林文琪程沈航林劍文郭珍珍王亞琢林凌攀

（作者單位：1環(huán)創(chuàng)（廈門(mén)）科技股份有限公司2環(huán)創(chuàng)科技“先進(jìn)環(huán)保裝備制造”院士專(zhuān)家工作站3中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院4中國(guó)科學(xué)院廣州能源研究所）

引言

大件垃圾是生活垃圾的重要組成部分，廣義上的大件垃圾一般包含大件廢家具、大件廢家用電器、大件廢電子產(chǎn)品等，而狹義上的大件垃圾，特指重量超過(guò)5kg或體積超過(guò)0.2m猿或長(zhǎng)度超過(guò)1m，且整體性強(qiáng)需要單獨(dú)分類(lèi)收集處理的廢家具。本文所指大件垃圾，特指需要單獨(dú)分類(lèi)收集處理的大件廢家具。

2020年10月，在北京舉行的中國(guó)共產(chǎn)黨第十九屆中央委員會(huì)第五次全體會(huì)議審議通過(guò)《中共中央關(guān)于制定國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二〇三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》，提出要全面提高資源利用效率，推行垃圾分類(lèi)和減量化、資源化。就大件垃圾的分類(lèi)來(lái)看，已有多個(gè)城市出臺(tái)專(zhuān)門(mén)的大件垃圾管理辦法，或是在生活垃圾管理的政策文件里規(guī)定大件垃圾單獨(dú)分類(lèi)管理的要求，如廈門(mén)市出臺(tái)的《廈門(mén)經(jīng)濟(jì)特區(qū)生活垃圾分類(lèi)管理辦法》，在生活垃圾四分類(lèi)基礎(chǔ)上，要求低附加值可回收物和大件垃圾要單獨(dú)分類(lèi)回收處理。此外，部分城市在大件垃圾減量（容）化方面取得一定成效，如福建、北京和四川等省市的多個(gè)城市已建立大件垃圾處理廠，通過(guò)破碎實(shí)現(xiàn)大件垃圾減容。不過(guò)，在大件垃圾的資源化方面，現(xiàn)有處理廠的資源化水平一般低于30%[1]，因此，“十四五”期間，除了繼續(xù)推動(dòng)大件垃圾的分類(lèi)和減量（容）工作，應(yīng)在現(xiàn)有大件垃圾的分類(lèi)處理基礎(chǔ)上提高大件垃圾的資源化水平。

為適應(yīng)大件垃圾資源化處理的需求，本文在分析已出臺(tái)的大件垃圾處理技術(shù)規(guī)范基礎(chǔ)上，總結(jié)國(guó)內(nèi)已投入使用的大件垃圾處理廠的案例特征，探討大件垃圾資源化處理技術(shù)的發(fā)展方向。

大件垃圾處理技術(shù)規(guī)范

截至2020年12月，已經(jīng)出臺(tái)的大件垃圾處理技術(shù)規(guī)范主要有3項(xiàng)，包括國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，大件垃圾處理團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，這3項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)是目前我國(guó)大件垃圾處理遵循的主要技術(shù)規(guī)范。

《大件垃圾收集和利用技術(shù)要求》（GB/T25175—2010）[2]，是針對(duì)我國(guó)大件垃圾處理的第一部國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，由住建部2010年正式發(fā)布。該標(biāo)準(zhǔn)首次明確了大件垃圾的定義，并規(guī)定大件垃圾的收集和利用要交給專(zhuān)業(yè)的單位進(jìn)行處理。此后，2017年華中科技大學(xué)陳海濱教授組織行業(yè)內(nèi)多家單位啟動(dòng)了大件垃圾處理技術(shù)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)的起草工作，并在2018年和2020年先后發(fā)布了《大件垃圾集散設(shè)施設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)》（T/HW00002—2018）[3]和《大件垃圾處理技術(shù)規(guī)程》（T/HW00007—2020）[4]2部大件垃圾處理的團(tuán)體技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。《大件垃圾集散設(shè)施設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)》側(cè)重于規(guī)范大件垃圾的分類(lèi)和收運(yùn)，通過(guò)科學(xué)設(shè)置大件垃圾集散設(shè)施，支撐大件垃圾的分類(lèi)收運(yùn)；《大件垃圾處理技術(shù)規(guī)程》側(cè)重于規(guī)范大件垃圾的處理，提出了大件垃圾處理過(guò)程資源化途徑，并點(diǎn)明了不可再利用大件垃圾均采用無(wú)害化處理。大件垃圾處理相關(guān)的主要技術(shù)文件梳理如表1。

表1 大件垃圾處理技術(shù)文件

大件垃圾產(chǎn)生量預(yù)測(cè)

根據(jù)對(duì)福建、浙江、江西等地區(qū)投入使用的15座大件垃圾處理廠的調(diào)研，結(jié)果顯示，大件垃圾處理廠的大件垃圾實(shí)際處理量集中在15.0t/d以內(nèi)，平均處理量為5.0t/d（圖1）。對(duì)處理廠的大件垃圾處理量與處理廠所服務(wù)地區(qū)的人口數(shù)擬合分析結(jié)果顯示，R2為0.73（圖2），這表明，人口數(shù)量是影響大件垃圾產(chǎn)生水平的因素之一。

圖1 大件垃圾處理廠處理量分布情況

圖2 大件垃圾量與人口數(shù)量的關(guān)系

進(jìn)入處理廠的大件垃圾數(shù)量往往低于大件垃圾的實(shí)際產(chǎn)生水平，這是因?yàn)?，垃圾分?lèi)工作受居民的個(gè)人分類(lèi)行為影響較大，在監(jiān)管缺失的區(qū)域，仍有部分大件垃圾分入其他垃圾的收運(yùn)體系里，甚至被遺棄在某些角落垃圾堆里。此外，“城市流動(dòng)拾荒大軍”對(duì)有價(jià)值大件垃圾的源頭撿拾，也減少了收運(yùn)至處理廠的大件垃圾數(shù)量。目前，常用的大件垃圾產(chǎn)生水平測(cè)算方法主要包括比例預(yù)測(cè)法、容重比預(yù)測(cè)法和車(chē)噸位預(yù)測(cè)法。

1.比例預(yù)測(cè)法

根據(jù)對(duì)福建等地區(qū)在運(yùn)行的15座大件垃圾處理廠的走訪調(diào)研，大件垃圾產(chǎn)生水平在生活垃圾中的比重主要集中在0.5%耀2.0%范圍內(nèi)，其他地區(qū)可以按照上述比例預(yù)測(cè)當(dāng)?shù)氐拇蠹a(chǎn)生水平。由于大件垃圾產(chǎn)生量受常住人口數(shù)量、常住人口中流動(dòng)人口比重、城市所處地理環(huán)境、城市經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平及產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)特征等多種因素影響，因此，在預(yù)測(cè)大件垃圾產(chǎn)生量過(guò)程中，流動(dòng)人口比重高、旅游酒店業(yè)發(fā)達(dá)的地區(qū)，大件垃圾產(chǎn)生水平可以按照占生活垃圾產(chǎn)生量的1.0%耀2.0%進(jìn)行預(yù)測(cè)。

2.容重比預(yù)測(cè)法

根據(jù)對(duì)大件垃圾處理廠的走訪調(diào)研，部分處理廠在統(tǒng)計(jì)大件垃圾處理量的過(guò)程中，用車(chē)輛裝載體積作為大件垃圾產(chǎn)生水平的數(shù)據(jù)依據(jù)。由于大件垃圾形狀、材質(zhì)等區(qū)別較大，裝載在轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)上導(dǎo)致車(chē)輛裝載的空間利用率降低，通過(guò)實(shí)測(cè)發(fā)現(xiàn)，大件垃圾的容重比主要集中在0.01t/m猿耀0.1t/m猿的范圍。因此，根據(jù)每天清運(yùn)大件垃圾的車(chē)次、車(chē)輛體積等的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可用于預(yù)測(cè)當(dāng)?shù)卮蠹漠a(chǎn)生水平。

3.車(chē)噸位預(yù)測(cè)法

車(chē)噸位法計(jì)算公式為：

式中：

Yq——按車(chē)噸位統(tǒng)計(jì)的大件垃圾平均日清運(yùn)量，單位為（t/d）；

運(yùn)s——滲濾液修正系數(shù)（大件垃圾是干垃圾，系數(shù)可按1計(jì)）；

運(yùn)c——裝載系數(shù)，實(shí)際裝載量與車(chē)設(shè)計(jì)裝載量比值。

根據(jù)每天清運(yùn)大件垃圾的車(chē)次、車(chē)輛設(shè)計(jì)裝載量、實(shí)際裝載量等統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，可以預(yù)測(cè)大件垃圾每天的產(chǎn)生水平。

通過(guò)比例預(yù)測(cè)法、容重比預(yù)測(cè)法、車(chē)噸位預(yù)測(cè)法，基本可以滿足對(duì)大件垃圾產(chǎn)生水平的預(yù)測(cè)。此外，由于大件垃圾產(chǎn)生水平還受收集率、節(jié)假日、自然災(zāi)害等的影響，因此，在設(shè)計(jì)大件垃圾處理廠的處理規(guī)模的時(shí)候，一般按照預(yù)測(cè)產(chǎn)生水平的2耀5倍進(jìn)行設(shè)計(jì)，若處理廠需要協(xié)同處理其他的城市固廢，如協(xié)同處理園林綠化廢棄物或是裝修垃圾等，則可以考慮按照大件垃圾產(chǎn)生水平預(yù)測(cè)量的3耀8倍進(jìn)行設(shè)計(jì)。

大件垃圾處理工藝

根據(jù)對(duì)現(xiàn)有大件垃圾處理廠項(xiàng)目開(kāi)展的工藝調(diào)研，大件垃圾處理的工藝主要包括精細(xì)化資源利用模式和簡(jiǎn)約式處理利用兩種模式。精細(xì)化資源利用模式是一種細(xì)分選的方式，主要是采用“人工分選/拆解—破碎—磁選—（風(fēng)選）—人工分選”的組合技術(shù)工藝，即大件垃圾收運(yùn)至處理廠后，由現(xiàn)場(chǎng)工人做預(yù)分選，分選出可利用的大件垃圾進(jìn)行人工拆解，不能人工處理的大件垃圾進(jìn)入破碎工藝，通過(guò)磁選技術(shù)從破碎后物料中分選出鐵質(zhì)金屬，供下游企業(yè)回收再生利用；部分處理廠在磁選基礎(chǔ)上，增加了風(fēng)選工藝，利用風(fēng)選設(shè)備，分成物料中的重物質(zhì)（木料）和輕物質(zhì)（海綿、皮革、布料等）兩大類(lèi)。重物質(zhì)以木料為主，經(jīng)人工二次分選去除雜質(zhì)后用于制生物質(zhì)顆粒燃料，輕物質(zhì)經(jīng)人工二次分選出海綿、皮革等物質(zhì)進(jìn)行再生利用，其他不能利用的物質(zhì)進(jìn)入焚燒發(fā)電廠處理。簡(jiǎn)約式處理利用模式采用“人工分選—破碎—磁選”工藝，現(xiàn)場(chǎng)工人做預(yù)分選，分選出可以再利用的大件垃圾進(jìn)入二手交易市場(chǎng)，可以通過(guò)簡(jiǎn)易方式拆解出木材和鐵質(zhì)金屬的大件垃圾進(jìn)行人工拆解，其他大件垃圾進(jìn)入破碎工藝，利用磁選設(shè)備將破碎后物料中的鐵質(zhì)金屬分選出來(lái)后，其余物料經(jīng)壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)至焚燒發(fā)電廠處理。

大件垃圾是一種“低值可回收物”，經(jīng)濟(jì)效益較低，精細(xì)化分選對(duì)人工和設(shè)備的投入較大，運(yùn)行成本高。因此，簡(jiǎn)約化處理利用模式更受市場(chǎng)青睞，這也是行業(yè)內(nèi)大件垃圾處理“重減量（容）輕資源化”的主要原因。

大件垃圾處理技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

雖然大件垃圾的簡(jiǎn)約化處理利用模式基本能夠滿足現(xiàn)階段對(duì)大件垃圾的處理需求，但是考慮到“十四五”期間我國(guó)將進(jìn)一步強(qiáng)化垃圾分類(lèi)后資源化率指標(biāo)，以及“無(wú)廢城市”建設(shè)強(qiáng)調(diào)通過(guò)提升資源化率水平盡量減少?gòu)U物進(jìn)入終端的焚燒或是填埋處置，因此，現(xiàn)有大件垃圾處理的技術(shù)、裝備、工藝路線仍有改進(jìn)提升的空間[5,6]。圖3是大件垃圾資源化處理架構(gòu)圖，指出了大件垃圾處理技術(shù)、裝備、工藝路線改進(jìn)提升的3個(gè)原則，包括：在大件家具生產(chǎn)環(huán)節(jié)，統(tǒng)籌使用可再生資源與不可再生資源，提高生產(chǎn)過(guò)程再生資源使用率；在大件垃圾收運(yùn)環(huán)節(jié)，采取有效措施，提高大件垃圾收運(yùn)率，減少大件垃圾被遺棄進(jìn)入環(huán)境造成環(huán)境負(fù)外部性；在大件垃圾處理環(huán)節(jié)，通過(guò)再生技術(shù)和再加工技術(shù)實(shí)現(xiàn)廢舊家具的再利用。1.創(chuàng)新大件垃圾再生技術(shù)

圖3 大件垃圾資源化處理框架體系

在大件家具生產(chǎn)環(huán)節(jié)要統(tǒng)籌使用可再生資源與不可再生資源，而實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的前提是創(chuàng)新可再生技術(shù)，重點(diǎn)突破口為聚氨酯再生技術(shù)。聚氨酯全名為聚氨基甲酸酯，是一種高分子化合物，聚氨酯泡沫塑料等被廣泛運(yùn)用于家具生產(chǎn)行業(yè)。廢舊家具中的聚氨酯泡沫塑料經(jīng)再生，可作為生產(chǎn)家具的原料。目前，法國(guó)出臺(tái)的政策要求在2025年前，床墊等含有塑料制品的家具要100%回收，并對(duì)塑料進(jìn)行再生利用；歐盟出臺(tái)的文件則要求到2035年，65%的聚氨酯泡沫制品可以實(shí)現(xiàn)回收并進(jìn)行再生利用。因此，對(duì)聚氨酯的再生技術(shù)的開(kāi)發(fā)，以及通過(guò)政策文件鼓勵(lì)再生資源在大件家具生產(chǎn)過(guò)程的使用，將有助于提升廢舊大件家具資源化率。

2.創(chuàng)新大件拆解技術(shù)和裝備

提高大件垃圾資源化率，需要做好可再生資源的分選工作，如分選出可再生利用的聚氨酯和鐵質(zhì)金屬等。大件垃圾破碎、磁選的技術(shù)和裝備已經(jīng)相當(dāng)成熟，但是大件垃圾破碎后的物料進(jìn)一步分選難度較大，在已有的項(xiàng)目實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，通過(guò)粒徑篩分、密度分選等方式難以保證破碎后物料分選的準(zhǔn)確率。而開(kāi)發(fā)人工智能分選設(shè)備，對(duì)圖像識(shí)別、跟蹤技術(shù)要求高，對(duì)配套的機(jī)械手臂靈活性要求高，并且投資成本比現(xiàn)有的密度分選和粒徑篩分設(shè)備高，短期內(nèi)難以普及使用。因此，“十四五”期間要進(jìn)一步分選出可再生利用的物料，可以將重點(diǎn)放在創(chuàng)新大件垃圾的拆解技術(shù)和設(shè)備方面。目前，床墊拆解設(shè)備已在北京朝陽(yáng)的大件處理廠投入使用，可以將床墊的拆解效率提高到2min/個(gè)，有效分選出床墊里的聚氨酯泡沫和鐵質(zhì)金屬。針對(duì)沙發(fā)、桌椅、衣柜等的拆解需求，重點(diǎn)開(kāi)發(fā)便攜式、小型化的拆解設(shè)備，提高現(xiàn)場(chǎng)工作人員拆解效率，分選出木質(zhì)物料、聚氨酯泡沫等。

3.制定再加工大件垃圾的清單及技術(shù)

大件垃圾的處理需要強(qiáng)調(diào)“零遺棄”，避免廢棄大件垃圾進(jìn)入環(huán)境產(chǎn)生環(huán)境負(fù)外部性。一是需要加強(qiáng)宣傳提高垃圾分類(lèi)的意識(shí)，規(guī)范居民分類(lèi)行為，引導(dǎo)居民將大件垃圾單獨(dú)分類(lèi)；二是管理者需要完善大件垃圾收運(yùn)系統(tǒng)建設(shè)，讓收運(yùn)系統(tǒng)覆蓋更廣泛的區(qū)域，提高大件垃圾收集率，使大件垃圾100%被收集并轉(zhuǎn)運(yùn)至處理廠集中處理；三是制定再加工大件垃圾的清單及技術(shù)，便于居民、大件垃圾處理廠工作人員判別可再加工的大件垃圾，從而在收運(yùn)環(huán)節(jié)或是處理環(huán)節(jié)，將可以加工利用的大件家具單獨(dú)分選出來(lái)，通過(guò)適當(dāng)?shù)脑偌庸ぬ幚?，使之部分恢?fù)原有的功能，并通過(guò)二手交易市場(chǎng)進(jìn)入使用者手中。

結(jié)語(yǔ)

大件垃圾處理技術(shù)文件對(duì)大件垃圾的分類(lèi)、收運(yùn)和處理起到了引領(lǐng)和規(guī)范的作用，由于“十四五”期間對(duì)大件垃圾處理資源化率的要求被強(qiáng)化，今后規(guī)劃起草的大件垃圾處理技術(shù)文件將更加重視處理技術(shù)和設(shè)備對(duì)資源化水平的提升作用。創(chuàng)新大件垃圾的再生技術(shù)、創(chuàng)新大件垃圾拆解技術(shù)和設(shè)備、制定再加工大件垃圾的清單及技術(shù)，是提升大件垃圾資源化率的有效途徑。在全社會(huì)努力將垃圾分類(lèi)打造為低碳生活新時(shí)尚的大背景下，總結(jié)現(xiàn)有大件垃圾處理的工藝技術(shù)，梳理大件垃圾資源化處理的技術(shù)及發(fā)展方向，對(duì)推動(dòng)我國(guó)垃圾分類(lèi)工作將起到積極的作用。