生活垃圾分類資源化利用模式創(chuàng)新與技術攻關

沈偉航，扈華庚，楊芮，黃宗彩，張?zhí)?/p>

（1.廣東惜福環(huán)?？萍加邢薰?，廣東廣州510520；2.華南理工大學，廣東廣州510006）

生活垃圾分類資源化利用模式創(chuàng)新與技術攻關

沈偉航1，扈華庚1，楊芮1，黃宗彩1，張?zhí)?

（1.廣東惜福環(huán)?？萍加邢薰?，廣東廣州510520；2.華南理工大學，廣東廣州510006）

本研究立足于設備節(jié)能、過程環(huán)保、產品綠色的生態(tài)理念，在廣東惜福環(huán)?？萍加邢薰臼讋?chuàng)的“三位一體”運營模式下，開展城鄉(xiāng)垃圾資源產業(yè)化開發(fā)利用模式創(chuàng)新與技術攻關。“三位一體”運營模式可在不增加政府總經費預算的前提下，將環(huán)衛(wèi)服務、垃圾分類、資源化回收利用一體運營，垃圾資源化收益作為運營企業(yè)部分利潤來源和源頭分類經費支撐，政府只需將環(huán)衛(wèi)服務和垃圾清運及垃圾處理費用一起打包，企業(yè)可無償增加垃圾分類和資源回收工作，實現(xiàn)垃圾減量70%以上。企業(yè)通過模式內的自主創(chuàng)新和資源整合實現(xiàn)各運營環(huán)節(jié)的無縫銜接和效益疊加，形成政府加活不加錢，企業(yè)多干多贏利的共贏模式。

生活垃圾；資源化；源頭分類；三位一體；模式創(chuàng)新；技術攻關

1 項目概要

目前國內生活垃圾干濕部分實行混收混運，政府在關于組織居民垃圾分類及后續(xù)處理處置的政策方面缺乏連續(xù)性，滋生了居民源頭分類意識薄弱，再生資源回收利用率低，環(huán)境污染和環(huán)境風險高等一系列難題［1-2］。

廣東惜福環(huán)保科技有限公司在大規(guī)模發(fā)動居民生活垃圾源頭分類的基礎上，成功研發(fā)出了集成式餐廚廢物好氧堆肥成套設備，實現(xiàn)了餐廚廢物資源化處理過程中固、液、氣的綜合治理，大幅降低能耗、運營成本和全過程的碳排放，且可同步實現(xiàn)廢物的資源化和高值化利用。整體而言，惜福公司的生活垃圾處理處置運營模式從源頭杜絕了干濕垃圾交叉污染，自主研發(fā)的餐廚垃圾就地處理設備可大幅降低再生資源回收利用成本，提升產品的產量和附加值。該模式簡化了垃圾收運和處理處置流程，降低了二次污染的風險，實現(xiàn)了生活垃圾的大幅減量，投入小、運行成本低、資源化效果好。

此外，項目結合互聯(lián)網+、大數據等高新技術平臺，以高精尖技術攻關為重點，實現(xiàn)產品的更新?lián)Q代和產業(yè)結構優(yōu)化升級，致力于構建生活垃圾再生利用創(chuàng)新鏈，結合已有的源頭分類創(chuàng)新模式，提升垃圾資源化產業(yè)鏈創(chuàng)新水平。通過優(yōu)化垃圾處理技術創(chuàng)新模式，加速循環(huán)經濟產業(yè)鏈的形成，將“環(huán)衛(wèi)服務網”和“資源回收利用網”融合經營，打造出環(huán)境、經濟、社會三贏的局面，首創(chuàng)國家“兩網融合”典型模式——橫琴模式，為破解我國“垃圾圍城”難題、開發(fā)“城市礦藏”提供了一個標準化樣版。

2 總體情況

橫琴新區(qū)城市化進程的加快和人口的迅速增長，導致生活垃圾產生量連年大幅遞增，生活垃圾污染問題日趨嚴重，生態(tài)環(huán)境面臨空前壓力。生活垃圾的減量化、無害化和資源化再生利用，是緩解垃圾末端處理壓力，提升新區(qū)環(huán)境承載力的有效途徑，也是實現(xiàn)橫琴新區(qū)經濟可持續(xù)發(fā)展的內在需求，符合國家科學發(fā)展觀和生態(tài)文明建設的核心理念。而垃圾分類是實現(xiàn)生活垃圾的減量化、無害化和資源化再生利用的基礎和前提［2］。

2015年底，橫琴新區(qū)通過公開招標，采購惜福公司專業(yè)化的社會服務，在橫琴新區(qū)率先啟動集環(huán)衛(wèi)服務、垃圾源頭分類、再生資源回收利用于一體的生活垃圾分類處理試點工作；在橫琴區(qū)委、政府及建設環(huán)保局的正確領導和大力支持下，經過0.5 a探索，已建立了生活垃圾定時定點、分類投放、分類收集處理的體系，初步建立了居民家庭和機關企事業(yè)單位自覺參與垃圾源頭分類的責任體制，在區(qū)域內形成了源頭分類的氛圍。

本試點項目區(qū)域包括紅旗村、新家園、銀鑫花園，涵蓋區(qū)、鎮(zhèn)兩級政府機關，有企事業(yè)單位、餐飲服務行業(yè)、農貿市場、商業(yè)街、高檔住宅小區(qū)、城市建設拆遷安置小區(qū)、城中村內街小巷等，是典型的城鄉(xiāng)一體綜合區(qū)域。該區(qū)域現(xiàn)有居民2萬多人，外來務工人口居多，居民素質參差不齊。如圖1所示，項目運營之前，試區(qū)域內日產生活垃圾約25 t，未進行源頭分類，混合收運；項目運營之后，該區(qū)域每日產生5 t可回收垃圾、8 t餐廚垃圾以及12t其他垃圾，其在生活垃圾中所占比例分別為20%、32%和48%，垃圾減量率達到52%。理論計算與實際運營經驗表明：如果源頭分類能徹底進行，垃圾減量率和資源化回收率可達70%。

圖1 橫琴新區(qū)實行垃圾分類前后日產垃圾量

本項目招標運行至今，居民實際參與率達到85%，分類準確率也已達到80%，分類處理餐廚垃圾約8 t/d，日產高效有機肥1 t以上。各項運行指標均達到或超過招標文件規(guī)定要求，并取得良好的社會效益和環(huán)境效益。

3 做法和經驗

公司于2012年開始致力于垃圾分類與再生資源回收利用一體運營工作，是環(huán)衛(wèi)服務和資源回收一體運行（“兩網融合”）最早踐行者。多年來，我公司在垃圾分類處理與再生資源回收利用的工作中不斷探索、總結與改進，已形成一整套成熟、可大規(guī)模推廣的模式——環(huán)衛(wèi)服務、垃圾分類處理、資源回收利用一體運營的“三位一體”模式，該模式經受住了實踐的長期檢驗，已在珠海、廣州等地建成多個成功的示范基地，廣東省委、省人大、省建設廳、省環(huán)保廳在內的多位領導、專家都參觀指導了我公司示范基地工作，并給予高度評價。

3.1 “三位一體”運營模式的核心理念

居民是垃圾的制造者，根據相關法律，居民有義務和責任對自己產生的垃圾在源頭進行分類；居民對居住環(huán)境品位提升需求和對自身義務責任的深刻認識是源頭分類的初始動力；運營單位的倡導、組織和發(fā)動為居民實現(xiàn)其義務和責任提供行動平臺；居民是源頭分類的實施者。

基于上述理念，公司依托保潔項目，依靠和培訓環(huán)衛(wèi)工人，輔以專業(yè)宣導隊伍，在向居民提供優(yōu)質的環(huán)衛(wèi)保潔服務、提升居民居住環(huán)境質量的同時，向居民廣泛宣傳生活垃圾源頭分類理念，組織和發(fā)動居民在源頭對自己產生的垃圾進行分類。實際工作中，公司配備專業(yè)“垃圾分類宣導員”，帶領環(huán)衛(wèi)工人對居民及周邊租戶、機團單位進行一對一入戶宣傳，要求居民將自己產生的垃圾干濕分開，避免干濕垃圾交叉污染。現(xiàn)場講解源頭分類方法，并配有詳細的分類宣傳冊供居民參考學習。在宣傳過程中，會遇到各類居民：十分支持（60%）、無所謂（30%）以及持抵觸情緒（10%），對于不同態(tài)度的居民分別進行登記分析，并確定二次回訪宣傳和重點對象攻克，以潛移默化、滴水穿石的精神，以時間換空間，爭取更多居民的支持與參與，在一定范圍內形成源頭分類的氛圍，逐步讓不進行源頭分類的居民成為極少數并感到孤立和壓力，在正義和良知感召下逐步回歸義務和責任，達到源頭分類的目的。

3.2 “三位一體”運營方式

居民（機關團體、企事業(yè)單位參照家庭）將自己產生的生活垃圾干、濕部分分開存放（少量有害垃圾單獨存放），并根據與公司協(xié)商一致的時間和地點，定時定點、分類投放垃圾。公司環(huán)衛(wèi)工人和專業(yè)工作人員定時定點擺放分類收集容器，按干垃圾、濕垃圾進行分類收集（少量有害垃圾單獨收集）；其中濕垃圾（約占垃圾總量的40%）經一次收集后，就近送到餐廚垃圾處理設施就地機械生化堆肥處理（終產品為有機肥料）。干垃圾經一次收集后就近送到自動分選設備進行分選，將其中低值可再生廢物（約占垃圾總量30%）及零值有機廢物（約占垃圾總量20%，無回收價值但可焚燒發(fā)電）分選出來，低值可再生廢物按再生資源回收市場機制進入再生資源產業(yè)鏈，其他零值垃圾和無機惰性垃圾經無害化檢測后送去焚燒或填埋。

3.3 “三位一體”運營模式的理論升華

公司堅持的“三位一體”運營模式，是深入居民、不斷探索實踐、歸納出來的適合國情、可實現(xiàn)政府、企業(yè)、環(huán)境三贏的良性循環(huán)運作模式，是國家倡導環(huán)衛(wèi)服務與再生資源回收利用“兩網融合”的典型案例，與之相對的模式是將此3塊分割成3塊（片）或更多塊（片），分別發(fā)包給不同的多個單位來運營的“碎片模式”，其缺陷在于：企業(yè)在自己承包塊（片）上的創(chuàng)新和努力，造成別的企業(yè)在另一個承包塊（片）上受益，利益在不同“碎片”間遷移。如環(huán)衛(wèi)服務提高環(huán)境水平贏得居民廣泛認同和珍惜環(huán)境，使得源頭分類的宣傳和推廣變得容易，受益的不是環(huán)衛(wèi)服務單位而是垃圾分類處理單位；垃圾分類和資源回收工作的成效造成垃圾清運量大幅減少，受益的是垃圾清運單位而不是垃圾分類處理和資源回收單位；因此，“碎片模式”的致命缺陷在于“我創(chuàng)新，你受益”，付出沒有回報，創(chuàng)新沒有動力，各個塊（片）上的企業(yè)只想受益，拒絕付出和創(chuàng)新。而在“三位一體”模式下可實現(xiàn)資源有效整合和各運營環(huán)節(jié)無縫對接、效益疊加，企業(yè)在一個環(huán)節(jié)上的創(chuàng)新和努力，會在另一個環(huán)節(jié)上收獲利益和成就，利益在不同“環(huán)節(jié)”中作為整體來實現(xiàn)，使環(huán)衛(wèi)服務與資源回收及高值化同步，企業(yè)內部有發(fā)動和組織居民生活垃圾源頭分類的動力，通過模式內的自主創(chuàng)新和資源回收利用產生利潤來源，彌補經費缺口，形成政府加活不加錢，企業(yè)多干多贏利的多贏機制［3-4］。

橫琴新區(qū)垃圾分類的實踐表明，“三位一體”運營模式可在不增加政府總經費預算的前提下，將環(huán)衛(wèi)服務、垃圾分類處理、資源回收利用一體化運營，垃圾資源化收益作為運營企業(yè)部分利潤來源和源頭分類經費支撐，政府只需將環(huán)衛(wèi)服務和垃圾清運及垃圾處理費用一起打包，企業(yè)可無償增加垃圾分類和資源回收工作，實現(xiàn)垃圾減量70%以上。企業(yè)通過模式內的自主創(chuàng)新和資源整合可實現(xiàn)各運營環(huán)節(jié)的無縫銜接和效益疊加。

4 特色和成效

4.1 實現(xiàn)生活垃圾的大幅減量和資源化利用

垃圾整體減量率可達90%，送焚燒廠焚燒發(fā)電的除外，資源化利用率可達70%，可大量節(jié)約土地，減少垃圾焚燒對環(huán)境帶來的危害。

4.2 大幅降低運輸能耗和減少碳排放，節(jié)約能源

源頭分類后，垃圾運輸量減少70%以上。同時，垃圾干、濕分開后，送往焚燒廠和填埋場的垃圾基本上是干凈的垃圾，可降低運輸過程中的垃圾滲瀝液泄漏的可能性，減少垃圾二次轉運對環(huán)境造成的二次污染。

4.3 全面提升居民環(huán)境素質和居住環(huán)境水平

在運營企業(yè)的專業(yè)發(fā)動及督導下，居民從無意識的隨機投放轉變?yōu)橛幸庾R的自覺分類，并進一步對生活習慣進行審視和改進，逐步養(yǎng)成珍惜資源和源頭分類的習慣，減少資源浪費、減輕環(huán)衛(wèi)保潔服務工作的壓力，便于運營單位進一步提升區(qū)域環(huán)境質量，滿足居民對環(huán)境品位的高需求，形成相輔相成、互惠共贏的良性循環(huán)［1-2，4］。

4.4 優(yōu)化垃圾處理技術創(chuàng)新模式，促進循環(huán)經濟產業(yè)鏈的形成

“三位一體”運營模式下，企業(yè)為尋求利潤來源，會在模式內部各個環(huán)節(jié)進行創(chuàng)新和努力，不斷改進垃圾處理技術，集約垃圾分類收集和處理程序，提高垃圾資源化利用水平，使廢棄資源盡可能地實現(xiàn)優(yōu)質化和高值化利用，并不斷尋找和聯(lián)接外源性再生資源利用流通渠道，建成垃圾資源再生利用產業(yè)鏈，實現(xiàn)大規(guī)模產業(yè)化應用。

4.5 發(fā)展綠色低碳環(huán)保經濟就業(yè)方式

可吸引、轉移一大批中、低層次的人群進入本行業(yè)從事低碳環(huán)保工作，促進國家就業(yè)人群的轉移，有助于改變我國生活垃圾傳統(tǒng)的混合收運處理方式，實現(xiàn)生活垃圾減量化、無害化和資源化，提高經濟和環(huán)境效益［2-3］。有利于確立廣東省在全國生活垃圾分類回收和高值化應用的領先地位，促進其他省份該行業(yè)及相關行業(yè)的發(fā)展。創(chuàng)造新增就業(yè)崗位，擴大社會就業(yè)容量，提升就業(yè)水平，緩解就業(yè)壓力，促進循環(huán)經濟產業(yè)的快速發(fā)展，維護社會穩(wěn)定。

4.6 將環(huán)衛(wèi)服務和資源回收利用融合經營

運營單位可以綜合利用人力物力資源，實現(xiàn)規(guī)模化經營和環(huán)衛(wèi)服務、垃圾分類、資源化回收利用一條龍服務，大幅降低運營成本和政府財政預算。

實踐表明，發(fā)動居民源頭分類，培養(yǎng)全民環(huán)保意識和行為習慣，是花費最少、成本最低、副作用最小、可行性最高的垃圾減量與資源化回收利用模式，并可凝聚愛鄉(xiāng)愛家愛環(huán)境的意識。將個人及家庭生活垃圾在源頭徹底分類，結合運營企業(yè)的配套設備，才能夠從真正意義上破解“垃圾圍城”。

5 存在問題

5.1 干垃圾自動分選問題

目前居民前端垃圾分類得到的干垃圾主要依靠人工進行二次分選，由于極少數人不能在源頭分類，少數居民源頭分類質量不高，導致干垃圾中會夾雜少量濕垃圾，全靠人工分選勢必會增加分選難度和工作量，且達不到分選要求，分選工人也會因長期接觸受污垃圾而影響身體健康［2，5］。因此，“三位一體”運營模式下，干垃圾自動分選設備的深度研發(fā)勢在必行、刻不容緩。

5.2 已污染的塑料袋回收問題

每年用于盛放餐廚（廚余）等濕垃圾的塑料袋數量驚人，焚燒、填埋以及用水清洗回收都不適合處理已污染的垃圾袋，存在二惡英難控制、占地面積大和成本高的瓶頸［3，6］，亟需立項研發(fā)新技術突破上述難題，以進一步提高垃圾減量率和資源回用率，減少焚燒過程中的二惡英的產生和占地面積，同時降低項目整體運營成本。

5.3 居民意識問題

發(fā)動居民源頭分類，涉及改變居民的潛意識和既定的行為模式，同時涉及將傳統(tǒng)的“碎片模式”轉變?yōu)榧墒揭惑w化運營模式，政府可以加活不加錢，但企業(yè)需要規(guī)?；?、全過程自主運營，才能形成完整的產業(yè)鏈，通過細化分工形成規(guī)?；б?，使環(huán)衛(wèi)服務、垃圾分類和再生資源回收利用工作達到事半功倍的效果［1，4］。

6 下一步工作計劃

1）在成功研發(fā)出集成式餐廚廢物成套處理設備基礎上，進一步優(yōu)化固、液、氣的生態(tài)環(huán)保治理，降低能耗和運營成本，實現(xiàn)餐廚垃圾就地資源化和高值化利用。

2）加快研發(fā)干垃圾自動分選成套技術設備。在2016年8月第1臺樣機進行小試或中試，并在全新的技術基礎和設計理念上，耦合現(xiàn)有公開的兩級重力分選、磁性渦流分選以及風力分選技術，實現(xiàn)干垃圾的機械化和智能化自動分選，并嚴格篩分和控制重金屬污染。

3）加快研發(fā)濕垃圾污染塑料袋生物凈化技術設備，進一步研發(fā)塑料制品附著濕垃圾特異性組分生物凈化微生物篩選及復配菌劑生物強化技術，優(yōu)化菌種資源復配比例，馴化和培植功能菌種。

4）通過功能性微生物的篩選和菌劑高效定殖技術，獲得多元化循環(huán)利用綠色再生精制有機肥產品。

5）進一步優(yōu)化復合生物濾池生態(tài)除臭系統(tǒng)及工藝流程，徹底解決堆肥臭氣對周邊環(huán)境的影響。

6）通過油水分離器、上流式厭氧反應床（UASB）及厭氧-好氧（A/O）系統(tǒng)協(xié)同凈化廚余壓縮水，實現(xiàn)該高濃度有機廢水的達標排放，降低處理成本。

［1］劉玉德，繩以健，石文天，等.餐廚垃圾處理設備研究［J］.北京工商大學學報：自然科學版，2011，29（6）：69-72.

［2］張慶芳，楊林海，周丹丹.餐廚垃圾廢棄物處理技術概述［J］.中國沼氣，2012，30（1）：22-26.

［3］楊延梅，席北斗，劉鴻亮，等.餐廚垃圾堆肥理化特性變化規(guī)律研究［J］.環(huán)境科學研究，2007，20（2）：72-77.

［4］王莉，劉應宗.城市餐廚垃圾分級回收處理模式探索［J］.西北農林科技大學學報：社會科學版，2009，9（3）：110-114.

［5］Sharholy M，Ahmad K，Mahmood G，et al.Municipal solid waste management in Indian cities A review［J］.Waste Manage，2008，28（2）：459-467.

［6］Bandara N J，Hettiaratchi J P A，Wirasinghe S C，et al.Relation of waste generation and composition to socio-economic factors：a case study［J］.Environ Monit Assessm，2007，135（1/3）：31-39.

Innovation Model and Technological Breakthrough for Domestic Waste Classification and Resource Utilization

Shen Weihang1，Hu Huageng1，Yang Rui1，Huang Zongcai1，Zhang Taiping2
（1.Guangdong Xifu Environmental Protection Science and Technology Co.Ltd.，GuangzhouGuangdong510520；2.South China University of Technology，GuangzhouGuangdong510006）

Based on ecological philosophy of energy-saving equipment，environmental-conservation process and green product，aswell aspioneered the trinity mode by Guangdong Xifu Environmental Protection Science and Technology Co.Ltd.，we carried out the innovation model and technological breakthrough for urban and rural domestic waste resource utilization.In the trinity mode，on the premise without increasing government budget，sanitation services，waste sorting and resource reclamation are operated as a whole package，corporate profit and support funds of source separation is originated from resourcezation. The government only need pack the charge for sanitation services，waste transportation and treatment，the enterprises could increase unpaid work for waste sorting and resource recovery，and it achieved waste reduction above 70%.Self-dependent innovation and resourcesintegration can eventually achieve seamless connection and benefit overlapping among different links，eventually forming a win-win model between governmentsand corporations.

domestic waste；resource；source separation；trinity mode；innovation model；technological breakthrough

X32；X799.3

B

1005-8206（2017）04-0010-04

沈偉航（1988—），碩士，主要從事固體廢物資源化設備研發(fā)和資源化利用研究工作。

E-mail：826659240@qq.com。

扈華庚，工程師，主要從事環(huán)境管理及固廢回收利用。

2016-07-15