农村居民点生活垃圾分类处置研究

张擎翰

(中国电建集团成都勘测设计研究院有限公司，成都 610072)

0 前 言

中国在1992年出台的《关于解决我国城市生活垃圾问题几点意见的通知》中首次提及垃圾分类概念,仅在《固体废物污染防治法》《循环经济促进法》《环境保护法》等法律[1-2]中原则性规定了垃圾分类收集和处置过程。2019年底我国启动垃圾分类的试点，首批237个地级及以上城市中有30个城市拟出台垃圾分类地方性法规或规章强制推行垃圾分类[3]。受垃圾处置设置不完备的影响，各试点城市分类后的垃圾仍采用混合处置方式进行处置，造成各地居民主动分类意识不强、垃圾分类工作执行困难。此外，目前国内垃圾分类研究仅在经济条件较好的城市开展[4-8]，对农村地区的生活垃圾研究仅局限于垃圾收集、清运、处置等某单一环节，对构建处置体系的经济性和实际运行效果相关研究还甚少[9-12]。因此，本文以西南山区某农村居民点为具体对象，采用问卷调查、室内分析等方法，对该居民点的农村生活垃圾现状进行分析，根据现状问题构建适宜的垃圾处置模式，并进行经济性分析，对相关处置模式的可行性进行验证，为我国偏远农村山区地区的生活垃圾收运处置提供借鉴。

1 现状调查

本研究选取大渡河流域的农村居民点新民集镇作为研究对象(见图1)，其位于石棉县西北部28 km的丘陵山区，面积123.41 km2，气候为四川盆地亚热带湿润气候，年降雨量平均900 mm，全年平均气温16.9 ℃，人口1 094人，主要经济产业为种植业和养殖业，黄果柑等为主要经济产业，而生猪等养殖业主要以满足个人家庭食用为主，主要经济产业情况见表1。

图1 研究区域位置

表1 研究区域主要经济产业

1.1 垃圾特性和产生量调查

课题组借鉴国内外学者对垃圾特性的研究方法[13-14]，于2016年8月和11月对新民集镇进行了两期调查，选取60户居民作为研究对象。通过定期收集、现场采样、人工分选、室内分析和数据统计等方式[15]，掌握了安置区生活垃圾特性及产生量。课题组采用4分法进行样品采集，按以下公式计算物理组成。经计算分析，垃圾类别主要包括厨余垃圾、纸类、塑料和灰土类等。详见表2、3和图2、3。

图2 无种植养殖家庭的垃圾物理组成

图3 有种植养殖家庭的垃圾物理组成

表2 新民居民不同土地及养殖状况下家庭垃圾产生特征

表3 新民集镇生活垃圾理化分析结果

(1)

(2)

公式(1)～(2)中：Ci为某成分湿基含量，%；Mi为某成分湿基重量，kg；M为为样品总重，kg；Ci′为某成分干基含量，%；Ci(W)为某成分含水率，%；C(W)为样品含水率，%。

调查发现，垃圾人均产生量受家庭种植量和家庭养殖规模的影响，无种植的家庭垃圾产生量高于种植户家庭；无养殖的家庭垃圾产生量高于养殖户家庭；安置集镇的混合垃圾生物可降解物质(BDM)值较低，不利于直接资源化处置。

经统计，新民集镇生活垃圾人均产生量为0.33 kg/(人·d),同太湖、三峡库区等获得的农村生活垃圾产生量较为接近[16]。垃圾组分以厨余垃圾为主，其中厨余类垃圾夏季含量达到61.02%，冬季为54.03%，含量已经接近城市内相应组成比例[17-21]。因此，新民集镇日产垃圾量约为361 kg,月产生量为1.08 t。

1.2 现有的收运系统调查

新民集镇属典型的西部山区农村，集镇沿河建设，因地势有限没有垃圾处置场所，目前生活垃圾靠外运方式处置，每月定期外运至距集镇约60 km的石棉县城垃圾填埋场处置，现有垃圾处置模式见图4。

图4 新民集镇新鲜垃圾与堆存垃圾物理组分对比

根据《石棉县人民政府办公室关于印发<石棉县城区居民生活垃圾处理费委托征收工作方案>的通知》(石府办函〔2019〕58号)，每户按5元/月收取垃圾处置费用，新民集镇60户居民每月处置费用为3 000元，年处置费用总计为36 000元(含人工费)。按特种车辆运输计费标准垃圾转运车每公里成本为200元，转运一次的费用为12 960元，远大于每月的处置费用。目前由于清运成本较高，转运处置工作常滞后，造成垃圾堆积严重。村民为减少清运量降低成本，常就地露天简易点火焚烧，造成二次污染。

2 垃圾处置试点

为了解决集镇垃圾处置问题，根据国内外学者的研究成果和经验[22-29]，分类收集技术能有效减少垃圾收运量[30-35]。课题组结合集镇经济产业和交通现状，考虑到现有的垃圾处置经费有限的实际情况，根据集镇垃圾的特性研究成果，构建了垃圾分类处置模式[36-40]，对集镇居民的垃圾分类处置意愿进行了调研，并对构建的处置模式进行了试点工作。

2.1 村民意愿调查

根据国内相关学者的研究经验[41-42]，发放问卷60份(一户一问卷)，收回问卷58份，其中有效问卷为55份，被调查者年龄范围为16～65岁，其中31～60岁的人占49%。调查内容主要包括农户对改善环境的态度、采用垃圾分类收集处置的支持率等。调查发现，新民集镇居民以务农(粮食种植和经济作物种植)为主，外出打工人员比例约占25%～30%，村民均愿意改善生活环境卫生状况，96.3%的受访者支持垃圾处置试点，94.3%受访者愿意参与垃圾分类工作。但多数村民(40%)对垃圾分类的知识贫乏，仅有8%的村民熟悉分类方法。被调查者反对垃圾处置收费，普遍愿意接受针对垃圾分类的奖励式激励措施。

2.2 垃圾综合处置模式的构建

根据现场试验结果，新民集镇收运的生活垃圾分为可堆肥类、可回收类和其它垃圾，其中可堆肥类和可回收类垃圾量占垃圾总量的60%～70%。参照GB/T 37066-2018《农村生活垃圾处理导则》中的农村生活垃圾处理技术路径和新民集镇垃圾的产生特性，结合当地的产业(种植业、养殖业)，构建了垃圾综合处置模式[43]，如图5所示。

图5 新民集镇生活垃圾现有处置模式

2.3 分类收集模式

新民安置区经济条件较差，生活垃圾中的有价值部分(废弃金属、纸张、塑料瓶等)会被村民主动挑选出，剩余生活垃圾合并后收集。因此，进入垃圾收运体系的垃圾中已无纸类、塑料、金属等组分。实验组选取45户分为3组作为垃圾分类收运处置试点的受试对象。每15户为1组，第1组按照3类进行垃圾分类设计，分类收集综合处置模式见表4；第2组按照干湿两类分法设计见表5；第3组作为对照组不进行分类。

表4 新民集镇生活垃圾分类方式(A组，3分法)

表5 新民集镇生活垃圾分类方式(B组，2分法)

2.4 垃圾分类试点效果分析

根据制定的《新民集镇垃圾分类参与家庭监督记录卡》,对受试居民垃圾分类的正确率及参与率进行日常监测。监测内容包括受试村民住户垃圾的收集率、垃圾分类的参与率、垃圾分类的正确率,并对检测的结果进行统计分析,以评价整个分类实施后的效果。

2.4.1试点户垃圾收集率

收集率是对受试户垃圾有效收集情况的统计，指收集到垃圾的住户占该组受试户的比例，主要表示受试住户参与度。收集率按照分组分周进行统计，查看小额度奖励刺激对受试户的刺激效能。不同对比组组内各周收集率对比见图6。对比得出，B组(干、湿二分法)收集率最高，A组(三分法)收集率较低并有随时间延长而下降的趋势，C组(不分类对照组，无奖励刺激)收集率比较稳定但不高。

图6 新民集镇生活垃圾现有处置模式

2.4.2试点户垃圾分类率

分类率是指垃圾分类的住户占该组所有受试户的比例，用来判断分类试点参与住户的垃圾分类情况差异，反映了农户在实施垃圾分类过程中的支持情况。分类率按照分组分周进行统计，详见图7。

图7 不同对比组组内各周收集率对比

对比发现，A组(三分法)的分类率低于B组(二分法)，由于三分法相对复杂，居民接受程度有限，B组二分法较简单，易于接受和掌握，所以居民参与度较高。试点期间分类率略有起伏，但两组分类率维持在87%以上，说明居民对垃圾分类处置较支持,设计的分类方法适用于当地集镇。

2.4.3分类收集后的收运减容率和经济性

经调查，采用分类收集后垃圾中的可堆肥成分(厨余类)基本从收运系统中分离出来，垃圾收运量平均减少了57.5%，且二分法的减容效果优于三分法，需混合收集的垃圾量由人均0.33 kg/(人·d)降为0.099 kg/(人·d)。因此，新民集镇日需处置的垃圾量为361 kg，月垃圾产生量约为0.1 t，成分以玻璃、陶瓷等无机物质为主(堆肥后已无有机质)，可堆存后统一一次转运，转运费用降为12 960元/年，低于当地处置费用征收办法的年收费。因此，采用构建的分类收集处置模式后，能有效降低转运量和转运成本，避免居民垃圾焚烧等二次污染。

2.4.4堆肥处置效果

课题组结合移民安置区生活垃圾的特性和产生量，针对垃圾分类后的有机厨余垃圾，采用简易堆放法处置，堆肥2周后测定堆肥品相关指标，参照国内外学者研究成果[44-45]，选择NY884-2012《生物有机肥料》作为堆肥成品检测指标，如表6所示。

表6 堆肥成品检测指标

图8 A、B分类对照组各周分类率对比

堆肥成品符合生物有机肥料标准控制要求，可直接作为当地果树的肥料，成品表观呈灰褐色、松散无臭味，养分含量较充足，重金属含量均在控制范围内。

3 结 论

(1) 该集镇人均垃圾产生量为0.33 kg/(人·d)，其中厨余类垃圾夏季含量达到61.02%，冬季为54.03%，含量已经接近城市内相应组成比例。

(2) 当地村民较支持垃圾分类处置工作，针对当时现状构建了简易的垃圾处置模式，采用“干湿”二分法的分类收集模式的收集率、分类率和减容率均较高，处置后垃圾量减少了57.5%，人均垃圾产生量降为0.099 kg/(人·d)，大大降低了清运成本。

(3) 经检测，“干湿”二分法后的湿垃圾堆肥后成品可满足生物有机肥料标准，可直接作为当地果树的肥料。