基于生態城市理念的城市垃圾資源化技術集成研究:以北京懷柔文化生態城為例

周丹張星星

（1北京清控人居環境研究院有限公司 北京 100083 2北京鑒衡認證中心 北京 100013）

我國的城市數量快速增加，城市規模急劇擴大，而城市配套設施建設相對滯后，現代化的城市正在成為環境污染和生態破壞集中的場所。城市垃圾的污染及其對生態系統所造成的破壞是人類城市化進程中一個不容忽視、亟待解決的現實問題。在此背景下，黨的十八大報告適時提出了“建設社會主義生態文明”的方針，要求加快推進生態文明型城市的建設。

1 生態城市理念概述

生態城市，這一概念是在70年代聯合國教科文組織發起的“人與生物圈”計劃研究過程中提出的[1]。它是按照生態學原則建立起來的社會、經濟、自然協調發展的新型社會關系，是有效的利用環境資源實現可持續發展的新的生產和生活方式。

1.1 生態城市社會、經濟、自然協調發展

生態城市以可持續發展為根本，要求實現城市整體的生態化和社會、經濟、自然協調發展。

1.1.1 尋求人與自然良性循環發展的新規律，體現了人與自然、建筑環境與自然環境、經濟社會發展與自然環境保護之間的和諧共生。

1.1.2 建立可持續發展機制，通過再生和自生原理調節系統的影響因素，充分合理的運用和配置資源，以適應系統發展目標。

1.1.3 促進人們生活方式和消費觀念的轉變，增強生態保護意識，改善人居環境，實現自然資源的永續利用。

1.2 生態城市對于城市垃圾處理的基本要求

生態城市建設基本原則中的生態保護原則和循環再生原則對于治理城市垃圾污染具有直接的指導意義，為如何治理垃圾污染指明了方向[2]。

1.2.1 生態保護原則：指保護自然資源，對自然環境侵擾最少，提倡節地、節水、節能和治污，使用可再生能源和提高能效，對自然資源進行合理的配置和利用。

1.2.2 循環再生原則：減少垃圾產生量和回收垃圾再生利用；系統盡可能是閉合的，使物質循環再生，能量高效利用。

2 基于生態城市理念的城市垃圾資源化處理路徑

2.1 垃圾分類收集機制

通過分類投放、分類收集，把有用物資從垃圾中分離出來重新回收、利用，變廢為寶，既提高垃圾資源利用水平，又可減少垃圾處置量。它是實現垃圾減量化和資源化的重要途徑和手段。

2.2 垃圾終端處理技術

垃圾終端處理技術受經濟發展水平、生活習慣等各方面因素影響，具體處理技術可能不盡相同，但是最終應以無害化、資源化、減量化為處理目標。從應用技術看，我國與國外其他國家有所區別，國外主要采用填埋、焚燒、堆肥、綜合利用等方式，形成系統成套的設備，自動化程度較高[3]。我國垃圾終端處理的技術對策以衛生填埋和高溫堆肥技術為主，在經濟發達地區正逐步發展垃圾焚燒技術。

隨著經濟的發展，處理技術的進步以及處理觀念的更新，可以預見到我國垃圾資源化技術發展的總趨勢是：

2.2.1 分類收集將成為治理垃圾最有效、最重要的途徑，垃圾的資源化綜合利用及垃圾產業化將成為新時期垃圾治理的主要方向；

2.2.2 分類收集的廣泛應用促使資源的再生利用比例逐步提高；

2.2.3 垃圾衛生填埋的標準提高，簡易填埋的比例將逐步下降；

2.2.4 經濟發達地區的垃圾焚燒和焚燒余熱利用等終端處理技術將廣泛使用。

3 北京懷柔文化生態城垃圾資源化技術集成實例

3.1 項目概況

北京懷柔文化生態城是國家循環經濟示范區中“城市循環經濟示范區”的核心示范工程，基于生態城市理念打造，主要功能為首都東部發展帶重要節點，承接市區部分功能、承擔首都部分國際交往功能，爭取成為聯合國未來小城鎮示范項目。

一期規劃建設位于北京市懷柔區北房鎮06街區，項目用地范圍東至附張路，南至規劃南房街，北到恒利街，西至興盛路，總占地面積119ha，一期擬將分期分批投資逾100億元，打造世界級的環保、文化產業綜合發展項目。

3.2 北京懷柔文化生態城垃圾資源化技術集成

3.2.1 區域垃圾量預測

本區域內主要開展會展，演出、休閑等活動，結合此類相關活動垃圾產生類型，并根據對不同公建產生垃圾種類的分析，區域內可回收利用的垃圾比重較大，約占40%，同時產生的餐飲業廚余垃圾有機質成分含量高，適合進行后續生物處理，約占40%；剩余20%為不可利用垃圾[4]。

區域內生活垃圾量約為27t/d。此外，區域內綠地產生綠色有機廢物約為0.5t/d，區域共產生垃圾量為27.5t/d。

3.2.2 垃圾資源化基本項技術

在基本項技術中，本區域垃圾處理技術選取垃圾分類系統，建立區域分類垃圾收集站，設置密閉的分類垃圾桶，分別用于可回收物、廚余垃圾和其他垃圾的收集，并有嚴格的保潔清洗措施。建筑內部設置分類垃圾桶，建筑內垃圾投放采用分類垃圾袋。

區域內垃圾分類要求如下：

①可回收的非生物垃圾：如紙制品、塑料制品、金屬制品、玻璃制品等投放在可回收物垃圾桶內。

②廚余垃圾：如剩菜、剩飯、綠地花草、樹葉等投放到廚余垃圾桶內。

③不可回收垃圾：以上兩種以外的垃圾歸為不可回收類垃圾，投放在不可回收物垃圾桶內。

區域內垃圾通過分類收集后，通過市政部門分類收集車輛，密閉壓縮式收運把垃圾輸送至不同部門進行回收或處理，減緩垃圾對區域的影響。

3.2.3 垃圾資源化推薦項技術

（1）垃圾氣力輸送系統

為實現對生活垃圾實行全封閉化、壓縮化、集裝化收運的現代化垃圾收集方式，推薦在區域中使用垃圾氣力管道輸送系統，此系統可大大提高垃圾收集效率、杜絕對環境的二次污染[5]。

①服務范圍

垃圾氣力輸送系統服務范圍為影視學校及動漫培訓基地以南所有區域（不含東西兩側停車樓），服務面積約為0.7km2，中央收集站設置于區域南部地面停車場地下。

②設計規模

垃圾氣力輸送系統分為兩個分類投放口，分別為可回收利用垃圾和不可利用垃圾。根據計算結果，在垃圾氣力輸送系統服務范圍內垃圾總量為24.5 t/d，投放入氣力輸送系統的垃圾為14.7 t/d，其中可回收利用垃圾為9.8 t/d，不可利用垃圾為4.9 t/d。

③工作流程

在服務范圍內，利用室內與室外投放口相結合的模式，取代傳統的人工垃圾收集運輸方式，如下圖所示。

圖1 垃圾氣力輸送系統流程圖

垃圾氣力輸送系統包含室內收集系統、室外收集系統和中央收集站系統。

1）室內收集系統

室內收集系統采用垃圾垂直豎井系統，通過垂直豎井連通大廈各層，用戶可通過位于每個樓層的投放口丟棄垃圾，投放口底部連接螺旋輸送機，推進垃圾到氣力輸送管道，再通過氣力輸送至收集站，滿足集中投放的要求。

2）室外收集系統

垃圾輸送管道埋于地下，將所有已設本系統設備的各建筑物及室外投放口連接至中央收集站。本系統工程管道埋深3～3.5m，輸送管道直徑為500mm。

3）中央收集站系統在垃圾輸送管網的末端，配置中央垃圾收集站一個，在此實現垃圾與輸送載體-空氣的分離，垃圾經壓縮機壓縮后推入垃圾集裝箱內，而空氣則經過除塵除臭處理后排出。中央收集站設置于區域南部地面停車場地下，建筑面積3000m2。

圖2 室外管線示意圖

（2）綠色廢物處理中心

根據區域綠化有機垃圾高含水率、易腐爛的特點，可以將綠化有機垃圾配合廚余垃圾及源分離出的有機垃圾進行厭氧發酵，堆肥產物可回用于綠地增肥。

①建設地點

綠色廢物中心擬建于南部片區地面停車場地下，與垃圾氣力輸送系統中心收集站合建，總建筑面積為3000m2。

②設計規模

綠色廢物處理中心主要處理影視學校及動漫培訓基地以外區域的自然凋落和人工修剪產生的落葉，樹枝，草，廚余垃圾及源分離出的有機垃圾等。廢物處理規模約為10.3 t/d，其中廚余垃圾為9.8 t/d，綠化有機垃圾0.5 t/d。

③處理流程

主要處理系統包括：原料堆放場、預處理系統、堆肥系統、后處理和利用系統、環境保護系統。

圖3 綠色廢物處理流程圖

4 結語

4.1 結語

在北京市懷柔文化生態城應用垃圾資源化集成技術，遵循生態城市的理念，有效的利用廢棄資源實現可持續發展的新的生活方式，具有極強的示范效益，并可獲得以下環境效益：

4.1.1 垃圾分類回收系統的使用，既提高垃圾資源利用水平，又可減少垃圾處置量，日可回收可利用物10.8t。

4.1.2 使用垃圾氣力管道輸送系統，減少了垃圾車收運里程，節省燃油。同時，通過垃圾氣力管道輸送系統，垃圾車輛不用進入區域內部，有利于保持區域清爽的環境，減少空氣污染和噪聲的影響。

4.1.3 建立綠色垃圾處理中心，減小了市政填埋場壓力。同時，通過處理中心堆肥處理可產生大量肥料，回用于綠地，提高土壤的肥力。據測算，經綠色垃圾處理中心堆肥后腐殖質含量可達0.2g/g，氮損失率僅在15%以內，能起到良好的節能降耗的作用，并可產生較好的生態效益。

4.2 建議

4.2.1 城市垃圾資源化處理要嚴格遵循生態城市理念中生態保護原則和循環再生原則，在保證垃圾無害化的基礎上，最大限度的實現垃圾的資源化和減量化。

4.2.2 城市垃圾資源化技術集成要充分考慮城市垃圾成分、經濟發展水平、生活習慣等因素，形成城市生活垃圾分類收集、分類運輸、分類處理的機制。經濟發達地區可探索生活廢棄物信息化管理模式。

4.2.3 城市垃圾資源化新技術的使用應與城市市政環衛規劃緊密結合，進行統籌規劃，使新技術、新系統能與其他的市政配套規劃緊密結合，降低整體投資。

[1]楊士弘.城市生態環境學[M].北京：科學出版社，2003.

[2]楊虹，徐曉軍，史本章.運用“生態城市”理念治理城市垃圾污染[J].環境衛生工程,2005,13(1):35-38.

[3]廖如珺，黃建忠，楊丹蓉.中國城市生活垃圾分類處理現狀與對策[J].職業衛生與病傷,2012,27(1):30-34.

[4]高興，李文霞，袁杰，等.酒店餐飲垃圾及含能損失分析[J].建筑熱能通風空調,2007,26(4):76-79.

[5]王賢明，李元元，等.上海世博園區垃圾氣力輸送系統工程設計[J].科技創新導報,2010(30):116-117.