分類收集對我國城市生活垃圾處理處置的影響探析

吳迪 平措 周文武 孟德安 旦增 周鵬*

（1.西藏大學生態環境學院，西藏拉薩 850000；2.西藏大學政法學院，西藏拉薩 850000）

1 引言

隨著我國城市化進程不斷推進，我國城市生活垃圾的產量也呈現出逐年遞增的趨勢，同時，城市生活垃圾產排數量的快速增加也帶來了一系列的環境問題，并對人民的健康造成了影響［1-2］。為解決城市生活垃圾所帶來的一系列問題，習近平總書記在中央財經領導小組第十四次會議上提出，要加快建立垃圾處理系統，完善垃圾分類制度，努力提高垃圾分類制度覆蓋范圍［3］。城市生活垃圾分類收集處理不僅可以減少土地占用，降低環境風險，還可實現垃圾減量化，提高其資源化利用率，使垃圾變廢為寶，并為各類垃圾的后端回收處理提供方便［4-8］。自2000年以來，我國多次推動生活垃圾分類收集行動，城市生活垃圾分類收集工作有效推進。正確認識我國城市生活垃圾分類收集的現狀，準確把握其對不同城市生活垃圾處理處置方式存在的影響，對于實現垃圾減量化、資源化意義重大?；谝陨戏矫?，本文通過對現有文獻的查閱及總結，綜合分析了我國城市生活垃圾分類收集對生活垃圾處理處置的影響。

2 我國城市生活垃圾處理處置及分類收集現狀

2.1 城市生活垃圾處理處置現狀

目前我國主要有衛生填埋、堆肥和焚燒3 種城市生活垃圾處理處置技術，其中衛生填埋和焚燒技術得到廣泛應用［9］。截至2021 年，我國城市生活垃圾清運量達到24 869.2 萬t，圖1 為2016—2021 年我國城市生活垃圾處理情況（數據來源于國家統計局2017—2022 年《中國統計年鑒》）。從圖1 中可以看出，近年來我國城市生活垃圾衛生填埋的處理量呈逐年下降的趨勢，而焚燒處理量則逐年增加。這是由于衛生填埋技術雖然是處理城市生活垃圾最經濟有效的方法，但其占據了大量城市用地，易造成一系列環境問題［10-12］。因此，相對來說，處理量大、減容性好且可以進行能量轉化實現焚燒發電的焚燒法開始逐漸被人們關注［9］。但焚燒法在焚燒過程中會產生二 英等有毒有害煙氣，對人們的健康造成威脅，所以下一步生活垃圾焚燒廠應重點加強煙氣無害化處理［13］。

圖1 2016—2021 年我國城市生活垃圾處理情況

相對于衛生填埋和焚燒法，堆肥技術則僅針對有機垃圾，因此需要對垃圾進行前期分選［9］。堆肥分為無氧堆肥和有氧堆肥，主要是靠垃圾或土壤中存在的微生物來進行，微生物發酵過程中不斷散發的熱量可以制成沼氣［14］，堆肥產物可以制成有機肥料，是一種低成本和環境友好型的有機廢棄物資源化利用方式［15］。然而堆肥產品的質量參差不齊，且存在發酵效率和養分保持能力低等問題，導致堆肥技術的廣泛應用存在著一定困難。

2.2 城市生活垃圾分類收集現狀

城鎮居民生活垃圾組分復雜，分類方法也不盡相同。目前，我國生活垃圾普遍分為4 類：可回收垃圾、有害垃圾、濕垃圾和其他垃圾［16］。生活垃圾分類收集對于解決“垃圾圍城”、實現資源循環利用具有關鍵性作用。隨著我國垃圾分類制度的不斷完善，城市生活垃圾分類收集逐漸得到重視，且在垃圾減量化、資源化方面取得了顯著成果［4，17］。

然而調查文獻發現，針對城市生活垃圾分類收集，在我國多數城市普遍存在居民垃圾分類意識薄弱、垃圾分類產業鏈不完善以及政策不健全等問題［18-21］。為更好地推進垃圾分類工作，西安市于2019 年出臺了《西安市生活垃圾分類管理辦法》，針對不同功能區分別進行詳細安排，西安市生活垃圾分類收集正式進入強制階段［18］。調查顯示，南京市只有24.84%的人對生活垃圾分類非常了解，大多數人都無法準確進行垃圾分類［22］。烏魯木齊市作為46個垃圾分類試點城市之一，自2017 年就先后發布《烏魯木齊垃圾分類標準》《烏魯木齊生活垃圾分類管理辦法》等文件，至2022 年4 月基本實現全市居民小區生活垃圾分類收集設施全覆蓋［23］；2017 年，在國家出臺《生活垃圾分類制度實施方案》的背景下，西藏自治區為進一步推進生活垃圾分類工作，結合當地實際出臺了《西藏自治區生活垃圾分類制度實施方案》，拉薩市作為46 個重點城市之一，在此基礎上隨后出臺了一系列文件，垃圾分類工作初見成效［24-25］。

3 分類收集對我國城市生活垃圾收運的影響研究進展

當前，我國生活垃圾清運量正快速增長，生活垃圾收運費用在城市生活垃圾回收管理系統總費用中占比較大［26］。由此可見，生活垃圾收運系統在城市生活垃圾管理系統中具有決定性作用。傳統的城市生活垃圾收運包括垃圾收集、垃圾轉運和垃圾最終處置3 個方面［27］。而生活垃圾分類收集正是對垃圾收集模式進行優化，從而提高垃圾資源化利用率，并減少有毒有害物質帶來的污染。我國垃圾分類前后城市生活垃圾收運網絡對比見圖2。

圖2 我國垃圾分類前后城市生活垃圾清運流程對比

根據是否實行垃圾分類，生活垃圾收運系統分為混合運輸、分類運輸兩類，其中分類運輸又包括分類聯合運輸和分類單獨運輸兩種形式［16］。分類聯合運輸是指在實行垃圾分類收集的條件下，垃圾收運車輛在保證各類垃圾隔離開來的條件下，同時將各類垃圾運輸到不同類別的中轉站卸料；分類單獨運輸是用專門的垃圾收運車輛分別清運各類垃圾。

根據已有文獻研究可以發現，我國城市生活垃圾綜合管理系統的建設和研究主要集中在生活垃圾中轉或處理場地的選址、收運路徑的優化等方面。然而在實際運作過程中，生活垃圾的中轉及處理場地均是鄰避設施，對它們進行增減均需要綜合考慮多方面因素。因此如何在現有生活垃圾處理設施不變的情況下，對生活垃圾收運系統進行優化具有更重要的現實意義［28］。研究表明，在垃圾分類背景下，對城市生活垃圾收運網絡進行優化后，可以降低垃圾回收成本，提高城市生活垃圾收運系統的經濟效益［28-29］。然而垃圾分類后，由于干、濕垃圾分開收集，導致這兩類垃圾密度、含水率均發生變化，使得運輸過程中易出現干垃圾運輸“虧載”，濕垃圾運輸“超載”問題［30］。因此在生活垃圾收運過程中可以適當對干、濕垃圾收運車輛進行改進以避免上述問題。如果能夠將生活垃圾分類收集、運輸，不僅可以降低生活垃圾收運過程中的環境風險，也可以為生活垃圾末端處理處置提供方便。

4 分類收集對我國城市生活垃圾末端處理處置的影響研究進展

生活垃圾分類制度勢在必行，其在帶來一系列益處的同時也不可避免地對城市生活垃圾的處理處置帶來影響，下面將從不同角度分別探討分類收集對不同城市生活垃圾處理處置技術所造成的影響。

4.1 生活垃圾分類收集對焚燒處理的影響

雖然垃圾分類在垃圾處理處置的前端環節實現了垃圾減量化，提高了資源利用率，但對于生活垃圾焚燒廠來說進爐垃圾的體量和理化特性也發生變化［31］。研究表明，實施垃圾分類后，進入焚燒廠的垃圾含水率正逐年下降，熱值逐漸增加，可燃物占比增加，灰分減少［32-34］。除此之外，焚燒廠的臭氣、滲濾液、重金屬含量均呈下降趨勢，極大節約了“三廢”的處理成本。焚燒廠排放的SO2平均濃度顯著下降，總懸浮顆粒物濃度略有降低，NOX平均濃度顯著上升。研究者認為這可能是熱值上升導致的熱力型NOX的增加［35］。同時，通過垃圾分類，煙氣排放中的重金屬物質含量也明顯降低［36］。

目前有學者研究了垃圾分類對焚燒廠的收益影響。研究表明，在實際運行過程中，隨著焚燒廠入爐垃圾熱值的提升，焚燒廠每噸垃圾發電量有所提高，這可能是實際運行中廚余垃圾在實行垃圾分類后不再進入焚燒廠所導致的［33，37］。另外，焚燒廠的政府補貼收入取決于垃圾處理量的多少，而垃圾分類后垃圾量的減少則導致政府補貼收入的降低。雖然分類收集導致進入焚燒廠的垃圾體量下降，但因為熱值的提升使得生活垃圾焚燒廠每噸垃圾發電收益有所提高，而焚燒發電又是焚燒廠的主要收益來源，這也許將使焚燒企業的經濟效益得到提升。但當垃圾熱值過高超出焚燒爐設計范圍后，會增加鍋爐損耗，縮短其使用壽命［37］。而若想保證現有焚燒爐正常安全運行，則又要面對焚燒爐“吃不飽”的問題，這會導致焚燒爐運行不經濟［38］。這一狀況或可以通過政府提高入廠垃圾補貼來改善，同時企業也可以積極進行技術改進來提高焚燒的安全性以及經濟性。

垃圾分類后，由于企業收入有所增加，且國家更希望生活垃圾焚燒發電產業以市場化模式運行，從長遠角度上來看，國家和地方政府也許會調整現有政策［39］。但是從近年來的相關政策看，近期對于焚燒發電產業的補貼政策取消的可能性很?。?0］。

4.2 生活垃圾分類收集對填埋處理的影響

填埋場分為非正規垃圾填埋場和衛生填埋場，至2020 年我國生活垃圾填埋場超過640 座，生活垃圾填埋量超過7.77×107t，占清運總量的35%以上，垃圾填埋設施處于相對飽和狀態［41-42］。垃圾填埋場不僅占用了大量土地資源，對周邊的土壤、水體以及大氣環境造成威脅，同時為了及時處理生活垃圾而在一定程度上出現的“超填”現象也提高了填埋場堆體失穩的風險［43-44］。在實行垃圾分類前，進入生活垃圾填埋場填埋的垃圾主要包括廚余垃圾、其他垃圾和低值可回收垃圾；實行垃圾分類后，則以其他垃圾、飛灰等為主［45］。生活垃圾填埋場中的滲濾液主要來源填埋垃圾中的自由水、垃圾分解產生的水分、降雨及地下水滲透進入垃圾堆體，而廚余垃圾則是生活垃圾中水分的主要來源，實行垃圾分類后，廚余垃圾在產生源頭被分類投放、運輸、處理，這使得其他垃圾中的水分大幅度降低，從而在填埋過程中實現滲濾液的減量化［32，45-46］。

而對生活垃圾進行分類收集與資源回收后再進行填埋，不僅可以節省填埋場庫容，還可以使滲濾液中污染物更加集中并加快有機質分解［47-48］。這使填埋場在同樣的占地情況下可以處理更多的生活垃圾，還降低了因“超填”導致的失穩風險；便于滲濾液中污染物集中處理，節約了滲濾液的處理成本并降低污染風險；而且可以使填埋堆體提前進入穩定產甲烷階段，促進堆體的穩定化。

4.3 生活垃圾分類收集對堆肥處理的影響

廚余垃圾中含有豐富的有機質，而堆肥技術則是在微生物作用下通過高溫發酵將有機物轉變為肥料的過程，是處理生活垃圾的手段之一?？梢詫N余垃圾中的有機質循環利用，然而在未實現垃圾分類的前提下，堆肥等生物處理方式發展步履維艱［49］。實行垃圾分類制度后，廚余垃圾作為濕垃圾單獨分類。垃圾分類可以大大降低垃圾堆肥的運行成本、減輕政府財政負擔、去除垃圾中的有害垃圾、有效控制廚余垃圾中的重金屬含量、有機生活垃圾轉化為堆肥等［50-53］，進而降低了對土壤和農作物造成負面影響的風險。同時，垃圾分類也免去了堆肥之前需要人工對垃圾進行分類的環節，縮短了城市生活垃圾回收利用的時間周期，節約了工作成本［50］。

隨著生活垃圾分類政策的實施，生活垃圾組分中廚余垃圾占比正逐漸提高，廚余垃圾的基質特性也發生了明顯改變，因此對廚余垃圾的厭氧消化技術需要進行優化［54-56］。研究發現，含固率為25%，接種比為1 ∶2，是分類后的廚余垃圾的最佳厭氧消化條件［56］。周慧敏等［57］通過研究不同有機負荷和進料頻率對高含固廚余垃圾厭氧消化系統性能的影響，發現在運行負荷為10.71 kg/（m3·d）、進料頻率為3 次/d 的條件下，甲烷產率最大。

4.4 生活垃圾分類收集對其他方面的影響

城市生活垃圾中的廢電池、廢熒光燈管、廢藥品等有害垃圾雖然在生活垃圾中占比較小，僅占生活垃圾總量的千分之一，但其對環境的危害卻較重［58］，而將生活垃圾分類收集則可以更好地將其中的有害垃圾集中收集，以便后續集中運輸、處理，降低環境風險。然而實行垃圾分類前，廢電池等有害垃圾均隨著生活垃圾一同被處理，沒有單獨的收集、處理設施，因此實行垃圾分類后有害垃圾的貯存、處理也成為亟待解決的問題。韋彩嫩［59］對廣州市近幾年有害垃圾收集、處置情況對比分析發現，在處置的有害垃圾中廢熒光燈管占比極大，而廢電池等有害垃圾則因無處置企業或企業產能不足在貯存點有所積壓。

要有效地回收處理有害垃圾，首先需要政府出臺相關政策，形成完善的有害垃圾回收處理體系，明確各級參與者在有害垃圾處理中的責任［60］。同時對運輸和處理有害垃圾的企業予以一定經濟支持，降低有害垃圾處理商業化的難度。

5 結論與展望

5.1 結論

本文通過對現有文獻的查閱及總結，得出以下結論：

（1）由于生活垃圾焚燒技術的優勢日益顯著，近年來我國城市生活垃圾無害化處理方式正由以填埋為主向以焚燒為主轉化；雖然我國生活垃圾分類收集工作仍存在短板，但各地已逐步出臺相關政策來推進垃圾分類收集工作。同時，在生活垃圾分類收集的背景下，生活垃圾收運網絡得到了優化，提高了生活垃圾收運體系的經濟效益。

（2）隨著生活垃圾分類收集工作的推進，進入生活垃圾焚燒廠的垃圾體量及理化特性發生變化，含水率下降，灰分減少，入爐垃圾熱值提升，可燃物占比增加，污染物排放量出現顯著變化。同時隨著焚燒廠入爐垃圾體量降低、熱值增加，對焚燒廠的運營造成了一定沖擊；實施垃圾分類后，進入填埋場的垃圾主要以其他垃圾和飛灰等為主，降低了滲濾液產量，節約了填埋場庫容，降低了填埋場失穩風險；實施垃圾分類后，廚余垃圾作為濕垃圾單獨分類，促進了堆肥技術的發展應用，使好氧堆肥和厭氧消化技術均得到了優化；有害垃圾由于在實行垃圾分類后缺乏相應的收集、處理企業及設施，出現在貯存點堆積的現象。

5.2 展望

生活垃圾分類收集工作的開展帶來了一系列的正面效益，但是不可避免地對現有的生活垃圾收運及處理處置體系造成沖擊。降低這種沖擊不僅需要企業根據垃圾分類后進入處理廠的垃圾的理化特性及時作出改變與調整，同時也需要國家及各地政府根據實際情況出臺相關政策，對相關企業予以支持，幫助企業渡過垃圾分類初期階段的難關，由企業和政府共同探索出在垃圾分類背景下，對于生活垃圾處理處置產業來說合理且切實有效的方案。