上海市生活垃圾強制分類對收運體系的初步影響及建議

楊小云，賈 悅，鐘 潔，楊勤佳，胡建平

(1.上海環(huán)境衛(wèi)生工程設計院有限公司，上海 200232；2.上海市資源利用和垃圾分類管理事務中心，上海 200063）

1 引言

上海市作為國際大都市歷來十分重視生活垃圾分類，早在2000年就開始推行垃圾分類收集試點工作［1-2］，2019年7月專門立法出臺《上海市生活垃圾管理條例》強制推行垃圾分類。上海市垃圾分類管理工作得到廣泛重視，目前已基本形成生活垃圾分類收運體系，如車輛調度、基礎設施建設等［3］。垃圾分類之后，生活垃圾理化特性發(fā)生極大的變化，對全程收運體系帶來一定影響。如干垃圾體積大、質量輕，收運時易出現(xiàn)“虧載”現(xiàn)象等；而濕垃圾含水率高，收運過程中易出現(xiàn)“跑冒滴漏”現(xiàn)象等。本研究基于大量生活垃圾現(xiàn)場采樣資料，全面分析生活垃圾強制分類前后理化特性變化，探討城市生活垃圾的產生量、物理組成、密度、含水率等理化指標對收運體系的影響，以期為全程分類收運過程中的設施、設備改造和基礎運營提供基本參考。

2 研究方法

2.1 點位布設

現(xiàn)場采集2019年7—12月干、濕垃圾樣本進行理化特性分析。采樣頻率為每月1次，采樣點位覆蓋上海市13個行政區(qū)域的各類產生源場所，包括居住區(qū)（城區(qū)、農村）、商業(yè)區(qū)（商場超市、餐飲、交通場站、集貿市場、文體設施）、事業(yè)區(qū)（教育科研、機關團體）、清掃區(qū)（園林、道路廣場）。另外，為便于對比分析強制分類前后垃圾理化特性的變化，對2019年1—6月生活垃圾按“混合垃圾”進行采樣和分析，并將其理化特性數(shù)據(jù)視為《上海市生活垃圾管理條例》實施前的本底數(shù)據(jù)。

2.2 監(jiān)測指標和依據(jù)

監(jiān)測指標主要包括生活垃圾的物理組成、密度、含水率等。檢測方法依據(jù)CJ/T 313—2009生活垃圾采樣和分析方法。

3 結果與討論

3.1 分類垃圾產生量變化

2019年各月度生活垃圾日產生量變化如圖1所示，生活垃圾日均總產生量隨月度變化呈緩慢增長趨勢。

圖1 2019年各月度生活垃圾日產生量變化Figure 1 Monthly daily output of domestic waste in 2019

立法強制垃圾分類后，生活垃圾產生量實現(xiàn)“三增一減”［4］。干垃圾日均產生量隨月度變化呈先下降后平緩趨勢，濕垃圾、可回收垃圾呈波動上升趨勢。相比于6月，12月干垃圾日均產生量降低26%，而濕垃圾和可回收垃圾日均產生量分別增加45%、33%。

3.2 分類垃圾理化特性變化

3.2.1 主要物理組成

上海市混合垃圾物理組成以廚余類為主，其次是橡塑類、紙類（圖2），分別占垃圾總量的53.3 1%、22.0 6%、12.1 7%，并含有少量木竹類、紡織類、玻璃類成分，隨著上海市天然氣的普及，上海市垃圾中幾乎不含有塵土、爐灰等灰土類垃圾。

立法實施全面強制分類后，全市干垃圾物理組成以橡塑類為主，其次是紙類和少量廚余類（圖2），分別占41.5 7%、29.7 0%、16.0 0%。干垃圾中廚余類含量隨月份呈現(xiàn)波動下降趨勢；紙類含量呈現(xiàn)波動上升趨勢；橡塑類含量呈現(xiàn)波動下降趨勢，但各月含量均大于35%。濕垃圾中主要成分是廚余類，各月廚余類含量達到99%。

圖2 上海市干、濕垃圾主要物理組成（濕基）Figure 2 Main physical composition of residual waste and household food waste in Shanghai(wet basis)

3.2.2 密度、含水率

物理組成的直接變化導致生活垃圾的密度、含水率發(fā)生顯著變化，混合垃圾密度、含水率分別為151 kg/m3、56.9 6%（圖3）。立法實施強制分類后，干濕垃圾的密度、含水率等特性參數(shù)發(fā)生較大變化，干垃圾的密度和含水率平均值分別為96 kg/m3、36.2 2%，相比于混合垃圾，均降低約36%；濕垃圾廚余類含量高，其密度和含水率分別高達512 kg/m3、78.7 0%，與混合垃圾相比增大239%、38%。

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

3.3 垃圾分類對收運體系的影響探討

生活垃圾的物理組成、密度、含水率與生活垃圾收運環(huán)節(jié)息息相關，相比于混合垃圾，干垃圾具有體積大、質量輕、含水率低的特點，而濕垃圾具有質量重、含水率高的特點，這些理化特性變化對生活垃圾全程分類收運體系造成直接影響，以下主要從分類收集容器、運輸車輛配置及中轉站建設和運營管理3個方面進行初步分析。

上海市生活垃圾（干垃圾、濕垃圾、有害垃圾、可回收垃圾）全程分類運輸流程如圖4所示。

圖4 生活垃圾全程分類運輸流程Figure 4 Classification transportation process of domestic waste in the whole process

3.3.1 收集容器

根據(jù)上述分類垃圾密度情況，若收集容器（以240 L計）滿載時，混合垃圾桶、干垃圾桶、濕垃圾桶所含垃圾凈質量分別為36、23、123 kg，可見濕垃圾滿載增大了環(huán)衛(wèi)清運作業(yè)的難度，需對濕垃圾收集容器進行合理裝載。若以混合垃圾桶裝載量36 kg作為參考，則濕垃圾桶所需裝載容積為70 L，即為收集容器的1/3，或可優(yōu)選配置120 L規(guī)格的收集容器。

目前上海市干、濕垃圾產生量比例為6∶4［5］，按照某小區(qū)日均垃圾產生量1 t計，即干垃圾600 kg、濕垃圾400 kg，日清運1次，干、濕垃圾桶載質量分別按23、36 kg計。基于以上數(shù)據(jù)，結合CJJ 205—2013生活垃圾收集運輸技術規(guī)程進行相關計算，建議干、濕垃圾收集容器配置量分別約為25個和10個，即干、濕垃圾收集容器配置比約5∶2。

3.3.2 運輸車輛

對于收集點運輸車輛配置方面，上海市在集中新購濕垃圾專用運輸車輛的基礎上，對原有的混合垃圾運輸車輛進行統(tǒng)一改造改裝，部分車輛進行了標識改造用于干垃圾運輸，部分車輛進行了車廂及廂內滲濾液收集裝置改裝，用于濕垃圾運輸。

干垃圾主要采用后裝式壓縮車收運；濕垃圾運輸車輛主要采用后裝式、側裝式壓縮車。對上海市某中轉站2020年實際運營數(shù)據(jù)進行分析，發(fā)現(xiàn)對于不同額定載質量的干垃圾運輸車，普遍存在“虧載”現(xiàn)象；而對于2 t和5 t額定載質量的濕垃圾運輸車，僅額定載質量為2 t存在一定“超載”現(xiàn)象（圖5）。后續(xù)可以考慮改良干垃圾車型車廂設計、增大收運頻次等。另外針對高含水率（78.7 0%）的濕垃圾，極易產生較多的滲濾液，后續(xù)改造濕垃圾車型時主要考慮垃圾車輛密封性、車內滲濾液收集裝置等。

圖5 不同噸位車型下垃圾車輛理論載質量Figure 5 Theoretical load of garbage vehicles with different tonnage

3.3.3 中轉站

垃圾中轉站作為連接前端收集和末端處理處置體系的關鍵一環(huán)［6-7］，為解決生活垃圾分類轉運的問題，上海市對大中型中轉站進行局部改造，配置干、濕垃圾專用泊位平臺；同時根據(jù)實際情況，將水平壓縮逐步改為豎直壓縮工藝。中轉站污水主要有站內配套設施、隨箱運至末端設施、集中收集運至指定污水處理廠/站等3種處理模式。針對干垃圾體積大、水分少、難壓縮的特點，后續(xù)中轉站需進一步考慮轉運箱體容積或數(shù)量；針對濕垃圾含水率高、異味大、滲濾液產率高的特點，易出現(xiàn)滴漏及臭氣污染現(xiàn)象［8］，后續(xù)中轉站需進一步提升箱體密閉性能，日常運營作業(yè)進一步加強周圍密閉、通風、除臭等措施，建議條件允許的情況下，配套污水處理裝置并優(yōu)化污水處理工藝。

4 結論

通過對上海市干、濕垃圾理化特性分析，初步探討其對收運環(huán)節(jié)中收集容器、運輸車輛及中轉站的影響，主要結論如下：

1）垃圾分類后，干垃圾物理組成以橡塑類、紙類為主，相比于混合垃圾，其密度、含水率均降低約36%；濕垃圾分出量高，廚余類占比99%，相比于混合垃圾，其密度、含水率分別增大239%、38%。

2）收集容器規(guī)格和數(shù)量方面，針對干、濕垃圾密度特征變化并考慮清運作業(yè)便利性，建議濕垃圾桶（240 L情況下）裝載量約為桶容積的1/3為宜或可選配120 L小容積規(guī)格濕垃圾桶，干、濕垃圾桶配置數(shù)量比為5∶2。

3）運輸車輛方面，存在干垃圾運輸“虧載”和濕垃圾運輸“超載”問題，可增加垃圾清運頻次，車型上改進干垃圾車車廂容積及濕垃圾車密封性設計，并適當考慮濕垃圾車輛裝載量以免超重。

4）中轉站建設方面，垃圾分類后，中轉站設有專用干、濕垃圾泊位，并逐步將水平壓縮工藝改為豎直壓縮工藝，可進一步提升集裝箱體密閉性能、改進滲濾液處理設施工藝，加強周圍密閉、通風、除臭等。