華中科技大學,中國城市建設(shè)研究院有限公司,蘇州市環(huán)境衛(wèi)生管理處
作者:陳海濱,張思夢(通信作者),童 琳,胡 洋,苗 雨,梁 莎,陳為海,郵箱:1635991057@qq.com
本研究團隊創(chuàng)建了垃圾分類物元分析模型、投放方案灰色聚類比選模型及分類效果F-measure 評價模型;基于城鄉(xiāng)差別和農(nóng)村地區(qū)生活垃圾產(chǎn)生源分布及性狀特征,提出了農(nóng)村生活垃圾“五類三段”分類模式,指出易腐垃圾就地/就近處理是農(nóng)村垃圾分類的重點與關(guān)鍵;結(jié)合農(nóng)村易腐垃圾就近處理需求,研發(fā)了引風式靜態(tài)堆肥技術(shù)和重力翻板式間歇動態(tài)堆肥技術(shù)及裝備,并在福建省明溪縣胡坊鎮(zhèn)和安徽省鳳陽縣小崗村進行了工程示范。
研編系列垃圾分類標準,就分類工作全范圍、全過程提出了設(shè)施建設(shè)、設(shè)備配備、運行操作等全要素的規(guī)定與要求,是規(guī)范分類工作的基本依據(jù);首次將農(nóng)村垃圾小型堆肥原料和產(chǎn)品含水率上限值分別由60%、30%提升至65%、45%,增強了堆肥技術(shù)標準的適用性,擴展了堆肥技術(shù)的適用性;研編大件/園林/裝修/餐廚/果蔬等垃圾分類系列標準,填補新興垃圾標準體系空白,指導各行各業(yè)垃圾分類工作規(guī)范化進行。
(1)提出農(nóng)村生活垃圾“五類三段”模式,以廚余垃圾就地堆肥為突破口解決農(nóng)村垃圾分類的重點與難點。研發(fā)了引風式靜態(tài)堆肥技術(shù)和重力翻板式間歇動態(tài)堆肥技術(shù)及裝備,在福建省明溪縣、安徽省鳳陽縣進行的農(nóng)村易腐垃圾小型堆肥生產(chǎn)性試驗研究表明,初級堆肥過程中,靜態(tài)堆肥和間歇動態(tài)堆肥設(shè)施對原料有較強適用性、升溫效果良好,能有效實現(xiàn)垃圾無害化。農(nóng)村生活垃圾“五類三段”分類模式及易腐垃圾小型堆肥生產(chǎn)性試驗成果如圖1 所示。
圖1 農(nóng)村生活垃圾“五類三段”分類模式及易腐垃圾小型堆肥生產(chǎn)性試驗成果Figure 1 “Five Classes on Three Segments”mode for rural waste classification and results of productive tests of small-scale composting of perishable waste
(2)研編農(nóng)村垃圾分類系列標準,提升農(nóng)村垃圾分類處理水平。針對農(nóng)村地區(qū)因人口密度低、居住分散導致垃圾產(chǎn)生源分散、產(chǎn)生量小且收集運輸距離遠的特點,編制并發(fā)布實施了T/HW 00013—2020 農(nóng)村垃圾分類操作規(guī)程等農(nóng)村垃圾分類收運的相關(guān)標準。對于丘陵山地及無外運條件和必要性(如運距很遠、運量極?。┑牡貐^(qū),結(jié)合現(xiàn)場實踐研究,提出了易腐垃圾的就地/就近堆肥處理相關(guān)的操作規(guī)程及技術(shù)要求,如T/HW 00011—2020 農(nóng)村易腐垃圾小型堆肥技術(shù)規(guī)程等,為農(nóng)村垃圾分類及后續(xù)處理提供了保障。農(nóng)村易腐垃圾小型堆肥試驗及初級堆肥產(chǎn)品無害化指標如圖2 所示。
圖2 農(nóng)村易腐垃圾小型堆肥試驗及初級堆肥產(chǎn)品無害化指標Figure 2 Small-scale composting test for rural perishable waste and harmlessness indicators of primary composting products
(1)創(chuàng)建兼顧效率與可操作性的垃圾分類投放模型與效果評價指標體系。創(chuàng)建了垃圾分類的物元分析模型、投放方案灰色聚類比選模型及分類效果F-measure 評價模型,以長沙市岳麓區(qū)和芙蓉區(qū)為例,進行二級決策實證研究顯示,各方案的優(yōu)劣順序均為:干濕兩分類(居民區(qū))>可否回收兩分類(居民區(qū))>四分類(學校)>三分類(居民區(qū))>四分類(居民區(qū)),可更直觀、有效地明確各種分類方案的效果優(yōu)劣。此后再次對??谑行阌ⅰ埲A區(qū)2 個居民區(qū)進行生活垃圾分類試點試驗,結(jié)果與長沙的分類試點結(jié)果相近。垃圾分類“2+n”模式及評價模型實際驗證成果如圖3 所示。
圖3 垃圾分類“2+n”模式及評價模型實際驗證成果Figure 3 The“2+n”model of waste classification and the actual verification results of the evaluation model
(2)構(gòu)建城鄉(xiāng)生活垃圾分類標準體系,為全國范圍內(nèi)規(guī)范化推進垃圾分類工作提供依據(jù)。建立了我國垃圾分類標準新體系,首次研編了系列垃圾分類標準,其中19 項標準已發(fā)布實施。這些標準涵蓋了垃圾分類全范圍和全過程,既有源頭投放環(huán)節(jié)的社會化活動及投放操作要求,也有收集/運輸/處理環(huán)節(jié)專業(yè)化運作的工藝技術(shù)與設(shè)備配置的規(guī)定;既有用于規(guī)劃設(shè)計與技術(shù)選型的技術(shù)標準/技術(shù)規(guī)程/技術(shù)要求,也有指導設(shè)施建設(shè)的設(shè)施設(shè)置標準和日常運行的運行規(guī)程/操作規(guī)程。城鄉(xiāng)生活垃圾分類標準體系如圖4 所示。
圖4 城鄉(xiāng)生活垃圾分類標準體系Figure 4 Urban and rural solid waste classification standard system
在我國長沙、??凇⑸钲诘瘸鞘?,應(yīng)用垃圾分類的效果評價模型、物元分析模型、灰色聚類比選模型,對城市開展垃圾分類的方式、方法、方案等分別進行比較分析,選出最優(yōu)方案,有效促進垃圾分類工作良性開展。
通過對靜態(tài)好氧堆肥和間歇性好氧堆肥相關(guān)參數(shù)的比較,有效指導下一步廚余垃圾小型堆肥設(shè)施建設(shè)的方向、設(shè)施設(shè)計以及技術(shù)參數(shù)的設(shè)定等,引領(lǐng)垃圾堆肥技術(shù)的提升。
構(gòu)建城鄉(xiāng)生活垃圾分類標準體系,在數(shù)以千計的縣區(qū)、街道、社區(qū)指導垃圾分類的穩(wěn)步施行。
(1)經(jīng)濟及環(huán)境效益:實施垃圾分類技術(shù)與傳統(tǒng)垃圾混合收集處理處置模式對比效果顯著,垃圾分類后熱值增加,每噸生活垃圾焚燒發(fā)電量上升約3%;與傳統(tǒng)混合垃圾填埋相比,CO2減排率可達到35.5%。此外,垃圾分類標準的應(yīng)用指導,可有效減少政府財政投入、提升財政資金使用效率。
(2)社會效益:垃圾分類標準體系是各級政府及主管部門推進垃圾分類制度的基本依據(jù),也是企業(yè)承接相關(guān)任務(wù)、開展垃圾分類與收集運輸生產(chǎn)作業(yè),以及與各類業(yè)主簽訂業(yè)務(wù)合同、配置垃圾分類設(shè)備裝置的重要依據(jù),其社會效益不言而喻。