活垃圾管理条例》强制推行垃圾分类。上海市垃圾分类管理工作得到广泛重视，目前已基本形成生活垃圾分类收运体系，如车辆调度、基础设施建设等［3］。垃圾分类之后，生活垃圾理化特性发生极大的变化，对全程收运体系带来一定影响。如干垃圾体积大、质量轻，收运时易出现“亏载”现象等；而湿垃圾含水率高，收运过程中易出现“跑冒滴漏”现象等。本研究基于大量生活垃圾现场采样资料，全面分析生活垃圾强制分类前后理化特性变化，探讨城市生活垃圾的产生量、物理组成、密度、含水率等理化指标对收运体系的影响，以期为全程分类收运过程中的设施、设备改造和基础运营提供基本参考。

2 研究方法

2.1 点位布设

现场采集2019年7—12月干、湿垃圾样本进行理化特性分析。采样频率为每月1次，采样点位覆盖上海市13个行政区域的各类产生源场所，包括居住区（城区、农村）、商业区（商场超市、餐饮、交通场站、集贸市场、文体设施）、事业区（教育科研、机关团体）、清扫区（园林、道路广场）。另外，为便于对比分析强制分类前后垃圾理化特性的变化，对2019年1—6月生活垃圾按“混合垃圾”进行采样和分析，并将其理化特性数据视为《上海市生活垃圾管理条例》实施前的本底数据。

2.2 监测指标和依据

监测指标主要包括生活垃圾的物理组成、密度、含水率等。检测方法依据CJ/T 313—2009生活垃圾采样和分析方法。

3 结果与讨论

3.1 分类垃圾产生量变化

2019年各月度生活垃圾日产生量变化如图1所示，生活垃圾日均总产生量随月度变化呈缓慢增长趋势。

图1 2019年各月度生活垃圾日产生量变化Figure 1 Monthly daily output of domestic waste in 2019

立法强制垃圾分类后，生活垃圾产生量实现“三增一减”［4］。干垃圾日均产生量随月度变化呈先下降后平缓趋势，湿垃圾、可回收垃圾呈波动上升趋势。相比于6月，12月干垃圾日均产生量降低26%，而湿垃圾和可回收垃圾日均产生量分别增加45%、33%。

3.2 分类垃圾理化特性变化

3.2.1 主要物理组成

上海市混合垃圾物理组成以厨余类为主，其次是橡塑类、纸类（图2），分别占垃圾总量的53.3 1%、22.0 6%、12.1 7%，并含有少量木竹类、纺织类、玻璃类成分，随着上海市天然气的普及，上海市垃圾中几乎不含有尘土、炉灰等灰土类垃圾。

立法实施全面强制分类后，全市干垃圾物理组成以橡塑类为主，其次是纸类和少量厨余类（图2），分别占41.5 7%、29.7 0%、16.0 0%。干垃圾中厨余类含量随月份呈现波动下降趋势；纸类含量呈现波动上升趋势；橡塑类含量呈现波动下降趋势，但各月含量均大于35%。湿垃圾中主要成分是厨余类，各月厨余类含量达到99%。

图2 上海市干、湿垃圾主要物理组成（湿基）Figure 2 Main physical composition of residual waste and household food waste in Shanghai(wet basis)

3.2.2 密度、含水率

物理组成的直接变化导致生活垃圾的密度、含水率发生显著变化，混合垃圾密度、含水率分别为151 kg/m3、56.9 6%（图3）。立法实施强制分类后，干湿垃圾的密度、含水率等特性参数发生较大变化，干垃圾的密度和含水率平均值分别为96 kg/m3、36.2 2%，相比于混合垃圾，均降低约36%；湿垃圾厨余类含量高，其密度和含水率分别高达512 kg/m3、78.7 0%，与混合垃圾相比增大239%、38%。

图3 上海市干、湿垃圾的密度、含水率Figure 3 Bulk density and water content of residual waste and household food waste in Shanghai

3.3 垃圾分类对收运体系的影响探讨

生活垃圾的物理组成、密度、含水率与生活垃圾收运环节息息相关，相比于混合垃圾，干垃圾具有体积大、质量轻、含水率低的特点，而湿垃圾具有质量重、含水率高的特点，这些理化特性变化对生活垃圾全程分类收运体系造成直接影响，以下主要从分类收集容器、运输车辆配置及中转站建设和运营管理3个方面进行初步分析。

上海市生活垃圾（干垃圾、湿垃圾、有害垃圾、可回收垃圾）全程分类运输流程如图4所示。

图4 生活垃圾全程分类运输流程Figure 4 Classification transportation process of domestic waste in the whole process

3.3.1 收集容器

根据上述分类垃圾密度情况，若收集容器（以240 L计）满载时，混合垃圾桶、干垃圾桶、湿垃圾桶所含垃圾净质量分别为36、23、123 kg，可见湿垃圾满载增大了环卫清运作业的难度，需对湿垃圾收集容器进行合理装载。若以混合垃圾桶装载量36 kg作为参考，则湿垃圾桶所需装载容积为70 L，即为收集容器的1/3，或可优选配置120 L规格的收集容器。

目前上海市干、湿垃圾产生量比例为6∶4［5］，按照某小区日均垃圾产生量1 t计，即干垃圾600 kg、湿垃圾400 kg，日清运1次，干、湿垃圾桶载质量分别按23、36 kg计。基于以上数据，结合CJJ 205—2013生活垃圾收集运输技术规程进行相关计算，建议干、湿垃圾收集容器配置量分别约为25个和10个，即干、湿垃圾收集容器配置比约5∶2。

3.3.2 运输车辆

对于收集点运输车辆配置方面，上海市在集中新购湿垃圾专用运输车辆的基础上，对原有的混合垃圾运输车辆进行统一改造改装，部分车辆进行了标识改造用于干垃圾运输，部分车辆进行了车厢及厢内渗滤液收集装置改装，用于湿垃圾运输。

干垃圾主要采用后装式压缩车收运；湿垃圾运输车辆主要采用后装式、侧装式压缩车。对上海市某中转站2020年实际运营数据进行分析，发现对于不同额定载质量的干垃圾运输车，普遍存在“亏载”现象；而对于2 t和5 t额定载质量的湿垃圾运输车，仅额定载质量为2 t存在一定“超载”现象（图5）。后续可以考虑改良干垃圾车型车厢设计、增大收运频次等。另外针对高含水率（78.7 0%）的湿垃圾，极易产生较多的渗滤液，后续改造湿垃圾车型时主要考虑垃圾车辆密封性、车内渗滤液收集装置等。

图5 不同吨位车型下垃圾车辆理论载质量Figure 5 Theoretical load of garbage vehicles with different tonnage

3.3.3 中转站

垃圾中转站作为连接前端收集和末端处理处置体系的关键一环［6-7］，为解决生活垃圾分类转运的问题，上海市对大中型中转站进行局部改造，配置干、湿垃圾专用泊位平台；同时根据实际情况，将水平压缩逐步改为竖直压缩工艺。中转站污水主要有站内配套设施、随箱运至末端设施、集中收集运至指定污水处理厂/站等3种处理模式。针对干垃圾体积大、水分少、难压缩的特点，后续中转站需进一步考虑转运箱体容积或数量；针对湿垃圾含水率高、异味大、渗滤液产率高的特点，易出现滴漏及臭气污染现象［8］，后续中转站需进一步提升箱体密闭性能，日常运营作业进一步加强周围密闭、通风、除臭等措施，建议条件允许的情况下，配套污水处理装置并优化污水处理工艺。

4 结论

通过对上海市干、湿垃圾理化特性分析，初步探讨其对收运环节中收集容器、运输车辆及中转站的影响，主要结论如下：

1）垃圾分类后，干垃圾物理组成以橡塑类、纸类为主，相比于混合垃圾，其密度、含水率均降低约36%；湿垃圾分出量高，厨余类占比99%，相比于混合垃圾，其密度、含水率分别增大239%、38%。

2）收集容器规格和数量方面，针对干、湿垃圾密度特征变化并考虑清运作业便利性，建议湿垃圾桶（240 L情况下）装载量约为桶容积的1/3为宜或可选配120 L小容积规格湿垃圾桶，干、湿垃圾桶配置数量比为5∶2。

3）运输车辆方面，存在干垃圾运输“亏载”和湿垃圾运输“超载”问题，可增加垃圾清运频次，车型上改进干垃圾车车厢容积及湿垃圾车密封性设计，并适当考虑湿垃圾车辆装载量以免超重。

4）中转站建设方面，垃圾分类后，中转站设有专用干、湿垃圾泊位，并逐步将水平压缩工艺改为竖直压缩工艺，可进一步提升集装箱体密闭性能、改进渗滤液处理设施工艺，加强周围密闭、通风、除臭等。