中國(guó)城市固廢分選及資源化行業(yè)系列報(bào)告
——行業(yè)篇

由于線(xiàn)性經(jīng)濟(jì)發(fā)展模式使自然資源日益枯竭并對(duì)環(huán)境造成極大破壞，“資源—產(chǎn)品—再生資源”的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式應(yīng)運(yùn)而生。作為循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，城市生活源固體廢棄物分選及資源化行業(yè)近年來(lái)逐漸受到國(guó)家和市場(chǎng)的重視，陶朗循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究院整理多年來(lái)科研和商業(yè)發(fā)展成果，在科茂化學(xué)回收研究院支持下，撰寫(xiě)《中國(guó)城市固廢分選及資源化行業(yè)系列報(bào)告》。本系列報(bào)告分為“行業(yè)篇”“市場(chǎng)篇”“政策篇”“企業(yè)篇”和“技術(shù)裝備篇”，本篇為第1 篇——行業(yè)篇。

本篇要點(diǎn)：

1.城市生活源固廢產(chǎn)量巨大，目前的“產(chǎn)生-收運(yùn)-處理”的線(xiàn)性處理模式一定程度上導(dǎo)致資源浪費(fèi)和向上溯源的環(huán)境破壞，而分選與資源化組合則是解決垃圾問(wèn)題、促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)和無(wú)廢城市建設(shè)的重要解決方案。

2.分選是資源化的前提和原料來(lái)源，資源化是分選的目的和價(jià)值來(lái)源，兩者結(jié)合是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)的最優(yōu)路徑。

3.分選和資源化技術(shù)發(fā)展成熟，我國(guó)也已有落地案例。隨著資源化目標(biāo)提高和政策引導(dǎo)，我國(guó)將迎來(lái)分選與資源化基礎(chǔ)設(shè)施投建高潮，產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展勢(shì)頭已經(jīng)呈現(xiàn)。

4.分選中心將成為生活垃圾資源化管理系統(tǒng)的核心樞紐環(huán)節(jié)，未來(lái)必然成為大中型城市垃圾管理體系的標(biāo)配。

5.焚燒前分選已在歐洲成為主流，能顯著提升塑料垃圾循環(huán)利用率、減少碳排放、為下游企業(yè)提供進(jìn)料。在我國(guó)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)不斷提升、“雙碳”政策逐步落實(shí)、焚燒廠運(yùn)營(yíng)壓力提升、資源再生企業(yè)渴求原料的發(fā)展趨勢(shì)下，分選-資源化模式有望在我國(guó)廣泛應(yīng)用。

6.從以焚燒發(fā)電為主向“分選和資源化結(jié)合”轉(zhuǎn)變，是當(dāng)下“能源化為主+粗糙資源化”向“精細(xì)資源化”發(fā)展的必經(jīng)之路，也是垃圾管理、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、無(wú)廢城市等領(lǐng)域從局部最優(yōu)解向全局最優(yōu)解進(jìn)化的重要推動(dòng)力。

一、分選及資源化的必要性

（一）垃圾體量日益增多

近年來(lái)，由于人口增長(zhǎng)、城鎮(zhèn)化推進(jìn)和消費(fèi)升級(jí)等因素，城市生活垃圾越來(lái)越多。世界銀行于2018 年發(fā)布的《垃圾何其多2.0》（What a Waste 2.0）報(bào)告指出：2016 年全球產(chǎn)生的城市生活垃圾總量高達(dá)20.1 億噸，到2030 年將進(jìn)一步增加到25 億多噸。

根據(jù)我國(guó)住建部發(fā)布的《2021 年城鄉(xiāng)建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒數(shù)據(jù)》，當(dāng)年我國(guó)生活垃圾清運(yùn)量高達(dá)2.5 億噸，大中型城市人均日產(chǎn)垃圾1.0-1.2 公斤。

（二）垃圾管理不善導(dǎo)致破壞環(huán)境、浪費(fèi)資源

巨量的生活垃圾已成為城市可持續(xù)發(fā)展面臨的緊迫問(wèn)題，卻由于管理不善造成視覺(jué)污染、水體、大氣和土壤污染等環(huán)境破壞和大量資源浪費(fèi)。

以塑料廢棄物為例，雖然環(huán)境泄露問(wèn)題已經(jīng)有所改善，但是仍有不少被環(huán)衛(wèi)體系收集而進(jìn)行焚燒處理，會(huì)直接排放大量的二氧化碳，有損于我國(guó)雙碳目標(biāo)實(shí)現(xiàn)以及全球應(yīng)對(duì)氣候變化的努力。

而且，我國(guó) 每年需消耗約2.5 億噸原油當(dāng)量生產(chǎn)近億噸塑料制品，大部分使用一次后就被填埋和焚燒，也造成了極大的資源浪費(fèi)和經(jīng)濟(jì)損失。

圖1 廢棄物管理不善的雙重威脅

（三）線(xiàn)性經(jīng)濟(jì)向循環(huán)經(jīng)濟(jì)轉(zhuǎn)型是未來(lái)發(fā)展必然趨勢(shì)

線(xiàn)性經(jīng)濟(jì)“資源-產(chǎn)品-廢棄物”的發(fā)展模式具有高開(kāi)采、高消耗、高污染和低利用率的特征，以自然環(huán)境為代價(jià)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)，不符合可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)，終將被取代。

循環(huán)經(jīng)濟(jì)“資源-產(chǎn)品-再生資源”的發(fā)展模式能夠?qū)崿F(xiàn)低開(kāi)采、低消耗、低污染、高利用，降低經(jīng)濟(jì)活動(dòng)對(duì)自然環(huán)境的負(fù)面影響，是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。

作為循環(huán)經(jīng)濟(jì)的重要組成部分，城市生活垃圾分選與資源化逐漸受到重視。多國(guó)政府和公眾意識(shí)到，需要加強(qiáng)城市垃圾“收集-分選-資源化”體系建設(shè)、建立健全資源回收與再生利用基礎(chǔ)設(shè)施，改善廢棄物管理，以期做到“不填埋、少焚燒、多循環(huán)”，提高資源利用效率、減少環(huán)境污染、降低碳排放。

這對(duì)保障國(guó)家資源能源安全，推動(dòng)實(shí)現(xiàn)雙碳目標(biāo)，促進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)具有重大意義。

二、分選及資源化的定義和關(guān)系

（一）分選的定義和內(nèi)容

分選是將混合廢棄物按照材質(zhì)、顏色、尺寸等特性進(jìn)行自動(dòng)化分離的過(guò)程，既包括將混合垃圾中可回收利用物料分離出來(lái)的精選過(guò)程，也包括將不利于后續(xù)處理、不符合處置工藝要求的物質(zhì)分離出來(lái)的除雜過(guò)程。

具體包含機(jī)械分選、光電分選、電磁分選等。

“分選”與“分類(lèi)”的區(qū)別和聯(lián)系

垃圾分類(lèi)是按照一定標(biāo)準(zhǔn)將垃圾分類(lèi)投放、儲(chǔ)存和轉(zhuǎn)運(yùn)等一系列活動(dòng)的總稱(chēng)。以我國(guó)普遍推行的四種分類(lèi)為例，即便不存在誤投、錯(cuò)投，分類(lèi)投放后的可回收物仍是成分復(fù)雜的混合物，較難直接進(jìn)行再生利用，仍需要經(jīng)過(guò)進(jìn)一步分選。只有通過(guò)精細(xì)化分選得到高純度單一材質(zhì)物料流，才真正有利于資源化利用。

垃圾分類(lèi)只是各類(lèi)可回收物資源化的第一步，分選才是決定“垃圾”能否重生為“資源”的關(guān)鍵。

（二）資源化的定義和內(nèi)容

資源化是指將廢棄物直接作為原料進(jìn)行再次利用或者對(duì)廢棄物進(jìn)行再生利用，是從原料（廢棄物）到產(chǎn)品（再生料）的工業(yè)化生產(chǎn)過(guò)程。

具體包括紙、木材、金屬、玻璃等材料回收再用，塑料的物理回收和化學(xué)回收等。

“資源化”和“能源化”的區(qū)別和聯(lián)系

能源化（如焚燒發(fā)電）是在能量級(jí)別回收利用，且只能回收一次，是優(yōu)先級(jí)低于資源化（材料級(jí)別回收）的無(wú)害化處置方式。

資源化與能源化利用并不矛盾，而是不同優(yōu)先級(jí)的管理方式，兩者有機(jī)結(jié)合能為優(yōu)化垃圾管理系統(tǒng)和提高資源利用效率做出更大的貢獻(xiàn)。

國(guó)際普遍接受的廢棄物管理優(yōu)先級(jí)原則（3R 原則）表明：預(yù)防/減量（Reduce）、重復(fù)使用（Reuse）、循環(huán)利用（Recycle）、用于其他目的（如焚燒發(fā)電）的回收以及末端填埋處置的優(yōu)先級(jí)依次遞減，如下圖示。

圖2 國(guó)際通用的垃圾管理優(yōu)先級(jí)層次理念

（三）分選與資源化的關(guān)系

1.分選是資源化的前提，資源化是分選的目的

不經(jīng)分選的混合廢棄物較難直接進(jìn)行資源化，缺少后端資源化過(guò)程則會(huì)使分選失去存在的意義。

2.分選為資源化提供原料，資源化為分選創(chuàng)造價(jià)值

分選將混合垃圾分成各類(lèi)高純度單一材料物料流，成為資源化環(huán)節(jié)的合適進(jìn)料，卻不直接產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)價(jià)值；通過(guò)各項(xiàng)資源化技術(shù)能夠?qū)⒎诌x產(chǎn)出物轉(zhuǎn)化成高質(zhì)量和高價(jià)值的再生產(chǎn)品，從而為全產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

3.兩者結(jié)合是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈閉環(huán)的唯一最優(yōu)路徑，能夠讓循環(huán)經(jīng)濟(jì)既“循環(huán)”又“經(jīng)濟(jì)”。

三、城市固體廢棄物

分選及資源化場(chǎng)景分析

陶朗循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究院針對(duì)我國(guó)正在推行的城市生活垃圾分類(lèi)實(shí)踐分析了對(duì)應(yīng)的分選與資源化路徑：

圖3 分選中心是城市生活源固廢資源化體系中的關(guān)鍵樞紐

分選中心的地位

分選中心正日漸成為城市固體廢棄物管理體系中承上啟下的核心樞紐：一方面配合前端垃圾分類(lèi)投放，并對(duì)未來(lái)的分類(lèi)要求變化具有一定的適應(yīng)能力；另一方面作為下游資源化、能源化的預(yù)處理單元，為資源化、能源化利用提供穩(wěn)定、合適的進(jìn)料。未來(lái)很有可能會(huì)成為每個(gè)城市的標(biāo)配。

（一）可回收物

1.簡(jiǎn)介

可回收物是指適宜回收利用和資源化的生活廢棄物，包括紙、塑料、金屬、玻璃以及織物等，經(jīng)過(guò)集中收運(yùn)后，進(jìn)入分選中心（Material Recovery Facility，MRF）進(jìn)行精細(xì)化分類(lèi)，按照材質(zhì)、顏色、尺寸、密度等特性分離，得到單一材質(zhì)、達(dá)到一定純度要求的分選出料，經(jīng)打包后送往下游再生加工企業(yè)。

當(dāng)前從“可回收物”桶收運(yùn)得到的是不同材質(zhì)的混合物料。即使前端通過(guò)智能垃圾分類(lèi)箱收到“單一品類(lèi)”可回收物，實(shí)際上往往也是混合物料，必須分開(kāi)才能更好地進(jìn)行再生利用。

圖4 可回收物的分選及資源化路徑示意

例如廢塑料包括：

·塑料瓶（常見(jiàn)為PET 材質(zhì)）

·食品容器（常見(jiàn)為PP 材質(zhì)）

·日化瓶（常見(jiàn)為HDPE 材質(zhì)）

·泡沫塑料（常見(jiàn)為PS 材質(zhì)）等

“高值”廢塑料是指可通過(guò)物理回收得到的塑料顆粒，用于制作消費(fèi)后可回收（Post-consumer recycling,PCR）塑料制品；“低值”廢塑料可通過(guò)化學(xué)回收，得到油、氣、單體等，用于制作原生質(zhì)量PCR 塑料。

2.案例

上海城投環(huán)境于2020 年配合垃圾分類(lèi)所建成的徐浦兩網(wǎng)融合集散中心，是集自動(dòng)化精細(xì)分選、自動(dòng)分類(lèi)打包轉(zhuǎn)運(yùn)及智能進(jìn)出庫(kù)為一體的示范項(xiàng)目，處理量為60 噸/天可回收物。

該中心從各收運(yùn)點(diǎn)運(yùn)收集來(lái)的混合硬質(zhì)塑料，經(jīng)由AUTOSORT 光學(xué)分選設(shè)備后，被分為透明PET、雜色PET、白色HDPE、雜色HDPE、其他塑料及膜類(lèi)，大幅提升了分選出料的純度及價(jià)值，為后續(xù)的高值化再生利用打下基礎(chǔ)。

圖5 上海城投環(huán)境可回收物分選中心及資源化項(xiàng)目

另外，傳統(tǒng)的可回收物分揀中心（以人工手揀為主）的工作條件相對(duì)簡(jiǎn)易且效率有限，面臨著招工難、留人難、效益低等問(wèn)題，用自動(dòng)化分選中心取代人工分揀中心日益成為提升運(yùn)營(yíng)效率和經(jīng)濟(jì)效益的有力措施。

（二）廚余垃圾（濕垃圾）

1.介紹

廚余垃圾是指居民日常生活及食品加工、飲食服務(wù)等活動(dòng)產(chǎn)生的垃圾，包括丟棄不用的菜葉、剩菜、剩飯、果皮等，主要成分為有機(jī)質(zhì)，但難免混有一定量非有機(jī)質(zhì)，如塑料袋、餐具、玻璃、沙土、木頭等不利于后續(xù)資源化的惰性物質(zhì)，需要經(jīng)過(guò)分選中心去除雜質(zhì)。

通過(guò)分選得到塑料膜、硬塑料、鐵金屬等可回收物，可以分別送往下游再生加工企業(yè)；還可產(chǎn)出高熱值垃圾衍生燃料（RDF）等，厭氧發(fā)酵環(huán)節(jié)產(chǎn)出沼氣、肥料等可以售賣(mài)，剩余殘?jiān)梢运吞盥窕蛏倭窟M(jìn)行焚燒。

2.案例

在實(shí)際項(xiàng)目中，分選中心也可以建在廚余垃圾處理廠內(nèi)，作為預(yù)處理車(chē)間。廈門(mén)市后坑生活垃圾分類(lèi)處理廠就在有機(jī)垃圾厭氧發(fā)酵工藝之前專(zhuān)門(mén)配建了一個(gè)自動(dòng)化分選車(chē)間。

圖6 廈門(mén)市后坑廚余垃圾處理廠的分選車(chē)間及資源化車(chē)間分布圖

項(xiàng)目業(yè)主方聯(lián)誼吉源引進(jìn)德國(guó)干式厭氧發(fā)酵技術(shù)，對(duì)500 噸/天生活垃圾中的有機(jī)質(zhì)部分進(jìn)行資源化利用。然而，進(jìn)廠垃圾中含有較高比例惰性物質(zhì)，阻礙有機(jī)物在厭氧發(fā)酵槽內(nèi)正常流動(dòng)，對(duì)發(fā)酵過(guò)程產(chǎn)生負(fù)面影響。

為此，陶朗為聯(lián)誼吉源提供了智能自動(dòng)化分選中心解決方案作為厭氧發(fā)酵的預(yù)處理環(huán)節(jié)，用于回收塑料、金屬并剔除其它惰性物質(zhì)。該項(xiàng)目于2013 年建成并通過(guò)驗(yàn)收，2014 年通過(guò)住建部市政公用科技示范工程驗(yàn)收。

同年，依托該處理廠的“生活垃圾智能分選及厭氧綜合處理”項(xiàng)目被列為國(guó)家發(fā)改委、工信部、科技部、財(cái)政部、環(huán)境部聯(lián)合的“十二五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃重大環(huán)保技術(shù)準(zhǔn)備與產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化工程。

（三）其他垃圾（干垃圾）

其他垃圾是除可回收物、廚余垃圾、有害垃圾以外的其他生活廢棄物，而實(shí)際上分類(lèi)后的其他垃圾仍然含有一定量的可回收物，包括紙、塑料、玻璃和金屬等。

混合垃圾分選可以將其中的可回收物挑出來(lái)用于循環(huán)利用，剩余部分再進(jìn)行能源化或無(wú)害化處理，既能減少焚燒和填埋處置量，又能提高生活垃圾回收利用率和資源利用效率。詳見(jiàn)下文“ 焚燒前分選”模塊。

圖7 其他垃圾分選及資源化和無(wú)害化處置路徑示意

生活垃圾經(jīng)焚燒處理后，仍會(huì)殘留一些爐渣，主要由陶瓷、磚石碎片、玻璃、熔渣、鐵和其他廢金屬及不可燃物等組成。

可建立專(zhuān)門(mén)的爐渣分選廠，通過(guò)光電分選設(shè)備將其中的金屬、玻璃等提取出來(lái)，實(shí)現(xiàn)資源循環(huán)利用。

（四）廢紡織品

1.介紹

廢舊紡織品包括消費(fèi)前和消費(fèi)后的紡織品廢料，如工業(yè)邊角余料、廢線(xiàn)、廢舊服裝、家用紡織品等，可根據(jù)纖維種類(lèi)精確分選出棉、羊毛、滌綸、氨綸、腈綸、棉綸、尼龍、混紡等，再進(jìn)行資源化利用。

圖8 廢舊紡織品的分選與資源化

2.案例

以往，廢舊紡織品分揀都采用人工手揀的方式，但由于不同紡織品所含纖維種類(lèi)不同，分揀難度高、準(zhǔn)確率差、效率低，不能滿(mǎn)足下游廢紡資源化企業(yè)的需求。

瑞典環(huán)科院牽頭的創(chuàng)新項(xiàng)目“SIPTex”搭建了一條廢紡自動(dòng)化分選測(cè)試線(xiàn)，并通過(guò)近紅外光學(xué)分選設(shè)備對(duì)各種來(lái)自消費(fèi)前和消費(fèi)后的紡織品廢料進(jìn)行分選測(cè)試。

廢舊紡織品回收目標(biāo)

我國(guó)每年生產(chǎn)的服裝高達(dá)220 多億件，每年產(chǎn)生的廢舊紡織品2600 多萬(wàn)噸之多，回收量不到400 萬(wàn)噸。

為改變這一局面，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布了《關(guān)于加快推進(jìn)廢舊紡織品循環(huán)利用的實(shí)施意見(jiàn)》，設(shè)定了“到2025 年，廢舊紡織品循環(huán)利用率達(dá)到25%，廢舊紡織品再生纖維產(chǎn)量達(dá)到200 萬(wàn)噸”的目標(biāo)，這也為廢舊紡織品分選及資源化行業(yè)發(fā)展奠定了政策基礎(chǔ)。

（五）建筑垃圾

1.介紹

建筑垃圾指在各類(lèi)建筑物、構(gòu)筑物、管網(wǎng)等進(jìn)行建設(shè)、鋪設(shè)或拆除、修繕過(guò)程中所產(chǎn)生的渣土、棄料及其他廢棄物，可分為工程渣土、拆除垃圾、施工垃圾及裝修垃圾，通常包含有大量可回收利用材料，除了常見(jiàn)的砂石、磚塊，混凝土等，還有在裝修和拆除垃圾中占可觀比例的金屬、木材、多種塑料、玻璃、橡膠等，經(jīng)過(guò)分選后可分別進(jìn)行資源化利用。

圖9 建筑垃圾破碎后的分選和資源化

2.案例

2020 年上海市建設(shè)了青浦再生建材利用中心項(xiàng)目，年處理建筑垃圾50 萬(wàn)噸，生產(chǎn)處理線(xiàn)處理能力為1500 噸/日，其中裝修垃圾1000 噸/日、拆除垃圾500 噸/日。

破碎后的建筑垃圾經(jīng)過(guò)篩分、磁選、風(fēng)選等處理流程后，利用近紅外光電分選設(shè)備再進(jìn)行精準(zhǔn)除雜，剔除塑料、木材、織物等非骨料雜質(zhì)。

提純后的高純度骨料可被用于再生建材的制備；光電分選設(shè)備還可進(jìn)一步對(duì)提純后的骨料進(jìn)行磚砼分離，將提純后的混凝土用于干拌砂漿，實(shí)現(xiàn)更高的再生價(jià)值。

此外，用光電分選替代傳統(tǒng)的水浮選，既提高骨料的純度，又避免產(chǎn)生污水，一舉兩得。

（六）電子垃圾

電子垃圾指被廢棄的電器或電子設(shè)備，主要包括家用電器和計(jì)算機(jī)等通信電子產(chǎn)品，含有大量金屬可回收物。

可在破碎拆解后，利用光電分選技術(shù)，實(shí)現(xiàn)含金屬物料的分流，然后進(jìn)一步從中分選出各類(lèi)有色金屬、不銹鋼、導(dǎo)線(xiàn)等，分別進(jìn)行資源化利用。

從不含金屬的物料流中，可以分選出各類(lèi)塑料成分，如印刷電路板以及ABS、PS、PP 等塑料，分別進(jìn)行物理回收和化學(xué)回收；部分塑料含阻燃劑，對(duì)環(huán)境污染非常嚴(yán)重，需要單獨(dú)分選出來(lái)，確保回收塑料能滿(mǎn)足RoHS 指令要求（含溴量低于1000ppm）。

圖10 經(jīng)陶朗光電分選后的電路板、塑料、金屬等高純度可再生資源

我國(guó)每年產(chǎn)生的電子垃圾總量高達(dá)上千萬(wàn)噸，已成為全球第一大電子垃圾產(chǎn)生國(guó)，資源化潛力巨大。

（七）報(bào)廢汽車(chē)

報(bào)廢汽車(chē)是達(dá)到國(guó)家報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)或者雖然未達(dá)到國(guó)家報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)，但嚴(yán)重?fù)p壞經(jīng)檢驗(yàn)不符合國(guó)家機(jī)動(dòng)車(chē)運(yùn)行安全技術(shù)條件，或者不符合國(guó)家機(jī)動(dòng)車(chē)污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)動(dòng)車(chē)。

在汽車(chē)拆解線(xiàn)上，經(jīng)過(guò)基本的拆解如電瓶、輪胎、車(chē)門(mén)、發(fā)動(dòng)機(jī)拆卸、氟利昂和廢油抽取機(jī)等，剩下的整車(chē)將進(jìn)入破碎中心。

通過(guò)應(yīng)用先進(jìn)的自動(dòng)化分選技術(shù)，破碎料中的各種有色金屬、鋁合金、不銹鋼、導(dǎo)線(xiàn)、電路板、各類(lèi)塑料聚合物（如PP，ABS，PC 等）可以被高純度地分選出來(lái)，分別進(jìn)入資源化渠道。

圖11 報(bào)廢汽車(chē)拆解與廢金屬資源化

《汽車(chē)產(chǎn)品生產(chǎn)者責(zé)任延伸試點(diǎn)實(shí)施方案》提出“報(bào)廢汽車(chē)資源綜合利用率達(dá)到75%，汽車(chē)可回收利用率達(dá)到95%，重點(diǎn)部件的再生原料利用比例不低于5%”的目標(biāo)。在國(guó)家政策的規(guī)范下，報(bào)廢汽車(chē)回收拆解企業(yè)正逐步向機(jī)械化、自動(dòng)化和規(guī)模化方向發(fā)展。

四、固體廢棄物分選技術(shù)工藝

分選工藝存在機(jī)械分選、光學(xué)分選、電磁分選等多種不同的技術(shù)路線(xiàn)，分別適應(yīng)于不同的分選目的，陶朗循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究院整理主流的分選技術(shù)如下。

（一）機(jī)械分選

包括如尺寸篩分、彈跳篩分、重力分選（包括風(fēng)選、水浮法等）。

表4-1 機(jī)械分選

（二）光學(xué)分選

表4-2 光學(xué)分選

（三）電磁分選

人工智能與分選結(jié)合

做為一個(gè)有益的補(bǔ)充模塊，人工智能（AI）技術(shù)正在改變分選行業(yè)。

AI 技術(shù)早在30 年前就走進(jìn)分選應(yīng)用。但受制于當(dāng)時(shí)的技術(shù)，AI 算法只能通過(guò)對(duì)比材料顏色的灰度值或彩色值，借助簡(jiǎn)單規(guī)則做出分選判斷。

隨著算力增加，AI 技術(shù)越來(lái)越多地應(yīng)用于圖像分類(lèi)，例如，定制分選相機(jī)可捕捉顏色特征以外的材料光譜特性，從而大幅提高光電分選設(shè)備的精確性。近年來(lái)，深度學(xué)習(xí)算法日臻完善，為解決數(shù)據(jù)處理難題提供了支持。

表4-3 電磁分選

針對(duì)某一特定分選應(yīng)用，可以先對(duì)人工智能軟件進(jìn)行培訓(xùn)，使其預(yù)先學(xué)習(xí)并記住大量物料特征，歸納總結(jié)后形成算法，從而使分選設(shè)備能夠檢測(cè)成分更復(fù)雜的材料，并提高分選準(zhǔn)確性。

在工業(yè)4.0 時(shí)代，互聯(lián)網(wǎng)和云技術(shù)的發(fā)展，使得分選設(shè)備上加裝的深度學(xué)習(xí)模塊還能夠收集大量的云端數(shù)據(jù)，掌握更多的材料特征，進(jìn)行更深度的學(xué)習(xí)，從而進(jìn)一步提升分選能力和精確性。

在分選廠或分選中心內(nèi)，往往是多種分選技術(shù)模塊的組合，常見(jiàn)的可回收物分選中心包括機(jī)械篩分、磁選（可選渦電流）、光學(xué)分選等多模塊。

圖12 典型的混合生活垃圾分選流程圖（簡(jiǎn)化版）

圖13 典型的PP/PE/PS 塑料包裝分選及高值化再生利用流程

五、固體廢棄物資源化技術(shù)工藝

不同材質(zhì)和來(lái)源的物料擁有不同的資源化技術(shù)，陶朗循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究院整理主流資源化技術(shù)如下。

表5-1 固體廢棄物資源化技術(shù)工藝

（一）紙張

表5-2 紙張資源化

（二）木材

表5-3 木材資源化

（三）塑料

表5-4 塑料資源化

（四）玻璃

表5-5 玻璃資源化

六、焚燒前分選——行業(yè)新趨勢(shì)

目前，我國(guó)生活垃圾清運(yùn)量的95%以上被焚燒和填埋處置，且焚燒占比逐年增多，2021 年焚燒能力占比達(dá)到68.1%。

另外，全國(guó)部分地區(qū)開(kāi)展垃圾填埋場(chǎng)修復(fù)項(xiàng)目，逐漸將填埋場(chǎng)陳腐垃圾挖出來(lái)進(jìn)行焚燒處理。因此，焚燒廠是絕大多數(shù)生活垃圾的最終歸宿。

但近年來(lái)焚燒廠面臨降碳減污、補(bǔ)貼減少的壓力和生活垃圾組分改變帶來(lái)的穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)的挑戰(zhàn)。

陶朗循環(huán)經(jīng)濟(jì)研究院依據(jù)在歐洲多國(guó)的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，認(rèn)為焚燒前分選是我國(guó)未來(lái)生活垃圾管理的發(fā)展方向。

（一）焚燒前分選是什么

焚燒前分選是在生活垃圾（包括干垃圾、混合垃圾、填埋場(chǎng)陳腐垃圾等）焚燒處置前，通過(guò)垃圾分選裝置分選出其中的可回收物（紙塑玻金等）用于資源化企業(yè)循環(huán)利用，從而達(dá)到降碳減污、提高資源循環(huán)利用率的目標(biāo)。

（二）焚燒前分選在歐洲的發(fā)展情況

1.發(fā)展現(xiàn)狀

在歐洲、日本等已推行垃圾分類(lèi)數(shù)十年的國(guó)家和地區(qū)，“焚燒前分選”已得到普遍認(rèn)可并被大量實(shí)踐。

歐盟議會(huì)于2022 年9 月14 日批準(zhǔn)的可再生能源指令（RED III）修訂案中，設(shè)定了2030 年可再生能源占比45%的目標(biāo)！同時(shí)也明確指出，混合生活垃圾或其他垃圾的焚燒發(fā)電項(xiàng)目必須增加“高質(zhì)量的分選”環(huán)節(jié)，以求盡量將垃圾中的化石基材料（主要是塑料）分離出來(lái)用于循環(huán)利用，避免其被焚燒；而只有分選后的剩余垃圾焚燒才可能被列為“可再生能源”。

這對(duì)于消費(fèi)后塑料再生行業(yè)（物理或化學(xué)循環(huán)）而言也是個(gè)重大利好消息——未來(lái)將會(huì)有更多的進(jìn)料來(lái)源！

2.焚燒前分選前后對(duì)比

在西歐、北歐等國(guó)，目前塑料垃圾資源化主要依托以押金制（針對(duì)塑料飲料瓶）和綠點(diǎn)系統(tǒng)（針對(duì)其他塑料包裝）為基礎(chǔ)的收集與分選系統(tǒng)，其他塑料垃圾混在剩余垃圾中被焚燒或填埋。

陶朗在瑞典的調(diào)研數(shù)據(jù)顯示：

a.飲料瓶在所有塑料包裝中占比10%，通過(guò)押金制得以高比例回收和資源化利用；

b.通過(guò)綠點(diǎn)系統(tǒng)收集到的塑料包裝占比30%；

c.剩余60%的塑料包裝被焚燒處置，未得到資源化利用。

歐盟的目標(biāo)是到2025 年塑料包裝回收利用率達(dá)到50%，2030 年達(dá)到55%，當(dāng)前收集比例為40%。

由于前端分類(lèi)投放已實(shí)施多年，進(jìn)一步提高空間有限，達(dá)到回收率目標(biāo)的方法只有挖掘“剩余垃圾”的潛力，即通過(guò)焚燒前分選的方式。

具體如下圖所示，一是增加其他垃圾進(jìn)入焚燒之前的分選中心，從混合垃圾中分選出殘余塑料包裝，供應(yīng)給塑料分選廠和資源化渠道；二是擴(kuò)大原有塑料分選廠的處理能力，以應(yīng)對(duì)來(lái)料的增加。

（三）焚燒前分選在歐洲的發(fā)展動(dòng)力

1.減碳效益顯著，符合歐盟碳排放政策

歐洲在綠色低碳發(fā)展方面處于世界領(lǐng)先位置，于2020年通過(guò)《歐洲綠色協(xié)議》，承諾2030 年溫室氣體排放比1990 年減少50%-55%，到2050 年實(shí)現(xiàn)碳中和；于2021年修訂“碳排放交易體系”，每年配額總量下降速度進(jìn)一步加快，且配額拍賣(mài)比例逐年增長(zhǎng)，至2030 年將不再免費(fèi)發(fā)放初始配額，還將于2026 年起將城市垃圾焚燒裝置納入碳交易。

在碳減排的政策壓力和碳交易的價(jià)值鼓勵(lì)下，焚燒前分選作為低碳的垃圾管理方式受到政府、社會(huì)和企業(yè)的青睞。

2.促進(jìn)循環(huán)經(jīng)濟(jì)，助力歐盟實(shí)現(xiàn)資源化目標(biāo)

2018 年歐盟在《包裝及包裝廢棄物指令》明確規(guī)定：到2025 年要實(shí)現(xiàn)所有包裝廢棄物至少65%回收率，其中塑料50%，木材25%，黑色金屬70%，鋁50%，玻璃70%，紙張和硬紙板75%；到2030 年所有包裝廢棄物至少70%回收率，其中塑料55%，木材30%，黑色金屬80%，鋁60%，玻璃75%，紙張和硬紙板85%。

實(shí)際上到2021 年的塑料包裝的回收率為40%，正如上文所言，前端分類(lèi)投放實(shí)施多年，進(jìn)一步提高空間有限，焚燒前分選是達(dá)到回收率目標(biāo)最好的方法。

3.不需多建新焚燒廠，即可應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的垃圾體量且能獲得更大經(jīng)濟(jì)收益

近年來(lái)，歐盟整體垃圾量逐年增多，填埋處置受到越來(lái)越嚴(yán)格的限制，焚燒發(fā)電補(bǔ)貼也在逐漸消退。

新建焚燒廠既不符合政府意愿，也得不到民眾支持，失去補(bǔ)貼后，僅靠垃圾處理費(fèi)的收入很難維系。生活垃圾管理面臨巨大困境。

焚燒前分選可將垃圾中相當(dāng)一部分高熱值可回收物分出來(lái)進(jìn)行資源化利用，產(chǎn)生更大經(jīng)濟(jì)價(jià)值的同時(shí)，間接擴(kuò)大了焚燒廠的處置能力，不需增建或僅需少量增建新的垃圾焚燒廠。

4.分出可回收物，為下游再生資源加工企業(yè)提供優(yōu)質(zhì)原料

以塑料的循環(huán)利用為例，艾倫·麥克阿瑟基金會(huì)《新塑料經(jīng)濟(jì)全球承諾》、歐盟《一次性塑料指令》、英國(guó)和意大利“塑料包裝稅”等公約和政策，大力推動(dòng)了全球范圍內(nèi)廢塑料化學(xué)回收工廠的建設(shè)，從2020 年的萬(wàn)噸級(jí)到2025 年數(shù)百萬(wàn)噸級(jí)，這意味著到2025 年將新增數(shù)百萬(wàn)噸乃至上千萬(wàn)噸廢的塑料原料需求。

垃圾分類(lèi)在歐洲發(fā)展比較成熟且趨于穩(wěn)定，無(wú)法在短時(shí)間內(nèi)滿(mǎn)足如此巨大的塑料垃圾增量需求，焚燒前分選從比垃圾分類(lèi)來(lái)源更廣闊的原料中分選出塑料原料，為下游再生資源加工企業(yè)提供足量的優(yōu)質(zhì)原料。

（四）焚燒前分選在我國(guó)的發(fā)展前景及潛力

1.有助于促進(jìn)“雙碳”目標(biāo)達(dá)成，碳交易收益潛力巨大

存量方面，垃圾填埋場(chǎng)存有4-5 億噸廢塑料，隨著城鎮(zhèn)化不斷推進(jìn)和環(huán)保要求不斷提升，全國(guó)多地計(jì)劃將填埋場(chǎng)垃圾挖出來(lái)焚燒處置，僅廢塑料的焚燒就會(huì)產(chǎn)生8-10 億噸碳排放。

焚燒前分選可將塑料、紙張、木材、紡織品等高碳含量物料分出來(lái)資源化利用，碳減排潛力巨大。未來(lái)焚燒廠很有可能會(huì)被納入碳交易體系，隨著補(bǔ)貼退坡甚至取消，減碳收益或?qū)⒊蔀榉贌龔S主要經(jīng)濟(jì)收益。

2.助力實(shí)現(xiàn)逐步提升的“循環(huán)經(jīng)濟(jì)”和“無(wú)廢城市”發(fā)展目標(biāo)

近年來(lái)，發(fā)改委、住建部、生環(huán)部、工信部等部委陸續(xù)發(fā)布《生活垃圾分類(lèi)制度實(shí)施方案》《“十四五”城鎮(zhèn)生活垃圾分類(lèi)和處理設(shè)施發(fā)展規(guī)劃》《“無(wú)廢城市”建設(shè)試點(diǎn)工作方案》《“十四五”時(shí)期“無(wú)廢城市”建設(shè)工作方案》等文件，垃圾回收利用率目標(biāo)不斷提高，無(wú)廢城市名錄不斷擴(kuò)充要求不斷提升，現(xiàn)行的垃圾管理體系較難實(shí)現(xiàn)。

很多城市垃圾管理工作集中在前端分類(lèi)投放設(shè)施和公共教育上，后端資源化缺乏系統(tǒng)性有效投入，導(dǎo)致很多可回收物實(shí)際上面臨被焚燒或填埋的局面，焚燒前分選是潛力極大的解決方案。

垃圾組分和回收技術(shù)的演化

圖14 東南沿海某城市2011 年混合垃圾與2019 年其他垃圾的成分比對(duì)

隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快以及居民消費(fèi)方式的改變，城市生活垃圾組分較十幾年前發(fā)生很大變化，各類(lèi)可回收物占比不斷增加，生活垃圾中的塑料、紙成分都已快速增加到近20%。

隨著技術(shù)進(jìn)步以及設(shè)計(jì)改變，很多原本技術(shù)上不可回收的廢棄物，現(xiàn)在有了新的回收手段，例如聚乙烯和聚丙烯復(fù)合塑料包裝之前無(wú)法通過(guò)物理循環(huán)再生加工，而新興的化學(xué)循環(huán)技術(shù)可以很好地應(yīng)對(duì)。

另外，由于錯(cuò)投、誤投現(xiàn)象仍存在，部分高價(jià)值可回收物會(huì)存留在其他垃圾中。焚燒處置既浪費(fèi)資源又會(huì)釋放大量溫室氣體和其他污染物。

由于塑料制品及包裝總體用量增加，“其他垃圾”中存在相當(dāng)高比例的“低值可回收物”，材質(zhì)以塑料和紙為主。

如外賣(mài)餐盒、生鮮食品容器、飲料杯、酸奶盒、日化包裝等硬塑料包裝，以及購(gòu)物袋、零食袋等軟塑料包裝，還有牛奶和果汁包等紙基復(fù)合包裝等。

一些城市四分類(lèi)后“其他垃圾”塑料成分高達(dá)20-30%，個(gè)別城市達(dá)到40%，這些都具有較高回收價(jià)值，焚燒處置非常浪費(fèi)資源。

圖15 東南部多個(gè)城市四分類(lèi)后“其他垃圾”中各類(lèi)細(xì)分成分柱狀圖

圖16 歐洲的生活垃圾資源化利用模式現(xiàn)狀（以塑料廢棄物為例）

圖17 歐洲的生活垃圾資源化利用模式新趨勢(shì)（以塑料廢棄物為例）

3.緩解部分焚燒廠運(yùn)營(yíng)壓力，增加無(wú)害化處理量和經(jīng)濟(jì)收益

垃圾分類(lèi)后，濕垃圾從前端分出，焚燒廠主要原料從低熱值、高含水率的混合生活垃圾轉(zhuǎn)變?yōu)楦邿嶂怠⒌秃实摹捌渌ǜ衫薄?/p>

原料大幅改變會(huì)對(duì)已有焚燒廠穩(wěn)定運(yùn)營(yíng)產(chǎn)生很大影響。為保證安全穩(wěn)定運(yùn)行，需減少垃圾處理量來(lái)維持熱負(fù)荷不變，同時(shí)高熱值會(huì)使?fàn)t膛溫度上升，導(dǎo)致結(jié)焦加重，增加運(yùn)營(yíng)成本。

另外，隨著補(bǔ)貼退坡，焚燒廠面臨著越來(lái)越大的經(jīng)營(yíng)壓力。

在焚燒處理量尚未飽和或不適宜建設(shè)焚燒廠的地區(qū)，可將生活垃圾中未受污染或受污染較小的塑料、紙張、木材、紡織品等高熱值、高回收價(jià)值和金屬、玻璃等不參與燃燒卻具有回收價(jià)值的物料分選出來(lái)循環(huán)利用。

這樣做一是可以調(diào)節(jié)入爐物料的熱值，緩解焚燒爐運(yùn)行壓力；二是分選出可回收物能夠增加焚燒廠的垃圾無(wú)害化處理量，通過(guò)處置更多垃圾、售賣(mài)或再生加工可回收物，提升經(jīng)濟(jì)收益。

4.提供穩(wěn)定且優(yōu)質(zhì)的原料，推動(dòng)下游資源再生加工行業(yè)重生和發(fā)展

與歐洲情況不同，我國(guó)過(guò)去二十年一直是全球主要乃至最大的洋垃圾進(jìn)口國(guó)。

2010-2017 年，我國(guó)垃圾進(jìn)口量維持在4000-5000 萬(wàn)噸水平，2018-2021 年逐步降至0。

近三年國(guó)內(nèi)再生資源企業(yè)面臨缺少原料的困境，行業(yè)備受打擊，尤其是廢塑料和廢紙?jiān)偕庸て髽I(yè)。大量企業(yè)被迫關(guān)?；蜣D(zhuǎn)移至東南亞，而后者有一半以上虧損，除疫情影響，還包括沒(méi)有優(yōu)質(zhì)原料、高額通關(guān)費(fèi)用、缺少熟練工人、不適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境等原因。

除了傳統(tǒng)再生加工企業(yè)，新興企業(yè)也面對(duì)原料不足的問(wèn)題，如化學(xué)回收逐漸成為解決塑料污染和推動(dòng)材料領(lǐng)域低碳循環(huán)轉(zhuǎn)型的新方案，多地在建或籌建工廠，僅科茂環(huán)境在建工廠在未來(lái)三年內(nèi)就有70-100 萬(wàn)噸原料需求，生活垃圾中的低值廢塑料是化學(xué)回收的最佳原料來(lái)源，而當(dāng)前基本都被焚燒處置。

焚燒前分選將具備回收價(jià)值的物料挑出，向再生資源加工企業(yè)提供體量和品質(zhì)穩(wěn)定的原料，挽救行業(yè)危機(jī)，為我國(guó)未來(lái)全面推進(jìn)垃圾資源化保留革命火種并發(fā)展新的版圖。

七、分選及資源化行業(yè)未來(lái)發(fā)展

分選與資源化的技術(shù)已經(jīng)成熟，在歐美澳日等發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)，多種模式都有穩(wěn)定運(yùn)行的項(xiàng)目。現(xiàn)階段我國(guó)的行業(yè)發(fā)展尚未充分，但已有不少案例，隨著資源化目標(biāo)的提高和政策引導(dǎo)，我國(guó)將會(huì)迎來(lái)分選和資源化產(chǎn)能投建高潮，產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展勢(shì)頭已經(jīng)呈現(xiàn)。

（一）發(fā)達(dá)國(guó)家分選及資源化項(xiàng)目

表7-1 發(fā)達(dá)國(guó)家分選及資源化項(xiàng)目

（二）我國(guó)已有的案例

表7-2 我國(guó)已有的案例

過(guò)去十年里，我國(guó)生活垃圾管理重點(diǎn)在于大力提升無(wú)害化處理率和推動(dòng)以焚燒為代表的能源化利用。進(jìn)入“十四五”后，開(kāi)始 從以焚燒發(fā)電為主向“分選和資源化結(jié)合”轉(zhuǎn)變，全國(guó)多地尤其是東部經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)地區(qū)開(kāi)始投建各類(lèi)分選和資源化裝置和項(xiàng)目，使垃圾資源化從粗糙的理念逐步精細(xì)化發(fā)展，開(kāi)啟了生活垃圾管理、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、無(wú)廢城市等相關(guān)事業(yè)從局部最優(yōu)解向全局最優(yōu)解的進(jìn)化之路。