上海市生活垃圾集運系統(tǒng)雙向物流可行性研究

摘要：上海市生活垃圾集運系統(tǒng)承擔市區(qū)生活垃圾的日產(chǎn)日清工作，利用內(nèi)河航道資源，通過船舶和集裝箱將垃圾密閉化運輸至老港基地進行無害化處理，其空船空箱返回造成運能浪費。出于降本增效的考量，有必要開展垃圾和資源化產(chǎn)品的雙向物流可行性研究，探索利用返程運能搭載資源化產(chǎn)品。其間梳理現(xiàn)有船舶、集裝箱的參數(shù)，測算老港基地現(xiàn)有和潛在的資源化產(chǎn)品運輸量，在信息化平臺開發(fā)相應功能模塊。仿真模擬顯示，集運系統(tǒng)具備垃圾和資源化產(chǎn)品的雙向物流能力，但需要考慮經(jīng)濟成本和政策管理要求。

關鍵詞：生活垃圾；集運系統(tǒng)；雙向物流；可行性研究；上海市

中圖分類號：X703.1 文獻標識碼：A 文章編號：1008-9500（2025）02-00-04

Feasibility Study on Bidirectional Logistics of Shanghai Municipal Solid Waste Collection and Transportation System

LU Lu1， Jia Chuan2

（1. Shanghai Chengtou Environment Group Co.， Ltd.， Shanghai 200060， China;

2. Shanghai Environmental Sanitation Engineering Design Institute Co.， Ltd.， Shanghai 200232， China）

Abstract： Shanghai municipal solid waste collection and transportation system is responsible for the daily production and cleaning of urban solid waste， utilizing inland waterway resources， the waste is transported in a sealed manner by ships and containers to the old port base for harmless treatment， and the return of empty ships and containers results in transportation capacity waste. For the consideration of cost reduction and efficiency improvement， it is necessary to conduct a feasibility study on the two-way logistics of garbage and resource utilization products， and explore the use of return transportation capacity to carry resource utilization products. During this process， the parameters of existing ships and containers are sorted out， and the transportation volume of existing and potential resource-based products in the old port base is calculated， and the corresponding functional modules are developed on the information platform. Simulation shows that the centralized transportation system has the bidirectional logistics capability of waste and resource products， but consideration is needed for economic costs and policy management requirements.

Keywords： solid waste; collection and transportation system; bidirectional logistics; feasibility study; Shanghai city

隨著城市化進程的加快，生活垃圾產(chǎn)生量快速增加，嚴重影響城市的環(huán)境和發(fā)展[1]，其日產(chǎn)日清、無害化處理是城市精細化治理系統(tǒng)安全運營的重要環(huán)節(jié)。2002—2023年，我國生活垃圾清運量與處理量如圖1所示，上海市生活垃圾清運量與處理量如圖2所示。統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，全國生活垃圾清運量[2]從

2002年的13 650.0萬t增加至2023年的25 407.8萬t，上海市生活垃圾清運量則從376.9萬t增長至974.8萬t，主要無害化處理方式由填埋轉向焚燒，已經(jīng)實現(xiàn)原生垃圾零填埋，焚燒處理占比為60.2%，其余則通過濕垃圾處理系統(tǒng)進行資源化處理。為解決市區(qū)生活垃圾清運問題，上海市建設內(nèi)河集裝化轉運體系（簡稱集運系統(tǒng)），改變原有的散裝運輸體系，利用內(nèi)河航道資源，通過船舶和集裝箱將市區(qū)生活垃圾密閉化運輸至老港基地進行無害化處理，空船空箱返回市區(qū)碼頭。返程不搭載任何物品，造成運能浪費。同時，老港基地作為上海市固廢戰(zhàn)略處置基地，有大量的資源化產(chǎn)品運輸需求。出于降本增效、削減費制負擔的考量，有必要探索如何利用返程的運能有條件地搭載部分資源化產(chǎn)品，實現(xiàn)垃圾和資源化產(chǎn)品的雙向物流，為將來提升運輸能效奠定基礎。

1 設施設備現(xiàn)狀

1.1 集運系統(tǒng)

2009年12月，上海市建成國內(nèi)首家、國際一流的生活固廢內(nèi)河集裝轉運系統(tǒng)，有效解決生活垃圾散裝運輸途中飛散、滴漏、回彈的二次污染問題，生活垃圾物流鏈也實現(xiàn)從粗放型、散裝化向集約型、集裝化轉變。該系統(tǒng)的主要組成是“1個系統(tǒng)、2個中轉站、3個碼頭”[3]。1個系統(tǒng)是指利用現(xiàn)成內(nèi)河航道資源建設固廢內(nèi)河集裝化轉運系統(tǒng)；2個中轉站是指虎林中轉站、徐浦中轉站；3個碼頭是指改建虎林碼頭、老港碼頭和新建徐浦碼頭。其中，虎林中轉站和虎林碼頭將負責蘇州河以北區(qū)域的垃圾轉運任務，徐浦中轉站和徐浦碼頭將負責蘇州河以南區(qū)域的垃圾轉運任務。同步建設信息化管控平臺[4]，具體包括生產(chǎn)作業(yè)管理、船舶靠泊調度、資產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)記錄報表和作業(yè)監(jiān)控指揮中心。

1.2 運輸船舶

現(xiàn)有運輸船舶主要運載生活垃圾，設置1個貨艙，貨艙內(nèi)載運集裝箱貨物。本船為前傾首、肥大船型，采用單甲板、單體、全電焊和全鋼質，貨艙區(qū)采用大開口，為單底雙舷（貨艙鋪設厚10 mm的墊艙板），首尾為單底單舷。采用常規(guī)推進方式，主機、發(fā)電機采用液化天然氣作為燃料，配雙機、雙槳和雙舵。船舶處于密度1.000 g/cm3的淡水中，B級航區(qū)設計吃水為2.20 m時，船舶載貨量約為610 t，配備船員10人。

1.3 集裝箱

生活垃圾集裝箱采用標準集裝箱[5]，規(guī)格為5.69 m×2.13 m×2.18 m（長×寬×高）。按照箱型結構，生活垃圾集裝箱分為水平箱、餐廚箱和兩端開門箱；按照裝運介質，生活垃圾集裝箱分為干垃圾箱、濕垃圾箱（即廚余箱）和餐廚箱。內(nèi)河集裝化轉運系統(tǒng)采用水平箱裝運干垃圾和廚余垃圾，采用餐廚箱裝運餐廚垃圾。水平箱通過在箱外涂裝干垃圾和濕垃圾色帶區(qū)分為干垃圾箱和廚余箱，干垃圾箱和廚余箱重新涂裝色帶或應急時可相互替換。

1.4 集裝箱清洗線

集裝箱清洗線主要由輸送系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)及污水預處理系統(tǒng)組成，位于老港東碼頭，使用清水和清潔劑清洗集裝箱外表面。

2 老港基地潛在資源化產(chǎn)品

2.1 建筑垃圾骨料

上海市老港再生建材利用中心項目設計規(guī)模為6 000 t/d，其中，裝修垃圾為4 000 t/d，拆房垃圾為2 000 t/d。項目主要用于處理上海市中心城區(qū)建筑垃圾，預計年處理建筑垃圾100萬t。生產(chǎn)的再生骨料可作為免燒磚原料、回填土，通過陸運方式外運。

2.2 爐渣骨料

爐渣是生活垃圾焚燒后從層燃型爐排、流化型布風板以及余熱鍋爐受熱面排出的固態(tài)殘余物，屬于一般工業(yè)固廢，其產(chǎn)生量占生活垃圾焚燒量的15%～20%。老港生態(tài)環(huán)?；噩F(xiàn)有焚燒設施能力為9 000 t/d，爐渣產(chǎn)生量為1 800～2 250 t/d，目前均通過陸運方式外運。與天然骨料相比，焚燒爐渣密度小，吸水能力強，受水冷過程影響，爐渣含水率較高。這些物理化學特性表明，它符合骨料、砂石等方面的要求，可以作為建筑材料進行資源化利用。

2.3 預制構件

預制構件是裝配式建筑的核心材料，它是指把傳統(tǒng)建造方式中的現(xiàn)場作業(yè)轉移到預制工廠，按照安全、適用、經(jīng)濟與美觀的設計原則，將建筑構件進行拆分，在預制工廠進行預制，通過工程車輛運送至施工現(xiàn)場，通過可靠的連接方式進行裝配施工。在公路、道橋和水務等領域，預制構件有著豐富的應用場景，其產(chǎn)品范圍包括隧道管片、頂管管片、同步構件、橋梁構件、市政預制混凝土構件、圓管節(jié)、綜合管廊和構件連接件等。預制構件產(chǎn)品外運可采用陸運和水運，清運河和引清河均為3級航道，具備相應通航條件。

2.4 蟲產(chǎn)品

黑水虻養(yǎng)殖系統(tǒng)用于處理濕垃圾預處理提油系統(tǒng)的三相固渣，設計處理規(guī)模為50 t/d（含水率為75%～80%）。黑水虻養(yǎng)殖系統(tǒng)采用全自動機械化養(yǎng)殖系統(tǒng)，以實現(xiàn)三相固渣接收緩存布料、袋裝蟲卵投加孵化培育、黑水虻幼蟲養(yǎng)殖收獲篩分的工藝流程自動化與機械化。鮮蟲產(chǎn)量約為設計處理規(guī)模的20%，作為水產(chǎn)飼料直接銷售；干蟲產(chǎn)量約為6%，作為飼料添加劑售賣。目前，蟲產(chǎn)品通過袋裝陸運方式外售。

3 可行性分析

3.1 技術可行性

上海市老港生態(tài)環(huán)?；爻Ｒ娂拔磥砜赡茌^為常見的資源化產(chǎn)品包括預制構件、建筑垃圾骨料、爐渣骨料、黑水虻干/鮮蟲產(chǎn)品、再生塑料粒子和垃圾衍生燃料等。根據(jù)生活垃圾集裝箱的運輸特點，預制構件等單獨運輸物品可利用生活垃圾集運系統(tǒng)雙向物流技術進行運輸，利用離開老港的船舶和集裝箱的空余產(chǎn)能，運輸過程需要設置托盤，以便裝卸；建筑垃圾骨料、爐渣骨料等散裝運輸物品不適合直接應用雙向物流系統(tǒng)，需要通過合適容器使用返程的空余運能。

3.2 經(jīng)濟可行性

對于特定的資源化產(chǎn)品，可利用離開老港的生活垃圾集運船舶和集裝箱，進行徹底清洗、消毒和除臭后運輸至指定碼頭，但相關運輸成本需要考慮，同時配套的產(chǎn)業(yè)政策也值得進一步考量。從經(jīng)濟性來看，使用生活垃圾集裝箱運輸預制構件等資源化產(chǎn)品前，要對集裝箱開展徹底的清洗、除臭，清洗成本較高，風險控制必須納入考慮。另外，服務生活垃圾轉運本身這一核心主業(yè)，相關船舶的卸貨地點需要距離徐浦、虎林等轉運設施較近，便于及時返回轉運碼頭，這對相關產(chǎn)品的運輸路線形成一定限制，可能不利于資源化產(chǎn)品的運輸，顯著提升運輸成本。

4 雙向物流功能開發(fā)

在上海市生活垃圾集運系統(tǒng)的智慧物流平臺中集成開發(fā)雙向物流控制功能，具體包括2個功能子模塊，即挑箱和貼牌模塊、船舶預報模塊。挑箱和貼牌模塊按照裝運介質，將目前僅有的集裝箱分為干垃圾箱、濕垃圾箱和餐廚箱，運輸資源化產(chǎn)品的集裝箱需要區(qū)分。因此，系統(tǒng)開發(fā)貼牌功能，可標記反向運輸資源化產(chǎn)品的集裝箱，在配載圖上進行貼牌，對集裝箱的裝載物進行標記。船舶預報功能是將其集成到智慧物流系統(tǒng)，預報信息能夠與其他功能模塊聯(lián)動，如配載圖、調度管理等，便于垃圾和資源化產(chǎn)品的后續(xù)安排。開發(fā)船舶預報模塊，對于提高轉運效率、降低運營成本具有重要意義，采用先進的預報技術和系統(tǒng)集成方案，可以為轉運船舶提供更加精準、可靠的預報信息，助力運輸系統(tǒng)。

5 雙向物流仿真模擬

雙向物流基于生活垃圾集運系統(tǒng)的智慧物流平臺進行干垃圾雙向運輸測試，模擬第三方客戶的實際需求，委托中轉港（虎林、徐浦）將可處置并二次利用的干垃圾裝箱運輸?shù)嚼细?，由老港相關處置場處置，生產(chǎn)資源化初級料或資源化成品，處置比例為10%，再由處置場委托老港將資源化產(chǎn)品裝箱運輸至中轉港，通知客戶辦理提箱。生活垃圾處置信息的對應關系如表1所示。

基于歷史運輸數(shù)據(jù)總結出的各項數(shù)據(jù)標準及運輸能力值，明確數(shù)據(jù)邊界，針對測試流程開發(fā)相應的模擬數(shù)據(jù)生成器（接口），編寫任務自動執(zhí)行腳本。按照1 000 t/d的垃圾資源調配、10%（即100 t/d）資源化產(chǎn)品轉運目標進行模擬。模擬集卡平均作業(yè)時間為9.0～11.5 min，測算集卡數(shù)量為17輛，符合數(shù)據(jù)要求。測試結果顯示，系統(tǒng)具備生活垃圾和資源化產(chǎn)品的雙向物流運輸能力。

6 結論

上海市生活垃圾集運系統(tǒng)通過船舶將生活垃圾運至老港生態(tài)環(huán)?；?，空船空箱返回市區(qū)碼頭，形成運能浪費。為有效利用返程的運能，開展雙向物流可行性研究。老港基地內(nèi)常見及潛在的資源化產(chǎn)品包括預制構件、建筑垃圾骨料、爐渣骨料、黑水虻干/鮮蟲產(chǎn)品、再生塑料粒子和垃圾衍生燃料等，可直接利用船舶、集裝箱，或者加設合適容器后利用返程的空余運能，但需要對集裝箱進行徹底清潔、消毒，相應風險控制值得關注。同時，相應經(jīng)濟性有待進一步權衡。從管理平臺和系統(tǒng)硬件來看，在上海市生活垃圾集運系統(tǒng)平臺中集成挑箱、貼牌和船舶預報模塊，仿真測試顯示，系統(tǒng)具備生活垃圾和資源化產(chǎn)品的雙向物流運輸能力。上海市生活垃圾和資源化產(chǎn)品雙向轉運系統(tǒng)的建設是一項復雜的系統(tǒng)工程，需要在政策和運營管理上開放對外功能，并賦予市場運輸管理權限。通過完善政策機制、加強科技創(chuàng)新、強化監(jiān)管力度等措施，上海市可以有效推動雙向轉運系統(tǒng)的發(fā)展，提高垃圾資源化利用效率。

參考文獻

1 俞 靜.城市固體廢棄物利用與處置[J].中國資源綜合利用，2020（9）：123-125.

2 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設部.2023年城市建設統(tǒng)計年鑒[EB/OL].（2024-10-25）[2024-11-19].https：//www.mohurd.gov.cn/gongkai/fdzdgknr/sjfb/index.html.

3 郭廣寨.上海市生活垃圾集運信息系統(tǒng)：示范性系統(tǒng)研究與實現(xiàn)[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2015（6）：200-201.

4 蔣 琥.上海市生活垃圾內(nèi)河集裝化轉運信息化系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2013（2）：43-47.

5 肖 敏.上海市區(qū)生活垃圾集運新方式建立及推進策略[J].建筑科技，2017（3）：53-55.

收稿日期：2024-12-10

基金項目：上海市國資委能級提升項目“基于5G+AI的智慧固廢環(huán)境物流和無害化處置關鍵技術研發(fā)與工程示范——數(shù)字孿生的固廢智能物流體系建設”（2021011）；上海市科學技術委員會科技計劃項目“干垃圾智能轉運與高值利用關鍵技術與裝備研究與示范”（21DZ120930）。

作者簡介：陸魯（1970—），男，上海人，碩士，高級工程師。研究方向：固廢轉運、處置與資源化。