基于城鎮化的農村生活垃圾產量預測模型
——某鄉鎮生活垃圾收運系統設計實例

彭子原 王宏輝 李玫瑰 劉歡歡

（中機國際工程設計研究院有限責任公司 湖南長沙 410007）

基于城鎮化的農村生活垃圾產量預測模型
——某鄉鎮生活垃圾收運系統設計實例

彭子原 王宏輝 李玫瑰 劉歡歡

（中機國際工程設計研究院有限責任公司 湖南長沙 410007）

城鎮與農村生活垃圾人均日產量差距巨大，預測農村生活垃圾產量時直接套用城鎮生活垃圾預測模型會帶來較大誤差。本文建立了一種基于城鎮化率的農村生活垃圾預測模型，并以此為基礎，提供了一個農村生活垃圾收運系統設計實例，為今后的同類項目提供了一定的參考。

農村生活垃圾；產量；收集；運輸

改革開放以來，我國農村經濟日新月異，農民生活質量顯著提高。然而，與此同時，農村生活垃圾問題也日益凸顯[1]。我國農村常住人口約6.42×108t，農村生活垃圾年產量約2×108t[2]。長期以來，由于環保意識的薄弱及環保設施的缺失，絕大部分農村地區沒有建立專門的生活垃圾收運或處理設施[3]，農村生活垃圾隨意堆放或簡單焚燒，造成垃圾圍村現象，侵占土地，破壞環境。垃圾堆放還可能造成蚊蠅滋生，傳播疾病，簡單焚燒更將產生二惡英等有毒氣體，嚴重危害周邊村民的身體健康，阻礙農村經濟的可持續發展[4-5]，農村生活垃圾治理迫在眉睫。

與城市生活垃圾相比，農村生活垃圾分布分散，產生量少，要在每個村鎮分別建設生活垃圾填埋場等處置設施投入巨大，使用率低，不具有經濟性。采取“村收集-鎮轉運-縣處理”的三級聯動模式，建立完善的農村生活垃圾收集收運系統，依托城市生活垃圾處置基礎設施對農村生活垃圾進行處置[6]，是妥善解決農村生活垃圾問題，確保農村生活垃圾得到有效清運和處置的不二選擇。

準確預測生活垃圾產量是建立經濟有效的生活垃圾收運系統的前提。我國農村通常由集鎮中心和普通農村生活兩部分組成。由于生活習慣和生活水平的差異，集鎮和農村的生活垃圾產量和組成均存在較大差異，且隨著城市化進程的推進，部分農村人口將向集鎮轉移，這也進一步影響著生活垃圾的產量和糞便。以往的研究多將集鎮居民和農村居民作為一個整體共同預測其產量，而忽視了這些差異的影響，將對生活垃圾總產量的預測帶來誤差。

本文提出了一種基于城鎮化率的農村生活垃圾產量預測模型，并介紹了一個基于此模型的某鄉鎮農村生活垃圾分類收集及收運系統設計實例，為類似工程提供了一定參考。

1 基于城鎮化率的農村生活垃圾產量預測模型

建立基于城鎮化率的農村生活垃圾產生量預測模型，根據人口基數、人口自然增長率預測鄉鎮總人口，根據規劃城鎮化率及城鎮化率變化預測集鎮人口和農村人口數量，進而計算集鎮生活垃圾產量、農村生活垃圾產量和鄉鎮生活垃圾總產量。

鄉鎮預測年城鎮及農村人口規模分別：

R城—預測年城鎮人口數，人；Q農—預測年農村人口數，人；Q總—預測年總人口數，人；—起始年總人口數，人；k—常住人口年增長率；n—預測年限；P—預測年份城鎮化率。

鄉鎮生活垃圾收集量為：

R城—預測年城鎮垃圾收集量，t/d；R農—預測年城鎮垃圾收集量，t/d；R總—預測年各鄉鎮總垃圾收集量t/d；C—生活垃圾收集率。

2 農村生活垃圾收運系統設計

2.1 生活垃圾產生現狀調查

對湖南省某鄉鎮的生活垃圾進行收運。

該鄉鎮位于湖南省東北部，距離縣生活垃圾填埋場13km。土地面積83.5km2，2013年鎮域常住總人口5.5萬人，其中集鎮人口2.34萬人，農村人口3.16萬人。鄉鎮集鎮中心手工業發達，私營企業較多，非農業人口比例較高。

該鎮集鎮居民生活水平較高，其生活垃圾產量與組成與農村差異較大。根據現場調查，該鄉鎮生活垃圾主要由煤渣、灰土等無機垃圾，廢棄塑料制品、包裝袋、玻璃瓶等垃圾及少量腐爛蔬果、剩余飯菜等廚余垃圾、其他垃圾等四部分組成。其中遠離集鎮的鄉村村民主要能源為燃煤，煤渣、灰土在生活垃圾中所占比重較大，約占40%，廚余垃圾及可回收垃圾所占比重較小，各約占10%。集鎮中心部分居民已采用石油液化氣代替煤作為主要能源，生活垃圾中煤渣、灰土含量相對較低，約占20%，同時廚余垃圾及可回收垃圾比重較大，分別約占50%和15%。

該鄉鎮目前并未建設生活垃圾收運或處置設施。除農村部分農戶家建有沼氣池，可將廚余垃圾混入其中，用于發酵制沼氣外，大部分生活垃圾隨意傾倒在路邊、池塘、荒地，嚴重污染環境。

2.2 生活垃圾分類方案設計

結合現場調查情況，將該鄉鎮生活垃圾分為可回收垃圾（廢紙、廢金屬、廢玻璃瓶等可回收利用的垃圾）、無機垃圾（煤渣、磚瓦等無機垃圾）、廚余垃圾（剩飯、剩菜、果皮等可發酵有機垃圾）、有害垃圾（廢電池、廢農藥瓶等有毒有害垃圾）、其他垃圾五類。

為實現生活垃圾的源頭“減量化、資源化、無害化”，減輕生活垃圾處置設施的運行負荷，對生活垃圾進行分類收集。可回收垃圾由垃圾回收站回收利用；無機垃圾可作為附近坑塘道路填土；有害垃圾由鄉政府統一收集安全處置；自建沼氣池的農戶廚余垃圾可用于發酵產沼氣，其余不便于自行處置的農戶可將廚余垃圾并入其他垃圾中，統一收集后運輸往該縣生活垃圾衛生填埋場處置。各類垃圾處置方式如圖1所示。

圖1 生活垃圾分類收集及處理模式

每戶分發2個編織袋，用于盛裝無機垃圾和納入本項目需運往填埋場的其他垃圾，發放2個20L密閉垃圾桶，用于盛裝可回收垃圾和其他垃圾。廚余垃圾一般直接進入沼氣池或與需收運的生活垃圾混裝，不需另行配置收集容器。垃圾桶和編織袋全鎮統一配置，在垃圾桶和編織袋上做好標識，由村民自行將垃圾分類收集。

2.3 生活垃圾收運系統設計

2.3.1 生活垃圾收運規模預測

根據上述模型，對該鄉鎮生活垃圾產生量進行預測。據統計，該鄉鎮常住總人口自然增長率為 5.8‰，2013年鎮化率為42.63%，2020年縣域規劃鎮化率為54%，以此推算，城鎮化率年均增長率為1.625%。參考類似地區生活垃圾產量，城鎮人口生活垃圾人均日收集量取0.8kg/（人.d），農村人口生活垃圾人均日收集量取0.4kg/（人.d）。集鎮及農村生活垃圾產量預測如表1。

表1 生活垃圾產生量預測表

由表1可知，至2024年該鎮生活垃圾總產量為37.63t/d，其中集鎮28.37 t/d，農村9.26 t/d。

2.3.2 生活垃圾收集站建設

未經壓縮的生活垃圾容重較小，約為0.4t/m3，直接運輸車輛裝載量低，運輸車次多，運輸成本高昂。在集鎮西南方荒地設置生活垃圾處理能力為40t/d的收集站1座，對農村收集上來的生活垃圾進行壓縮，統一轉運至生活垃圾填埋場，提高車輛裝載率，降低運輸成本。

收集站采用垂直預壓式垃圾壓縮工藝，該工藝占地面積小，垃圾壓縮密度大，垃圾經壓實后密度可達0.85t/m3。綜合考慮垃圾裝車、卸料時間間隔及設備檢修備用需求，收集站配置40t/d垂直式生活垃圾壓縮機2臺。

2.3.3 生活垃圾收運作業規程

在集鎮及各村配置2m3可密閉式生活垃圾收集斗，由村民自行將需收運的生活垃圾傾倒如附近收集斗內。收集斗數量按照集鎮及各村預測生活垃圾產量確定。配置2t車廂可卸式運輸車將裝滿的收集斗運輸至收集站。此類車與2m3生活垃圾收集斗相配套，裝卸便利，外形小巧，適用于鄉鎮收運。垃圾經收集站壓縮后采用10t可密閉式垃圾轉運車將垃圾轉運至生活垃圾填埋場，進行填埋處置。收集站產生的垃圾滲濾液及車輛、地面清洗水等廢水經調節池收集后由5t式污水槽罐車運往生活垃圾填埋場滲濾液處理站處理。

垃圾收運工作由鄉鎮環衛隊負責。

圖2 生活垃圾收運流程圖

3 結論與建議

3.1 結論

通過基于城鎮化率的農村生活垃圾預測模型，可分別預測農村與集鎮的生活垃圾產量，減小了將城鎮和農村生活垃圾視為一體，直接套用城鎮模型預測的誤差，有利于工程設計中生活垃圾處理規模的確定。

通過合理預測鄉鎮生活垃圾產量，“戶分類-村收集-鎮轉運-縣處理”的模式，建設與之相適應的生活垃圾收運系統，將鄉鎮生活垃圾統一收集，集中處理，有效解決垃圾圍村問題，改善農村生態環境，維護村民身體健康，促進新農村建設。

3.2 建議

（1）加強基礎設施建設，建立覆蓋全縣的生活垃圾收運處理體系，為農村垃圾治理提供保障。（2）建設完善的制度保障，明確責任，落實管理，加強監督，建立適當的獎懲制度，使農村垃圾處理有制可循。（3）加強宣傳教育，提高村民環保意識，普及垃圾分類、回收利用知識，從源頭為生活垃圾減量化、資源化、無害化，防范生活垃圾問題打好基礎。

[1]管蓓,劉繼明,陳森.農村生活垃圾產生特征及分類收集模式[J].環境監測管理與技術,2013,25(3):67-71.

[2]邴常遠,吳東彪,白玉方,等.流域農村生活垃圾收運、處理模式探析研究——以巢湖流域為例[J].環境科學與管理,2014,39(9):26-29.

[3]王翎均,梁成華,王軍,等.遼寧省農村生活垃圾現狀及處置對策研究[J].浙江農業科學,2014,(7):1072-1075.

[4]董麗麗,于玲.我國農村生活垃圾現狀及處理對策[J].現代農業科技,2013,16：223-226.

[5]張繼遠.城鄉公共服務一體化視域內農村生活垃圾處置探析[J].農村經濟與科技,2012,23(1):7-9.

[6]潘志坤.農村生活垃圾治理對策研究[J].環境衛生工程,2013,21(1):58-62.

彭子原（1989—），女，土家族，湖南保靖人，碩士，從事固體廢物處理處置工程設計工作。