垃圾分類背景下固體廢物處理與處置課程建設(shè)的探索

趙傳起，梁麗營，施欽，劉細(xì)祥

（廣西民族大學(xué) 材料與環(huán)境學(xué)院，廣西南寧 530008）

垃圾分類是指利用分類設(shè)施、人員，將不同垃圾按照特性及種類進行分揀，分別進行儲存、運輸、處理及處置，使其既可降低填埋、焚燒、堆肥等末端工藝的處理量，又可進行二次資源利用，是減少垃圾終端處理量的有效手段之一[1]。我國的垃圾分類工作起步較晚，在2000年以后才逐步開展起來。2000年，相關(guān)部門將北京、上海等8 個城市確定為垃圾分類試點城市，2018年推行到46 個城市，從2019年起，全國地級及以上城市全面啟動生活垃圾分類工作[2]。近年來，政府部門、非政府組織、研究機構(gòu)、企業(yè)等都在垃圾分類領(lǐng)域做了大量的研究與嘗試，并取得一定成效，但總體說來，我國垃圾分類工作在政策扶持、資金投入、分類模式、分類設(shè)施、公眾參與等各方面仍有大量工作亟待開展和完善。

2021年，隨著《“十四五”時期“無廢城市”建設(shè)工作方案》的提出，我國對垃圾分類工作提出了新要求。“無廢城市”是一種新的城市管理理念，旨在通過形成綠色發(fā)展方式和生活方式，實現(xiàn)整個城市固體廢物的產(chǎn)生量最少、資源化利用率最高、處置安全的目標(biāo)[3]。在這一過程中，垃圾的分類處置將發(fā)揮重要作用，直接關(guān)系到“無廢城市”建設(shè)的成敗，相關(guān)工作涉及垃圾識別、源頭減量、分類投放、分類收集、運輸與處置等方面。

1 固體廢物處理與處置課程改進的必要性

近年來，我國固體廢棄物污染情況愈加嚴(yán)重。據(jù)報道，2017年，我國城市生活垃圾年產(chǎn)量達到了14 億噸，并以每年7%～9%的速度遞增[4]。 固體廢物的隨意堆放不僅占用了大量的土地，影響城市景觀，而且極易污染土壤、地表水、地下水和大氣層，最終對人體健康造成危害。

固體廢物處理與處置課程是環(huán)境科學(xué)與工程專業(yè)重要的核心課程之一，與水污染控制工程、大氣污染控制工程、環(huán)境微生物、環(huán)境化學(xué)等課程一起，構(gòu)成了環(huán)境工程專業(yè)的主干課知識體系[5]。目前，該課程的主要教學(xué)內(nèi)容包括：講述固體廢物的來源、種類、污染控制措施、固體廢物管理法規(guī)；固體廢物的收集和轉(zhuǎn)運；固體廢物的處理方法，包括預(yù)處理、物理化學(xué)法處理、生化處理及熱處理的原理、方法和工藝設(shè)備；工業(yè)、礦業(yè)固體廢物的資源化與綜合利用；固體廢物的填埋處置；危險廢物和放射性廢物的管理等。固體廢物處理與處置課程往往配置課程設(shè)計，目的是提高學(xué)生的設(shè)計能力，使學(xué)生熟悉和掌握固體廢物處理的設(shè)備與工藝等。隨著科技日新月異的發(fā)展，社會需求已經(jīng)有了較大的變化。廣西民族大學(xué)環(huán)境工程專業(yè)的固體廢物處理與處置課程體系主要存在與最新行業(yè)信息聯(lián)系不緊密、與垃圾分類相關(guān)工作脫節(jié)、知識點枯燥等問題。因此，固體廢物處理與處置課程的深入改革較為必要，結(jié)合已有課程，加入垃圾分類的相關(guān)內(nèi)容，可以從以下幾個方面進行課程改進。

2 固體廢物處理與處置課程內(nèi)容的改進

2.1 解讀《固廢法》，增強學(xué)生垃圾分類意識

《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》（簡稱《固廢法》）于2020年4月29日修訂通過，同年9月1日起施行。《固廢法》的修訂與施行，對于踐行“兩山論”，推進高質(zhì)量綠色發(fā)展，打贏污染防治攻堅戰(zhàn)，具有重要意義[6]?！豆虖U法》明確提出國家推行生活垃圾分類制度，堅持政府推動、全民參與、城鄉(xiāng)統(tǒng)籌、因地制宜、簡便易行的原則[7]。這一部分應(yīng)結(jié)合固體廢物處理與處置課程中關(guān)于固體廢物來源、管理制度的部分重點講述，通過解讀《固廢法》，使學(xué)生明晰垃圾分類的實施主體與公眾參與的關(guān)系，增強學(xué)生的環(huán)保意識，使學(xué)生知法、懂法，讓環(huán)保精神在潛移默化中形成。

2.2 倡導(dǎo)源頭削減，培養(yǎng)學(xué)生綠色生活習(xí)慣

倡導(dǎo)源頭削減，涉及生產(chǎn)和生活的各個領(lǐng)域。在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，開展清潔生產(chǎn)，改進生產(chǎn)工藝，避免過度包裝，從源頭端盡量少產(chǎn)生或者不產(chǎn)生固體廢物。在生活領(lǐng)域，可以通過改變生活習(xí)慣，提倡低碳環(huán)保的生活方式，例如減少使用塑料購物袋，更多采用可重復(fù)使用、易回收利用的包裝物，做好垃圾分類投遞，提倡“光盤”行動，倡導(dǎo)無紙化辦公，減少使用一次性辦公用品等。該部分內(nèi)容可以結(jié)合固體廢物課程中減量化、資源化、無害化的“三化”原則以及固體廢物的全過程管理原則進行講解，舉例說明源頭減量在垃圾分類中的作用，以及結(jié)合自身行為，養(yǎng)成自覺分類投放的生活習(xí)慣。

2.3 解讀垃圾分類實施方案，樹立“無廢城市”建設(shè)理念

通過解讀《生活垃圾分類制度實施方案》的分類標(biāo)準(zhǔn)、執(zhí)行情況等，使學(xué)生明確垃圾分類是建設(shè)“無廢城市”的重要舉措，也是破解垃圾圍城、提高固體廢物二次利用率的關(guān)鍵手段?！盁o廢城市”是我國在世界范圍內(nèi)首創(chuàng)的概念，是固體廢物處理處置和資源化領(lǐng)域重要的頂層設(shè)計，其目標(biāo)是實現(xiàn)垃圾全分類、資源全回收、原生垃圾零填埋，將固體廢物對環(huán)境的影響降至最低[8]?！盁o廢城市”的實現(xiàn)，以垃圾全分類為前提，不同類型垃圾的處置方法迥異。可回收垃圾的處置原則是資源回收為先，力求變廢為寶，提高二次利用率，節(jié)約資源。廚余垃圾的處理一般采用生化處理（好氧堆肥和厭氧發(fā)酵）或者衛(wèi)生填埋處理，經(jīng)過微生物的降解作用，使其轉(zhuǎn)化為有機肥料或沼氣，加以利用。由于含水量較高，廚余垃圾應(yīng)在分類收集環(huán)節(jié)做好特殊處理，防止?jié)B濾液流出，污染環(huán)境。有害垃圾的收集與處置需要單獨進行，城市生活垃圾中最常見的有害垃圾包括電池、溫度計、熒光燈管、油漆等，與危險廢物類似，一般由具有專業(yè)資質(zhì)的企業(yè)集中處理。其他垃圾中，具有一定熱值的可以采用焚燒處理的方式，充分利用垃圾焚燒的能量進行發(fā)電，無熱值的或低熱值的可采用衛(wèi)生填埋的方式進行處置。這部分內(nèi)容應(yīng)結(jié)合課程中垃圾收集、轉(zhuǎn)運、處理等章節(jié)進行講授，并貫穿整個課程。通過課程的講解，積極引導(dǎo)學(xué)生從旁觀者變成垃圾分類工作的參與者，培養(yǎng)學(xué)生良好的生活習(xí)慣，提高學(xué)生的環(huán)保素養(yǎng)，使其成為美麗中國的建設(shè)者。

2.4 講解垃圾分類商業(yè)模式，開闊學(xué)生專業(yè)視野

近年來，大量研究人員和企業(yè)對垃圾分類模式進行了積極的探索和研究，逐漸形成規(guī)?；纳虡I(yè)模式，例如線下分類模式、線上平臺回收模式、“互聯(lián)網(wǎng)+智能設(shè)備/設(shè)施”模式等[9]。線下分類模式是指主要通過線下收集、線下運營等方式來進行垃圾分類工作的模式，比較知名的企業(yè)有貴州高遠(yuǎn)、成都綠色地球、南京志達、上海愛芬環(huán)保等；線上平臺回收模式主要通過互聯(lián)網(wǎng)平臺進行垃圾分類的運營，包括統(tǒng)籌調(diào)度等工作都在網(wǎng)上進行，比較知名的網(wǎng)絡(luò)平臺有回收哥、愛回收、飛螞蟻等?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+智能設(shè)施”模式是將互聯(lián)網(wǎng)線上平臺與線下智能分類設(shè)備相結(jié)合進行垃圾分類工作的模式，該模式對前期資金投入要求較高，因此采用該模式的大多是上市公司以及大型國企，包括啟迪桑德、北京環(huán)衛(wèi)集團、中國天楹等大型企業(yè)[10]。隨著垃圾分類行業(yè)的發(fā)展，傳統(tǒng)的線下收集、線下運營的方式逐漸被市場淘汰；依靠互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等高新科技的普及，“互聯(lián)網(wǎng)+智能設(shè)備/設(shè)施”模式得到大量應(yīng)用，該模式結(jié)合線上平臺與線下智能分類設(shè)備，具有方便、快捷、用戶體驗好等優(yōu)點[11]。該部分內(nèi)容可以結(jié)合課程中垃圾收集、轉(zhuǎn)運的內(nèi)容進行講解，通過對三類商業(yè)模式優(yōu)缺點的比較，使學(xué)生了解垃圾分類產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向、產(chǎn)業(yè)前景、市場規(guī)模等，使其對本專業(yè)的未來發(fā)展充滿信心。

2.5 詳解垃圾分類對主要固廢處理工藝的影響，激發(fā)學(xué)生科研興趣

目前，我國垃圾處理的主要工藝為生化處理、焚燒處理和填埋處置，在實施垃圾分類后，將對現(xiàn)有處理工藝產(chǎn)生積極的影響[12]。例如，垃圾未分類時，由于生活垃圾種類較多，不能直接進行堆肥處理，需要先將垃圾中不易生物降解的塑料、金屬、渣土等剔除，剩余的有機質(zhì)類進行堆肥，前端的分類過程越長，處理成本就越高。實施垃圾分類后，不易降解的塑料、鐵塊、渣石等在源頭端已完成分揀，進入堆肥工藝的有機垃圾成分較高，經(jīng)過簡單分選，甚至無須分選后即可進行堆肥處理，降低了處理成本。與堆肥工藝類似，厭氧發(fā)酵工藝對于原料的要求高，除了不易生物降解的垃圾外，對厭氧微生物有毒害物質(zhì)需要嚴(yán)格剔除；實施垃圾分類后，不僅發(fā)酵原料的有機質(zhì)成分有所保證，對微生物有害物質(zhì)也在源頭端分類撿出，可以保證厭氧工藝的順利進行。在焚燒工藝中，原有生活垃圾的種類復(fù)雜，含水率較高，熱值低，垃圾焚燒廠需要將垃圾與助燃材料進行配比后才能保證焚燒效率，提高了焚燒垃圾的成本。實施垃圾分類后，焚燒垃圾的種類減少，垃圾熱值有所保證，提高了焚燒效率。對于填埋工藝，實施垃圾分類之后，只有少量生活垃圾進入垃圾填埋場，大大降低了填埋場的處理量，延長了填埋場的運行時間。同時，由于填埋垃圾中的有機物和含水量較低，可以減少垃圾滲濾液的產(chǎn)生量，降低了后續(xù)污水處理的成本。該部分應(yīng)結(jié)合課程中主要固體廢物處理工藝、技術(shù)進行重點講解，通過該垃圾分類實施前后的比較，加深學(xué)生對垃圾分類與固體廢物處理課程的了解，有利于學(xué)生積累專業(yè)知識，提升專業(yè)技能。

2.6 強化垃圾分類的課程設(shè)計，在實踐中提升學(xué)生的認(rèn)知

設(shè)置固體廢物的處理與處置課程設(shè)計，一方面使學(xué)生加深理解所學(xué)的專業(yè)知識，另一方面結(jié)合工程計算、制圖、CAD 設(shè)計等知識，使學(xué)生在固體廢物課程的工程設(shè)計、計算、繪圖方面得到鍛煉[13]。課程設(shè)計的內(nèi)容一般包括有機垃圾產(chǎn)沼氣工藝、生活垃圾衛(wèi)生填埋場、城市垃圾收集線路設(shè)計、城市生活垃圾綜合分選處理系統(tǒng)、城市垃圾焚燒發(fā)電廠等工藝設(shè)計及其相關(guān)的公用配套工程設(shè)計和計算[14]。在實施垃圾分類以后，應(yīng)在課程設(shè)計中加強垃圾分類的相關(guān)設(shè)計，例如將園區(qū)內(nèi)垃圾的分類工作作為課程設(shè)計的選題之一，或者原工藝設(shè)計中沒有垃圾分類環(huán)節(jié)的予以重新設(shè)置。相關(guān)工作包括分類回收設(shè)施、裝置的設(shè)計、選型、布局以及尺寸的計算等；分選系統(tǒng)的設(shè)計中應(yīng)包括破碎、篩分、風(fēng)選、磁選等工藝涉及的設(shè)備型號、尺寸、布局、處理能力等計算；垃圾清運系統(tǒng)的設(shè)計中應(yīng)包括垃圾車清運線路、車輛型號、配套設(shè)備的計算和選取等。通過該部分內(nèi)容的改進，提升學(xué)生對于垃圾分類的設(shè)計能力，加強設(shè)計與應(yīng)用能力的培養(yǎng)，為學(xué)生今后從事固體廢物的工程設(shè)計工作打下堅實基礎(chǔ)。

3 結(jié)語

根據(jù)已有固體廢棄物處理與處置課程內(nèi)容，構(gòu)建基于垃圾分類的課程體系，通過講解新《固廢法》、垃圾分類實施方案與設(shè)施、垃圾分類行業(yè)的最新模式與技術(shù)、垃圾分類實施對固體廢物處理技術(shù)的影響以及加強垃圾分類的課程設(shè)計等內(nèi)容，將專業(yè)知識和垃圾分類建設(shè)有機融合，既可以避免機械地講授和灌輸，又可以激發(fā)學(xué)生對固體廢物處理行業(yè)發(fā)展的興趣，實現(xiàn)對基礎(chǔ)知識的積累和專業(yè)能力的培養(yǎng)。