大連市垃圾分類的一體機研究

趙 可，歐曉霞，崔子碩，呂舉鵬，時佳榮

(大連民族大學 環境與資源學院，遼寧 大連 116600)

1 引言

伴隨城市繁榮的不僅是經濟速增，還有隨之而來的后續問題。大量生活垃圾的減量化、資源化、無害化處置也是目前亟待解決的一大熱點難點。一是目前有效的垃圾處理能力跟不上垃圾量的激增速度，全國很多地區出現垃圾環繞城市以及垃圾處理設施的鄰避效應現象；二是隨意混合處置垃圾加重了環境污染，產生的滲濾液和重金屬等物質殘留對水體、大氣、土壤造成難以修復的損傷；三是缺少垃圾分類環節，會使垃圾中的可回收物無法實現資源化利用，導致一些資源被大量消耗；四是垃圾分類制度的有效普及以及民眾認知的健全可以全方面培養社會的環境資源保護意識，提升文明素質。需要廣泛進行生態文明理念的宣傳教育?，F階段，一般民眾只追求物質享受，存在許多與生態文明建設不相符的生活方式和消費觀念[1]。因此，參照眾多海外國家經驗以及對本土環境文明的考慮來看，成功推進生活垃圾分類需要的因素有:資源化對策、制度式參與和市場化推廣。

2 大連市垃圾分類處理發展現狀

在 2011 年以前，填埋是大連市垃圾處理最主要的方式，簡易填埋或者衛生填埋在其中占了重要地位。大連市最主要的垃圾填埋場是毛塋子垃圾填埋場。大連市首個垃圾焚燒廠于2011年建成，每日焚燒垃圾量約1500 t，垃圾廢物燃燒產生的熱資源可以發電，燃燒后排放的殘渣會進行填埋處理。垃圾焚燒廠投產工作運行之后，至 2015 年大連市垃圾填埋處理所占百分比減半。全市約 6.67 hm2土地作為垃圾填埋的年占地面積，其周圍環境已經開始惡化加劇[1]。實踐證明, 填埋方法存在很多弊病，主要是垃圾中有大量的有機物，經自然升溫發酵，釋放出有毒氣體硫化氫、甲烷等污染空氣或滲入地下污染水質，危害人體健康。

2017年3月，《國務院辦公廳關于轉發國家發展改革委住房城鄉建設部生活垃圾分類制度實施方案的通知》(國辦發〔2017〕26號)文件下發， 大連作為全國46個垃圾強制分類城市之一，已發布出臺了《大連市生活垃圾分類管理辦法》和《大連市城市生活垃圾分類推進工作實施方案》。

截至目前，西崗區已有垃圾分類居民試點小區7個。2018年，西崗區公共機構和公共場所全部實現垃圾強制分類。新增居民試點小區21個，采購分類桶350組，分類式垃圾點400處，建設分類亭40個，涉及居民2.2萬戶。

中山區居民垃圾分類試點區域數量將增加到45000戶，再增加25個物業小區推廣試點。選擇8個社區2萬戶居民進行非物業垃圾分類工作試點，配置120個垃圾分類點(分類亭)，500個有害垃圾容器配置在現有垃圾投放點[2]。

3 大連市推廣垃圾分類遇到的問題

3.1 無差別混集

以2004年為例，大連市生活垃圾可資源化程度高達90%，其中一半有機垃圾可用于堆肥，40%的廢品可以繼續回收加以利用，但是最終的垃圾資源化程度只有38.4%[3]。

從2006年大連市轄3個分別位于大連市區南北方向的城鎮生活垃圾現狀的調查分析來看，3個調查地區的垃圾組成中，比重最大的是易腐的有機垃圾，之后為灰土類物質，與當地的經濟主體發展結構有關，該地區農業人口比重較高，生活垃圾中混有農業垃圾。3個城鎮生活垃圾中的橡膠塑料類可燃物質含量很可觀，重量分別占到垃圾總量的11.9%、9.74%、12.99%，這部分垃圾熱值較高，可以資源化利用，并不宜直接進行填埋處理。若直接填埋處理，不僅浪費了資源的重復利用機會，不慎地填埋處理還會進造成填埋場周圍環境的進一步污染[4]。

目前城市生活垃圾分類依然無法避免源頭上的無差別混集所帶來的問題，由于生活垃圾組分比較復雜，從紙制品、塑料制品、餐廚垃圾到玻璃制品、金屬制品以及一些特殊材料和含有重金屬的危險廢物等。這些都為有效進行分類增加了難度。分類不到位，則無法達到預期效果，甚至需要進一步后續運作。而以目前的居民普及水平以及環保意識和單位社區的工作強度又很難達到精細分類的程度[5]。

所以完全可以預見混亂回收會直接造成垃圾后續分揀上的困難以及部分可回收廢品回收價值縮水的情況[3]。

3.2 城市居民行動落后于意識

城市居民行動落后于意識，從大連市的居民對垃圾分類的落實現狀調查問卷中可以發現如下問題[6]。

首先可以看出群眾的年齡階段和學歷層次對垃圾分類實施的成功與否存在較大的影響。在了解程度方面，居民普遍對垃圾分類的信息擁有一部分的認知，其中能主觀上積極實踐并及時了解此方面資訊的占了3成左右，而處于被動吸收信息的群體比重接近60%，為大多數。完全消極接受的群體占10%左右，并且隨著受訪者年齡的遞增，對垃圾分類的認知越單薄。在落實的情況來看，能做到嚴格分類的只有9%，只對特殊類型廢物能進行分揀的有58%，放棄分類的占30%左右。

通過調查結果可以看出大連市居民整體生活垃圾分類情況并不樂觀，能在認識上達到分類層次的人數并不多，而且在具體標準上的了解程度上水平不一。再進一步落實到行動上則更微乎其微，基本可以認定大部分群眾并未在生活中真正實施生活垃圾的分類行為，僅僅能對特定的危險廢物進行特殊處理。

3.3 基礎設施短缺

運輸車輛、回收設備、公共廁所等基礎設施短缺，在遠離城區的地區更為顯著，垃圾排放管理不嚴格，回收效率低下。

以及通過上述調查問卷還可以得到結論顯示[6]超過6成的居民對于分類無法徹底貫徹落實垃圾分類的原因歸咎于供生活垃圾分類的基礎設施短缺。表示就算學習到分類技巧卻由于回收站點的分類設施并未完備導致依舊回歸到傳統的“一鍋倒”現象，至此無法真正的落實分類活動。

4 解決方案

基于目前大連市存在的上述垃圾分類推廣上的問題，本課題組進行了探討并研究出一款針對垃圾分類回收的一體化裝置。利用此面向社會的平臺對大眾進行垃圾有償分類的征集，后臺會通過綜合運用磁選、破碎、風篩等一系列方式對已經分類的垃圾進行處理，進一步省去了以往大量回收垃圾后無法有效分類造成的成本和大量損失，創造經濟效益。本項目研究的宗旨在于提高城市的資源回收效率，同時喚醒大眾對環保的認知，推動環保產品市場的前進。

4.1 裝置組成

裝置組成和結構如圖1所示。 整體外殼：具有顯示屏、投遞窗口、出貨口等。 內部結構：投遞口下方的磁選傳送帶:可以對投放的廢物進行判斷；粉碎裝置：在擠壓完畢后對廢物進行進一步粉碎處理；電子稱重裝置：對收集的廢物的質量進行記錄以及傳遞；電子獎勵裝置：對收集所得進行計算并集中到處理中心對用戶進行反饋；感應裝置:開啟設備以及對集中裝置的容量進行預測；獎池；整機電源以及照明。

圖1 裝置結構

4.2 裝置特征

本裝置擺脫舊式垃圾回收后直接焚燒的處理技術，通過機械手段以及物理方法對已經粗分類回收上來的垃圾進行精細分揀然后供以利用。

此方法降低了與過去相比對垃圾無差別回收再處理的繁冗成本，創造經濟效益。與此同時一體機同樣可以成為廣告投放平臺，以此帶來相關收益，使裝置進一步得到充分利用并且擁有經濟價值。

4.3 具體實施方案

外殼上配有相應的按鈕，按鈕負責控制自動裝置開啟窗口，選擇不同的分類會開啟不同的窗口進行接收。窗口內側具有信號掃描裝置來探測垃圾，若收集處信號反應容量不足則窗口會自動關閉不再接收。信號掃描裝置會聯動下方的磁選傳送帶工作，電磁感應可以將金屬物質吸附，從而進一步保證金屬廢物的準確投遞，避免混淆。

確認完畢后會激活下方的模塊進行稱重，最終進入收集處。得到的質量數據會經過主板計算并顯示在屏幕上。收集處配有同款信號掃描裝置進行確認容量判斷，以防廢物溢出妨礙正常運轉。

另一側塑料與紙制品窗口同理，開啟按鈕后進行探測容量，通過后會自動觸發破碎裝置進粉碎處理，處理時間約為30 s或60 s。開啟之前先進行稱重測量并對獎勵進行計算，傳送至中主板計算并顯示到屏幕上，粉碎處理完畢會被傳送至不同的集中箱子內等待工作人員進行統一回收處理。

收集裝置外側配有帶鎖活動門，方便工作人員回收。處理中心控制屏幕以及屏幕下方儲存獎品的集中地，用戶在多次累積完成后可以開啟積分兌換模式，在屏幕上進行選擇回饋方式，系統會根據所選指示來推送獎品至下方出口。

整個裝置頂部具有太陽能電池板，會隨時采集儲存太陽能供給一體機使用，進一步節省能源。