校園生活垃圾“三元二級分類”體系研究

張廣杰，宋洪濤，呂春生，劉玉升

（1.山東農業大學新農村發展研究院植物保護學院，山東泰安271018；2.泰安市環境衛生管理處，山東泰安271018；3.臨沂農業學校，山東臨沂276600）

垃圾分類是垃圾處理的基礎。習近平在2016年12月21日召開的中央財經領導小組第十四次會議上強調，普遍推行垃圾分類制度，關系13億多人生活環境改善，關系垃圾能不能減量化、資源化、無害化處理。要加快建立分類投放、分類收集、分類運輸、分類處理的垃圾處理系統，形成以法治為基礎、政府推動、全民參與、城鄉統籌、因地制宜的垃圾分類制度，努力提高垃圾分類制度覆蓋范圍。2018年1月16日，教育部辦公廳等六部門發布了《關于在學校推進生活垃圾分類管理工作的通知》（以下簡稱《通知》）。《通知》指出，要規范生活垃圾分類投放收集貯存工作，探索建立生活垃圾分類宣傳教育工作長效機制和校內生活垃圾分類投放收集貯存的管理體系；到2020年底，各學校生活垃圾分類知識普及率要達到100%，要逐步建立包括生活垃圾分類知識教育的生態文明教育長效機制，根據不同年齡段學生的認知水平和成長規律，將生活垃圾分類知識融入教材，并與課堂教學內容有機結合。2018年11月6日，習近平總書記在上海考察，在考察虹口區市民驛站嘉興路街道第一分站時表示，垃圾分類工作就是新時尚，他關注著這件事，希望上海抓實辦好。

泰安市是住房城鄉建設部等部門確定的第一批46個垃圾強制分類試點城市之一。在高校推進生活垃圾分類，是泰安市生活垃圾強制分類“十個十”試點工作的重要部分。山東農業大學是坐落于泰安市的省屬高校，這里有來自全國各地的大學生，學校有成套的管理體系、完善的基礎設施、配套的科技創新園，具備推進生活垃圾分類的主客體條件。

1 高校生活垃圾分類和處理現狀

高校是城市不可缺少的一部分，對于帶動城市發展具有重要的作用。高校生活垃圾分類和處理遵循城市模式，生活垃圾分類幾乎都采用四分法：（1）可回收垃圾（主要包括塑料、廢紙、衣物、玻璃、金屬五大類；（2）不可回收垃圾；（3）餐廚垃圾（包括剩菜剩飯、廚余垃圾等食品類廢物）；（4）有毒有害垃圾（包括電池、熒光燈管、燈泡、電器類、過期藥品、過期化妝品等）。基于生活垃圾回收的“可回收與不可回收”垃圾標識及回收系統，使得分類投放十分模糊，影響生活垃圾源頭分類效率和正確性；再就是初級分類的垃圾，在后期的收集、轉運和處理過程中被再次混合，挫傷了垃圾分類積極性。

近幾年來，國內外學者對垃圾分類進行了大量的研究。國外生活垃圾分類特點為“扁平化一次性分類結構”，但不適用于我國國情；國內的研究前沿為基于干濕分離的大分流、小分類生活垃圾分類體系[1-3]，此體系較切合現階段國情，并可為濕垃圾的處理，以及生活垃圾的減量化、資源化、無害化奠定基礎[4]。

2 生活垃圾“三元二級分類”體系研究

本研究采用劉玉升[1]提出的“三元二級分類”體系進行調查，以探究生活垃圾“三元二級分類”體系在高校校區的適用性，以期為將來在高校推行垃圾分類提供理論依據和實踐處理模式。

根據前期調查經驗，特制定圖1調查圖。

圖1 校園生活垃圾“三元二級分類”體系調查圖

于2017年開學季在山東農業大學南校區開展生活垃圾“三元二級分類”數據調查和生活垃圾資源化利用實踐，現整理如下。

2.1 材料與方法

在生活校園選取具有代表性的男生宿舍區、女生宿舍區、校園商業區3個區，分別調查記錄宿舍區樣本垃圾桶數量、服務的學生數、男女生人數、商業區樣本垃圾桶的數量和總數量。兩天取一次樣，遇下雨，則緩一天再取樣，一共取六次。校園生活垃圾日清運時段為 9∶00～9∶30，為確保調查準確，將取樣時段控制在當天的 8∶30～9∶00，每個樣本區隨機抽取兩個垃圾桶，然后運回山東農業大學植保試驗站進行“三元二級分類”和進行濕垃圾資源化利用研究。記錄每次的數據，然后進行匯總和數據統計分析。

2.2 生活垃圾“三元二級分類”數據

山東農業大學南校區有2萬多名學生，大部分宿舍在校內，有小部分在校外家屬院，為保證調查的準確性，數據收集僅在校內進行，以排除干擾。校內有學生17 313人，其中男生7 791人，女生9 522人。男女宿舍區根據垃圾桶服務人數核算每人每天生活垃圾“三元分類”產生量來計算總量，校園商業區根據其垃圾桶的數量來核算總量，“二級分類”只針對濕垃圾和干垃圾，特種垃圾暫不細分（表1）。

由表1可知，男生宿舍區、女生宿舍區、校園商業區3個取樣地點，生活垃圾“三元分類”占比差異不顯著，在“三元分類”上可以采取同樣的分類策略和資源配置。濕垃圾日產生量占整個南校區生活垃圾日產生量的63.91%，是干垃圾產生量的1.80倍，可見分離出濕垃圾進行資源化利用是生活垃圾減量的關鍵。濕垃圾是有機物和水的混合物，易腐敗變臭、污染環境及其他垃圾，濕垃圾的有效分離也是生活垃圾無害化處理的保障（表2）。

表1 山東農業大學南校區生活垃圾“三元分類”數據

表2 濕垃圾“二級分類”及不同組分占比

由表2可知，濕垃圾“二級分類”在總體生活垃圾的占比由大到小分別為剩飯剩菜32.65%、果皮果核15.67%、衛生紙類8.46%、過期食品1.95%和干果殼類0.96%，男生和女生在產生剩菜剩飯、果皮果核、衛生紙類上差異顯著。剩菜剩飯、果皮果核和過期食品三類高營養濕垃圾占濕垃圾總量的90.58%，用黃粉蟲幼蟲可以實現95%減量[5，6]。衛生紙和干果殼這兩類高纖維的濕垃圾占總量9.42%，每日產生量達480.11 kg，值得探索其高速、高效、高值的處理途徑（表3）。

表3 干垃圾“二級分類”及不同組分占比

由表3可知，干垃圾“二級分類”在總體生活垃圾的占比由大到小分別為快餐盒12.00%、塑料袋7.75%、飲料杯7.23%、資源回收物4.01%和快遞包裝3.82%。商業區產生的塑料袋占比突出；在男女生分類主體上，男生產生的塑料袋和快餐盒多，女生產生的飲料杯和快遞包裝物多，這與男女生的消費習慣有關；資源回收物也就是傳統分類中的可回收垃圾，僅占總量的1/25，而且是低值可回收物，因此，學生對傳統可回收與不可回收垃圾分類積極性并不高。

2.3 濕垃圾資源化利用研究

濕垃圾都是來自太陽能的生物質資源產物，可通過生物處理的辦法實現其資源化利用。環境昆蟲被稱為“大自然清道夫”，可以和微生物一道承擔消化濕垃圾的重任[1，8]。微生物起分解、腐解作用；環境昆蟲起吞食、轉化作用，是濕垃圾的終結者[9]。本課題選用實驗室長期研究的黃粉蟲和白星花金龜兩種環境昆蟲，前端借助微生物預處理，開展濕垃圾資源化利用研究。根據兩種環境昆蟲取食特性，將濕垃圾二分為高營養濕垃圾和高纖維濕垃圾。高營養濕垃圾經過簡單粉碎、添加麥麩調和濕度，然后飼喂1.0～2.5 cm的黃粉蟲幼蟲，當天可以實現95%的減量，剩下骨頭、水果種子、果皮等難啃的殘渣。經測算，每產出1 kg干蟲體，可以消化掉20.8 kg的高營養濕垃圾，排出3.9 kg的蟲糞沙。5%的黃粉蟲食物殘渣和高纖維的濕垃圾混合粉碎，添加1‰的促腐劑，在平均溫度15℃以上好氧堆腐25 d，經1.0～3.5 cm的白星花金龜幼蟲過腹轉化，每批次可實現90%的減量，飼料殘渣進入下一批次堆腐環節，總體核算，可減量95%以上。結果表明，每產出1 kg白星花金龜干蟲可以消化66 kg高纖維濕垃圾，排出19.8 kg蟲糞顆粒。微生物+環境昆蟲組合技術處理濕垃圾，不僅無二次污染，而且可以得到干蟲和蟲糞高值產品，保守測算，可實現濕垃圾最大資源化減量95%。

2.4 小結

濕垃圾占比63.91%，通過微生物+環境昆蟲組合技術可95%實現資源化、無害化、減量化利用。干垃圾占比35.58%，通過原物再利用、適當改造再利用和回爐再利用，爭取最大程度地資源化利用，剩余干垃圾進入環衛處理系統，可實現100%無害化處置。特種垃圾占比0.51%，需特廢處理企業進行專業處理。生活垃圾“三元二級分類”體系，以分類處理為導向，以濕垃圾資源化、無害化、減量化處理為重點，通過實踐研究，初步證明是生活垃圾分類和生活垃圾處理可供選擇的一條有效方案。

3 推進高校生活垃圾分類的路徑

垃圾是放錯了地方的資源，生活垃圾中混雜著濕垃圾這一重要的有機廢棄物資源。為了推進高校生活垃圾分類，以促進生活垃圾資源化利用，總結出推進高校生活垃圾分類的路徑。

3.1 成立創新團隊

為了讓更多的學生參與進來，推動校園生活垃圾“三元二級分類”，于2017年1月20日，成立推進校園生活垃圾三元二級分類創新團隊，簡稱生態文明小分隊。2017年3月成功招募了第一批成員，從此開始正式運作，并于2017年4月成功立項國家級大學生創新實踐項目。以此為契機，努力開展校園生活垃圾“三元二級分類”宣傳，得到在校師生的一致認可，并在13和14宿舍樓開展宿舍分類試點。2017年5月，推進校園生活垃圾“三元二級分類”工作，得到了泰安市環衛處、市容環境衛生協會的肯定與支持，在山東農業大學南校區聯合舉行了“讓你我牽手，共推垃圾分類”志愿服務啟動儀式。團隊一方面積極實踐推動，另一方面通過參加創新大賽和垃圾分類會議，舉辦濕垃圾資源化利用等活動宣傳推進，讓“三元二級分類”模式深入校園并走出校園，深入人心。2017年9月，系統進行生活垃圾“三元二級分類”數據調查，并進行濕垃圾資源化利用研究。通過不斷努力，垃圾分類也取得了初步的成效，成立創新團隊宣傳推動被證明是可行的路徑。

3.2 建立生活垃圾分類及濕垃圾資源化示范基地

課題組在山東農業大學南校區植保實驗站建立了生活垃圾分類及濕垃圾資源化示范基地（以下簡稱基地），建設了生活垃圾“三元二級分類”功能區和濕垃圾資源化功能區。垃圾桶按照濕垃圾、干垃圾和特種垃圾2∶3∶1比例放置，分類得到的校園濕垃圾和基地日產濕垃圾經預處理后，配制成黃粉蟲和白星花金龜幼蟲的飼料。產出的昆蟲蟲體用來喂家禽家畜，不僅可以阻斷同源性蛋白污染，而且能提高畜禽免疫能力、育成率和品質；蟲糞沙被制作成蟲糞基有機肥應用于載體植物和野菜的種植上，蟲糞沙有機肥富含有機質，營養齊全，是改良土壤，促進作物生長的優良基質，被稱之為蟲糞基人工土壤，最終形成濕垃圾資源化循環利用產業鏈。可原型二次利用的干垃圾被制作成昆蟲飼養、觀察器具和創意花盆。基地對山東農業大學的師生開放，讓他們親身體驗濕垃圾變廢為寶、干垃圾原型資源化二次利用。作為回報，他們可以免費品嘗生態蟲子蛋、獲贈蟲糞基人工土壤、創意花盆。挑選一部分志愿進行生活垃圾“三元二級分類”的宿舍和家庭，免費提供黃粉蟲幼蟲過腹轉化處理濕垃圾單元，用于體驗式宣傳。生活垃圾“三元二級分類”體系得到了他們的一致認可，他們成為了推進生活垃圾“三元二級分類”的宣傳者、實踐者和中堅力量。實踐表明，通過建立生活垃圾分類及濕垃圾資源化示范基地來宣傳和實踐推進生活垃圾分類，是可以選擇的路徑之一。

4 結論

通過一年多的校園生活垃圾“三元二級分類”體系研究，探明了“三元二級分類”數據，并進行了濕垃圾資源化利用探討。濕垃圾占比63.91%，經微生物+環境昆蟲組合技術，可資源化減量95%，減量占生活垃圾總量的60.71%。分離并解決濕垃圾問題，尤其是解決生活垃圾中水的無害化處置難題，為占比35.58%的干垃圾和占比0.51%的特種垃圾實現100%無害化、低成本、高效處理奠定堅實基礎。在推進高校垃圾分類的過程中，探索了兩條可供選擇的路徑作為實踐參考。

生活垃圾分類和處理是世界性難題，干濕分離破解混合狀態是關鍵，解決龐大濕垃圾問題是難點。生活垃圾“三元二級分類”體系，“三元分類”可實現干濕分離，特種垃圾單列；“二級分類”上借助微生物+環境昆蟲組合技術轉化濕垃圾為高值的蟲體和蟲糞沙資源，變廢為寶，無二次污染。本體系與浙江金華將會爛的垃圾進陽光房，不會爛的垃圾最大程度回收的農村垃圾分類模式，本質上相通，分類上方便，處理上可行。初步研究證明校園生活垃圾“三元二級分類”體系可行，值得在生活垃圾強制分類試點城市的學校努力推進。