基于生態(tài)城市理念的城市垃圾資源化技術(shù)集成研究:以北京懷柔文化生態(tài)城為例

周丹張星星

（1北京清控人居環(huán)境研究院有限公司 北京 100083 2北京鑒衡認(rèn)證中心 北京 100013）

我國(guó)的城市數(shù)量快速增加，城市規(guī)模急劇擴(kuò)大，而城市配套設(shè)施建設(shè)相對(duì)滯后，現(xiàn)代化的城市正在成為環(huán)境污染和生態(tài)破壞集中的場(chǎng)所。城市垃圾的污染及其對(duì)生態(tài)系統(tǒng)所造成的破壞是人類城市化進(jìn)程中一個(gè)不容忽視、亟待解決的現(xiàn)實(shí)問題。在此背景下，黨的十八大報(bào)告適時(shí)提出了“建設(shè)社會(huì)主義生態(tài)文明”的方針，要求加快推進(jìn)生態(tài)文明型城市的建設(shè)。

1 生態(tài)城市理念概述

生態(tài)城市，這一概念是在70年代聯(lián)合國(guó)教科文組織發(fā)起的“人與生物圈”計(jì)劃研究過程中提出的[1]。它是按照生態(tài)學(xué)原則建立起來的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然協(xié)調(diào)發(fā)展的新型社會(huì)關(guān)系，是有效的利用環(huán)境資源實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的新的生產(chǎn)和生活方式。

1.1 生態(tài)城市社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然協(xié)調(diào)發(fā)展

生態(tài)城市以可持續(xù)發(fā)展為根本，要求實(shí)現(xiàn)城市整體的生態(tài)化和社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、自然協(xié)調(diào)發(fā)展。

1.1.1 尋求人與自然良性循環(huán)發(fā)展的新規(guī)律，體現(xiàn)了人與自然、建筑環(huán)境與自然環(huán)境、經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展與自然環(huán)境保護(hù)之間的和諧共生。

1.1.2 建立可持續(xù)發(fā)展機(jī)制，通過再生和自生原理調(diào)節(jié)系統(tǒng)的影響因素，充分合理的運(yùn)用和配置資源，以適應(yīng)系統(tǒng)發(fā)展目標(biāo)。

1.1.3 促進(jìn)人們生活方式和消費(fèi)觀念的轉(zhuǎn)變，增強(qiáng)生態(tài)保護(hù)意識(shí)，改善人居環(huán)境，實(shí)現(xiàn)自然資源的永續(xù)利用。

1.2 生態(tài)城市對(duì)于城市垃圾處理的基本要求

生態(tài)城市建設(shè)基本原則中的生態(tài)保護(hù)原則和循環(huán)再生原則對(duì)于治理城市垃圾污染具有直接的指導(dǎo)意義，為如何治理垃圾污染指明了方向[2]。

1.2.1 生態(tài)保護(hù)原則：指保護(hù)自然資源，對(duì)自然環(huán)境侵?jǐn)_最少，提倡節(jié)地、節(jié)水、節(jié)能和治污，使用可再生能源和提高能效，對(duì)自然資源進(jìn)行合理的配置和利用。

1.2.2 循環(huán)再生原則：減少垃圾產(chǎn)生量和回收垃圾再生利用；系統(tǒng)盡可能是閉合的，使物質(zhì)循環(huán)再生，能量高效利用。

2 基于生態(tài)城市理念的城市垃圾資源化處理路徑

2.1 垃圾分類收集機(jī)制

通過分類投放、分類收集，把有用物資從垃圾中分離出來重新回收、利用，變廢為寶，既提高垃圾資源利用水平，又可減少垃圾處置量。它是實(shí)現(xiàn)垃圾減量化和資源化的重要途徑和手段。

2.2 垃圾終端處理技術(shù)

垃圾終端處理技術(shù)受經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、生活習(xí)慣等各方面因素影響，具體處理技術(shù)可能不盡相同，但是最終應(yīng)以無害化、資源化、減量化為處理目標(biāo)。從應(yīng)用技術(shù)看，我國(guó)與國(guó)外其他國(guó)家有所區(qū)別，國(guó)外主要采用填埋、焚燒、堆肥、綜合利用等方式，形成系統(tǒng)成套的設(shè)備，自動(dòng)化程度較高[3]。我國(guó)垃圾終端處理的技術(shù)對(duì)策以衛(wèi)生填埋和高溫堆肥技術(shù)為主，在經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)正逐步發(fā)展垃圾焚燒技術(shù)。

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，處理技術(shù)的進(jìn)步以及處理觀念的更新，可以預(yù)見到我國(guó)垃圾資源化技術(shù)發(fā)展的總趨勢(shì)是：

2.2.1 分類收集將成為治理垃圾最有效、最重要的途徑，垃圾的資源化綜合利用及垃圾產(chǎn)業(yè)化將成為新時(shí)期垃圾治理的主要方向；

2.2.2 分類收集的廣泛應(yīng)用促使資源的再生利用比例逐步提高；

2.2.3 垃圾衛(wèi)生填埋的標(biāo)準(zhǔn)提高，簡(jiǎn)易填埋的比例將逐步下降；

2.2.4 經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)的垃圾焚燒和焚燒余熱利用等終端處理技術(shù)將廣泛使用。

3 北京懷柔文化生態(tài)城垃圾資源化技術(shù)集成實(shí)例

3.1 項(xiàng)目概況

北京懷柔文化生態(tài)城是國(guó)家循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范區(qū)中“城市循環(huán)經(jīng)濟(jì)示范區(qū)”的核心示范工程，基于生態(tài)城市理念打造，主要功能為首都東部發(fā)展帶重要節(jié)點(diǎn)，承接市區(qū)部分功能、承擔(dān)首都部分國(guó)際交往功能，爭(zhēng)取成為聯(lián)合國(guó)未來小城鎮(zhèn)示范項(xiàng)目。

一期規(guī)劃建設(shè)位于北京市懷柔區(qū)北房鎮(zhèn)06街區(qū)，項(xiàng)目用地范圍東至附張路，南至規(guī)劃南房街，北到恒利街，西至興盛路，總占地面積119ha，一期擬將分期分批投資逾100億元，打造世界級(jí)的環(huán)保、文化產(chǎn)業(yè)綜合發(fā)展項(xiàng)目。

3.2 北京懷柔文化生態(tài)城垃圾資源化技術(shù)集成

3.2.1 區(qū)域垃圾量預(yù)測(cè)

本區(qū)域內(nèi)主要開展會(huì)展，演出、休閑等活動(dòng)，結(jié)合此類相關(guān)活動(dòng)垃圾產(chǎn)生類型，并根據(jù)對(duì)不同公建產(chǎn)生垃圾種類的分析，區(qū)域內(nèi)可回收利用的垃圾比重較大，約占40%，同時(shí)產(chǎn)生的餐飲業(yè)廚余垃圾有機(jī)質(zhì)成分含量高，適合進(jìn)行后續(xù)生物處理，約占40%；剩余20%為不可利用垃圾[4]。

區(qū)域內(nèi)生活垃圾量約為27t/d。此外，區(qū)域內(nèi)綠地產(chǎn)生綠色有機(jī)廢物約為0.5t/d，區(qū)域共產(chǎn)生垃圾量為27.5t/d。

3.2.2 垃圾資源化基本項(xiàng)技術(shù)

在基本項(xiàng)技術(shù)中，本區(qū)域垃圾處理技術(shù)選取垃圾分類系統(tǒng)，建立區(qū)域分類垃圾收集站，設(shè)置密閉的分類垃圾桶，分別用于可回收物、廚余垃圾和其他垃圾的收集，并有嚴(yán)格的保潔清洗措施。建筑內(nèi)部設(shè)置分類垃圾桶，建筑內(nèi)垃圾投放采用分類垃圾袋。

區(qū)域內(nèi)垃圾分類要求如下：

①可回收的非生物垃圾：如紙制品、塑料制品、金屬制品、玻璃制品等投放在可回收物垃圾桶內(nèi)。

②廚余垃圾：如剩菜、剩飯、綠地花草、樹葉等投放到廚余垃圾桶內(nèi)。

③不可回收垃圾：以上兩種以外的垃圾歸為不可回收類垃圾，投放在不可回收物垃圾桶內(nèi)。

區(qū)域內(nèi)垃圾通過分類收集后，通過市政部門分類收集車輛，密閉壓縮式收運(yùn)把垃圾輸送至不同部門進(jìn)行回收或處理，減緩垃圾對(duì)區(qū)域的影響。

3.2.3 垃圾資源化推薦項(xiàng)技術(shù)

（1）垃圾氣力輸送系統(tǒng)

為實(shí)現(xiàn)對(duì)生活垃圾實(shí)行全封閉化、壓縮化、集裝化收運(yùn)的現(xiàn)代化垃圾收集方式，推薦在區(qū)域中使用垃圾氣力管道輸送系統(tǒng)，此系統(tǒng)可大大提高垃圾收集效率、杜絕對(duì)環(huán)境的二次污染[5]。

①服務(wù)范圍

垃圾氣力輸送系統(tǒng)服務(wù)范圍為影視學(xué)校及動(dòng)漫培訓(xùn)基地以南所有區(qū)域（不含東西兩側(cè)停車樓），服務(wù)面積約為0.7km2，中央收集站設(shè)置于區(qū)域南部地面停車場(chǎng)地下。

②設(shè)計(jì)規(guī)模

垃圾氣力輸送系統(tǒng)分為兩個(gè)分類投放口，分別為可回收利用垃圾和不可利用垃圾。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，在垃圾氣力輸送系統(tǒng)服務(wù)范圍內(nèi)垃圾總量為24.5 t/d，投放入氣力輸送系統(tǒng)的垃圾為14.7 t/d，其中可回收利用垃圾為9.8 t/d，不可利用垃圾為4.9 t/d。

③工作流程

在服務(wù)范圍內(nèi)，利用室內(nèi)與室外投放口相結(jié)合的模式，取代傳統(tǒng)的人工垃圾收集運(yùn)輸方式，如下圖所示。

圖1 垃圾氣力輸送系統(tǒng)流程圖

垃圾氣力輸送系統(tǒng)包含室內(nèi)收集系統(tǒng)、室外收集系統(tǒng)和中央收集站系統(tǒng)。

1）室內(nèi)收集系統(tǒng)

室內(nèi)收集系統(tǒng)采用垃圾垂直豎井系統(tǒng)，通過垂直豎井連通大廈各層，用戶可通過位于每個(gè)樓層的投放口丟棄垃圾，投放口底部連接螺旋輸送機(jī)，推進(jìn)垃圾到氣力輸送管道，再通過氣力輸送至收集站，滿足集中投放的要求。

2）室外收集系統(tǒng)

垃圾輸送管道埋于地下，將所有已設(shè)本系統(tǒng)設(shè)備的各建筑物及室外投放口連接至中央收集站。本系統(tǒng)工程管道埋深3～3.5m，輸送管道直徑為500mm。

3）中央收集站系統(tǒng)在垃圾輸送管網(wǎng)的末端，配置中央垃圾收集站一個(gè)，在此實(shí)現(xiàn)垃圾與輸送載體-空氣的分離，垃圾經(jīng)壓縮機(jī)壓縮后推入垃圾集裝箱內(nèi)，而空氣則經(jīng)過除塵除臭處理后排出。中央收集站設(shè)置于區(qū)域南部地面停車場(chǎng)地下，建筑面積3000m2。

圖2 室外管線示意圖

（2）綠色廢物處理中心

根據(jù)區(qū)域綠化有機(jī)垃圾高含水率、易腐爛的特點(diǎn)，可以將綠化有機(jī)垃圾配合廚余垃圾及源分離出的有機(jī)垃圾進(jìn)行厭氧發(fā)酵，堆肥產(chǎn)物可回用于綠地增肥。

①建設(shè)地點(diǎn)

綠色廢物中心擬建于南部片區(qū)地面停車場(chǎng)地下，與垃圾氣力輸送系統(tǒng)中心收集站合建，總建筑面積為3000m2。

②設(shè)計(jì)規(guī)模

綠色廢物處理中心主要處理影視學(xué)校及動(dòng)漫培訓(xùn)基地以外區(qū)域的自然凋落和人工修剪產(chǎn)生的落葉，樹枝，草，廚余垃圾及源分離出的有機(jī)垃圾等。廢物處理規(guī)模約為10.3 t/d，其中廚余垃圾為9.8 t/d，綠化有機(jī)垃圾0.5 t/d。

③處理流程

主要處理系統(tǒng)包括：原料堆放場(chǎng)、預(yù)處理系統(tǒng)、堆肥系統(tǒng)、后處理和利用系統(tǒng)、環(huán)境保護(hù)系統(tǒng)。

圖3 綠色廢物處理流程圖

4 結(jié)語(yǔ)

4.1 結(jié)語(yǔ)

在北京市懷柔文化生態(tài)城應(yīng)用垃圾資源化集成技術(shù)，遵循生態(tài)城市的理念，有效的利用廢棄資源實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的新的生活方式，具有極強(qiáng)的示范效益，并可獲得以下環(huán)境效益：

4.1.1 垃圾分類回收系統(tǒng)的使用，既提高垃圾資源利用水平，又可減少垃圾處置量，日可回收可利用物10.8t。

4.1.2 使用垃圾氣力管道輸送系統(tǒng)，減少了垃圾車收運(yùn)里程，節(jié)省燃油。同時(shí)，通過垃圾氣力管道輸送系統(tǒng)，垃圾車輛不用進(jìn)入?yún)^(qū)域內(nèi)部，有利于保持區(qū)域清爽的環(huán)境，減少空氣污染和噪聲的影響。

4.1.3 建立綠色垃圾處理中心，減小了市政填埋場(chǎng)壓力。同時(shí)，通過處理中心堆肥處理可產(chǎn)生大量肥料，回用于綠地，提高土壤的肥力。據(jù)測(cè)算，經(jīng)綠色垃圾處理中心堆肥后腐殖質(zhì)含量可達(dá)0.2g/g，氮損失率僅在15%以內(nèi)，能起到良好的節(jié)能降耗的作用，并可產(chǎn)生較好的生態(tài)效益。

4.2 建議

4.2.1 城市垃圾資源化處理要嚴(yán)格遵循生態(tài)城市理念中生態(tài)保護(hù)原則和循環(huán)再生原則，在保證垃圾無害化的基礎(chǔ)上，最大限度的實(shí)現(xiàn)垃圾的資源化和減量化。

4.2.2 城市垃圾資源化技術(shù)集成要充分考慮城市垃圾成分、經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平、生活習(xí)慣等因素，形成城市生活垃圾分類收集、分類運(yùn)輸、分類處理的機(jī)制。經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)可探索生活廢棄物信息化管理模式。

4.2.3 城市垃圾資源化新技術(shù)的使用應(yīng)與城市市政環(huán)衛(wèi)規(guī)劃緊密結(jié)合，進(jìn)行統(tǒng)籌規(guī)劃，使新技術(shù)、新系統(tǒng)能與其他的市政配套規(guī)劃緊密結(jié)合，降低整體投資。

[1]楊士弘.城市生態(tài)環(huán)境學(xué)[M].北京：科學(xué)出版社，2003.

[2]楊虹，徐曉軍，史本章.運(yùn)用“生態(tài)城市”理念治理城市垃圾污染[J].環(huán)境衛(wèi)生工程,2005,13(1):35-38.

[3]廖如珺，黃建忠，楊丹蓉.中國(guó)城市生活垃圾分類處理現(xiàn)狀與對(duì)策[J].職業(yè)衛(wèi)生與病傷,2012,27(1):30-34.

[4]高興，李文霞，袁杰，等.酒店餐飲垃圾及含能損失分析[J].建筑熱能通風(fēng)空調(diào),2007,26(4):76-79.

[5]王賢明，李元元，等.上海世博園區(qū)垃圾氣力輸送系統(tǒng)工程設(shè)計(jì)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào),2010(30):116-117.