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关键词 城市生活垃圾 分类收运方式
中图分类号:X705 文献标识码:A
城市生活垃圾分类收运是一个全面的、系统的、循序渐进的过程。城市生活垃圾分类收运方式应与垃圾分类方式和管理方式相统一,遵循由粗分到细分、由简单到复杂的原则,逐步完善垃圾分类收运体系,根据不同的垃圾处理方式及回收再利用价值,制定相应的城市生活垃圾分类和收运方式。
根据沈阳市目前各类城市生活垃圾产生量及垃圾分类现状,并结合沈阳市城市生活垃圾处理方式,浅析未来沈阳市城市生活垃圾分类收运方式及流程如下:
1沈阳市城市生活垃圾分类收运方式
1.1可回收物的收运方式
居民小区内一部分可回收垃圾由居民自行销售,应由物业公司或社区居委会确定一家再生资源回收企业进行上门收运。另外部分不愿自行销售的可回收垃圾,由物业公司或社区居委会统一设置固定的再生资源回收点,纳入废品回收系统,由环卫部门收集运到垃圾中转站或直接运输到垃圾综合处理厂进行资源再利用。
1.2厨余垃圾和其它垃圾的收运方式
家庭厨余垃圾在城市生活垃圾中所占比例很高,且具有水分大、易腐烂、有异味的特点,因此要求密闭性强的垃圾运输车进行垃圾运输,可以确定为以下几种方式:
(1)单个密闭式清洁站:对沈阳市现有的具备基本条件的密闭式清洁站进行改造,使其具备可以同时分别收集厨余垃圾和其它垃圾的分类收运功能。对于厨余垃圾和其它垃圾,都可以通过电瓶收集车采用桶车对接、桶桶置换的方式进行收集,运至密闭式清洁站的厨余垃圾收集箱,然后由厨余垃圾运输车将厨余垃圾送至生活垃圾生活处理厂或厨余垃圾处理厂进行处理;其它垃圾运至垃圾填埋场或垃圾焚烧厂进行处理。
(2)多个密闭式清洁站组合:在一定范围内,对不具备同时分类收集厨余垃圾和其它垃圾的单个密闭式清洁站进行组合,厨余垃圾和其它垃圾同样分别由电瓶收集车采用桶车对接、桶桶置换的方式进行收集并运至密闭式清洁站,然后分别送至生活垃圾生化处理场或厨余垃圾处理厂和垃圾填埋场或垃圾焚烧厂进行处理。需要注意的是,此种多个密闭式清洁站组合的收运方式要求每个密闭式清洁站所覆盖的服务范围不能过大。
(3)单体密闭式清洁站和后装式压缩车组合:通过使用密闭式清洁站收集其它垃圾,厨余垃圾收集车收集厨余垃圾的组合或密闭式清洁站收集厨余垃圾,后装式压缩车收集其它垃圾的组合,实现生活垃圾的分类收运。需要注意的是,这类组合应把密闭式清洁站的使用范围、后端处理设施的距离以及后装式压缩车直运的收集运输成本等因素纳入考虑范围。对于厨余垃圾可通过电瓶收集车采用桶车对接、桶桶置换的方式进行收集,运至专门收集厨余垃圾的密闭式清洁站;对于其它垃圾可通过后装压缩车采用桶车对接的方式巡回收集、不经密闭式清洁站直接运至生活垃圾卫生填埋场或生活垃圾焚烧场。
(4)厨余垃圾收集车和后装压缩车组合:分别使用厨余垃圾收集车收集厨余垃圾,后装式压缩车收集其它垃圾从而实现生活垃圾的分类收运。对于厨余垃圾可通过厨余垃圾收集车采用桶车对接方式巡回收集、不经密闭式清洁站直接运至生活垃圾生化处理场或厨余垃圾处理厂;对于其它垃圾可通过后装压缩车采用桶车对接的方式巡回收集、不经密闭式清洁站直接运至生活垃圾卫生填埋场或生活垃圾焚烧场。
(5)小型厨余垃圾处理设备与密闭式清洁站或后装式压缩车直运组合:通过使用小型厨余处理设备就地处理厨余垃圾,密闭式清洁站或者后装式压缩车收运其它垃圾的方式实现生活垃圾的分类收运。对于厨余垃圾不经密闭式清洁站直接进入小型厨余垃圾处理机进行就地处理;对于其它垃圾通过电瓶收集车采用桶车对接、桶桶置换的方式进行收集。
1.3有毒有害垃圾的收运方式
城市生活垃圾中的有害垃圾主要为废电池、油漆、日光灯管、药品等,这些垃圾虽然产生量比较低,但对环境的危害却很大,建立有害垃圾单独收运系统非常必要,也势在必行。社区街道或物业公司可以开展有害垃圾以旧换新(如用一定数量的废电池换新电池,费灯管换新灯管等)等活动,变向集中收集社区内的有害垃圾,待收集存储到一定数量后委托市环保局负责统一进行无害化处理。
2沈阳城市生活垃圾分类运输流程
(1)厨余垃圾每天定时收集,由具有运输资质的专业公司负责上门收集后运往厨余垃圾处理厂进行处理。采取“集中与就地处理相结合”的方式,根据后端处理设施建成进度、服务能力等情况制定实施方案和计划,确保分类收集后的厨余垃圾得到分类运输和分类处理。
(2)有害垃圾定期收集,由各社区街道集中收集,存储一定量后,由指定的废弃物处置单位统一回收后集中处理。
(3)其它垃圾每天定时收集,由环卫部门负责收集并运送至相应的垃圾处理设施或场所,纳入城市生活垃圾处理体系进行处理。
(4)可回收物定期收集,各社区街道、物业公司等收集并存储到一定量后,交售再生资源回收站点,可回收物由运输车辆直接或经分拣后运至再生资源公司,进入资源回收利用系统进行资源化利用。
关键词:厨余垃圾;分类;环境;经济;
Abstract: The kitchen waste has a direct impact on social and economic development and people's living level. Do the kitchen waste, can effectively integrate resources, promote the benign development of environmental protection work and social economy.
Keywords:Kitchen garbage classification; environment; economy;
中图分类号:R124.3 文献标识码:A 文章编号:
一、厨余垃圾概念
厨余垃圾有狭义与广义之分,狭义的厨余垃圾是指家庭(包括餐饮机构)饮食中所需的各种食物包括生料及熟食(成品)的残留物,而熟厨余垃圾分为剩饭、剩菜、馒头、包子等物;生厨余垃圾包括各类果皮、禽类蛋壳、蔬菜叶、蔬菜皮、骨头、茶渣等等。广义的厨余垃圾还包括家庭中使用过的筷子、食品包装材料等等。
二、厨余垃圾处理方法的现状及危害
目前,国内很多地方依然保留着处理厨余垃圾的传统方法,主要通过填埋和焚烧及自然腐烂处理。这三种方式是使用最普遍的,但是这三种方式的危害也十分大。采用填埋的方式容易造成土壤破坏,并且严重污染地下水源,导致地下水系统被破坏;而采用焚烧的方式将直接导致大气污染,在厨余垃圾燃烧过程中产生一氧化碳、二氧化碳及有害气体和粉尘。有些地方采用自然腐烂的方式,但是这样操作长时间占用空间,而且造成周边空气污浊恶臭,破坏地方形象。
由于中国的消费饮食习惯,厨余垃圾中主要含量为水分,往往高达74%以上。此外厨余垃圾中的盐分含量(氯化钠)也普遍偏高。如果不加分类的将水分含量如此高的厨余垃圾与其它垃圾直接混合填埋,这些垃圾将会在高压和微生物的作用下自动形成渗滤液,这种名为渗滤液的物质并不易降解,而且含有毒性十分厉害的致癌物质。也正是因为这个原因,厨余垃圾处理成了一个让人十分头痛的顽疾之一。这些含有致癌物质的渗滤液一旦进入水土植被或者流入河流之中,直接造成垃圾的二次污染。同时,这些垃圾掩埋后,可能释放出一些易燃易爆气体,比如沼气之类的,从而容易在莫某些情况下引发爆炸,给社会各界造成严重后果。
厨余垃圾处理不当对社会环境造成污染的同时,也会给经济造成损失。一方面,厨余垃圾造成环境污染的治理费用将是一笔不小的开支。如果因为厨余垃圾处理而引起地下水污染,植被破坏、空气恶化,那将是祸及及孙后代的事情,不光光是经济损失,社会影响也十分恶劣;另一方面,厨余垃圾处理的好,不仅不会带来环境污染问题,而且能够创造经济效益,对发展社会经济发展有利。
不仅如此,厨余垃圾也是威胁市民身体健康的重大病菌的主要繁衍源头之一。国外的一些权威微生物实验室对餐饮垃圾处理是比较重视的,通过他们对餐饮垃圾(泔水)中微生物进行检测结果表明:各种泔水中含有大量的沙门氏菌、志贺氏菌、金黄色葡萄球菌、结核杆菌等。而恰恰是这些细菌,有着强烈感染性的致病菌,只要在环境中扩散传播,或者市民稍有不慎,这些病菌就会侵入人体,对人体健康造成巨大的威胁。厨余垃圾已经成为当今社会影响人体健康的又一重要因素。 在一些农村、城市郊区的饲养户普遍通过收集餐饮店的厨余垃圾来饲养各类畜禽,餐饮店的厨余垃圾成了他们饲养畜禽的主要原料。但是他们在如此操作的过程中,已经将一些厨余垃圾中的致病毒菌等有害细菌通过食物链的方式传播到畜禽体内,这些畜禽一旦流入市场,将直接危害食用人群,危害人的身体健康。因为没有经过科学处理的厨余垃圾不仅仅包含食物残余,也包含食品加工废料和各种大量的化学成分、农药残留物质、病原微生物等等。在喂养畜禽时,饲养厂为了图经济,不会将这些厨余垃圾进行严格的消毒、杀菌,致使有害物质能够直接进入畜禽体内,从而转移到食用人群体内。这种带有病原体的畜禽将使得人群的患病率居高不下,造成人畜交叉患病。为社会带来严重的经济损失。更有甚者,用厨余垃圾中的油脂生产“地沟油”,将厨余垃圾变成“地沟油”的主要来源。人们在食用后就会产生各种头痛、呕吐、肠胃不适等各种疾病,严重的将导致各种癌症。
三、厨余垃圾处理方法的有效改进及作用
(一)引导社会风气,减少厨余排放
厨余垃圾中有一半以上的物品来自浪费,有些是吃剩的饭菜,有些是大片大片摘除的菜叶。有些需要削皮的蔬菜瓜果往往是扔一半吃一半,还有些表面上看起来有些虫眼或者污点之类的果蔬,大部分家庭喜欢直接丢弃了事,还有少部分人大片大片的切除,造成了极为严重的浪费。
对于这些现象,国家要大力做好宣传引导工作,让市民减少这些有营养价值食物的浪费,从而减少厨余垃圾排量,从而有效减少厨余垃圾处理工作量,做到资源合理利用,为家庭经济做出贡献的同时,也为社会经济发展做出了自己该尽的一份责任。
(二)有效实现厨余垃圾分类
厨余垃圾是生活中必不可少的剩余物,即使做到合理的节约也无法完全消除,这就要求每个家庭及餐饮机构能够将厨余垃圾进行合理分类。剩饭、剩菜、果皮、蔬菜叶子、禽类蛋壳、骨头等可以放在另外一个垃圾桶中。这两种厨余垃圾在回收后的处理方式是不同的,加强厨余分类可以有效帮助厨余资源回收利用,更好的为减少环境污染,提高环工工作人员工作效率服务。
(三)实现厨余资源再利用
对于不同分类的厨余垃圾有不同的处理方法。当前国内处理厨余垃圾的方法主要有两种,一种是通过将厨余垃圾分类后进行堆肥处理,通过一系列方法将厨余垃圾变成各种作物的肥料,不但能够减少厨余垃圾对环境的污染,同时也能够带来肥料经济,从而让厨余垃圾变废为宝,并且通过堆肥的方式溶解在泥土中,做到最终化解厨余垃圾于无痕;另外一方面,可以通过厌氧消化制沼气的方法,将分类后的厨余垃圾放入沼气池中,产生的沼气可以作为燃料、发电资源所用,而沼气废渣可以用来制作鱼饲料。这两种方式的使用,都可以将厨余垃圾再回收变成资源,为资源稀缺而显得压力重重的社会减轻些许的负担,同时也为良好的社区环境做出一份贡献。
总结
在各种资源短缺的今天,我们要时刻居安思危,在使用各种资源的同时,做到有效节约资源,通过各种方法方式实现资源的可回收再利用。厨余垃圾在很大程度上具有可回收价值,而且厨余垃圾的处理方式对人类生存环境、社会经济发展有着极大的帮助,用科学发展的思路解决厨余问题,为社会创造更多的财富,为人们提供更多可以利用的资源,也为环保事业做出贡献。
参考文献:
[1] 梁政,杨勇华,樊洪,杨秀勇,高文凯.厨余垃圾处理技术及综合利用研究[J]. 中国资源综合利用. 2004(08)
1、红色:代表有害物质,有时也用橙色标示,有害物质包括废电池、荧光灯管、油漆、过期药品、化妆品等不可回收且带有一定污染危害的物质。
2、绿色:在多种塑料垃圾桶组合的情况下,绿色代表厨余垃圾,厨余垃圾可以作为植物养分的肥料使用,土壤掩埋后可被大自然微生物和植物分解吸收,起到废物再利用的作用。
3、蓝色:代表可回收再利用垃圾,包括塑料、纸类、金属等有利用价值的物质,这些物质将被纳入废品回收系统,作资源再生处置使用。
4、灰色:除了有害物质跟可回收物质以外的垃圾,砖瓦、陶瓷、渣土等难以回收的废弃物,这类物质一般会被焚烧、掩埋等处理。
关键词:食物垃圾;机械生物处理(MBT)技术;层次分析法
中图分类号:X703 文献标识码:A 文章编号:1671-2064(2017)06-0214-02
西安市生活垃圾组分监测数据显示,食物垃圾约占生活垃圾总量的40%。目前西安市日产生活垃圾7000吨以上,由此估算全市食物垃圾日产量约为2800吨。相对于其他垃圾,食物垃圾具有普遍性、资源性、污染性等特点,如果不能妥善处理,将会导致严重的水体污染、土壤污染和空气污染。与此同时,西安市食物垃圾的收运处理系统仍存在收集不完全、运输体系不完善、处理方式不恰当等亟待解决的问题。
1 食物垃圾的收集
本文将西安市的食物垃圾分为居民生活厨余垃圾、高校餐余垃圾、饭店餐余垃圾和街边餐余垃圾。据了解,西安市的居民生活厨余垃圾主要由物业人员使用垃圾收运车从居民区垃圾桶运到垃圾压缩站进行压缩填埋处理;西安各高校、饭店每日餐余垃圾由西安周边养殖户收购直接用于养殖;街边餐余垃圾一般直接倒于下水道、街边处或者不经分类和其他垃圾混合收运。对街边餐余垃圾收集的缺失,不仅会导致垃圾二次分类成本的增加,造成水体污染,而且会增加地沟油提炼的可能性,增大其流入餐桌的风险[1]。问卷调查显示,超过九成的受访者会在街边食用食物,20%以上的受访者表示经常在街边进食,这表明街边餐余垃圾是食物垃圾中不可忽视的重要组成部分。96%的被调查者愿意将在街边食用后的食物垃圾分类投放在垃圾桶中,故若在街边专设食物垃圾箱,存在可行的客观条件。所以针对西安市食物垃圾收集现状,提出高校、饭店餐余垃圾定点回收;设置街边餐余垃圾桶,鼓励市民将产生于街边的食物垃圾进行专门放置,定点定向回收的建议[2]。
2 食物垃圾的运输
当前西安的食物垃圾主要有厨余垃圾和非厨余垃圾,本文针对不同类型的食物垃圾制定不同的运输方案[3]。
2.1 厨余垃圾运输方式
由于厨余垃圾的特殊性,建议实行单独循回收运,或由专门人员将厨余垃圾集中运输,形成独立的收运体系。系统主要由专用厨余垃圾收集桶(筒)、专用全封闭结构收运车组成,使用真空吸污泵吸入餐厨垃圾,无需人工搬运,整个运输过程对环境不产生二次污染。
2.2 非厨余垃圾运输方式
非厨余垃圾有移动容器式收集和固定容器式收集两种方式。移动容器收集操作法是指将收集容器和装满的垃圾一起运往转运站或垃圾处理厂,卸空后将空容器送回原处或下个集装点;固定容器操作法就是指用垃圾车到各容器集装点装载垃圾,容器倒空后固定在原地不动,车装满后运往转运站或处置场。固定容器收集法的一次行程中,装车时间是关键因素。
影响收运的主要因素有:清运操作方式;收集清运车辆数量;装载量及机械化装卸程度;清运次数、时间及劳动定员;清运路线等,结合两种方法的收运时间和费用出发,对于西安市来讲,当运输距离小于12.04km采用移动容器式收集运输合理;当运行距离大于12.04km时,采用固定容器收集运输合理。
3 食物垃圾的处理
食物垃圾经分类收集和运输后,需进行集中处理。而对于食物垃圾处理方(包括西安市地方政府和垃圾处理厂)而言,如何根据西安市食物垃圾生产现状选择恰当的处理方法以实现经济效益、环境资源效益、技术效益和社会效益的整体共赢具有重大意义。目前,国内外较为先进的食物垃圾处理技g和方法主要有微生物菌体蛋白固态发酵法、厌氧消化技术和机械生物处理(MBT)技术。为实现上述目标,本文采取层次分析法(AHP)对以上三种方法建立评价指标体系,从而选出最佳方法对西安市食物垃圾进行处理[4]。
3.1 微生物菌体蛋白固态发酵法、厌氧消化技术和机械生物处理技术(MBT)概况
微生物菌体蛋白固态发酵法,即通过微生物(主要是复合菌种)对食物残渣进行固态发酵,充分利用其中剩余的营养成分从而将其生产成为高蛋白饲料。此类方法具有周期短、产率高、能耗低的特点,同时对专业食品处理技术和反应条件有严格要求;有学者对该种方法在食物垃圾处理上的应用进行过广泛研究,且在日本已投入使用。其优点在于可减少食物残渣中营养成分的浪费,同时可缓解蛋白饲料不足的现状;局限在于餐厨垃圾饲料化可能具有潜在食物链风险。
厌氧消化技术,即在无氧条件下,利用兼性及厌氧微生物的代谢作用将复杂有机物分解为小分子有机物及无机物,并在此过程中实现对食物垃圾的减容减量及资源化利用。目前该种方法已在欧美部分国家的食物垃圾处理应用及国内有机废物处理领域积累了较为成熟的经验。其优点在于自动化程度高、人力资本较少、易控制恶臭散发、经济价值高;局限性则在于处理技术较为复杂,且消化时间不持续、反应器状态不稳定以及产生沼渣处理问题。机械生物处理技术(MBT),即将机械过程与生物过程结合起来处理原始垃圾,通常作为焚烧、填埋等其他简易处理方式的预处理技术。目前已在许多发展中国家投入使用,其优点在于可提高食物垃圾中资源的可回收率、同时可增加填埋及焚烧处理的生物稳定性。MBT技术的局限性则在于其不能单独作为食物垃圾处理的方式,处理不彻底[5]。
3.2 西安市食物垃圾处理方法的AHP评价
3.2.1 评价指标体系
食物垃圾处理方法的综合评价涉及到诸多因素,本文主要将其划分为四个指标作为准则层,即经济指标(主要包括垃圾处理成本、投资收益、经济效益等因素)、环境指标(主要包括环境污染程度、资源回收率等因素)、技术指标(主要包括技术可行性及管理水平等因素)和社会指标(主要包括居民满意度等因素);目标层为食物垃圾处理方法;微生物菌体蛋白固态发酵法、厌氧消化技术、机械生物处理技术三种方法作为方案层,并分别用方法一、方法二、方法三表示,建立评价指标体系[6]。
3.2.2 层次分析法(AHP)确定各层权向量及组合权向量
(1)准则层权向量及一致性检验。比较准则层是对目标层食物垃圾处理方法的影响,取两个因素和,公司做投资决策时,最看重的是技术指标,其次是环境指标,再次是社会指标,最后是经济指标。利用1-9尺度和成对比较法确定其对目标层的影响之比,全部比较结果组成以下成对比较矩阵:
调用EIG函数求出输入矩阵的特征值与特征向量。由公式:
得
随机一致性比率
由于,则可认为的不一致程度在其容许范围内,故可用向量作为准则层的权向量。
最后,利用MATLAB输出归一化后的权向量为:
(2)方案层权向量。通过查阅相关资料,三种方法对于经济指标的优越性排序为:机械生物处理技术>微生物菌体蛋白固态发酵法>厌氧消化技术,由1-9尺度和成对比较法可得矩阵:
利用MATLAB软件进行一致性检验并得到归一化后的权向量分别为:
三种方法对于环境指标的优越性排序为:微生物菌体蛋白固态发酵法>厌氧消化技术>机械生物处理技术,由1-9尺度和成对比较法可得矩阵:
利用MATLAB软件进行一致性检验并得到归一化后的权向量分别为:
三种方法对于技术指标的优越性排序为:机械生物处理技术>微生物菌体蛋白固态发酵法>厌氧消化技术,由1-9尺度和成对比较法可得矩阵:
利用MATLAB软件进行一致性检验并得到归一化后的权向量分别为:
三种方法对于社会指标的优越性排序为:厌氧消化技术>微生物菌体蛋白固态发酵法>机械生物处理技术,由1-9尺度和成对比较法可得矩阵:
利用MATLAB软件进行一致性检验并得到归一化后的权向量分别为:
(3)组合权向量。对于微生物菌体蛋白固态发酵法,它在三个准则层中权重记为向量:
,
而三个准则对于目标的权重又可表示为
,
所以微生物菌体蛋白固态发酵法在目标中的组合权向量应为向量与向量之积;同理,厌氧消化技术和机械生物处理技术在准则层中中的权重分别记为和,故方法2、3在目标中的组合权向量应分别为与向量之积和与向量之积,得
综上所述,组合权量,且通过一致性检验,所以处理食物垃圾的最佳方法为机械生物处理技术。
4 结论及建议
综上所述,将西安市的食物垃圾分为厨余垃圾和非厨余垃圾,对于厨余垃圾,由专用厨余垃圾收集桶(筒)收集,使用真空吸污泵吸入并用全封闭结构收运车运输;对于非厨余垃圾,建议高校、饭店餐余垃圾定点回收,并使用移动容器和固定容器两种方式进行回收。特别的,为全面收集街边非厨余垃圾,鼓励市民将产生于街边的食物垃圾分类放置,设立街边餐余垃圾桶对其进行专门收集,定点定向回收。最后,运用机械生物处理(MBT)技术对食物垃圾进行处理,实现其综合效益的最大化。
参考文献
[1]贾子利.北京市生活垃圾分类及处置方式研究[D].北京林业大学,2011.
[2]林丽.中国国情下厌氧消化技术处理城市混合收集生活垃圾可行性研究[D].西南交通大W,2009.
[3].农业废弃物循环利用的绩效评价及产业发展机制研究[D].华中农业大学,2014.
[4]王涛.成都市餐厨垃圾收运系统及优化研究[D].西南交通大学,2010.
关键词:分类垃圾;上海市;理化特性;处置方式
中图分类号:x705文献标识码:a文章编号:16749944(2013)08023604
1引言
随着城市化进程加快,居民生活水平的提高,垃圾问题越来越成为上海市突出的环境问题[1]。目前,上海市居民生活垃圾尚处于以混合收集为主,并逐渐实行分类收集试点阶段。上海市垃圾分类为干湿垃圾分类法,即先将专项收集的有害垃圾、可回收物单独收集后,把生活垃圾分类为厨余、果皮垃圾(湿垃圾)和其他垃圾(干垃圾)两类。对分类后的各种垃圾进行有针对性的处理,进行垃圾减量化、无害化与资源化处置。为此,掌握分类垃圾理化特性数据及其规律显得尤为重要,关系垃圾后续处置方式选择。目前有关垃圾理化特性研究,主要集中于对混合收集垃圾特性研究[2],仅有的涉及垃圾分类的也多侧重于分类方式方法的研究等[3,4],而对分类垃圾理化特性的研究甚少。
本文通过对上海市分类垃圾的物理组成、含水率、容重、发热量、元素、生化指标的测试及分析,并将其与常规的混合收集垃圾特性进行比对分析,研究分类干、湿垃圾的理化特性,并探讨分类垃圾后续合理的处置利用方式。为探索城市生活垃圾减量化、无害化、资源化的技术途径,提供数据支撑与技术支持。
2试验方法
随机选取上海市4个城区居民分类小区,对其干、湿垃圾理化指标进行测定及分析。为保证比较的一致相关性,选定城区居民混合垃圾为对比。
2.1分析方法
生活垃圾主要理化特性包括容重、物理组成、含水率、发热量(热值)、元素等。各指标测定均参考《生活垃圾采样和分析方法》(cj/t313-2009)。具体操作为:容重测定采用容器法,将采集的样品破袋混匀,在不施加外力的作用下填满固定容积的容器,称量记录,计算垃圾的容重;物理组成测定是将各组分称量记录,并计算每类湿基成分比重;各物理组分缩分取样,先单组分含水率分析,根据湿基成分质量分数计算混合状态下垃圾的含水率;单组分样品烘干后制样,制成的样品进入发热量、元素、生化指标等测试阶段,获得干基状态下的检测结果,结合单组分样品含水率、元素含量等数据,计算湿基状态下生活垃圾的发热量、元素和灰分。
2.2材料与设备
磅秤、样品采集车辆、分类样品容器;分析天平、电热鼓风恒温干燥箱、研磨仪(研磨系统)、元素分析仪、氧弹式量热仪。
3结果与分析
3.1物理组成
从湿基角度,通过与混合收集生活垃圾物理组成作对比,分析说明分类干、湿垃圾的组分情况,并从可资源化利用角度,对比分析垃圾潜在可回收物、易燃物以及易腐物质比例。表1是混合垃圾和分类垃圾的物理组成。由表1可看出:分类干、湿垃圾各组分含量相对混合垃圾有显著变化。
分类干垃圾可回收废物比例显著提高,有机物比例明显降低。潜在可回收废物包括纸类、橡塑类、橡塑类、纺织类、金属类、玻璃类等,分类干垃圾中可回收废物量达到垃圾总量的45%以上,比混合收集垃圾提高了近75%;分类干垃圾中有机物(易腐厨余类)含量减少了约30%;渣石、煤灰等其他垃圾因其本身含量较低,相差不甚明显;此外,从易燃组分(仅包括纸类、橡塑类、木竹类、纺织类)角度看,干垃圾易燃组分比混合垃圾含量显著提高,由原来24%增加至41%,提高了近75%。
从分类干垃圾各组分比例看,厨余类最大(51%),橡塑类次之(21%~27%),其次为纸类(11%~18%),橡塑类、纸类、厨余类比重含量之和近90%,可见,厨余、橡塑、纸是分类干垃圾的主体部分。与混合收集垃圾相比,分类干垃圾纸类、橡塑类、金属类、玻璃类比例均有所提升,分别上升了147%、73%、292%、62%;
木竹类、纺织类、厨余类比例均有所降低,分别下降27%、44%、30%。由此可见,分类干垃圾中的厨余类含量的减少导致了有机物减少;而分类后纸类、金属、玻璃、塑料的增加,与潜在可回收废物的增多直接相关,尤其金属提升近3倍、纸类提升1倍以上。
2009标准一致。其中,分类湿垃圾中的“混合类”指除了厨余类之外的其他垃圾分类湿垃圾主要是剩饭、剩菜、菜皮、果皮及过期食品等厨余果类。数据结果表明(表1),相较混合收集生活垃圾而言,分类湿垃圾几乎不含塑料、纸类、玻璃等组分,有机物(厨余)纯度较高,其比例占湿垃圾总量的80%,利于有机生活垃圾的有效利用。
3.2含水率、容重、发热量
垃圾含水率与厨余相关性大[5]。研究结果表明(图1、表2),分类干垃圾含水率显著降低,含水率平均值不到55%,比混合垃圾含水率降低了20%;分类湿垃圾含水率相对较高,其值高达72%。由图1可知,含水率与容重呈正比关系,而与热值呈负相关性,与其他学者研究结果一致[6]。
一般而言,垃圾主体成分不同,容重值将有所不同。厨余类比例越高,容重就越大,而塑料等包装物组分越高,则容重越小,反之亦然。由图1、表2知,分类干垃圾容重显著减小,其值为117~133 kg/m3,相对混合收集垃圾减少了约40%;随着分类湿垃圾中厨果类组分的集中,含水率增多,湿垃圾容重增大,最大值达304 kg/m3。 3.3元素、三成分
“三成分”即水分、灰分、可燃分;垃圾元素包括碳、氢、氮、氧、挥发性氯、燃烧性硫等元素,与垃圾作为资源、能源的价值密切相关。
一般情况下,垃圾中纸、塑料含量多少决定c、h元素含量的高低。研究结果表明(表3),分类湿垃圾中各元素含量均低于混合收集生活垃圾,尤其c、h元素比例显著较低,其值分别为8.75%和1.45%,这与分类湿垃圾纸、塑料等组分含量较少有关;分类湿垃圾可燃分比例13.37%~19.2%,低于混合收集垃圾近20%。尽管分类湿垃圾灰分较低,因其可燃分低且水分高,说明分类湿垃圾不易燃烧。这与发热量呈现良好的正相关性。
3.5处置方式
生活垃圾混合收集,一方面增加垃圾收集和运输数量,消耗更多的人力、物力和财力;另一方面增加垃圾处理的技术难度、工程投资和运行费用,不利于垃圾的减量、循环利用和无害化处理。由上海市生活垃圾分类垃圾理化特性可知,一方面干垃圾的易燃组分高,厨余组分少,垃圾含水率低而热值高,改善了垃圾焚烧性能;另一方面,随着厨余类组分集中,湿垃圾有机质纯度高且含有一定量的蛋白质,可集中生化处理转化为肥料等实现资源再利用;同时居民源头垃圾分类,避免了有害垃圾直接混入末端处置设施,预防环境二次污染。
综上可知,收集应有利于后期收运和处置,有助于减少垃圾处理的难度。目前上海市生活垃圾处理技术多以混合收集为主,建议后续的配套措施有效跟进,将垃圾分类目的与后续的垃圾处理方式有效结合,提高和改进分类垃圾处理技术;应重视高科技处理技术转化应用于分类垃圾处置,尤其对塑料袋、废纸、厨余等加工和应用。
4结论与建议
(1)相比混合收集垃圾,分类干垃圾有机物减少,而可回收废物、易燃物含量增加。其中,有机物减少约30%,潜在可回收废物、易燃物增加约75%。纸、塑、厨余为分类干垃圾的主要组分,比重之和近90%;含水率55%,比混合垃圾减少了20%;容重显著降低,其值为117~133 kg/m3;热值(湿基低位发热量)6881~7279 kj/kg。适合作焚烧处置,利于处置效果的实现。
(2)分类湿垃圾有机物纯度高,占湿垃圾比重80%;含水率为72%,容重达304 kg/m3,热值(湿基低位发热量)低于2500 kj/kg,而有机质、蛋白质、粗脂肪的含量占其干物质比例,分别为75%、14%、7%。是生化堆肥的良好材料,不适合焚烧及填埋处置。
(3)垃圾分类收集,有利于后期收运和处置,有助于减少垃圾处理的难度。建议后续的配套措施有效跟进,提高和改进分类垃圾处理技术;应重视高科技处理技术转化应用于分类垃圾处置,尤其对塑料袋、废纸、厨余等加工和应用。
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