農村生活垃圾處理方式研究

宋小鵬 吳攀升 顏玉瑩

摘要：長治市屯留區農村生活垃圾分散式處理方式在生活垃圾減量化、資源化、無害化方面均取得顯著成效，但地域適應性較差和可操作性較低的問題表現突出，縣域東部地區和縣域西部地區、平原地區和山地地區、經濟較發達地區和經濟欠發達地區對該處理方式的適應性存在明顯差異。針對上述問題，進一步發掘村民在垃圾處理中的主體作用，充分利用鄉村振興戰略配套設施，探討適合屯留區農村特別是縣域西部地區的農村生活垃圾處理方式，并基于lingo軟件對垃圾中轉站進行選址，形成農村生活垃圾梯式減量處理方式的設想，力求實現屯留區農村生活垃圾濕垃圾不出戶、可回收垃圾不出村（鄉）的預期目標。

關鍵詞：梯式減量;即產即消;村民主體作用;中轉站選址

中圖分類號：X799.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-672X（2019）05-00-04

DOI：10.16647/j.cnki.cn15-1369/X.2019.05.018

Abstract： The decentralized treatment of rural domestic waste in Tunliu district of Changzhi city has achieved remarkable results in the reduction， resourceful and harmlessness of domestic waste， but the problems of poor regional adaptability and low operability are prominent. The regional adaptability of this treatment method exists significant difference in eastern county area and western county area， plain area and mountainous area， economically developed area and economically underdeveloped area. In view of the above problems， we should further explore the subject role of villagers in garbage disposal， make full use of the supporting facilities of the strategy of rural revitalization， exploring the treatment method of domestic garbage suitable for rural areas in Tunliu district （especially the western part of the county）， and select the site of garbage transfer station based on lingo software.On this basis， to form the imagine of gradually reduce the amount like a ladder of rural domestic garbage， and strive to achieve the expected goal of wet garbage does not leave the household and recyclable garbage does not leave the village.

Keywords： Gradually reduce the amount like a ladder;Dispose immediately after production;Villagers subject role;Transfer Station site selection

農村生活垃圾處理是關乎鄉村振興和宜居農村建設的頭等大事，農村生活垃圾必須得到科學、合理的處理，農村生活垃圾處理方式必須堅持以減量化為核心、資源化和無害化為目標。本文從長治市屯留區實際情況出發，探討屯留區在落實鄉村清潔工程中遇到的實際問題及其解決途徑，尋找適合屯留區現實需要的農村生活垃圾處理方式。

1 現行農村生活垃圾處理方式分析

1.1 集中式處理方式

農村生活垃圾集中式處理方式[1]，就是“戶集—村收—鄉運—縣處理”的直線式處理方式。在該方式中，農村產生的所有垃圾，不分種類，一律納入整個垃圾處理過程，直接導致垃圾處理過程中垃圾流量大和終端處理壓力大的問題，進而增加整個垃圾處理體系的運維成本。

1.2 分散式處理方式

農村生活垃圾分散式處理方式[1]，就是在“戶集—村收—鄉運—縣處理”的基礎上，對“戶集—村收”兩環節增加農村生活垃圾源頭分揀分流處理工作，是一種分支型處理方式。以一個村或幾個村為單位建立垃圾處理站，對部分垃圾（濕垃圾、可填埋垃圾、可回收垃圾）作堆肥發酵、填埋以及統一回收處理，既減少了后續垃圾處理過程中的垃圾流量，又以中端處理（村、鄉處理）的方式減小終端處理（縣處理）壓力。屯留區農村生活垃圾五分法及其處理方式實際上就是這種分支型處理方式。

2 屯留區農村生活垃圾處理現狀

2.1 概述

屯留區以生活垃圾減量化為核心，以生活垃圾資源化、無害化處置為目標，以垃圾源頭分選分投、多途分運為手段，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。根據生活垃圾成分構成與產生主體的特點，實行“5+5+2+1”分類方式，其中，農村行政村采取“五分法”（如表1），分為濕垃圾、可回收垃圾、可填埋垃圾、有毒有害垃圾和其他垃圾。截至2018年5月，屯留區共計發放垃圾分類桶21500個，建設沼氣池4座，陽光堆肥房13座40間[2]。

事實上，農村生活垃圾“五分法”分類處理方式并未在全縣得到落實。鑒于屯留區縣域東部地區和縣域西部地區在經濟、交通、人口密度等方面的差異，“五分法”分類處理方式僅在部分鄉鎮（以縣域東部地區居多）得到實施。

2.2 處理方式

屯留區現行農村生活垃圾處理方式屬于分散式處理方式，是在“戶集—村收—鄉運—縣處理”方式的“縣處理”單一終端處理基礎上，增加村（或鄉）中端處理環節（如表2）。截止目前，已在40余個重點村每村建一座或數村合建一座濕垃圾處理設施和建筑垃圾填埋場。屯留區農村生活垃圾“五分法”分散式處理方式[2]如下：

2.2.1 濕垃圾

建有陽光堆肥房、沼氣池、化糞池等發酵處置點的村莊和共建村莊所產生的濕垃圾，由各村保潔員收集后直接運送至發酵處置點進行再循環利用。

2.2.2 可回收垃圾、有毒有害垃圾

建有可回收垃圾分類回收存放點的村莊和共建村莊所產生的可回收垃圾，由村委會組織專人進行有償回收，集中處置;有毒有害垃圾由村委會組織專人有償回收，隨后由縣環衛中心統一收集后運送到專業處理公司進行處置。

2.2.3 可填埋垃圾

建有垃圾填埋場的村莊和共建村莊所產生的可填埋垃圾（煤灰煤渣等），由保潔員上門收集后運送到垃圾填埋場進行掩埋。

2.2.4 其他垃圾

煙頭、紙巾、一次性衛生用品、塑料袋、堅果皮等其他垃圾，村民自行投放后，由保潔員收集后運送至中轉站，縣環衛中心統一運送至縣垃圾處理廠進行焚燒處理。

2.3 效果分析

屯留區農村生活垃圾分散式處理方式，相比于之前的單一終端處理方式，有利于降低農村生活垃圾轉運成本、減少終端處理垃圾量。特別是可回收垃圾有償回收站點的建立，不僅為可回收垃圾提供固定的回收場所，而且極大地調動了廣大村民的參與意識和主人翁意識，有利于村民樹立垃圾變廢為寶的文明意識。

2.4 存在的問題

2.4.1 配套設施建設成本較高

截至2018年5月，屯留區共計投資560萬余元，預計到2020年全縣總投資將達到2300萬元，80%以上行政村實現垃圾分類[2]。增加村（或鄉）中端處理環節，鄉縣之間的轉運成本降低，但中端處理配套設施建設投入加大。同時，農村地區建筑垃圾產量較低，而且在現有技術條件下，對可填埋垃圾和其他垃圾的掩埋處理方式，并未達到資源化和無害化的處理標準。

2.4.2 重復建設問題突出

鄉村振興戰略的著力點，一是農村生活垃圾處理，二是“廁所革命”。“廁所革命”勢在必行，衛生戶廁的地下沼池可以提供與濕垃圾處理設施（沼氣池、化糞池）相同的厭氧環境以供濕垃圾發酵分解。一村一座或數村一座的濕垃圾處理設施與農村衛生戶廁存在明顯的重復建設問題，濕垃圾處理設施的日常運維成本也勢必增加當地政府的資金壓力。

2.4.3 濕垃圾轉運難度大

晉南地區農村生活垃圾中濕垃圾占垃圾總量的30%左右[3]，大量的濕垃圾在運輸至沼氣池或陽光堆肥房的過程中，不易運輸且容易造成二次污染。

2.4.4 處理方式地域適應性較低

屯留區農村生活垃圾“五分法”分散式處理方式在施行過程中存在明顯的地域選擇性，受地形、交通便捷度、經濟條件、人口密度等諸多制約因素的限制，該處理方式在便于實施的部分鄉鎮、行政村得到有效落實，而在現實條件不具備、可操作性較差的縣域西部地區行政村尚未實行。

3 梯式減量優化屯留區農村生活垃圾處理分析

3.1 梯式減量

3.1.1 定義

所謂梯式減量處理方式，是指以不同生活垃圾的性質與危害程度、不同生活垃圾處理主體的處理能力為基礎而確定的農村生活垃圾處理方式，可以通俗理解為“各管一堆”，由于在此生活垃圾處理方式中的生活垃圾規模呈現梯式降低過程，故命為“梯式減量處理方式”。具體說來，就是在明確農村生活垃圾處理主體及其相應的處理手段的前提下（如表3），在分散式處理方式中端處理和終端處理的基礎上增加以村民為垃圾處理主體的前端處理環節，將分散式處理分解為即產即消鏈（以村民為主體）和集中處理鏈（以村或鄉、縣為主體）兩條并行的農村生活垃圾處理鏈條。即產即消，是指村民在生活垃圾源頭分揀分流的基礎上，對濕垃圾和可回收垃圾采取經濟適用的自處理方式（所謂自處理，是指由農戶按照處理標準自行處理部分垃圾）。集中處理，是指除即產即消外的生活垃圾經“村收—鄉運—縣處理”三環節進行集中統一處理。

3.1.2 實現方式

農村生活垃圾因其種類不同而產生數量和處理方式上的差異，梯式減量是在不同垃圾處理主體依托各自的處理手段對農村生活垃圾加以處理的基礎上實現的。如圖1，不同的垃圾處理主體，憑借各自不同的垃圾處理能力，共同實現對農村生活垃圾“流水線”式處理，因此各自面對的垃圾種類和垃圾數量存在明顯差異。

圖中黑色粗線以下是不同垃圾處理主體所面臨的垃圾種類及其規模，其中包括需處理垃圾（該主體需要處理的垃圾）和待處理垃圾（需流轉至下一處理主體的垃圾）;黑色粗線以上是已被其他處理主體處理掉的垃圾及其規模。從黑色粗線可明顯看出，在整個農村生活垃圾處理過程中，生活垃圾的規模呈遞階式減少，有效降低了農村生活垃圾在流轉過程中引發二次污染的風險。

3.2 可行性分析

3.2.1 技術層面

衛生戶廁能夠提供較好的厭氧發酵條件，添加適量的垃圾滲濾液可以避免揮發性脂肪酸對發酵作用的抑制，加速厭氧消化進程[4]。縣域西部地區已建成戶用沼氣池的農戶可利用現有沼氣池對濕垃圾進行厭氧發酵處理，未建成戶用沼氣池的農戶則可自行將所產生的濕垃圾投入鄰近農戶家的沼氣池中;戶廁改造時，在既定戶廁制式基礎上，增加濕垃圾投放口即可。縣域東部地區已建成發酵處置點所覆蓋的行政村所產生的濕垃圾可運送到發酵處置點進行處理或按上述縣域西部地區處理方式自行處理，具體處理方式由村民自行決定。

3.2.2 資金層面

政府補貼衛生戶廁改建支出。《山西省2015—2017年農村改廁實施方案》明確指出：以省、市、縣共補助每廁2000元的資金籌措方式推進農村改廁。農村改廁所需耗材統一采購，改廁工程統一組織施工，降低村民改廁成本，縮短衛生戶廁建設耗時。

3.2.3 村民參與度層面

村民主體意識較高，環保意識顯著提升。據問卷數據顯示，54.67%的受訪村民認為農村生活垃圾得不到正確處理的主要原因在于村民缺乏環保意識，表明村民的環保意識有待進一步提升并且正在提升。78.22%的受訪村民將自己定位為鄉村清潔工程的積極參與者。同時，99.11%的受訪村民認為需要科學合理處理農村生活垃圾（其中，65.33%的受訪村民認為此舉非常有必要）。

3.3 效果分析

3.3.1 即產即消，從源頭減少垃圾產量

村民垃圾處理主體意識的樹立，將直接推動部分垃圾實現即產即消。村民在垃圾處理過程中主體意識的確立和“廁所革命”的推進，使得在農村生活垃圾中占比較高的濕垃圾不必納入垃圾處理流程便可實現清潔處理，大大減少了垃圾處理體系中的垃圾流量，節省了相應的轉運費用、設施建設費用以及設施運維費用。

3.3.2 避免重復建設，提高設施利用率

將農村衛生戶廁納入農村生活垃圾處理體系，不僅能夠省去農村生活垃圾處理設施的初期建設與后期運維成本，而且有利于提高農村衛生戶廁的使用價值和設施利用率，充分發揮衛生戶廁地下沼池的厭氧作用，實現濕垃圾的發酵分解和資源化利用。

3.3.3 調動村民積極性，提升文明生活素養

將村民作為農村生活垃圾處理的重要主體之一，不僅實現了垃圾處理主體的多元化，而且有助于進一步提升村民的環保意識和參與度，并將在不斷的生活實踐中，逐漸培養村民的文明生活素養。

3.3.4 融合原有處理方式，地域適應性強

鑒于屯留區縣域西部地區建設中端處理配套設施的現實約束條件，本文提出梯式減量處理方式以解決屯留區縣域西部地區各個鄉鎮在農村生活垃圾處理中的問題。梯式減量處理方式與現有的分散式處理方式相互補充（如表4），縣域東部地區已建成的垃圾處理設施不僅可以有效緩解終端處理壓力，而且可以就近接收一定量的縣域西部地區農村生活垃圾，從而進一步提高垃圾處理設施的效益。

3.4 垃圾中轉站選址

屯留區農村生活垃圾梯式減量處理方式中，集中處理鏈中的有毒有害垃圾、可填埋垃圾和其他垃圾需要經“鄉運”環節運至縣垃圾處理廠進行統一處理，所以需要以鄉為單位建立有限個垃圾中轉站用以轉運農村生活垃圾。

在實地調查中發現，屯留區農村生活垃圾人均日產量較低，多數村莊非取暖期人均日產垃圾產量介于0.7～1.3kg之間[3]。可見，垃圾中轉站建設規模較小，初期建設投資不大。同時，受中轉站與縣垃圾處理廠之間道路通達度的限制，無需考慮中轉站和縣垃圾處理廠之間的線路規劃問題。鑒于上述原因，中轉站選址主要考慮村莊到垃圾中轉站的距離，同時，盡可能使垃圾中轉站靠近縣垃圾處理廠。

3.4.1 算法模型

模型概述：假設有i個村莊需要往j個（備選）垃圾中轉站運送垃圾（j個垃圾中轉站備選點是根據交通通達度和便捷度從i個村莊中挑選），垃圾中轉站和村莊的位置是固定的，從j個垃圾中轉站備選點中選出若干個作為垃圾中轉站選點，并求出運輸費用，使總運費最低。

變量規范：（見表5）

約束條件（2）表示每個村莊在一個垃圾清運周期內的垃圾產量;約束條件（3）表示每個垃圾中轉站的垃圾收容量（建設規模）;約束條件（4）表示每個村莊的垃圾清運周期;約束條件（5）表示一個村莊只能運往一個垃圾中轉站;約束條件（6）表示i村垃圾是否運往j中轉站;約束條件（7）表示是否啟用j中轉站;約束條件（8）表示每個垃圾中轉站接收村莊的個數限制;約束條件（9）表示中轉站數量限制;約束條件（10）表示存在村莊i將其垃圾運往j中轉站。

3.4.2 算法實例

以屯留區河神廟鄉31個行政村為例（其中，河神廟村和圪套村分別取河神廟鄉第一寄宿制小學和利民加油站為距離測算點），運用上述垃圾中轉站選址算法模型，在假定需設置5個鄉級垃圾中轉站和農村日人均垃圾產量為1kg的前提下，從11個垃圾中轉站待選點中選出5個垃圾中轉站選點。

將31個行政村兩兩之間的距離（數據來源于百度地圖）、31個行政村各自的人口數量（數據來源于陽光農廉網）和上述參數取值（表6）代入中轉站選址算法模型，利用lingo軟件編寫算法程序進行求解，結果表明，在滿足約束條件h=7和v=5的情況下，河神廟鄉31個行政村的垃圾清運運輸費用為143550元/年，中轉站選點及其接收村莊如表7所示。

從算法運行結果看，部分村莊對中轉站仍有更好地選擇，這主要受限于約束條件h和v的取值，而這兩個約束條件的取值又取決于垃圾中轉站選址過程中的實際需要和對諸多因素的考量，故而在此不能給出具體可行的垃圾中轉站選址及其被接收村莊的分配。

4 結論

在屯留區現有的中端處理和終端處理兩大環節基礎上，充分發揮村民參與農村生活垃圾處理的主體作用，充分利用鄉村振興戰略配套工程設施（農村戶廁改造），增加以村民為垃圾處理主體的前端處理環節，形成并完善農村生活垃圾梯式減量處理方式，以實現農村生活垃圾在處理過程中垃圾規模的遞階減量。同時，農村生活垃圾三大處理主體依托各自的物質條件和技術手段，完成對農村生活垃圾的減量化、無害化和資源化處理。

參考文獻

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[3]趙月龍，毛立波.山西省農村生活垃圾產量及分類特征研究[J].環境科學與管理，2018-9，43（9）：81-84.

[4]劉婉玉.葉景清等.添加垃圾滲濾液對廚余垃圾厭氧發酵產氫的影響[J].可再生能源，2012-8，30（8）：83-94.

收稿日期：2019-04-10

作者簡介：宋小鵬（1995-），男，學士。

通訊作者：吳攀升（1961-），男，學士，教授，研究方向為旅游資源開發與評價。