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深圳市生活垃圾分類系統(tǒng)的物質(zhì)流變化

本文利用物質(zhì)流模型對(duì)比了深圳市強(qiáng)制分類前后生活垃圾的流向和流量，結(jié)果表明，深圳市通過(guò)構(gòu)建精細(xì)分類+末端全量焚燒模式，實(shí)現(xiàn)了較高的生活垃圾資源化和能源化利用水平。截止2020年10月底，深圳市生活垃圾的回收利用率達(dá)到42.2%，減量率達(dá)到95.2%，較2018年分別增加了12.9%和42.9%。環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)對(duì)生活垃圾和可回收物(玻璃、金屬、塑料和紙類)的回收貢獻(xiàn)率分別為44.9%和3.4%，前者較2018年增加了15.2%，后者基本持平。未來(lái)，深圳市可加快補(bǔ)齊廚余垃圾處理短板，強(qiáng)化源頭減量;同時(shí)加強(qiáng)“兩網(wǎng)”融合，進(jìn)一步提高低值可回收物的回收利用水平。

研究方法

在本研究中，物質(zhì)流模型的邏輯邊界為居民區(qū)、辦公區(qū)及公共區(qū)等場(chǎng)所產(chǎn)生的生活垃圾，但不包括建筑垃圾和醫(yī)療垃圾。空間邊界即為深圳市的地理邊界。2018 年作為《深圳市生活垃圾分類管理?xiàng)l例》(以下簡(jiǎn)稱《條例》)實(shí)施前的參照時(shí)間段，2020年10月作為《條例》實(shí)施后的時(shí)間段，取日均值(t/d)作為生活垃圾的物流單位。

深圳市環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)的生活垃圾數(shù)據(jù)來(lái)源于城管部門(mén)的統(tǒng)計(jì)，再生資源系統(tǒng)的生活垃圾分流量數(shù)據(jù)來(lái)源于深圳市商務(wù)部門(mén)的統(tǒng)計(jì)。

圖1 深圳市生活垃圾分類系統(tǒng)的物質(zhì)流分析框架

根據(jù)研究目標(biāo)，將深圳市生活垃圾分類系統(tǒng)的物質(zhì)流分析框架分為垃圾輸入端、生活垃圾分類系統(tǒng)和物料輸出端3部分，如圖 1所示。生活垃圾分類系統(tǒng)物質(zhì)流模型的構(gòu)成如表 1。

表1 深圳市生活垃圾分類系統(tǒng)物質(zhì)流

針對(duì)國(guó)家對(duì)生活垃圾分類工作的基本要求(回收利用率達(dá)35%和原生垃圾零填埋)，采用下列指標(biāo)對(duì)深圳市生活垃圾分類系統(tǒng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1)回收利用率：

式中：可回收物包括分類收集的玻金塑紙、廢舊織物和廢舊家具;易腐垃圾包括分類收集的家庭廚余垃圾、餐廚垃圾、果蔬垃圾等。

2)減量率：

當(dāng)生活垃圾產(chǎn)生后，其減量化主要是指通過(guò)分類收集、分類處理等方式減少最終的填埋處置量。

3)環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)回收貢獻(xiàn)率

結(jié)果與討論

1 條例實(shí)施前

深圳市2018年生活垃圾分類系統(tǒng)物質(zhì)流示意如圖 2所示。除其他垃圾外，進(jìn)入再生資源系統(tǒng)的可回收物最多，說(shuō)明廢品回收人員、清掃保潔人員在再生資源回收方面發(fā)揮了重要作用。在流向環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)的生活垃圾中，分類收集量居前3位的組分為餐廚垃圾、廢舊家具和綠化垃圾，這 3 類垃圾的產(chǎn)生主體明確且分布集中，易于開(kāi)展垃圾分類并實(shí)施監(jiān)管， 例如：《深圳市餐廚垃圾管理辦法》 明確要求對(duì)全市餐廚垃圾進(jìn)行單獨(dú)收集、運(yùn)輸和處理，并實(shí)施全過(guò)程的監(jiān)督管理，因此，這 3 類垃圾的回收量較大。收集到的生活垃圾經(jīng)處理系統(tǒng)流向不同的終端。其他垃圾進(jìn)行焚燒處理的為 6934 t/d，焚燒產(chǎn)生爐渣 1189 t/d，其中 475 t/d 用作建材，剩余爐渣和全部的焚燒灰分(159 t/d)進(jìn)行填埋處置;因此，最終填埋量為12343 t/d，占生活垃圾總產(chǎn)生量的 47.4%。再生利用物料占生活垃圾總產(chǎn)生量的22.8%，回收利用的物料(含處理廢棄物)占生活垃圾總產(chǎn)生量的 29.8%。因此，2018 年深圳市每天有近50%的生活垃圾未能實(shí)現(xiàn)資源化或能源化利用，說(shuō)明生活垃圾的回收利用水平仍具有較大的提升空間。

圖2 2018年深圳市生活垃圾分類系統(tǒng)物質(zhì)流示意(單位：t/d)

2 條例實(shí)施后

2020年10月深圳市生活垃圾分類系統(tǒng)物質(zhì)流示意如圖 3 所示。生活垃圾進(jìn)入再生資源系統(tǒng)和環(huán)衛(wèi)處理系統(tǒng)的量分別占垃圾總產(chǎn)生量的23.2% 和 76.8%，這一比例與 2018 年相比變化不大。然而，進(jìn)入環(huán)衛(wèi)回收系統(tǒng)的廚余垃圾和可回收物顯著增加，焚燒處理代替了填埋處置，因此再生利用和回收利用水平大幅提升。同時(shí)，2019 年深圳市每噸垃圾上網(wǎng)電量為 402 kWh， 遠(yuǎn)高于全國(guó)平均水平265 kWh。總體上，進(jìn)入再生利用系統(tǒng)、回收利用系統(tǒng)和填埋場(chǎng)的生活垃圾量分別占生活垃圾總產(chǎn)生量的 27.2%、67.9%和 4.9%。相比于2018 年，前兩類物料的輸出占比共提高了42.5%，說(shuō)明在前端分類回收和末端全量焚燒的雙重推動(dòng)下，深圳市生活垃圾已達(dá)到較高的資源化和能源化利用水平，原生垃圾基本趨零填埋。同時(shí)，隨著分類收集的廚余垃圾不斷增加，后端處理設(shè)施能力不足的問(wèn)題開(kāi)始顯現(xiàn)。收集到的家庭廚余垃圾和餐廚垃圾中，約 15%進(jìn)入到焚燒廠處理。

圖3 2020年10月深圳市生活垃圾分類系統(tǒng)物質(zhì)流示意(單位：t/d)

3 垃圾分類情況評(píng)價(jià)

表2 深圳市生活垃圾分類評(píng)價(jià)結(jié)果

回收利用率

到2020年10月，回收利用率由2018年的29.3%提升至42.2%，在國(guó)內(nèi)屬于領(lǐng)先水平。這一提升主要依賴于廚余垃圾處理量的增長(zhǎng)，包括家庭廚余垃圾、餐廚垃圾、果蔬垃圾等。收集到的廚余垃圾多為協(xié)同處理。除集中式處理設(shè)施外，深圳市還增設(shè)了廚余垃圾分散處理點(diǎn)，依靠小型處理設(shè)備對(duì)廚余垃圾進(jìn)行消納，但廚余垃圾的處理能力還不能與前端收集能力完全匹配。由圖3可知，廚余垃圾進(jìn)行生物處理和焚燒處理的量分別為3474 t/d 和485 t/d，目前深圳市廚余垃圾處理能力為3007 t/d，處理設(shè)施已處于超負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)，同時(shí)26.2%的餐廚垃圾和 2.9%的家庭廚余垃圾流向焚燒廠。

可回收物與2018年相比，收集量有所增加，但在全部垃圾量中的比例變化不大。生活垃圾環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)回收貢獻(xiàn)率從 2018 年的29.7%上升到2020年10月的 44.9%，主要是由于生活垃圾填埋量大幅降低，而焚燒處理規(guī)模明顯增長(zhǎng)。由于環(huán)衛(wèi)屬于無(wú)償回收，玻金塑紙環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)的回收貢獻(xiàn)率相較于2018年雖略有提升但總體仍然較低，僅為3.4%。部分已進(jìn)入環(huán)衛(wèi)回收系統(tǒng)的高值玻金塑紙(已投放至分類垃圾桶中)也會(huì)通過(guò)保潔人員等的二次分揀進(jìn)入再生資源系統(tǒng)，而環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)收集到的多為低值可回收物，例如廢玻璃容器、利樂(lè)包等，因此環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)主要起兜底作用。另外，在其他垃圾中，可回收物(可回收的玻金塑紙等)仍占15%左右，即約 2730 t/d，因此仍有較大的提升空間。

減量率

減量率代表了原生生活垃圾趨零填埋的水平，隨著垃圾分類的推進(jìn)和《條例》的實(shí)施，深圳市生活垃圾減量率從2018年的 52.3%提高至2020年10月的 95.2%，填埋場(chǎng)已基本不接收原生生活垃圾。除前端分類分流外，末端全量焚燒模式的構(gòu)建在垃圾減量化方面發(fā)揮了重要作用。垃圾源頭分類會(huì)導(dǎo)致進(jìn)廠垃圾數(shù)量和組分的變化，從而影響焚燒廠的運(yùn)行。深圳市從2018年至2020 年大幅提升了垃圾焚燒處理能力，但關(guān)停了多數(shù)填埋場(chǎng)，因此源頭分類未影響焚燒廠進(jìn)廠垃圾量。截至2020年10月，強(qiáng)制分類只開(kāi)展1個(gè)月，進(jìn)廠垃圾組分變化不大，橡塑比例略有增加，垃圾熱值有所升高由(6300kJ/kg升至6900kJ/kg)。

4 問(wèn)題與解決策略

廚余垃圾處理能力不足—推動(dòng)廚余垃圾源頭減量。截至 2020 年 10 月底，深圳市廚余垃圾已存在近1000 t/d 的處理缺口，且隨著廚余垃圾分出量的繼續(xù)增加，該缺口將不斷擴(kuò)大。然而僅提升廚余垃圾的后端處理能力，而不對(duì)前端的分類回收能力加以調(diào)控，在短時(shí)間內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)前后端的平衡，并會(huì)對(duì)焚燒處理系統(tǒng)造成影響。因此在積極提高廚余垃圾處理能力的同時(shí)，還需要大力推進(jìn)源頭減量(如源頭瀝水和光盤(pán)行動(dòng))。根據(jù)深圳市多所單位食堂實(shí)踐的結(jié)果，通過(guò)光盤(pán)行動(dòng)可以使餐廚垃圾產(chǎn)生量減少30%。源頭瀝水可以減少?gòu)N余垃圾的水分和質(zhì)量，按廚余垃圾占全部生活垃圾的44%計(jì)算，即總量約為13854 t/d，如減量30%則待處理量約為9700 t/d，現(xiàn)有廚余設(shè)施消納3000 t/d，其余進(jìn)行焚燒處理。如不計(jì)入源頭減量的部分，則廚余垃圾的分類處理率為31%，已達(dá)到較好水平。而根據(jù)現(xiàn)有焚燒設(shè)施的額定熱負(fù)荷，適量混入廚余垃圾的進(jìn)爐垃圾， 可以保持較好的焚燒效果和熱效率。因此，在短期不能大幅增加廚余垃圾處理設(shè)施的條件下，可以維持目前的廚余垃圾處理規(guī)模，把工作重點(diǎn)放在源頭減量上，以達(dá)到生活垃圾分類系統(tǒng)整體較優(yōu)的效果。

可回收物回收不充分—強(qiáng)化可回收物的兜底回收

可回收物理論上包括各類可以回收利用的組分，一些組分具有較高的市場(chǎng)售價(jià)，往往進(jìn)入再生資源系統(tǒng)。而另一些組分可以回收但市場(chǎng)價(jià)格較低，需要環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)進(jìn)行兜底回收。表 3為進(jìn)入再生資源系統(tǒng)和環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)的玻金塑紙的比例，可以看出環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)回收的玻璃等低值可回收物的數(shù)量要明顯高于再生資源系統(tǒng)，而紙類和塑料則相反。“兩網(wǎng)”融合與規(guī)范回收是許多城市垃圾分類工作的重點(diǎn)，一方面推動(dòng)管理機(jī)制融合，另一方面加快回收設(shè)施的融合和數(shù)據(jù)的共享。

表3 玻金塑紙回收量所占比例

除此之外，可回收物的回收仍有進(jìn)一步提升空間。焚燒廠進(jìn)廠垃圾中， 至少約2700 t/d的材料可以回收(玻金塑紙等材料中可以回收的部分)如果從源頭進(jìn)行良好的分類，許多材料未被破壞、污染，可回收的材料就會(huì)更多。如果進(jìn)廠垃圾的可回收物含量下降至 5%, 即分流回收量增加1800 t/d 深圳市生活垃圾的回收利用率可達(dá) 47.9%, 即使廚余垃圾分類水平維持現(xiàn)狀，也能整體達(dá)到較高水平。因此, 源頭減量和強(qiáng)化回收是可以充分利用現(xiàn)有系統(tǒng)且成本較低的提升生活垃圾分類水平的途徑。

結(jié)論

深圳市采用的選擇性精準(zhǔn)分類與末端全量焚燒的模式提高了垃圾的資源化水平。2020 年 10 月，深圳市生活垃圾的回收利用率和減量率分別達(dá)到42.2%和 95.2%, 較 2018年分別提高了 12.9%和42.9 %。環(huán)衛(wèi)系統(tǒng)對(duì)生活垃圾和玻金塑紙的回收貢獻(xiàn)率分別為44.9% 和 3.4%, 前者較 2018 年提高 15.2%，后者基本持平。針對(duì)廚余垃圾存在的前端分類能力和后端處理能力不平衡的問(wèn)題，可以在推動(dòng)補(bǔ)齊短板的同時(shí), 強(qiáng)化源頭減量，實(shí)施適度分類;同時(shí)應(yīng)進(jìn)一步加強(qiáng)源頭分類，促進(jìn)可回收物, 特別是低值可回收物的 回收工作。這些措施可以充分利用現(xiàn)有系統(tǒng)且成本較低，也適宜其他城市采用。

原文發(fā)表于：《環(huán)境衛(wèi)生工程》2021年8月第29卷第4期