分类收集对我国城市生活垃圾处理处置的影响探析

吴迪 平措 周文武 孟德安 旦增 周鹏*

（1.西藏大学生态环境学院，西藏拉萨 850000；2.西藏大学政法学院，西藏拉萨 850000）

1 引言

随着我国城市化进程不断推进，我国城市生活垃圾的产量也呈现出逐年递增的趋势，同时，城市生活垃圾产排数量的快速增加也带来了一系列的环境问题，并对人民的健康造成了影响［1-2］。为解决城市生活垃圾所带来的一系列问题，习近平总书记在中央财经领导小组第十四次会议上提出，要加快建立垃圾处理系统，完善垃圾分类制度，努力提高垃圾分类制度覆盖范围［3］。城市生活垃圾分类收集处理不仅可以减少土地占用，降低环境风险，还可实现垃圾减量化，提高其资源化利用率，使垃圾变废为宝，并为各类垃圾的后端回收处理提供方便［4-8］。自2000年以来，我国多次推动生活垃圾分类收集行动，城市生活垃圾分类收集工作有效推进。正确认识我国城市生活垃圾分类收集的现状，准确把握其对不同城市生活垃圾处理处置方式存在的影响，对于实现垃圾减量化、资源化意义重大。基于以上方面，本文通过对现有文献的查阅及总结，综合分析了我国城市生活垃圾分类收集对生活垃圾处理处置的影响。

2 我国城市生活垃圾处理处置及分类收集现状

2.1 城市生活垃圾处理处置现状

目前我国主要有卫生填埋、堆肥和焚烧3 种城市生活垃圾处理处置技术，其中卫生填埋和焚烧技术得到广泛应用［9］。截至2021 年，我国城市生活垃圾清运量达到24 869.2 万t，图1 为2016—2021 年我国城市生活垃圾处理情况（数据来源于国家统计局2017—2022 年《中国统计年鉴》）。从图1 中可以看出，近年来我国城市生活垃圾卫生填埋的处理量呈逐年下降的趋势，而焚烧处理量则逐年增加。这是由于卫生填埋技术虽然是处理城市生活垃圾最经济有效的方法，但其占据了大量城市用地，易造成一系列环境问题［10-12］。因此，相对来说，处理量大、减容性好且可以进行能量转化实现焚烧发电的焚烧法开始逐渐被人们关注［9］。但焚烧法在焚烧过程中会产生二 英等有毒有害烟气，对人们的健康造成威胁，所以下一步生活垃圾焚烧厂应重点加强烟气无害化处理［13］。

图1 2016—2021 年我国城市生活垃圾处理情况

相对于卫生填埋和焚烧法，堆肥技术则仅针对有机垃圾，因此需要对垃圾进行前期分选［9］。堆肥分为无氧堆肥和有氧堆肥，主要是靠垃圾或土壤中存在的微生物来进行，微生物发酵过程中不断散发的热量可以制成沼气［14］，堆肥产物可以制成有机肥料，是一种低成本和环境友好型的有机废弃物资源化利用方式［15］。然而堆肥产品的质量参差不齐，且存在发酵效率和养分保持能力低等问题，导致堆肥技术的广泛应用存在着一定困难。

2.2 城市生活垃圾分类收集现状

城镇居民生活垃圾组分复杂，分类方法也不尽相同。目前，我国生活垃圾普遍分为4 类：可回收垃圾、有害垃圾、湿垃圾和其他垃圾［16］。生活垃圾分类收集对于解决“垃圾围城”、实现资源循环利用具有关键性作用。随着我国垃圾分类制度的不断完善，城市生活垃圾分类收集逐渐得到重视，且在垃圾减量化、资源化方面取得了显著成果［4，17］。

然而调查文献发现，针对城市生活垃圾分类收集，在我国多数城市普遍存在居民垃圾分类意识薄弱、垃圾分类产业链不完善以及政策不健全等问题［18-21］。为更好地推进垃圾分类工作，西安市于2019 年出台了《西安市生活垃圾分类管理办法》，针对不同功能区分别进行详细安排，西安市生活垃圾分类收集正式进入强制阶段［18］。调查显示，南京市只有24.84%的人对生活垃圾分类非常了解，大多数人都无法准确进行垃圾分类［22］。乌鲁木齐市作为46个垃圾分类试点城市之一，自2017 年就先后发布《乌鲁木齐垃圾分类标准》《乌鲁木齐生活垃圾分类管理办法》等文件，至2022 年4 月基本实现全市居民小区生活垃圾分类收集设施全覆盖［23］；2017 年，在国家出台《生活垃圾分类制度实施方案》的背景下，西藏自治区为进一步推进生活垃圾分类工作，结合当地实际出台了《西藏自治区生活垃圾分类制度实施方案》，拉萨市作为46 个重点城市之一，在此基础上随后出台了一系列文件，垃圾分类工作初见成效［24-25］。

3 分类收集对我国城市生活垃圾收运的影响研究进展

当前，我国生活垃圾清运量正快速增长，生活垃圾收运费用在城市生活垃圾回收管理系统总费用中占比较大［26］。由此可见，生活垃圾收运系统在城市生活垃圾管理系统中具有决定性作用。传统的城市生活垃圾收运包括垃圾收集、垃圾转运和垃圾最终处置3 个方面［27］。而生活垃圾分类收集正是对垃圾收集模式进行优化，从而提高垃圾资源化利用率，并减少有毒有害物质带来的污染。我国垃圾分类前后城市生活垃圾收运网络对比见图2。

图2 我国垃圾分类前后城市生活垃圾清运流程对比

根据是否实行垃圾分类，生活垃圾收运系统分为混合运输、分类运输两类，其中分类运输又包括分类联合运输和分类单独运输两种形式［16］。分类联合运输是指在实行垃圾分类收集的条件下，垃圾收运车辆在保证各类垃圾隔离开来的条件下，同时将各类垃圾运输到不同类别的中转站卸料；分类单独运输是用专门的垃圾收运车辆分别清运各类垃圾。

根据已有文献研究可以发现，我国城市生活垃圾综合管理系统的建设和研究主要集中在生活垃圾中转或处理场地的选址、收运路径的优化等方面。然而在实际运作过程中，生活垃圾的中转及处理场地均是邻避设施，对它们进行增减均需要综合考虑多方面因素。因此如何在现有生活垃圾处理设施不变的情况下，对生活垃圾收运系统进行优化具有更重要的现实意义［28］。研究表明，在垃圾分类背景下，对城市生活垃圾收运网络进行优化后，可以降低垃圾回收成本，提高城市生活垃圾收运系统的经济效益［28-29］。然而垃圾分类后，由于干、湿垃圾分开收集，导致这两类垃圾密度、含水率均发生变化，使得运输过程中易出现干垃圾运输“亏载”，湿垃圾运输“超载”问题［30］。因此在生活垃圾收运过程中可以适当对干、湿垃圾收运车辆进行改进以避免上述问题。如果能够将生活垃圾分类收集、运输，不仅可以降低生活垃圾收运过程中的环境风险，也可以为生活垃圾末端处理处置提供方便。

4 分类收集对我国城市生活垃圾末端处理处置的影响研究进展

生活垃圾分类制度势在必行，其在带来一系列益处的同时也不可避免地对城市生活垃圾的处理处置带来影响，下面将从不同角度分别探讨分类收集对不同城市生活垃圾处理处置技术所造成的影响。

4.1 生活垃圾分类收集对焚烧处理的影响

虽然垃圾分类在垃圾处理处置的前端环节实现了垃圾减量化，提高了资源利用率，但对于生活垃圾焚烧厂来说进炉垃圾的体量和理化特性也发生变化［31］。研究表明，实施垃圾分类后，进入焚烧厂的垃圾含水率正逐年下降，热值逐渐增加，可燃物占比增加，灰分减少［32-34］。除此之外，焚烧厂的臭气、渗滤液、重金属含量均呈下降趋势，极大节约了“三废”的处理成本。焚烧厂排放的SO2平均浓度显著下降，总悬浮颗粒物浓度略有降低，NOX平均浓度显著上升。研究者认为这可能是热值上升导致的热力型NOX的增加［35］。同时，通过垃圾分类，烟气排放中的重金属物质含量也明显降低［36］。

目前有学者研究了垃圾分类对焚烧厂的收益影响。研究表明，在实际运行过程中，随着焚烧厂入炉垃圾热值的提升，焚烧厂每吨垃圾发电量有所提高，这可能是实际运行中厨余垃圾在实行垃圾分类后不再进入焚烧厂所导致的［33，37］。另外，焚烧厂的政府补贴收入取决于垃圾处理量的多少，而垃圾分类后垃圾量的减少则导致政府补贴收入的降低。虽然分类收集导致进入焚烧厂的垃圾体量下降，但因为热值的提升使得生活垃圾焚烧厂每吨垃圾发电收益有所提高，而焚烧发电又是焚烧厂的主要收益来源，这也许将使焚烧企业的经济效益得到提升。但当垃圾热值过高超出焚烧炉设计范围后，会增加锅炉损耗，缩短其使用寿命［37］。而若想保证现有焚烧炉正常安全运行，则又要面对焚烧炉“吃不饱”的问题，这会导致焚烧炉运行不经济［38］。这一状况或可以通过政府提高入厂垃圾补贴来改善，同时企业也可以积极进行技术改进来提高焚烧的安全性以及经济性。

垃圾分类后，由于企业收入有所增加，且国家更希望生活垃圾焚烧发电产业以市场化模式运行，从长远角度上来看，国家和地方政府也许会调整现有政策［39］。但是从近年来的相关政策看，近期对于焚烧发电产业的补贴政策取消的可能性很小［40］。

4.2 生活垃圾分类收集对填埋处理的影响

填埋场分为非正规垃圾填埋场和卫生填埋场，至2020 年我国生活垃圾填埋场超过640 座，生活垃圾填埋量超过7.77×107t，占清运总量的35%以上，垃圾填埋设施处于相对饱和状态［41-42］。垃圾填埋场不仅占用了大量土地资源，对周边的土壤、水体以及大气环境造成威胁，同时为了及时处理生活垃圾而在一定程度上出现的“超填”现象也提高了填埋场堆体失稳的风险［43-44］。在实行垃圾分类前，进入生活垃圾填埋场填埋的垃圾主要包括厨余垃圾、其他垃圾和低值可回收垃圾；实行垃圾分类后，则以其他垃圾、飞灰等为主［45］。生活垃圾填埋场中的渗滤液主要来源填埋垃圾中的自由水、垃圾分解产生的水分、降雨及地下水渗透进入垃圾堆体，而厨余垃圾则是生活垃圾中水分的主要来源，实行垃圾分类后，厨余垃圾在产生源头被分类投放、运输、处理，这使得其他垃圾中的水分大幅度降低，从而在填埋过程中实现渗滤液的减量化［32，45-46］。

而对生活垃圾进行分类收集与资源回收后再进行填埋，不仅可以节省填埋场库容，还可以使渗滤液中污染物更加集中并加快有机质分解［47-48］。这使填埋场在同样的占地情况下可以处理更多的生活垃圾，还降低了因“超填”导致的失稳风险；便于渗滤液中污染物集中处理，节约了渗滤液的处理成本并降低污染风险；而且可以使填埋堆体提前进入稳定产甲烷阶段，促进堆体的稳定化。

4.3 生活垃圾分类收集对堆肥处理的影响

厨余垃圾中含有丰富的有机质，而堆肥技术则是在微生物作用下通过高温发酵将有机物转变为肥料的过程，是处理生活垃圾的手段之一。可以将厨余垃圾中的有机质循环利用，然而在未实现垃圾分类的前提下，堆肥等生物处理方式发展步履维艰［49］。实行垃圾分类制度后，厨余垃圾作为湿垃圾单独分类。垃圾分类可以大大降低垃圾堆肥的运行成本、减轻政府财政负担、去除垃圾中的有害垃圾、有效控制厨余垃圾中的重金属含量、有机生活垃圾转化为堆肥等［50-53］，进而降低了对土壤和农作物造成负面影响的风险。同时，垃圾分类也免去了堆肥之前需要人工对垃圾进行分类的环节，缩短了城市生活垃圾回收利用的时间周期，节约了工作成本［50］。

随着生活垃圾分类政策的实施，生活垃圾组分中厨余垃圾占比正逐渐提高，厨余垃圾的基质特性也发生了明显改变，因此对厨余垃圾的厌氧消化技术需要进行优化［54-56］。研究发现，含固率为25%，接种比为1 ∶2，是分类后的厨余垃圾的最佳厌氧消化条件［56］。周慧敏等［57］通过研究不同有机负荷和进料频率对高含固厨余垃圾厌氧消化系统性能的影响，发现在运行负荷为10.71 kg/（m3·d）、进料频率为3 次/d 的条件下，甲烷产率最大。

4.4 生活垃圾分类收集对其他方面的影响

城市生活垃圾中的废电池、废荧光灯管、废药品等有害垃圾虽然在生活垃圾中占比较小，仅占生活垃圾总量的千分之一，但其对环境的危害却较重［58］，而将生活垃圾分类收集则可以更好地将其中的有害垃圾集中收集，以便后续集中运输、处理，降低环境风险。然而实行垃圾分类前，废电池等有害垃圾均随着生活垃圾一同被处理，没有单独的收集、处理设施，因此实行垃圾分类后有害垃圾的贮存、处理也成为亟待解决的问题。韦彩嫩［59］对广州市近几年有害垃圾收集、处置情况对比分析发现，在处置的有害垃圾中废荧光灯管占比极大，而废电池等有害垃圾则因无处置企业或企业产能不足在贮存点有所积压。

要有效地回收处理有害垃圾，首先需要政府出台相关政策，形成完善的有害垃圾回收处理体系，明确各级参与者在有害垃圾处理中的责任［60］。同时对运输和处理有害垃圾的企业予以一定经济支持，降低有害垃圾处理商业化的难度。

5 结论与展望

5.1 结论

本文通过对现有文献的查阅及总结，得出以下结论：

（1）由于生活垃圾焚烧技术的优势日益显著，近年来我国城市生活垃圾无害化处理方式正由以填埋为主向以焚烧为主转化；虽然我国生活垃圾分类收集工作仍存在短板，但各地已逐步出台相关政策来推进垃圾分类收集工作。同时，在生活垃圾分类收集的背景下，生活垃圾收运网络得到了优化，提高了生活垃圾收运体系的经济效益。

（2）随着生活垃圾分类收集工作的推进，进入生活垃圾焚烧厂的垃圾体量及理化特性发生变化，含水率下降，灰分减少，入炉垃圾热值提升，可燃物占比增加，污染物排放量出现显著变化。同时随着焚烧厂入炉垃圾体量降低、热值增加，对焚烧厂的运营造成了一定冲击；实施垃圾分类后，进入填埋场的垃圾主要以其他垃圾和飞灰等为主，降低了渗滤液产量，节约了填埋场库容，降低了填埋场失稳风险；实施垃圾分类后，厨余垃圾作为湿垃圾单独分类，促进了堆肥技术的发展应用，使好氧堆肥和厌氧消化技术均得到了优化；有害垃圾由于在实行垃圾分类后缺乏相应的收集、处理企业及设施，出现在贮存点堆积的现象。

5.2 展望

生活垃圾分类收集工作的开展带来了一系列的正面效益，但是不可避免地对现有的生活垃圾收运及处理处置体系造成冲击。降低这种冲击不仅需要企业根据垃圾分类后进入处理厂的垃圾的理化特性及时作出改变与调整，同时也需要国家及各地政府根据实际情况出台相关政策，对相关企业予以支持，帮助企业渡过垃圾分类初期阶段的难关，由企业和政府共同探索出在垃圾分类背景下，对于生活垃圾处理处置产业来说合理且切实有效的方案。