農(nóng)村居民點(diǎn)生活垃圾分類處置研究

張擎翰

(中國(guó)電建集團(tuán)成都勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院有限公司，成都 610072)

0 前 言

中國(guó)在1992年出臺(tái)的《關(guān)于解決我國(guó)城市生活垃圾問(wèn)題幾點(diǎn)意見(jiàn)的通知》中首次提及垃圾分類概念,僅在《固體廢物污染防治法》《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》《環(huán)境保護(hù)法》等法律[1-2]中原則性規(guī)定了垃圾分類收集和處置過(guò)程。2019年底我國(guó)啟動(dòng)垃圾分類的試點(diǎn)，首批237個(gè)地級(jí)及以上城市中有30個(gè)城市擬出臺(tái)垃圾分類地方性法規(guī)或規(guī)章強(qiáng)制推行垃圾分類[3]。受垃圾處置設(shè)置不完備的影響，各試點(diǎn)城市分類后的垃圾仍采用混合處置方式進(jìn)行處置，造成各地居民主動(dòng)分類意識(shí)不強(qiáng)、垃圾分類工作執(zhí)行困難。此外，目前國(guó)內(nèi)垃圾分類研究?jī)H在經(jīng)濟(jì)條件較好的城市開(kāi)展[4-8]，對(duì)農(nóng)村地區(qū)的生活垃圾研究?jī)H局限于垃圾收集、清運(yùn)、處置等某單一環(huán)節(jié)，對(duì)構(gòu)建處置體系的經(jīng)濟(jì)性和實(shí)際運(yùn)行效果相關(guān)研究還甚少[9-12]。因此，本文以西南山區(qū)某農(nóng)村居民點(diǎn)為具體對(duì)象，采用問(wèn)卷調(diào)查、室內(nèi)分析等方法，對(duì)該居民點(diǎn)的農(nóng)村生活垃圾現(xiàn)狀進(jìn)行分析，根據(jù)現(xiàn)狀問(wèn)題構(gòu)建適宜的垃圾處置模式，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)性分析，對(duì)相關(guān)處置模式的可行性進(jìn)行驗(yàn)證，為我國(guó)偏遠(yuǎn)農(nóng)村山區(qū)地區(qū)的生活垃圾收運(yùn)處置提供借鑒。

1 現(xiàn)狀調(diào)查

本研究選取大渡河流域的農(nóng)村居民點(diǎn)新民集鎮(zhèn)作為研究對(duì)象(見(jiàn)圖1)，其位于石棉縣西北部28 km的丘陵山區(qū)，面積123.41 km2，氣候?yàn)樗拇ㄅ璧貋啛釒駶?rùn)氣候，年降雨量平均900 mm，全年平均氣溫16.9 ℃，人口1 094人，主要經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)為種植業(yè)和養(yǎng)殖業(yè)，黃果柑等為主要經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)，而生豬等養(yǎng)殖業(yè)主要以滿足個(gè)人家庭食用為主，主要經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)情況見(jiàn)表1。

圖1 研究區(qū)域位置

表1 研究區(qū)域主要經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)

1.1 垃圾特性和產(chǎn)生量調(diào)查

課題組借鑒國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)垃圾特性的研究方法[13-14]，于2016年8月和11月對(duì)新民集鎮(zhèn)進(jìn)行了兩期調(diào)查，選取60戶居民作為研究對(duì)象。通過(guò)定期收集、現(xiàn)場(chǎng)采樣、人工分選、室內(nèi)分析和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等方式[15]，掌握了安置區(qū)生活垃圾特性及產(chǎn)生量。課題組采用4分法進(jìn)行樣品采集，按以下公式計(jì)算物理組成。經(jīng)計(jì)算分析，垃圾類別主要包括廚余垃圾、紙類、塑料和灰土類等。詳見(jiàn)表2、3和圖2、3。

圖2 無(wú)種植養(yǎng)殖家庭的垃圾物理組成

圖3 有種植養(yǎng)殖家庭的垃圾物理組成

表2 新民居民不同土地及養(yǎng)殖狀況下家庭垃圾產(chǎn)生特征

表3 新民集鎮(zhèn)生活垃圾理化分析結(jié)果

(1)

(2)

公式(1)～(2)中：Ci為某成分濕基含量，%；Mi為某成分濕基重量，kg；M為為樣品總重，kg；Ci′為某成分干基含量，%；Ci(W)為某成分含水率，%；C(W)為樣品含水率，%。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，垃圾人均產(chǎn)生量受家庭種植量和家庭養(yǎng)殖規(guī)模的影響，無(wú)種植的家庭垃圾產(chǎn)生量高于種植戶家庭；無(wú)養(yǎng)殖的家庭垃圾產(chǎn)生量高于養(yǎng)殖戶家庭；安置集鎮(zhèn)的混合垃圾生物可降解物質(zhì)(BDM)值較低，不利于直接資源化處置。

經(jīng)統(tǒng)計(jì)，新民集鎮(zhèn)生活垃圾人均產(chǎn)生量為0.33 kg/(人·d),同太湖、三峽庫(kù)區(qū)等獲得的農(nóng)村生活垃圾產(chǎn)生量較為接近[16]。垃圾組分以廚余垃圾為主，其中廚余類垃圾夏季含量達(dá)到61.02%，冬季為54.03%，含量已經(jīng)接近城市內(nèi)相應(yīng)組成比例[17-21]。因此，新民集鎮(zhèn)日產(chǎn)垃圾量約為361 kg,月產(chǎn)生量為1.08 t。

1.2 現(xiàn)有的收運(yùn)系統(tǒng)調(diào)查

新民集鎮(zhèn)屬典型的西部山區(qū)農(nóng)村，集鎮(zhèn)沿河建設(shè)，因地勢(shì)有限沒(méi)有垃圾處置場(chǎng)所，目前生活垃圾靠外運(yùn)方式處置，每月定期外運(yùn)至距集鎮(zhèn)約60 km的石棉縣城垃圾填埋場(chǎng)處置，現(xiàn)有垃圾處置模式見(jiàn)圖4。

圖4 新民集鎮(zhèn)新鮮垃圾與堆存垃圾物理組分對(duì)比

根據(jù)《石棉縣人民政府辦公室關(guān)于印發(fā)<石棉縣城區(qū)居民生活垃圾處理費(fèi)委托征收工作方案>的通知》(石府辦函〔2019〕58號(hào))，每戶按5元/月收取垃圾處置費(fèi)用，新民集鎮(zhèn)60戶居民每月處置費(fèi)用為3 000元，年處置費(fèi)用總計(jì)為36 000元(含人工費(fèi))。按特種車輛運(yùn)輸計(jì)費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車每公里成本為200元，轉(zhuǎn)運(yùn)一次的費(fèi)用為12 960元，遠(yuǎn)大于每月的處置費(fèi)用。目前由于清運(yùn)成本較高，轉(zhuǎn)運(yùn)處置工作常滯后，造成垃圾堆積嚴(yán)重。村民為減少清運(yùn)量降低成本，常就地露天簡(jiǎn)易點(diǎn)火焚燒，造成二次污染。

2 垃圾處置試點(diǎn)

為了解決集鎮(zhèn)垃圾處置問(wèn)題，根據(jù)國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究成果和經(jīng)驗(yàn)[22-29]，分類收集技術(shù)能有效減少垃圾收運(yùn)量[30-35]。課題組結(jié)合集鎮(zhèn)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)和交通現(xiàn)狀，考慮到現(xiàn)有的垃圾處置經(jīng)費(fèi)有限的實(shí)際情況，根據(jù)集鎮(zhèn)垃圾的特性研究成果，構(gòu)建了垃圾分類處置模式[36-40]，對(duì)集鎮(zhèn)居民的垃圾分類處置意愿進(jìn)行了調(diào)研，并對(duì)構(gòu)建的處置模式進(jìn)行了試點(diǎn)工作。

2.1 村民意愿調(diào)查

根據(jù)國(guó)內(nèi)相關(guān)學(xué)者的研究經(jīng)驗(yàn)[41-42]，發(fā)放問(wèn)卷60份(一戶一問(wèn)卷)，收回問(wèn)卷58份，其中有效問(wèn)卷為55份，被調(diào)查者年齡范圍為16～65歲，其中31～60歲的人占49%。調(diào)查內(nèi)容主要包括農(nóng)戶對(duì)改善環(huán)境的態(tài)度、采用垃圾分類收集處置的支持率等。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，新民集鎮(zhèn)居民以務(wù)農(nóng)(糧食種植和經(jīng)濟(jì)作物種植)為主，外出打工人員比例約占25%～30%，村民均愿意改善生活環(huán)境衛(wèi)生狀況，96.3%的受訪者支持垃圾處置試點(diǎn)，94.3%受訪者愿意參與垃圾分類工作。但多數(shù)村民(40%)對(duì)垃圾分類的知識(shí)貧乏，僅有8%的村民熟悉分類方法。被調(diào)查者反對(duì)垃圾處置收費(fèi)，普遍愿意接受針對(duì)垃圾分類的獎(jiǎng)勵(lì)式激勵(lì)措施。

2.2 垃圾綜合處置模式的構(gòu)建

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果，新民集鎮(zhèn)收運(yùn)的生活垃圾分為可堆肥類、可回收類和其它垃圾，其中可堆肥類和可回收類垃圾量占垃圾總量的60%～70%。參照GB/T 37066-2018《農(nóng)村生活垃圾處理導(dǎo)則》中的農(nóng)村生活垃圾處理技術(shù)路徑和新民集鎮(zhèn)垃圾的產(chǎn)生特性，結(jié)合當(dāng)?shù)氐漠a(chǎn)業(yè)(種植業(yè)、養(yǎng)殖業(yè))，構(gòu)建了垃圾綜合處置模式[43]，如圖5所示。

圖5 新民集鎮(zhèn)生活垃圾現(xiàn)有處置模式

2.3 分類收集模式

新民安置區(qū)經(jīng)濟(jì)條件較差，生活垃圾中的有價(jià)值部分(廢棄金屬、紙張、塑料瓶等)會(huì)被村民主動(dòng)挑選出，剩余生活垃圾合并后收集。因此，進(jìn)入垃圾收運(yùn)體系的垃圾中已無(wú)紙類、塑料、金屬等組分。實(shí)驗(yàn)組選取45戶分為3組作為垃圾分類收運(yùn)處置試點(diǎn)的受試對(duì)象。每15戶為1組，第1組按照3類進(jìn)行垃圾分類設(shè)計(jì)，分類收集綜合處置模式見(jiàn)表4；第2組按照干濕兩類分法設(shè)計(jì)見(jiàn)表5；第3組作為對(duì)照組不進(jìn)行分類。

表4 新民集鎮(zhèn)生活垃圾分類方式(A組，3分法)

表5 新民集鎮(zhèn)生活垃圾分類方式(B組，2分法)

2.4 垃圾分類試點(diǎn)效果分析

根據(jù)制定的《新民集鎮(zhèn)垃圾分類參與家庭監(jiān)督記錄卡》,對(duì)受試居民垃圾分類的正確率及參與率進(jìn)行日常監(jiān)測(cè)。監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括受試村民住戶垃圾的收集率、垃圾分類的參與率、垃圾分類的正確率,并對(duì)檢測(cè)的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,以評(píng)價(jià)整個(gè)分類實(shí)施后的效果。

2.4.1試點(diǎn)戶垃圾收集率

收集率是對(duì)受試戶垃圾有效收集情況的統(tǒng)計(jì)，指收集到垃圾的住戶占該組受試戶的比例，主要表示受試住戶參與度。收集率按照分組分周進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，查看小額度獎(jiǎng)勵(lì)刺激對(duì)受試戶的刺激效能。不同對(duì)比組組內(nèi)各周收集率對(duì)比見(jiàn)圖6。對(duì)比得出，B組(干、濕二分法)收集率最高，A組(三分法)收集率較低并有隨時(shí)間延長(zhǎng)而下降的趨勢(shì)，C組(不分類對(duì)照組，無(wú)獎(jiǎng)勵(lì)刺激)收集率比較穩(wěn)定但不高。

圖6 新民集鎮(zhèn)生活垃圾現(xiàn)有處置模式

2.4.2試點(diǎn)戶垃圾分類率

分類率是指垃圾分類的住戶占該組所有受試戶的比例，用來(lái)判斷分類試點(diǎn)參與住戶的垃圾分類情況差異，反映了農(nóng)戶在實(shí)施垃圾分類過(guò)程中的支持情況。分類率按照分組分周進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，詳見(jiàn)圖7。

圖7 不同對(duì)比組組內(nèi)各周收集率對(duì)比

對(duì)比發(fā)現(xiàn)，A組(三分法)的分類率低于B組(二分法)，由于三分法相對(duì)復(fù)雜，居民接受程度有限，B組二分法較簡(jiǎn)單，易于接受和掌握，所以居民參與度較高。試點(diǎn)期間分類率略有起伏，但兩組分類率維持在87%以上，說(shuō)明居民對(duì)垃圾分類處置較支持,設(shè)計(jì)的分類方法適用于當(dāng)?shù)丶?zhèn)。

2.4.3分類收集后的收運(yùn)減容率和經(jīng)濟(jì)性

經(jīng)調(diào)查，采用分類收集后垃圾中的可堆肥成分(廚余類)基本從收運(yùn)系統(tǒng)中分離出來(lái)，垃圾收運(yùn)量平均減少了57.5%，且二分法的減容效果優(yōu)于三分法，需混合收集的垃圾量由人均0.33 kg/(人·d)降為0.099 kg/(人·d)。因此，新民集鎮(zhèn)日需處置的垃圾量為361 kg，月垃圾產(chǎn)生量約為0.1 t，成分以玻璃、陶瓷等無(wú)機(jī)物質(zhì)為主(堆肥后已無(wú)有機(jī)質(zhì))，可堆存后統(tǒng)一一次轉(zhuǎn)運(yùn)，轉(zhuǎn)運(yùn)費(fèi)用降為12 960元/年，低于當(dāng)?shù)靥幹觅M(fèi)用征收辦法的年收費(fèi)。因此，采用構(gòu)建的分類收集處置模式后，能有效降低轉(zhuǎn)運(yùn)量和轉(zhuǎn)運(yùn)成本，避免居民垃圾焚燒等二次污染。

2.4.4堆肥處置效果

課題組結(jié)合移民安置區(qū)生活垃圾的特性和產(chǎn)生量，針對(duì)垃圾分類后的有機(jī)廚余垃圾，采用簡(jiǎn)易堆放法處置，堆肥2周后測(cè)定堆肥品相關(guān)指標(biāo)，參照國(guó)內(nèi)外學(xué)者研究成果[44-45]，選擇NY884-2012《生物有機(jī)肥料》作為堆肥成品檢測(cè)指標(biāo)，如表6所示。

表6 堆肥成品檢測(cè)指標(biāo)

圖8 A、B分類對(duì)照組各周分類率對(duì)比

堆肥成品符合生物有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)控制要求，可直接作為當(dāng)?shù)毓麡?shù)的肥料，成品表觀呈灰褐色、松散無(wú)臭味，養(yǎng)分含量較充足，重金屬含量均在控制范圍內(nèi)。

3 結(jié) 論

(1) 該集鎮(zhèn)人均垃圾產(chǎn)生量為0.33 kg/(人·d)，其中廚余類垃圾夏季含量達(dá)到61.02%，冬季為54.03%，含量已經(jīng)接近城市內(nèi)相應(yīng)組成比例。

(2) 當(dāng)?shù)卮迕褫^支持垃圾分類處置工作，針對(duì)當(dāng)時(shí)現(xiàn)狀構(gòu)建了簡(jiǎn)易的垃圾處置模式，采用“干濕”二分法的分類收集模式的收集率、分類率和減容率均較高，處置后垃圾量減少了57.5%，人均垃圾產(chǎn)生量降為0.099 kg/(人·d)，大大降低了清運(yùn)成本。

(3) 經(jīng)檢測(cè)，“干濕”二分法后的濕垃圾堆肥后成品可滿足生物有機(jī)肥料標(biāo)準(zhǔn)，可直接作為當(dāng)?shù)毓麡?shù)的肥料。