上海市生活垃圾理化特性淺析*

程炬，董曉丹

（1.上海市廢棄物管理處，上海200063；2.上海市環(huán)境工程設(shè)計科學(xué)研究院有限公司，上海200232；3.上海環(huán)境衛(wèi)生工程設(shè)計院有限公司，上海200232）

·固廢處理·

上海市生活垃圾理化特性淺析*

程炬1，董曉丹2，3

（1.上海市廢棄物管理處，上海200063；2.上海市環(huán)境工程設(shè)計科學(xué)研究院有限公司，上海200232；3.上海環(huán)境衛(wèi)生工程設(shè)計院有限公司，上海200232）

通過對上海市生活垃圾理化特性的調(diào)查，得到密度、物理組分、含水率、低位發(fā)熱量等指標(biāo)和廚余類、紙類、橡塑類、紡織類、木竹類等11類物理組分，掌握生活垃圾理化特性，提出垃圾管理對策和建議。

生活垃圾；物理組分；理化特性

自然環(huán)境、氣候條件、生活習(xí)慣、燃料結(jié)構(gòu)等諸多因素影響城市生活垃圾組分的構(gòu)成，當(dāng)這些影響因素發(fā)生變化或改變一些外界條件時，生活垃圾某些理化特性也將隨之發(fā)生轉(zhuǎn)變。因此，研究垃圾這種可轉(zhuǎn)化性特性，是保證環(huán)衛(wèi)綜合管理系統(tǒng)有效運行的基礎(chǔ)，是政府決策和先進技術(shù)的研究與應(yīng)用必不可少的依據(jù)［1］。

1 調(diào)查方案

2007—2016年在上海全市范圍內(nèi)鋪設(shè)點位，調(diào)查上海市生活垃圾理化特性。檢測指標(biāo)：密度、物理組分、含水率、低位發(fā)熱量等。垃圾物理組分按CJ/T313—2009生活垃圾采樣和分析方法劃分。

2 結(jié)果分析

在指標(biāo)論述上側(cè)重3點：2016年代表當(dāng)前情況、數(shù)值月度分布、指標(biāo)歷年趨勢。調(diào)查結(jié)果見表1。

2.1 密度

2016年11月密度最?。?39 kg/m3），5月最大（174 kg/m3），年均154 kg/m3。月度變化僅2016年的走勢不甚明顯（見圖1），以10 a的月度數(shù)據(jù)綜合觀測，擬合方程為二次曲線模型，與圖2上海市2016年氣溫月度變化吻合（注：氣溫的月度變化每年基本一致，以2016年代表）。上海5—10月氣溫較高，是各類瓜果上市消費旺季，相應(yīng)在此期間生活垃圾密度較大。2007—2016年，上海市生活垃圾密度趨勢大體呈現(xiàn)下降的走向（見圖3）（ANOVA檢驗，P=0.000），2016年垃圾密度年均較2007年（188 kg/m3）下降約18%。

2.2 含水率

2016年生活垃圾含水率2月最?。?1.86%），7月最大（60.65%），年均58.10%。按10 a累積含水率月度數(shù)據(jù)觀測（見圖4），總體上在氣溫較高月份相應(yīng)垃圾含水率也處于高位，擬合方程為二次曲線模型，與密度指標(biāo)為正相關(guān)。但在10 a間上海市生活垃圾含水率顯示迂回波動，未有明顯的下降態(tài)勢（見圖5）。調(diào)查現(xiàn)場可見垃圾源頭收集階段各地垃圾桶的蓋子基本消失，即便有也多為敞開狀態(tài)，造成外來水源（如降雨等）毫無阻礙進入垃圾本體。這應(yīng)是導(dǎo)致含水率未能下降的原因之一。

表12007 —2016年上海市生活垃圾理化特性

圖1 上海市生活垃圾密度月度變化

圖2 上海市2016年氣溫月度變化

圖3 上海市生活垃圾密度年度趨勢

圖5 上海市生活垃圾含水率年度趨勢

2.3 低位發(fā)熱量

2016年上海市生活垃圾低位發(fā)熱量11月最?。? 120 kJ/kg），1月最大（6 100 kJ/kg），年均5 700 kJ/kg（見圖6）。《城市生活垃圾處理及污染防治技術(shù)政策》規(guī)定，焚燒進爐垃圾平均低熱值高于5 000 kJ/kg。顯然上海市生活垃圾已滿足焚燒要求。

圖6 上海市生活垃圾低位發(fā)熱量月度變化

按累積低位發(fā)熱量月度數(shù)據(jù)觀測，大體擬合呈二次曲線模型，在氣溫較高月份數(shù)值較低，與密度和含水率指標(biāo)為負相關(guān)。

在10 a間上海市生活垃圾低位發(fā)熱量數(shù)值迂回波動（見圖7），經(jīng)單因素ANOVA方差分析，表明10 a間熱值數(shù)據(jù)未有明顯差異（ANOVA檢驗，P=0.135）?？紤]到含水率也無明顯差異，可采取措施減少外來水源進入垃圾本體，全市生活垃圾低位發(fā)熱量應(yīng)可明顯提升。

圖7 上海市生活垃圾低位發(fā)熱量年度趨勢

2.4 物理組分

2016年廚余類含量最高，與紙類和橡塑類三者年均總和89.84%。以歷時10 a的數(shù)據(jù)（見圖8）觀察，上海市生活垃圾物理組分結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，廚余類、紙類和橡塑類依然是主體部分。3類組分總量10 a未有明顯差異（K-W檢驗，P=0.064）。

剩余組分含量較小，細微部分的變化不足以改變現(xiàn)階段垃圾理化特性。

圖8 上海市生活垃圾物理組分歷年統(tǒng)計

鑒于廚余類、紙類和橡塑類是生活垃圾主要組分，本節(jié)以下篇幅會對此著重分析。此外按生活垃圾資源化角度，可回收物（可燃物）含量也是考察重點。

2.4.1 廚余類

廚余類2016年2月最?。?4.84%），5月最大（65.96%），年均60.40%（見圖9）。以累積月度數(shù)據(jù)分布情況，擬合基本呈現(xiàn)二次曲線模型。含量在5—10月間較大，總體與生活垃圾密度月度走向一致。10 a間廚余類含量整體呈現(xiàn)下降趨勢（見圖10）（K-W檢驗，P=0.002），2016年年均數(shù)值相較2007年（67.37%）約下降10%。

圖9 上海市生活垃圾廚余類月度變化

圖10 上海市生活垃圾廚余類年度趨勢

2.4.2 紙類

紙類2016年8月最小（9.06%），4月最大（14.42%），年均11.88%（見圖11）。以累積月度數(shù)據(jù)綜合觀察，紙類數(shù)值月度走向類似呈正弦曲線模型，3—5月含量較高，7—9月則較低。歷時10 a紙類含量迂回（見圖12），2011年前有明顯上升趨勢，但之后此上升勢頭未能持續(xù)。

圖11 上海市生活垃圾紙類月度變化

圖12 上海市生活垃圾紙類年度趨勢

2.4.3 橡塑類

橡塑類2016年5月含量最?。?4.95%），8月最大（22.85%），年均17.56%（見圖13）。根據(jù)累積月度數(shù)據(jù)觀察，橡塑類數(shù)值總體呈現(xiàn)類似余弦曲線模型，3—5月含量較低，8—10月則較高。橡塑類含量10 a間較平穩(wěn)未呈現(xiàn)出上升趨勢（見圖14）（ANOVA檢驗，P=0.108）。

圖13 上海市生活垃圾橡塑類月度變化

圖14 上海市生活垃圾橡塑類年度趨勢

2.4.4 可回收物、可燃物

可回收物2016年5月最?。?3.86%），1月最大（42.35%），年均38.90%（見圖15）。以累積月度數(shù)值走向觀測，數(shù)據(jù)擬合大體呈二次曲線模型，5—8月間含量較低。在歷時10 a間可回收物含量整體呈上升趨勢（見圖16～17）（K-W檢驗，P=0.000）。2016年年均數(shù)值較2007年（31.21%）約提升25%。可燃物包含于可回收物中，其變化情況同步于可回收物。

圖15 上海市生活垃圾可資源化物質(zhì)月度變化

圖16 上海市生活垃圾可回收物年度趨勢

圖17 上海市生活垃圾可燃物年度趨勢

2.5 元素

2016年全市生活垃圾元素調(diào)查年均結(jié)果：H 2.20%、C 17.35%、N 0.34%、S 0.30%、O 8.22%、Cl0.15%，元素總和28.55%。10a跨度數(shù)值顯示期間未有明顯變動（見圖18）（K-W檢驗，P=0.298），與低位發(fā)熱量等指標(biāo)顯示情況契合。

圖18 上海市生活垃圾元素年度趨勢

3 結(jié)論與建議

1）2016年上海市生活垃圾密度年均154 kg/m3；含水率年均58.10%；低位發(fā)熱量年均5 700 kJ/kg；元素總和28.55%。垃圾物理組分中廚余類、紙類、橡塑類含量相對較高，尤其廚余類即易腐有機物含量年均達到60.40%，其次橡塑類17.56%及紙類11.88%，此3類物質(zhì)總和已近90%。可回收物約占垃圾含量的38.90%。密度在夏季數(shù)值偏高，這與高溫時節(jié)消暑瓜果類需求旺盛直接對應(yīng)，全市垃圾達到焚燒處理要求?？v觀2007—2016年上海市生活垃圾理化特性數(shù)據(jù)，個別指標(biāo)密度、廚余類數(shù)值有所下降，可回收物含量有上升趨勢，但整體垃圾理化特性未出現(xiàn)實質(zhì)性變化，上海市生活垃圾性狀基本穩(wěn)定。

2）在調(diào)查過程中，生活垃圾含水率未有明顯下降，一方面可在源頭教育告知居民垃圾丟棄前需濾除水分；另一方面主要需在環(huán)衛(wèi)收運過程中加強管控措施。

3）上海市生活垃圾理化特性數(shù)據(jù)有10 a累積量，可為上海環(huán)衛(wèi)行業(yè)的堆肥、焚燒、填埋及資源化應(yīng)用等提供多方位數(shù)據(jù)，也可為我國其他城市生活垃圾提供借鑒信息。

4）生活垃圾理化特性調(diào)查是一項長期性基礎(chǔ)工作，應(yīng)在行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)下確立科學(xué)的調(diào)查方案，有序且有效地持續(xù)性開展工作。同時，每年行業(yè)有新關(guān)注點、或產(chǎn)生新問題、或突發(fā)狀況，比如上海近些年開展生活垃圾分類，綠色賬戶、建筑垃圾等，應(yīng)及時靈活增加特定調(diào)查內(nèi)容。只有長期目標(biāo)和短期目標(biāo)有效結(jié)合，方可更全面反映區(qū)域生活垃圾整體狀況。

［1］吳文偉，王偉．城市生活垃圾可轉(zhuǎn)化性特性研究［J］．城市管理與科技，2002（4）：13-15．

Physical and Chemical Characteristics of Municipal Solid Waste in Shanghai

Cheng Ju1，Dong Xiaodan2，3
（1.Shanghai Waste Administrative Division，Shanghai200063；2.Shanghai Institute for Design and Research on Environmental Engineering Co.Ltd.，Shanghai200232；3.Shanghai Environmental Sanitation Engineering Design Institute Co.Ltd.，Shanghai200232）

Based on the investigation for physical and chemical characteristics of municipal solid waste in Shanghai，we obtained the data of density，11 kinds of physical compositions（kitchen waste，paper，rubber and plastic，textile，wood，etc.），moisture content，lower heating value，and so on.On these grounds，the countermeasures and suggestions for waste management were put forward.

municipal solid waste；physical compositions；physical and chemical characteristics

X799.3

B

1005-8206（2017）04-0036-05

程炬（1976—），從事固廢污染防治管理及末端處置設(shè)施監(jiān)管工作。

上海市城維基金項目（001712443）

2017-04-10

E-mial：gufeike2012@163.com。