村鎮垃圾收運研究現狀分析*

陳善平，邰 俊，張多雨

（1.上海市環境工程設計科學研究院有限公司，上海 200232；2.上海環境衛生工程設計院有限公司，上海 200232；3.上海理工大學，上海 200093）

村鎮垃圾收運研究現狀分析*

陳善平1，2，邰 俊1，2，張多雨3

（1.上海市環境工程設計科學研究院有限公司，上海 200232；2.上海環境衛生工程設計院有限公司，上海 200232；3.上海理工大學，上海 200093）

通過收集村鎮垃圾收運相關研究文獻總結了研究概況；根據研究具體內容的不同將村鎮垃圾收運研究分為村鎮垃圾的收運模式研究、收運模式影響因素研究、源頭收集研究、中轉站選址及收運路線優化研究4個方面；介紹了當前村鎮垃圾收運的研究現狀，分析了當前研究中仍存在的問題，并提出了今后的研究方向。

村鎮；垃圾收運；研究現狀

當前對村鎮垃圾收運的研究內容有收運模式影響因素、垃圾分類方法、垃圾收運路線優化等。根據當前村鎮垃圾收運研究內容的總結，筆者將垃圾收運研究現狀分為4個部分：村鎮垃圾收運模式研究、垃圾收運模式影響因素研究、村鎮垃圾源頭收集研究、村鎮垃圾中轉站選址及路線優化研究。

1 村鎮垃圾收運模式研究

村鎮垃圾具有分布廣、產生源分散、人均量少但總量大、成分簡單等特點，且部分村鎮垃圾可以就地消化處理，目前對村鎮垃圾收運模式研究多數基于對村鎮垃圾收運實地考察得來，也有部分研究由城市垃圾收運模式借鑒而來。

吳秀蓮等［1］根據村鎮垃圾收運設施及設備配置的不同，將村鎮垃圾收運模式分為“桶裝車載直運模式”和“集中轉運模式”。董俐等［2］將垃圾收運所處于前端收集、站前運輸、中轉階段的不同分為3種垃圾收運模式：源頭垃圾直接運輸模式、流動車收集模式、轉運站收運模式。中國城市建設研究院［3］在對不同村鎮地區生活垃圾收運典型模式的考察中總結出3種模式：直運模式，村鎮垃圾從垃圾點收集后直接送往處理場；中轉模式，農村垃圾從垃圾桶收集后先送往轉運站，再統一送至處理場，但根據情況保留少量收集站；“村收集、鎮轉運組合模式”，同時有收集站和轉運站，收運車輛從收集站收集送往轉運站。

陳奕亦［4］從管理的角度闡述了“村收集、鎮轉運、縣處理”特征模式，即垃圾收集由村、居委會或小區物業負責，垃圾的運輸由鎮車場負責，垃圾處理、處置設施的建設與運營、垃圾末端集中處理由縣（市）進行統籌。陳群等［5］從廣東省6個試點縣市總結歸納出“戶收集、村集中、鎮轉運、縣處理”的生活垃圾收運處理模式，傅饒［6］也提出了相類似的收運模式，并對收集站和轉運站的設置標準、數量以及規模給出了規劃方法。張賀飛等［7］在研究中將村鎮垃圾收運分為收集、運輸2個階段，并按鎮區、農村配備不同垃圾設施。趙夢龍［8］將村鎮按距離縣城、處理設施的遠近、交通是否便利、附近是否有其他縣處理設施，分為5種區域判別收運模式，模式的不同在于直運、一級轉運或二次轉運以及如果運至其他縣屬轉運站需要繳納一定的生活垃圾處理費用。

據以上研究，村鎮垃圾收運模式可分為直運和轉運模式，之所以在諸多學者的研究中有所不同，在于各學者因研究地域的不同，按照管理模式及使用設備的不同產生了對收運模式的不同描述。直運或轉運模式的判別主要取決于收運地點垃圾密度及與垃圾處理場之間的距離，在收運點垃圾密度較高且距離處理場較遠時，采取轉運模式就更具有優勢。轉運模式一方面由于大量集中運輸降低了垃圾的運輸成本，另一方面轉運模式下采用標準化作業車輛，減少了運輸途中由于滲瀝液泄露造成的二次污染。在管理上，“村收集、鎮轉運、縣處理”的模式是行之有效的，該模式將區域化管理和集中處置結合起來，加強了系統規劃和統一標準，改變各村鎮垃圾混亂收運處理的情況，從而提高垃圾收運效率、控制村鎮垃圾污染蔓延。

2 垃圾收運模式影響因素研究

垃圾收運模式的確定受到經濟、環境、社會等諸多因素影響，很多因素并不直接對垃圾收運造成影響，這些因素需要設計者探求尋找。找出影響垃圾收運模式的影響因素且要對這些因素進行正確分析，才能確定適用于當地的垃圾收運模式。目前在該方面研究有如下成果。

吳秀蓮等［1］在對環巢湖農村垃圾收運模式的研究中將影響垃圾收運模式的因素分為經濟因素和環境因素。其中經濟因素又分為固定投資和運營費用，固定投資包含設施建設費用如垃圾收集站、垃圾轉運站的建設費用，以及設備購買費用如收運車輛、垃圾桶等，運行費用包含設施設備折舊費用、配備人員工資、車輛油耗以及維護保養費用等。環境因素指車輛運輸垃圾和垃圾收集點、垃圾收運中轉站的運行可能帶來的二次污染問題。

李穎等［9］總結影響垃圾收運模式的主要因素有垃圾收集密度、收運經濟性評價、環境影響、交通影響、處置設施選址，分別影響到垃圾收運中的收集半徑、環境污染、運輸距離時間、經濟成本等。

可見，當前對垃圾收運模式影響因素的研究無外乎經濟影響因素和環境影響因素，在這2類因素中又分為主要因素和次要因素，主要因素和次要因素取決于當地的經濟地理狀況以及政府的政策導向等。例如，對于經濟落后、垃圾密度較低的村鎮設計垃圾收運模式時優先考慮經濟上的可行性，以盡可能低的成本減輕所帶來的污染。而對于發達鎮區而言，由于垃圾產生量較大，污染嚴重，首要考慮如何徹底地消除垃圾污染，在此基礎上再去降低垃圾收運的成本。不同因素對不同村鎮的收運模式產生不同效果的影響，這也就要求在村鎮收運模式設計時必須因地制宜，對村鎮當地狀況有充足的考量。

3 村鎮垃圾源頭收集研究

村鎮垃圾源頭收集是指垃圾從垃圾產生源收集至存放點即村收集站或指定垃圾堆放點的過程，垃圾的分類一般也在垃圾源頭收集中完成。

3.1 村鎮生活垃圾分類

當前村鎮地區的經濟落后，居民分類意識低，絕大部分的村鎮地區沒有實質性的分類舉措，僅在少數發達農村試點地區有較完整的垃圾分類系統。

曾建萍［10］調查的垃圾試點分類村鎮中將村鎮生活垃圾分為灰土類垃圾、可回收垃圾、廚余垃圾、其他垃圾以及有害垃圾。嚴勃等［11］調研得到的農村垃圾分類試點地區的垃圾分為可回收垃圾、可利用垃圾、餐廚垃圾、有毒有害垃圾及其它垃圾。李再興等［12］根據農村生活垃圾特點將農村生活垃圾分為廢品可回收垃圾、餐廚垃圾、包裝垃圾、無機垃圾、有害垃圾，分別進入廢品回收站、堆肥/厭氧制沼氣、衛生填埋、就近填埋、專業化處置。

高意等［13］將村鎮分為鎮區、新農村地區、非新農村地區，3類地區選擇不同的垃圾分類處理方式。鎮區由于垃圾組成成分較簡單，分為可回收垃圾及其余混雜垃圾。新農村地區由于建設的推進，沼氣池全面覆蓋，有機垃圾多可進入沼氣池堆肥。非新農村地區缺少相應設備，有機、無機垃圾多直接進行回田處理。

張劍等［14］在研究中提出了“先粗后細、干濕為主”的分類原則，將村鎮垃圾分為4類：干垃圾、濕垃圾、可回收垃圾、有毒有害垃圾。濕垃圾主要用作堆肥，干垃圾進行填埋或焚燒處理。該方法簡化了垃圾分類原則，降低了垃圾分類的難度，對于目前落后的村鎮垃圾收運處理系統更具實用意義，目前也是村鎮垃圾分類的主要推行方式。

當前的村鎮垃圾分類仍處在試點階段，根據如表1所示各研究村鎮垃圾分類方式匯總可知，各地區的村鎮垃圾分類方式不一，一方面很多研究中的分類方式過于復雜，建立這樣的分類系統需要較大的人力物力成本，另一方面村鎮居民相對城市居民分類意識更為不足，城市尚且未能很好推行垃圾分類，村鎮垃圾分類推行自然更為艱難。而且末端的垃圾分類處理設施始終未能跟上，垃圾分類推行仍然困難重重。對于村鎮垃圾分類研究的方向應該是低成本易推行，而不是較復雜的分類方式，盡管分類明確，卻難以推行。

表1 不同研究中村鎮垃圾分類方法總結

3.2 垃圾收集方式、收集方法

曾建萍［10］根據垃圾在收集過程中是否進行分類，將垃圾收集方式分為混合收集和分類收集。分類設施需要投入設施較多，收集成本高，且由于村鎮居民分類意識較差，目前大部分村鎮地區仍為混和收集，分類收集處在逐步推行的階段中。

垃圾的收集方法研究中曾建萍將其分為保潔員上門收集、居民自主收集和保潔員與居民的配合收集，其中保潔員上門收集僅適用于已實現垃圾市場化操作的富裕村鎮地區，目前中國絕大部分村鎮的收集方法仍需要居民自主將垃圾投放室外垃圾桶或堆放點，再由保潔員進行收集。

趙光楠［15］在垃圾處理模式研究中描述了前端垃圾混合投放、待后續進行分揀的收集方法，收集的垃圾可以進行單村分揀或多村集中分揀，也可以運輸前分揀或分揀后再運輸，這種方法解決了混合收集模式下的一定資源浪費問題，但資源回收再用率仍然相對低下。相對該模式分類投放、分類收集的收集方法更能準確對垃圾進行分類處理利用，且降低了后續垃圾運輸處理難度，對實現垃圾減量化作用明顯。滕菊英等［16］對這2種模式進行建設及運營費用的評估得出，分類投放收集的方式不僅大大降低了進入終端設施的垃圾量，同時還降低了相當于混合收集下80%的收運處理成本。盡管如此，前期建設分類系統的投入仍然較高，實施難度也相對較大，這也是分類收集未能普遍推行的原因。

3.3 垃圾收運頻率

曾建萍［10］在研究中通過聚類分析將村鎮地區分為2類。第1類為人口較集中的鎮中心區域，第2類為人口密度低的其他區域。在第1類區域需做到日產日清，第2類區域根據垃圾密度、運輸距離等因素確定收運頻率，對于易腐敗有機垃圾，還應根據季節氣候狀況靈活確定垃圾收運頻率。可見，垃圾的收集頻率受垃圾產生量、密度、種類以及季節氣候等影響。

4 村鎮垃圾收運中轉站選址及路線優化研究

4.1 村鎮垃圾收運路線優化

曾建萍［10］以收運路線最短為目標函數建立模型，針對農村路網的不發達但通暢的實際情況，使用K-means算法先將收集區域根據垃圾產生量和垃圾運輸車載重限制而分為相應的若干類，從而將收運路線問題由VRP分解為較簡單的SP問題，再在GIS中對垃圾收運路線進行了最短路徑求解。通過萬春鎮的實例驗證該方法的有效性，顯著降低了收運成本。

黎磊［17］將收運路線分為“車庫-收集點-轉運站”、“轉運站-收集點-轉運站”、“轉運站-收集點-車庫”3個部分，借鑒圖論理論建立了收運路線優化模型，使用最小生成樹啟發式算法對模型進行求解。作者將模型算法成功應用于廈門市翔安區新店鎮呂塘村的實例中。

根據研究可知村鎮的收運路線優化相對城市更為簡單一些，主要區別在于沒有了時間限制以及受交通影響幾乎為零，但近年來車輛的普及也使村鎮的交通狀況逐漸趨于擁堵，村鎮的垃圾收運還是應該避開居民交通出行時段，未來在村鎮垃圾收運路線研究中應當加入時間窗、交通流狀況這2個限制因素。

4.2 村鎮中轉站選址優化

村鎮中轉站選址問題可描述為：中轉站一般建立在某個村莊附近，每一個村莊都可作為中轉站備選點，如何確定中轉站數量、規模以及中轉站位置使得完成所有垃圾點收運的總成本最小，該成本包括車輛運輸成本以及中轉站成本。

姜薇薇［18］從垃圾收集系統總費用、中轉站的位置、中轉站的覆蓋面積、所建立的中轉站的個數等方面出發，建立了多目標中轉站選址模型。模型中包含費用為：中轉站建設費用、中轉站運行成本、垃圾運輸費用、收集車輛購買費用、車輛維護費用、中轉站設備購買及維護費用。對該模型，使用Lingo11.0進行線性規劃求解，應用于實例中時，作者簡化了模型，僅以收集費用最低為目標，驗證得到了目標函數的最優值。

目前關于村鎮中轉站選址的研究較少，且由于費用數據的缺少，實際有效性仍需得到驗證。在當前研究中，往往優化目標只有成本費用，應當不僅考慮到經濟成本因素，還有環境因素，在提高收運效益的同時也要保證對周圍的環境影響盡可能小。

5 結束語

對當前現有村鎮垃圾收運研究進行梳理，可知當前關于村鎮收運模式以及村鎮收運模式影響因素的研究已較為完善，但鑒于村鎮情況的復雜性、不同村鎮情況差異較大，村鎮的收運模式劃分并不明確，沒有標準統一的收運模式分類體系。關于農村垃圾分類的研究也較多，但實際分類實施難度以及實施效果仍有待考驗。目前關于村鎮垃圾收運路線優化和中轉站選址優化的研究仍然較少，且村鎮垃圾收運路線優化的研究僅局限于簡單的定量垃圾收運路線優化，關于村鎮垃圾的分類收運以及垃圾量波動情況都是未來研究中應重點值得考慮的問題。中轉站的選址研究一直是垃圾收運中的重點及難點，對于村鎮垃圾收運也是如此，主要是對于中轉站運行費用難以衡量，其次中轉站建設對周圍環境的負面影響也是研究中必須考慮的問題。此外，不同地區的村鎮情況差異較大，不僅有垃圾組成成分的不同，也有垃圾處理設施及道路狀況的不同，具體情況具體對待，才能獲得更符合實際的村鎮垃圾收運模式。

［1］吳秀蓮，熊耀華，董強，等.環巢湖農村生活垃圾收運模式研究［A］.中國科學技術協會.湖泊保護與生態文明建設：第四屆中國湖泊論壇論文集［C］.中國科學技術協會：2014.

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［3］中國城市建設研究院環境衛生工程技術研究中心.不同地區農村生活垃圾轉運的典型模式［J］.城鄉建設，2015（1）：17.

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Research Status Analysis of Waste Collection and Transportation in Villages and Towns

Chen Shanping1，2，Tai Jun1，2，Zhang Duoyu3
（1.Shanghai Institute for Design&Research on Environmental Engineering Co.Ltd.，Shanghai 200232；2.Shanghai Environmental Sanitary Engineering Design Institute Co.Ltd.，Shanghai 200232；3.University of Shanghai for Science and Technology，Shanghai 200093）

We summarized the research situation by collecting the research literature of waste collection and transportation of villagesand towns.According to the specific content，the research can be divided into four aspects，including waste collection and transportation model，influential factorsofcollection and transportation model，source collection ofwaste，the optimization of transit station site selection and transportation route.The current research statusof waste collection and transportation wasintroduced and the existing problemswere analyzed.The future research direction wasalso put forward.

villagesand towns；waste collection and transportation；research status

X705

A

1005-8206（2017）01-0062-04

陳善平（1972—），教授級高工，主要從事固體廢物處理處置技術研究。

國家科技支撐計劃課題《村鎮生活垃圾城鎮一體化處理與資源化利用技術及工程示范研究》（2014BAL02B03）

2016-07-29