大連市垃圾分類的一體機(jī)研究

趙 可，歐曉霞，崔子碩，呂舉鵬，時(shí)佳榮

(大連民族大學(xué) 環(huán)境與資源學(xué)院，遼寧 大連 116600)

1 引言

伴隨城市繁榮的不僅是經(jīng)濟(jì)速增，還有隨之而來(lái)的后續(xù)問(wèn)題。大量生活垃圾的減量化、資源化、無(wú)害化處置也是目前亟待解決的一大熱點(diǎn)難點(diǎn)。一是目前有效的垃圾處理能力跟不上垃圾量的激增速度，全國(guó)很多地區(qū)出現(xiàn)垃圾環(huán)繞城市以及垃圾處理設(shè)施的鄰避效應(yīng)現(xiàn)象；二是隨意混合處置垃圾加重了環(huán)境污染，產(chǎn)生的滲濾液和重金屬等物質(zhì)殘留對(duì)水體、大氣、土壤造成難以修復(fù)的損傷；三是缺少垃圾分類環(huán)節(jié)，會(huì)使垃圾中的可回收物無(wú)法實(shí)現(xiàn)資源化利用，導(dǎo)致一些資源被大量消耗；四是垃圾分類制度的有效普及以及民眾認(rèn)知的健全可以全方面培養(yǎng)社會(huì)的環(huán)境資源保護(hù)意識(shí)，提升文明素質(zhì)。需要廣泛進(jìn)行生態(tài)文明理念的宣傳教育。現(xiàn)階段，一般民眾只追求物質(zhì)享受，存在許多與生態(tài)文明建設(shè)不相符的生活方式和消費(fèi)觀念[1]。因此，參照眾多海外國(guó)家經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)本土環(huán)境文明的考慮來(lái)看，成功推進(jìn)生活垃圾分類需要的因素有:資源化對(duì)策、制度式參與和市場(chǎng)化推廣。

2 大連市垃圾分類處理發(fā)展現(xiàn)狀

在 2011 年以前，填埋是大連市垃圾處理最主要的方式，簡(jiǎn)易填埋或者衛(wèi)生填埋在其中占了重要地位。大連市最主要的垃圾填埋場(chǎng)是毛塋子垃圾填埋場(chǎng)。大連市首個(gè)垃圾焚燒廠于2011年建成，每日焚燒垃圾量約1500 t，垃圾廢物燃燒產(chǎn)生的熱資源可以發(fā)電，燃燒后排放的殘?jiān)鼤?huì)進(jìn)行填埋處理。垃圾焚燒廠投產(chǎn)工作運(yùn)行之后，至 2015 年大連市垃圾填埋處理所占百分比減半。全市約 6.67 hm2土地作為垃圾填埋的年占地面積，其周圍環(huán)境已經(jīng)開始惡化加劇[1]。實(shí)踐證明, 填埋方法存在很多弊病，主要是垃圾中有大量的有機(jī)物，經(jīng)自然升溫發(fā)酵，釋放出有毒氣體硫化氫、甲烷等污染空氣或滲入地下污染水質(zhì)，危害人體健康。

2017年3月，《國(guó)務(wù)院辦公廳關(guān)于轉(zhuǎn)發(fā)國(guó)家發(fā)展改革委住房城鄉(xiāng)建設(shè)部生活垃圾分類制度實(shí)施方案的通知》(國(guó)辦發(fā)〔2017〕26號(hào))文件下發(fā)， 大連作為全國(guó)46個(gè)垃圾強(qiáng)制分類城市之一，已發(fā)布出臺(tái)了《大連市生活垃圾分類管理辦法》和《大連市城市生活垃圾分類推進(jìn)工作實(shí)施方案》。

截至目前，西崗區(qū)已有垃圾分類居民試點(diǎn)小區(qū)7個(gè)。2018年，西崗區(qū)公共機(jī)構(gòu)和公共場(chǎng)所全部實(shí)現(xiàn)垃圾強(qiáng)制分類。新增居民試點(diǎn)小區(qū)21個(gè)，采購(gòu)分類桶350組，分類式垃圾點(diǎn)400處，建設(shè)分類亭40個(gè)，涉及居民2.2萬(wàn)戶。

中山區(qū)居民垃圾分類試點(diǎn)區(qū)域數(shù)量將增加到45000戶，再增加25個(gè)物業(yè)小區(qū)推廣試點(diǎn)。選擇8個(gè)社區(qū)2萬(wàn)戶居民進(jìn)行非物業(yè)垃圾分類工作試點(diǎn)，配置120個(gè)垃圾分類點(diǎn)(分類亭)，500個(gè)有害垃圾容器配置在現(xiàn)有垃圾投放點(diǎn)[2]。

3 大連市推廣垃圾分類遇到的問(wèn)題

3.1 無(wú)差別混集

以2004年為例，大連市生活垃圾可資源化程度高達(dá)90%，其中一半有機(jī)垃圾可用于堆肥，40%的廢品可以繼續(xù)回收加以利用，但是最終的垃圾資源化程度只有38.4%[3]。

從2006年大連市轄3個(gè)分別位于大連市區(qū)南北方向的城鎮(zhèn)生活垃圾現(xiàn)狀的調(diào)查分析來(lái)看，3個(gè)調(diào)查地區(qū)的垃圾組成中，比重最大的是易腐的有機(jī)垃圾，之后為灰土類物質(zhì)，與當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)主體發(fā)展結(jié)構(gòu)有關(guān)，該地區(qū)農(nóng)業(yè)人口比重較高，生活垃圾中混有農(nóng)業(yè)垃圾。3個(gè)城鎮(zhèn)生活垃圾中的橡膠塑料類可燃物質(zhì)含量很可觀，重量分別占到垃圾總量的11.9%、9.74%、12.99%，這部分垃圾熱值較高，可以資源化利用，并不宜直接進(jìn)行填埋處理。若直接填埋處理，不僅浪費(fèi)了資源的重復(fù)利用機(jī)會(huì)，不慎地填埋處理還會(huì)進(jìn)造成填埋場(chǎng)周圍環(huán)境的進(jìn)一步污染[4]。

目前城市生活垃圾分類依然無(wú)法避免源頭上的無(wú)差別混集所帶來(lái)的問(wèn)題，由于生活垃圾組分比較復(fù)雜，從紙制品、塑料制品、餐廚垃圾到玻璃制品、金屬制品以及一些特殊材料和含有重金屬的危險(xiǎn)廢物等。這些都為有效進(jìn)行分類增加了難度。分類不到位，則無(wú)法達(dá)到預(yù)期效果，甚至需要進(jìn)一步后續(xù)運(yùn)作。而以目前的居民普及水平以及環(huán)保意識(shí)和單位社區(qū)的工作強(qiáng)度又很難達(dá)到精細(xì)分類的程度[5]。

所以完全可以預(yù)見混亂回收會(huì)直接造成垃圾后續(xù)分揀上的困難以及部分可回收廢品回收價(jià)值縮水的情況[3]。

3.2 城市居民行動(dòng)落后于意識(shí)

城市居民行動(dòng)落后于意識(shí)，從大連市的居民對(duì)垃圾分類的落實(shí)現(xiàn)狀調(diào)查問(wèn)卷中可以發(fā)現(xiàn)如下問(wèn)題[6]。

首先可以看出群眾的年齡階段和學(xué)歷層次對(duì)垃圾分類實(shí)施的成功與否存在較大的影響。在了解程度方面，居民普遍對(duì)垃圾分類的信息擁有一部分的認(rèn)知，其中能主觀上積極實(shí)踐并及時(shí)了解此方面資訊的占了3成左右，而處于被動(dòng)吸收信息的群體比重接近60%，為大多數(shù)。完全消極接受的群體占10%左右，并且隨著受訪者年齡的遞增，對(duì)垃圾分類的認(rèn)知越單薄。在落實(shí)的情況來(lái)看，能做到嚴(yán)格分類的只有9%，只對(duì)特殊類型廢物能進(jìn)行分揀的有58%，放棄分類的占30%左右。

通過(guò)調(diào)查結(jié)果可以看出大連市居民整體生活垃圾分類情況并不樂(lè)觀，能在認(rèn)識(shí)上達(dá)到分類層次的人數(shù)并不多，而且在具體標(biāo)準(zhǔn)上的了解程度上水平不一。再進(jìn)一步落實(shí)到行動(dòng)上則更微乎其微，基本可以認(rèn)定大部分群眾并未在生活中真正實(shí)施生活垃圾的分類行為，僅僅能對(duì)特定的危險(xiǎn)廢物進(jìn)行特殊處理。

3.3 基礎(chǔ)設(shè)施短缺

運(yùn)輸車輛、回收設(shè)備、公共廁所等基礎(chǔ)設(shè)施短缺，在遠(yuǎn)離城區(qū)的地區(qū)更為顯著，垃圾排放管理不嚴(yán)格，回收效率低下。

以及通過(guò)上述調(diào)查問(wèn)卷還可以得到結(jié)論顯示[6]超過(guò)6成的居民對(duì)于分類無(wú)法徹底貫徹落實(shí)垃圾分類的原因歸咎于供生活垃圾分類的基礎(chǔ)設(shè)施短缺。表示就算學(xué)習(xí)到分類技巧卻由于回收站點(diǎn)的分類設(shè)施并未完備導(dǎo)致依舊回歸到傳統(tǒng)的“一鍋倒”現(xiàn)象，至此無(wú)法真正的落實(shí)分類活動(dòng)。

4 解決方案

基于目前大連市存在的上述垃圾分類推廣上的問(wèn)題，本課題組進(jìn)行了探討并研究出一款針對(duì)垃圾分類回收的一體化裝置。利用此面向社會(huì)的平臺(tái)對(duì)大眾進(jìn)行垃圾有償分類的征集，后臺(tái)會(huì)通過(guò)綜合運(yùn)用磁選、破碎、風(fēng)篩等一系列方式對(duì)已經(jīng)分類的垃圾進(jìn)行處理，進(jìn)一步省去了以往大量回收垃圾后無(wú)法有效分類造成的成本和大量損失，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。本項(xiàng)目研究的宗旨在于提高城市的資源回收效率，同時(shí)喚醒大眾對(duì)環(huán)保的認(rèn)知，推動(dòng)環(huán)保產(chǎn)品市場(chǎng)的前進(jìn)。

4.1 裝置組成

裝置組成和結(jié)構(gòu)如圖1所示。 整體外殼：具有顯示屏、投遞窗口、出貨口等。 內(nèi)部結(jié)構(gòu)：投遞口下方的磁選傳送帶:可以對(duì)投放的廢物進(jìn)行判斷；粉碎裝置：在擠壓完畢后對(duì)廢物進(jìn)行進(jìn)一步粉碎處理；電子稱重裝置：對(duì)收集的廢物的質(zhì)量進(jìn)行記錄以及傳遞；電子獎(jiǎng)勵(lì)裝置：對(duì)收集所得進(jìn)行計(jì)算并集中到處理中心對(duì)用戶進(jìn)行反饋；感應(yīng)裝置:開啟設(shè)備以及對(duì)集中裝置的容量進(jìn)行預(yù)測(cè)；獎(jiǎng)池；整機(jī)電源以及照明。

圖1 裝置結(jié)構(gòu)

4.2 裝置特征

本裝置擺脫舊式垃圾回收后直接焚燒的處理技術(shù)，通過(guò)機(jī)械手段以及物理方法對(duì)已經(jīng)粗分類回收上來(lái)的垃圾進(jìn)行精細(xì)分揀然后供以利用。

此方法降低了與過(guò)去相比對(duì)垃圾無(wú)差別回收再處理的繁冗成本，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。與此同時(shí)一體機(jī)同樣可以成為廣告投放平臺(tái)，以此帶來(lái)相關(guān)收益，使裝置進(jìn)一步得到充分利用并且擁有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

4.3 具體實(shí)施方案

外殼上配有相應(yīng)的按鈕，按鈕負(fù)責(zé)控制自動(dòng)裝置開啟窗口，選擇不同的分類會(huì)開啟不同的窗口進(jìn)行接收。窗口內(nèi)側(cè)具有信號(hào)掃描裝置來(lái)探測(cè)垃圾，若收集處信號(hào)反應(yīng)容量不足則窗口會(huì)自動(dòng)關(guān)閉不再接收。信號(hào)掃描裝置會(huì)聯(lián)動(dòng)下方的磁選傳送帶工作，電磁感應(yīng)可以將金屬物質(zhì)吸附，從而進(jìn)一步保證金屬?gòu)U物的準(zhǔn)確投遞，避免混淆。

確認(rèn)完畢后會(huì)激活下方的模塊進(jìn)行稱重，最終進(jìn)入收集處。得到的質(zhì)量數(shù)據(jù)會(huì)經(jīng)過(guò)主板計(jì)算并顯示在屏幕上。收集處配有同款信號(hào)掃描裝置進(jìn)行確認(rèn)容量判斷，以防廢物溢出妨礙正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

另一側(cè)塑料與紙制品窗口同理，開啟按鈕后進(jìn)行探測(cè)容量，通過(guò)后會(huì)自動(dòng)觸發(fā)破碎裝置進(jìn)粉碎處理，處理時(shí)間約為30 s或60 s。開啟之前先進(jìn)行稱重測(cè)量并對(duì)獎(jiǎng)勵(lì)進(jìn)行計(jì)算，傳送至中主板計(jì)算并顯示到屏幕上，粉碎處理完畢會(huì)被傳送至不同的集中箱子內(nèi)等待工作人員進(jìn)行統(tǒng)一回收處理。

收集裝置外側(cè)配有帶鎖活動(dòng)門，方便工作人員回收。處理中心控制屏幕以及屏幕下方儲(chǔ)存獎(jiǎng)品的集中地，用戶在多次累積完成后可以開啟積分兌換模式，在屏幕上進(jìn)行選擇回饋方式，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)所選指示來(lái)推送獎(jiǎng)品至下方出口。

整個(gè)裝置頂部具有太陽(yáng)能電池板，會(huì)隨時(shí)采集儲(chǔ)存太陽(yáng)能供給一體機(jī)使用，進(jìn)一步節(jié)省能源。