城市生活垃圾三元二級分類體系的構建及應用前景

劉玉升，宋洪濤，方潔

城市生活垃圾三元二級分類體系的構建及應用前景

劉玉升1，宋洪濤2，方潔3

（1.山東農業大學新農村發展研究院，山東泰安271018；2.泰安市環境衛生管理處，山東泰安271000；3.濟南市環境衛生管理處，山東濟南250000）

城市生活垃圾的精細分類是高效高值化垃圾處理的基礎和前提，城市生活垃圾處理的關鍵在于阻遏垃圾混合和如何充分利用濕垃圾。城市生活垃圾三元二級分類體系，即首先將垃圾分為3種類型：干垃圾、濕垃圾和特種垃圾；然后再分別進行二次單一化精細分類。源頭分類阻遏了垃圾進入混合狀態；對有機垃圾則通過物理破碎、微生物混合發酵預處理、環境昆蟲過腹轉化的“三位一體處理技術系統”實現資源化利用。城市生活垃圾三元二級分類體系是一個簡化垃圾分類體系，改變了“可回收”與“不可回收”垃圾難以快捷界定的難題。

垃圾分類；干垃圾；濕垃圾；特種垃圾；資源化

隨著世界各國和我國經濟的迅速發展，不同規模的城市數量和城鎮人口急劇增加，特別是我國推進新型城鎮化發展，導致城市生活垃圾污染問題日益嚴重。據統計分析，全世界城市生活垃圾年產生量增長速度高達8.42%，而我國則高達10%以上。如何解決城市生活垃圾難題成為人類共同關注的環境問題之一。

垃圾分類是指按一定規定或標準將垃圾分類儲存、分類投放、分類搬運、分類利用或處理，從而將垃圾轉變成公共資源的一系列活動的總稱。垃圾分類的目的是提高垃圾的資源價值和經濟價值，力爭物盡其用，垃圾的單一化精細分類是高效高值資源化利用及尾料處理的基礎和前提。城市生活垃圾處理的關鍵在于阻遏垃圾混合和高效高值化利用濕垃圾（有機垃圾）。綜合分析歸納各國不同城市對生活垃圾分類的技術和實踐經驗，大致都是根據垃圾的成分構成、產生量，結合本地垃圾的資源利用和處理方式進行分類[1]。在垃圾管理水平高、處理效率高的地區，一般采取衛生填埋、高溫焚燒、有機堆肥等方式加以處理，而絕大多數垃圾則常常被露天堆放或簡易填埋，導致對空氣、土壤和水體的污染。各種固體廢棄物混則為垃圾，分則為資源，分類產生價值，廢物變成資源[2]。垃圾分類是一項長期的社會工程，有人類的生活，就會有垃圾的產生，垃圾分類處理就會伴隨這個過程，人人都是垃圾的產生者，人人都是垃圾的受害者。垃圾分類需要源頭分類、過程分類和末端分類密切結合，全程完整的垃圾分類回收處理體系是垃圾得到合理回收、利用、處置的前提。通過垃圾分類，最大限度地實現垃圾資源化利用，減少垃圾尾料的終端處置量，改善生存環境質量，是當前世界各國共同關注的迫切問題之一。

近年來，我國推進城鎮化發展，垃圾處理問題也越來越引起社會各界的關注，為進一步提高城市的環境水平和更好地節約資源，必須做好垃圾分類工作。雖然我國政府自2000年即提倡垃圾分類收集，但成效甚微，徘徊不前，因此應該反思一貫采取的垃圾分類方式方法是否科學合理、便于操作。文中提出城市生活垃圾的“三元二級分類體系”，討論并分析其利用前景。

1 城市生活垃圾產生的原因、特點及其危害

1.1 城市生活垃圾產生的原因

人類在生產和生活過程中，不能對原料進行全利用，必然會產生一定量的廢棄物。最初人類是靠遷徙遠離垃圾而使人類與垃圾分離；人類定居以后，則必須將垃圾搬運實現人類與垃圾分離。人類社會發展到一定階段，出現了城市。城市是以非農業產業和非農業人口集聚形成的較大居民點（包括按國家行政建制設立的市、鎮），是一個具有相當大的面積和相當高的人口密度的地域共同體，是生態、環境、經濟、社會的復雜系統。城市的出現，是人類走向成熟和文明的標志，也是人類群居生活的高級形式。城市環境中高密度的人口生活、高強度的工業生產、高效率的商業運行，導致海量垃圾的產生。

城市生活垃圾的產生及危害的形成，既有客觀因素，如城鎮化發展過快、污染源復雜、基礎設施建設跟不上等；也有主觀因素，如觀念落后，自覺性差，技術創新少；還有政府管理水平低、職能不到位，如制度不完善、公益性經費投入不足等原因。（1）快速城鎮化。我國30多年趕超了發達國家200多年的成就，導致人口快速、過度集中，城市生活垃圾產生量遠遠超出處理能力。（2）污染源復雜。包括工業污染源（廢水、廢氣、廢渣）、交通運輸污染源（汽車尾氣、運輸過程中產生的揚塵）和生活污染源（煤渣、廢紙、廢料等），而生活垃圾污染源對城市社區小巷環境衛生的影響極大。（3）市容環境基礎設施建設嚴重滯后。（4）人們普遍缺乏垃圾分類的相關常識和垃圾分類的習慣，這與城市文明的素質教育和垃圾分類知識的普及滯后密切相關。（5）政府職能不到位。環衛、環保體制不完善，雖有相關政策、法規出臺，但執行不力，且有關部門和單位對城市環衛事業在認識、規劃投入、管理等方面存在不同程度的欠缺。投入上經費不足，管理上要求不嚴。

1.2 城市生活垃圾的特點

城市生活垃圾數量越來越多，大面積出現“垃圾圍城”現象。隨著經濟的發展和人民生活水平的提高，垃圾問題日益突出。我國668座城市，2/3被垃圾環帶包圍。與其他的垃圾相比較，生活垃圾的情況復雜得多，主要有以下表現：（1）來源廣泛而分散，復雜多樣。（2）成分越來越雜，價值越來越高。（3）特種生活垃圾處理缺乏專業技術。（4）居民小區的硬件設施參差不齊，阻礙垃圾源頭分類。（5）垃圾中轉站對源頭分類的垃圾再次混合，打擊垃圾分類的積極性。（6）生活有機垃圾處理缺乏高效高值化技術，生活垃圾尾料的終端處理技術尚存在諸多缺陷。（7）垃圾資源產業化程度不夠。

1.3 城市生活垃圾的危害

統計數據顯示，全國668座城市中，2/3以上的城市面臨垃圾困局，有114座城市不得不把垃圾堆存到鄉村，由此造成城市垃圾公害變成鄉村公害。全國城市垃圾堆存累計侵占土地超過5億m2，每年的經濟損失高達300億元，我國成為世界上垃圾包袱最沉重的國家。據統計，目前全世界每年產生的5.0億t垃圾中，中國城市就占到1.4億t，僅北京市，日產生活垃圾總產量已達2.09萬t，每年的垃圾運送費高達6.8億元財政支出。目前我國垃圾處理的主要方法是衛生填埋，由此導致城市歷年的垃圾堆存量高達66億t，侵占35億m2土地。城鄉垃圾匯合之勢導致城鄉結合帶區域生態環境惡化，洋垃圾不斷侵入更加導致了垃圾處理的復雜性，垃圾危害已經影響到中國21世紀的可持續發展。因此垃圾處理已成為目前我國城市環境衛生所面臨的最緊迫問題之一。

城市生活垃圾造成的危害表現為：（1）填埋侵占大量土地；（2）污染土壤；（3）污染空氣；（4）污染水資源；（5）影響環境衛生。

2 城市生活垃圾分類的原則

城市生活垃圾分類原則為：（1）源頭分類是基礎。（2）全程分類是保障。實現“分類投放、分類收集、分類運輸、分類處置”全過程分類。（3）有機垃圾是難點。垃圾理化分析表明，分離出有機垃圾后的其他垃圾含水率為29.8%，比混合垃圾降低了23.5%；熱值達10 600 kJ/kg，是混合垃圾熱值的2.5倍。（4）終端全利用是目的。垃圾分類的目的就是為了將混合垃圾單一化精細分流，利用現有生產制造能力實現回收利用，包括物質利用和能量利用，對于暫無處理技術或數量不足以資源化利用的尾料采取衛生填埋。（5）因地適宜，多元并存。不同城市社區地理、經濟發展水平、企業回收利用廢棄物的能力、居民來源、生活習慣、經濟與心理承擔能力等各不相同，應根據實際情況，采取適宜的分類方式。社區和居民，包括企事業單位，逐步養成“減量、自覺、自治、他律”的行為規范，創新垃圾分類處理模式。

3 城市生活垃圾的三元二級分類體系

3.1 城市生活垃圾的傳統分類

城市生活垃圾的傳統分類，以回收利用的現行技術和資源化程度一般分為4類：（1）可回收垃圾（主要包括廢紙、塑料、玻璃、金屬和布料五大類）。（2）不可回收垃圾。（3）餐廚垃圾（包括剩菜剩飯、骨頭、菜根菜葉、果皮等食品類廢物）。（4）有毒有害垃圾（含有對人體健康有害的重金屬、有毒的物質或者對環境造成現實危害和或者潛在危害的廢棄物，包括電池、熒光燈管、燈泡、水銀溫度計、油漆桶、家電類、過期藥品、過期化妝品等）。針對城市生活垃圾的回收利用功能分為可回收與不可回收垃圾，一般市民很難在投放垃圾的短時間之內予以準確判斷，產生分辨判斷不清、無所適從的感覺，從而影響了生活垃圾的源頭分類效率和積極性、主動性。在北京、杭州等地，垃圾分類試點已經推行了14年，卻未見明顯實效，一是受制于源頭分類的質量，二是“分后再混”對垃圾分類積極性的挫傷。

3.2 生活垃圾三元二級分類體系及含義

生活垃圾“三元二級分類體系”采用直觀形態分類原則，以是否含有水分作為主要判斷特征，便于普通市民直接、快捷判斷分辨，實現源頭高效分類投放（圖1）。第一步進行大輪廓的“三元分類”，即僅將生活垃圾分為干垃圾（無水、無機），濕垃圾（有水、有機），特種垃圾（有毒有害）3個類型。第二步對干垃圾進行精細分類，實現單一化存放；對濕垃圾進行二次檢查，分揀出混入其中的非有機物，保證有機垃圾的純度。最后，經過單一化細分的各類干垃圾進入再生資源系統，經過純化的濕垃圾經過微生物發酵、物料調和、環境昆蟲過腹轉化，實現最大程度的利用。微生物發酵處理有機物料技術十分成熟；可用于轉化處理有機垃圾的環境昆蟲有白星花金龜、黃粉蟲[3]、黑水虻、獨角仙，可以結合蚯蚓養殖，提高處理效率和產業價值。對于暫時不能利用、不會利用的垃圾，或者數量不足的垃圾，則采取能埋就埋、能燒就燒的原則，作為暫緩之計。

圖1 城市生活垃圾三元二級分類與傳統四類分類的比較

垃圾分類不是垃圾處理技術，分類是處理的基礎和前提，傳統“先細分、再混合、資源化不徹底”的方式越來越難以發展，三元二級分類體系“先粗分、再精細、資源化全利用”是一個發展方向（圖2），相應的技術也逐步成熟和完善，具有巨大的產業空間。

圖2 城市生活垃圾三元二級分類對應的處理技術體系

3.3 城市生活垃圾三元二級分類體系的優點

城市生活垃圾三元二級分類體系具有以下優點：（1）以是否含水作為明顯、直觀、常識性的判別標準，便于一般市民快速、準確對垃圾分類投放。（2）實現了源頭分類，為后續的單一化精細分類奠定了基礎。（3）為濕垃圾（有機垃圾）的利用創造了條件，解除了濕垃圾對干垃圾和特種垃圾的污染。（4）特種垃圾進行專業化處理，最大限度地減少了環境污染。（5）實現資源化的極致利用。

4 城市生活垃圾分類的意義和前景

我國是最早提出并實踐垃圾分類收集的國家之一，垃圾回收利用是中華民族的傳統美德。但是近20年來由于垃圾分類及資源化再生利用工作做得不夠，垃圾已經成為城鎮化發展的一大危害。長期以來，社會上存在政府的環衛和拾荒大軍兩支垃圾分類、回收、處理的隊伍，踐行“垃圾是放錯地方的資源”理念。政府環衛進行大規模混合垃圾處理，拾荒大軍僅僅回收利用小部分干垃圾，二者的結合將促進垃圾分類工作持續發展。

為了配合我國城鎮化發展戰略，對于海量的城市生活垃圾處理，急需探尋一項投入和運行成本低、勞動強度小、高效高值化、無二次污染的處理技術，以實現經濟、社會、環境效益的統一。按照可持續發展戰略和循環經濟理念，采用“三元二級分類體系”，各類單一化精細分類的干垃圾進入資源再生系統；針對高度純化的有機垃圾，通過物理破碎和物料配制、微生物發酵、環境昆蟲過腹轉化“三位一體生物系統”技術，對城市生活垃圾進行低成本、高效率、高值化、減量化、無害化、資源化處理。

垃圾處理的產業化，是解決城市生活垃圾問題的發展方向。國外垃圾處理產業規模龐大，如德國的垃圾資源回收不僅創造了25萬個就業崗位，而且每年的營業額高達500億歐元，約占全國經濟產出的1.5%。我國也將發展成為一個垃圾資源回收與昆蟲資源產業交織的新興產業領域，也將在生物資源利用、循環經濟和大農業領域發揮巨大的作用[4-8]。

[1]唐平，潘新潮，趙由才.城市生活垃圾——前世今生[M].北京：冶金工業出版社，2012.

[2]曲福田.資源經濟學[M].北京：中國農業出版社，2001.

[3]劉玉升.黃粉蟲生產與綜合應用技術[M].北京：中國農業出版社，2008.

[4]劉玉升，包建中，周長路，等.“三色農業”與生物資源的可持續利用[J].現代化農業研究，1999，20(增刊)：17～19.

[5]劉玉升，包建中.“三色農業”的系統觀[J].農業系統科學與綜合研究，1999，15(4):269-272.

[6]劉玉升.大農業循環經濟理論探討[J].農業現代化研究，2003，24. (專刊)：3-5.

[7]劉玉升.構建腐屑生態體系開辟農業生產新戰場[J].農業系統科學與綜合研究，2000，16(1)：57-59.

[8]劉玉升.大農業——第六次產業革命的主戰場[J].山東農業大學學報(社科版)，2000，2(1)：51-54.

Construction and application of the city garbage classification system of three elements and two levels

LIU Yusheng1,SONG Hongtao2,FANG Jie3
（1.College of Plant Protection，Shandong Agricultural University,Taian 271018,China; 2.Tai'an City Environmental Sanitation Management Office,Taian 271018,China; 3.Jinan City Environmental Sanitation Management Office,Jinan 250000,China）

Fine sorting is the basis and premise of efficient and high-value garbage disposal.The key of MSW disposal is to prevent mixture of garbage and make use of wet garbage.According to the three elements and two levels sorting system,garbage is sorted to dry,wet and special garbage,and secondary sophisticated sorting will be done. Sorting by source could prevent the mixture of garbage,and make use of organic garbage by physical crush, microorganism fermentation insect transformation,so as to establish a trinity disposal technology system and realize resource utilization.The system is a simplified garbage sorting system,which could solve the sorting problem of recyclable and unrecyclable garbage.

waste classification;dry waste;wet garbage;special waste;resource utilization

F062.2

A

1674-0912（2015）06-0018-04

2015－01－07）

農田循環生產關鍵技術研究與集成示范（2007BAD89B00）；農業科技成果轉化資金項目：農業有機廢棄物資源化利用的蟲菌復合技術示范研究（2010GB24420692）

劉玉升（1964-），男，山東莒南縣人，博士，教授，博士生導師，專業方向：生態植保、有機生產、有機廢棄物資源化利用、昆蟲資源產業化，循環經濟理論與實踐。