垃圾分類背景下固體廢物處理與處置課程建設的探索

趙傳起，梁麗營，施欽，劉細祥

（廣西民族大學 材料與環境學院，廣西南寧 530008）

垃圾分類是指利用分類設施、人員，將不同垃圾按照特性及種類進行分揀，分別進行儲存、運輸、處理及處置，使其既可降低填埋、焚燒、堆肥等末端工藝的處理量，又可進行二次資源利用，是減少垃圾終端處理量的有效手段之一[1]。我國的垃圾分類工作起步較晚，在2000年以后才逐步開展起來。2000年，相關部門將北京、上海等8 個城市確定為垃圾分類試點城市，2018年推行到46 個城市，從2019年起，全國地級及以上城市全面啟動生活垃圾分類工作[2]。近年來，政府部門、非政府組織、研究機構、企業等都在垃圾分類領域做了大量的研究與嘗試，并取得一定成效，但總體說來，我國垃圾分類工作在政策扶持、資金投入、分類模式、分類設施、公眾參與等各方面仍有大量工作亟待開展和完善。

2021年，隨著《“十四五”時期“無廢城市”建設工作方案》的提出，我國對垃圾分類工作提出了新要求。“無廢城市”是一種新的城市管理理念，旨在通過形成綠色發展方式和生活方式，實現整個城市固體廢物的產生量最少、資源化利用率最高、處置安全的目標[3]。在這一過程中，垃圾的分類處置將發揮重要作用，直接關系到“無廢城市”建設的成敗，相關工作涉及垃圾識別、源頭減量、分類投放、分類收集、運輸與處置等方面。

1 固體廢物處理與處置課程改進的必要性

近年來，我國固體廢棄物污染情況愈加嚴重。據報道，2017年，我國城市生活垃圾年產量達到了14 億噸，并以每年7%～9%的速度遞增[4]。 固體廢物的隨意堆放不僅占用了大量的土地，影響城市景觀，而且極易污染土壤、地表水、地下水和大氣層，最終對人體健康造成危害。

固體廢物處理與處置課程是環境科學與工程專業重要的核心課程之一，與水污染控制工程、大氣污染控制工程、環境微生物、環境化學等課程一起，構成了環境工程專業的主干課知識體系[5]。目前，該課程的主要教學內容包括：講述固體廢物的來源、種類、污染控制措施、固體廢物管理法規；固體廢物的收集和轉運；固體廢物的處理方法，包括預處理、物理化學法處理、生化處理及熱處理的原理、方法和工藝設備；工業、礦業固體廢物的資源化與綜合利用；固體廢物的填埋處置；危險廢物和放射性廢物的管理等。固體廢物處理與處置課程往往配置課程設計，目的是提高學生的設計能力，使學生熟悉和掌握固體廢物處理的設備與工藝等。隨著科技日新月異的發展，社會需求已經有了較大的變化。廣西民族大學環境工程專業的固體廢物處理與處置課程體系主要存在與最新行業信息聯系不緊密、與垃圾分類相關工作脫節、知識點枯燥等問題。因此，固體廢物處理與處置課程的深入改革較為必要，結合已有課程，加入垃圾分類的相關內容，可以從以下幾個方面進行課程改進。

2 固體廢物處理與處置課程內容的改進

2.1 解讀《固廢法》，增強學生垃圾分類意識

《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》（簡稱《固廢法》）于2020年4月29日修訂通過，同年9月1日起施行。《固廢法》的修訂與施行，對于踐行“兩山論”，推進高質量綠色發展，打贏污染防治攻堅戰，具有重要意義[6]。《固廢法》明確提出國家推行生活垃圾分類制度，堅持政府推動、全民參與、城鄉統籌、因地制宜、簡便易行的原則[7]。這一部分應結合固體廢物處理與處置課程中關于固體廢物來源、管理制度的部分重點講述，通過解讀《固廢法》，使學生明晰垃圾分類的實施主體與公眾參與的關系，增強學生的環保意識，使學生知法、懂法，讓環保精神在潛移默化中形成。

2.2 倡導源頭削減，培養學生綠色生活習慣

倡導源頭削減，涉及生產和生活的各個領域。在工業生產領域，開展清潔生產，改進生產工藝，避免過度包裝，從源頭端盡量少產生或者不產生固體廢物。在生活領域，可以通過改變生活習慣，提倡低碳環保的生活方式，例如減少使用塑料購物袋，更多采用可重復使用、易回收利用的包裝物，做好垃圾分類投遞，提倡“光盤”行動，倡導無紙化辦公，減少使用一次性辦公用品等。該部分內容可以結合固體廢物課程中減量化、資源化、無害化的“三化”原則以及固體廢物的全過程管理原則進行講解，舉例說明源頭減量在垃圾分類中的作用，以及結合自身行為，養成自覺分類投放的生活習慣。

2.3 解讀垃圾分類實施方案，樹立“無廢城市”建設理念

通過解讀《生活垃圾分類制度實施方案》的分類標準、執行情況等，使學生明確垃圾分類是建設“無廢城市”的重要舉措，也是破解垃圾圍城、提高固體廢物二次利用率的關鍵手段。“無廢城市”是我國在世界范圍內首創的概念，是固體廢物處理處置和資源化領域重要的頂層設計，其目標是實現垃圾全分類、資源全回收、原生垃圾零填埋，將固體廢物對環境的影響降至最低[8]。“無廢城市”的實現，以垃圾全分類為前提，不同類型垃圾的處置方法迥異。可回收垃圾的處置原則是資源回收為先，力求變廢為寶，提高二次利用率，節約資源。廚余垃圾的處理一般采用生化處理（好氧堆肥和厭氧發酵）或者衛生填埋處理，經過微生物的降解作用，使其轉化為有機肥料或沼氣，加以利用。由于含水量較高，廚余垃圾應在分類收集環節做好特殊處理，防止滲濾液流出，污染環境。有害垃圾的收集與處置需要單獨進行，城市生活垃圾中最常見的有害垃圾包括電池、溫度計、熒光燈管、油漆等，與危險廢物類似，一般由具有專業資質的企業集中處理。其他垃圾中，具有一定熱值的可以采用焚燒處理的方式，充分利用垃圾焚燒的能量進行發電，無熱值的或低熱值的可采用衛生填埋的方式進行處置。這部分內容應結合課程中垃圾收集、轉運、處理等章節進行講授，并貫穿整個課程。通過課程的講解，積極引導學生從旁觀者變成垃圾分類工作的參與者，培養學生良好的生活習慣，提高學生的環保素養，使其成為美麗中國的建設者。

2.4 講解垃圾分類商業模式，開闊學生專業視野

近年來，大量研究人員和企業對垃圾分類模式進行了積極的探索和研究，逐漸形成規模化的商業模式，例如線下分類模式、線上平臺回收模式、“互聯網+智能設備/設施”模式等[9]。線下分類模式是指主要通過線下收集、線下運營等方式來進行垃圾分類工作的模式，比較知名的企業有貴州高遠、成都綠色地球、南京志達、上海愛芬環保等；線上平臺回收模式主要通過互聯網平臺進行垃圾分類的運營，包括統籌調度等工作都在網上進行，比較知名的網絡平臺有回收哥、愛回收、飛螞蟻等。“互聯網+智能設施”模式是將互聯網線上平臺與線下智能分類設備相結合進行垃圾分類工作的模式，該模式對前期資金投入要求較高，因此采用該模式的大多是上市公司以及大型國企，包括啟迪桑德、北京環衛集團、中國天楹等大型企業[10]。隨著垃圾分類行業的發展，傳統的線下收集、線下運營的方式逐漸被市場淘汰；依靠互聯網、大數據、人工智能等高新科技的普及，“互聯網+智能設備/設施”模式得到大量應用，該模式結合線上平臺與線下智能分類設備，具有方便、快捷、用戶體驗好等優點[11]。該部分內容可以結合課程中垃圾收集、轉運的內容進行講解，通過對三類商業模式優缺點的比較，使學生了解垃圾分類產業的發展方向、產業前景、市場規模等，使其對本專業的未來發展充滿信心。

2.5 詳解垃圾分類對主要固廢處理工藝的影響，激發學生科研興趣

目前，我國垃圾處理的主要工藝為生化處理、焚燒處理和填埋處置，在實施垃圾分類后，將對現有處理工藝產生積極的影響[12]。例如，垃圾未分類時，由于生活垃圾種類較多，不能直接進行堆肥處理，需要先將垃圾中不易生物降解的塑料、金屬、渣土等剔除，剩余的有機質類進行堆肥，前端的分類過程越長，處理成本就越高。實施垃圾分類后，不易降解的塑料、鐵塊、渣石等在源頭端已完成分揀，進入堆肥工藝的有機垃圾成分較高，經過簡單分選，甚至無須分選后即可進行堆肥處理，降低了處理成本。與堆肥工藝類似，厭氧發酵工藝對于原料的要求高，除了不易生物降解的垃圾外，對厭氧微生物有毒害物質需要嚴格剔除；實施垃圾分類后，不僅發酵原料的有機質成分有所保證，對微生物有害物質也在源頭端分類撿出，可以保證厭氧工藝的順利進行。在焚燒工藝中，原有生活垃圾的種類復雜，含水率較高，熱值低，垃圾焚燒廠需要將垃圾與助燃材料進行配比后才能保證焚燒效率，提高了焚燒垃圾的成本。實施垃圾分類后，焚燒垃圾的種類減少，垃圾熱值有所保證，提高了焚燒效率。對于填埋工藝，實施垃圾分類之后，只有少量生活垃圾進入垃圾填埋場，大大降低了填埋場的處理量，延長了填埋場的運行時間。同時，由于填埋垃圾中的有機物和含水量較低，可以減少垃圾滲濾液的產生量，降低了后續污水處理的成本。該部分應結合課程中主要固體廢物處理工藝、技術進行重點講解，通過該垃圾分類實施前后的比較，加深學生對垃圾分類與固體廢物處理課程的了解，有利于學生積累專業知識，提升專業技能。

2.6 強化垃圾分類的課程設計，在實踐中提升學生的認知

設置固體廢物的處理與處置課程設計，一方面使學生加深理解所學的專業知識，另一方面結合工程計算、制圖、CAD 設計等知識，使學生在固體廢物課程的工程設計、計算、繪圖方面得到鍛煉[13]。課程設計的內容一般包括有機垃圾產沼氣工藝、生活垃圾衛生填埋場、城市垃圾收集線路設計、城市生活垃圾綜合分選處理系統、城市垃圾焚燒發電廠等工藝設計及其相關的公用配套工程設計和計算[14]。在實施垃圾分類以后，應在課程設計中加強垃圾分類的相關設計，例如將園區內垃圾的分類工作作為課程設計的選題之一，或者原工藝設計中沒有垃圾分類環節的予以重新設置。相關工作包括分類回收設施、裝置的設計、選型、布局以及尺寸的計算等；分選系統的設計中應包括破碎、篩分、風選、磁選等工藝涉及的設備型號、尺寸、布局、處理能力等計算；垃圾清運系統的設計中應包括垃圾車清運線路、車輛型號、配套設備的計算和選取等。通過該部分內容的改進，提升學生對于垃圾分類的設計能力，加強設計與應用能力的培養，為學生今后從事固體廢物的工程設計工作打下堅實基礎。

3 結語

根據已有固體廢棄物處理與處置課程內容，構建基于垃圾分類的課程體系，通過講解新《固廢法》、垃圾分類實施方案與設施、垃圾分類行業的最新模式與技術、垃圾分類實施對固體廢物處理技術的影響以及加強垃圾分類的課程設計等內容，將專業知識和垃圾分類建設有機融合，既可以避免機械地講授和灌輸，又可以激發學生對固體廢物處理行業發展的興趣，實現對基礎知識的積累和專業能力的培養。