上海市生活垃圾集運(yùn)系統(tǒng)雙向物流可行性研究

摘要：上海市生活垃圾集運(yùn)系統(tǒng)承擔(dān)市區(qū)生活垃圾的日產(chǎn)日清工作，利用內(nèi)河航道資源，通過(guò)船舶和集裝箱將垃圾密閉化運(yùn)輸至老港基地進(jìn)行無(wú)害化處理，其空船空箱返回造成運(yùn)能浪費(fèi)。出于降本增效的考量，有必要開(kāi)展垃圾和資源化產(chǎn)品的雙向物流可行性研究，探索利用返程運(yùn)能搭載資源化產(chǎn)品。其間梳理現(xiàn)有船舶、集裝箱的參數(shù)，測(cè)算老港基地現(xiàn)有和潛在的資源化產(chǎn)品運(yùn)輸量，在信息化平臺(tái)開(kāi)發(fā)相應(yīng)功能模塊。仿真模擬顯示，集運(yùn)系統(tǒng)具備垃圾和資源化產(chǎn)品的雙向物流能力，但需要考慮經(jīng)濟(jì)成本和政策管理要求。

關(guān)鍵詞：生活垃圾；集運(yùn)系統(tǒng)；雙向物流；可行性研究；上海市

中圖分類(lèi)號(hào)：X703.1 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2025）02-00-04

Feasibility Study on Bidirectional Logistics of Shanghai Municipal Solid Waste Collection and Transportation System

LU Lu1， Jia Chuan2

（1. Shanghai Chengtou Environment Group Co.， Ltd.， Shanghai 200060， China;

2. Shanghai Environmental Sanitation Engineering Design Institute Co.， Ltd.， Shanghai 200232， China）

Abstract： Shanghai municipal solid waste collection and transportation system is responsible for the daily production and cleaning of urban solid waste， utilizing inland waterway resources， the waste is transported in a sealed manner by ships and containers to the old port base for harmless treatment， and the return of empty ships and containers results in transportation capacity waste. For the consideration of cost reduction and efficiency improvement， it is necessary to conduct a feasibility study on the two-way logistics of garbage and resource utilization products， and explore the use of return transportation capacity to carry resource utilization products. During this process， the parameters of existing ships and containers are sorted out， and the transportation volume of existing and potential resource-based products in the old port base is calculated， and the corresponding functional modules are developed on the information platform. Simulation shows that the centralized transportation system has the bidirectional logistics capability of waste and resource products， but consideration is needed for economic costs and policy management requirements.

Keywords： solid waste; collection and transportation system; bidirectional logistics; feasibility study; Shanghai city

隨著城市化進(jìn)程的加快，生活垃圾產(chǎn)生量快速增加，嚴(yán)重影響城市的環(huán)境和發(fā)展[1]，其日產(chǎn)日清、無(wú)害化處理是城市精細(xì)化治理系統(tǒng)安全運(yùn)營(yíng)的重要環(huán)節(jié)。2002—2023年，我國(guó)生活垃圾清運(yùn)量與處理量如圖1所示，上海市生活垃圾清運(yùn)量與處理量如圖2所示。統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，全國(guó)生活垃圾清運(yùn)量[2]從

2002年的13 650.0萬(wàn)t增加至2023年的25 407.8萬(wàn)t，上海市生活垃圾清運(yùn)量則從376.9萬(wàn)t增長(zhǎng)至974.8萬(wàn)t，主要無(wú)害化處理方式由填埋轉(zhuǎn)向焚燒，已經(jīng)實(shí)現(xiàn)原生垃圾零填埋，焚燒處理占比為60.2%，其余則通過(guò)濕垃圾處理系統(tǒng)進(jìn)行資源化處理。為解決市區(qū)生活垃圾清運(yùn)問(wèn)題，上海市建設(shè)內(nèi)河集裝化轉(zhuǎn)運(yùn)體系（簡(jiǎn)稱(chēng)集運(yùn)系統(tǒng)），改變?cè)械纳⒀b運(yùn)輸體系，利用內(nèi)河航道資源，通過(guò)船舶和集裝箱將市區(qū)生活垃圾密閉化運(yùn)輸至老港基地進(jìn)行無(wú)害化處理，空船空箱返回市區(qū)碼頭。返程不搭載任何物品，造成運(yùn)能浪費(fèi)。同時(shí)，老港基地作為上海市固廢戰(zhàn)略處置基地，有大量的資源化產(chǎn)品運(yùn)輸需求。出于降本增效、削減費(fèi)制負(fù)擔(dān)的考量，有必要探索如何利用返程的運(yùn)能有條件地搭載部分資源化產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)垃圾和資源化產(chǎn)品的雙向物流，為將來(lái)提升運(yùn)輸能效奠定基礎(chǔ)。

1 設(shè)施設(shè)備現(xiàn)狀

1.1 集運(yùn)系統(tǒng)

2009年12月，上海市建成國(guó)內(nèi)首家、國(guó)際一流的生活固廢內(nèi)河集裝轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)，有效解決生活垃圾散裝運(yùn)輸途中飛散、滴漏、回彈的二次污染問(wèn)題，生活垃圾物流鏈也實(shí)現(xiàn)從粗放型、散裝化向集約型、集裝化轉(zhuǎn)變。該系統(tǒng)的主要組成是“1個(gè)系統(tǒng)、2個(gè)中轉(zhuǎn)站、3個(gè)碼頭”[3]。1個(gè)系統(tǒng)是指利用現(xiàn)成內(nèi)河航道資源建設(shè)固廢內(nèi)河集裝化轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)；2個(gè)中轉(zhuǎn)站是指虎林中轉(zhuǎn)站、徐浦中轉(zhuǎn)站；3個(gè)碼頭是指改建虎林碼頭、老港碼頭和新建徐浦碼頭。其中，虎林中轉(zhuǎn)站和虎林碼頭將負(fù)責(zé)蘇州河以北區(qū)域的垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)，徐浦中轉(zhuǎn)站和徐浦碼頭將負(fù)責(zé)蘇州河以南區(qū)域的垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)。同步建設(shè)信息化管控平臺(tái)[4]，具體包括生產(chǎn)作業(yè)管理、船舶靠泊調(diào)度、資產(chǎn)管理、數(shù)據(jù)記錄報(bào)表和作業(yè)監(jiān)控指揮中心。

1.2 運(yùn)輸船舶

現(xiàn)有運(yùn)輸船舶主要運(yùn)載生活垃圾，設(shè)置1個(gè)貨艙，貨艙內(nèi)載運(yùn)集裝箱貨物。本船為前傾首、肥大船型，采用單甲板、單體、全電焊和全鋼質(zhì)，貨艙區(qū)采用大開(kāi)口，為單底雙舷（貨艙鋪設(shè)厚10 mm的墊艙板），首尾為單底單舷。采用常規(guī)推進(jìn)方式，主機(jī)、發(fā)電機(jī)采用液化天然氣作為燃料，配雙機(jī)、雙槳和雙舵。船舶處于密度1.000 g/cm3的淡水中，B級(jí)航區(qū)設(shè)計(jì)吃水為2.20 m時(shí)，船舶載貨量約為610 t，配備船員10人。

1.3 集裝箱

生活垃圾集裝箱采用標(biāo)準(zhǔn)集裝箱[5]，規(guī)格為5.69 m×2.13 m×2.18 m（長(zhǎng)×寬×高）。按照箱型結(jié)構(gòu)，生活垃圾集裝箱分為水平箱、餐廚箱和兩端開(kāi)門(mén)箱；按照裝運(yùn)介質(zhì)，生活垃圾集裝箱分為干垃圾箱、濕垃圾箱（即廚余箱）和餐廚箱。內(nèi)河集裝化轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)采用水平箱裝運(yùn)干垃圾和廚余垃圾，采用餐廚箱裝運(yùn)餐廚垃圾。水平箱通過(guò)在箱外涂裝干垃圾和濕垃圾色帶區(qū)分為干垃圾箱和廚余箱，干垃圾箱和廚余箱重新涂裝色帶或應(yīng)急時(shí)可相互替換。

1.4 集裝箱清洗線(xiàn)

集裝箱清洗線(xiàn)主要由輸送系統(tǒng)、清洗系統(tǒng)及污水預(yù)處理系統(tǒng)組成，位于老港東碼頭，使用清水和清潔劑清洗集裝箱外表面。

2 老港基地潛在資源化產(chǎn)品

2.1 建筑垃圾骨料

上海市老港再生建材利用中心項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模為6 000 t/d，其中，裝修垃圾為4 000 t/d，拆房垃圾為2 000 t/d。項(xiàng)目主要用于處理上海市中心城區(qū)建筑垃圾，預(yù)計(jì)年處理建筑垃圾100萬(wàn)t。生產(chǎn)的再生骨料可作為免燒磚原料、回填土，通過(guò)陸運(yùn)方式外運(yùn)。

2.2 爐渣骨料

爐渣是生活垃圾焚燒后從層燃型爐排、流化型布風(fēng)板以及余熱鍋爐受熱面排出的固態(tài)殘余物，屬于一般工業(yè)固廢，其產(chǎn)生量占生活垃圾焚燒量的15%～20%。老港生態(tài)環(huán)保基地現(xiàn)有焚燒設(shè)施能力為9 000 t/d，爐渣產(chǎn)生量為1 800～2 250 t/d，目前均通過(guò)陸運(yùn)方式外運(yùn)。與天然骨料相比，焚燒爐渣密度小，吸水能力強(qiáng)，受水冷過(guò)程影響，爐渣含水率較高。這些物理化學(xué)特性表明，它符合骨料、砂石等方面的要求，可以作為建筑材料進(jìn)行資源化利用。

2.3 預(yù)制構(gòu)件

預(yù)制構(gòu)件是裝配式建筑的核心材料，它是指把傳統(tǒng)建造方式中的現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)轉(zhuǎn)移到預(yù)制工廠，按照安全、適用、經(jīng)濟(jì)與美觀的設(shè)計(jì)原則，將建筑構(gòu)件進(jìn)行拆分，在預(yù)制工廠進(jìn)行預(yù)制，通過(guò)工程車(chē)輛運(yùn)送至施工現(xiàn)場(chǎng)，通過(guò)可靠的連接方式進(jìn)行裝配施工。在公路、道橋和水務(wù)等領(lǐng)域，預(yù)制構(gòu)件有著豐富的應(yīng)用場(chǎng)景，其產(chǎn)品范圍包括隧道管片、頂管管片、同步構(gòu)件、橋梁構(gòu)件、市政預(yù)制混凝土構(gòu)件、圓管節(jié)、綜合管廊和構(gòu)件連接件等。預(yù)制構(gòu)件產(chǎn)品外運(yùn)可采用陸運(yùn)和水運(yùn)，清運(yùn)河和引清河均為3級(jí)航道，具備相應(yīng)通航條件。

2.4 蟲(chóng)產(chǎn)品

黑水虻養(yǎng)殖系統(tǒng)用于處理濕垃圾預(yù)處理提油系統(tǒng)的三相固渣，設(shè)計(jì)處理規(guī)模為50 t/d（含水率為75%～80%）。黑水虻養(yǎng)殖系統(tǒng)采用全自動(dòng)機(jī)械化養(yǎng)殖系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)三相固渣接收緩存布料、袋裝蟲(chóng)卵投加孵化培育、黑水虻幼蟲(chóng)養(yǎng)殖收獲篩分的工藝流程自動(dòng)化與機(jī)械化。鮮蟲(chóng)產(chǎn)量約為設(shè)計(jì)處理規(guī)模的20%，作為水產(chǎn)飼料直接銷(xiāo)售；干蟲(chóng)產(chǎn)量約為6%，作為飼料添加劑售賣(mài)。目前，蟲(chóng)產(chǎn)品通過(guò)袋裝陸運(yùn)方式外售。

3 可行性分析

3.1 技術(shù)可行性

上海市老港生態(tài)環(huán)保基地常見(jiàn)及未來(lái)可能較為常見(jiàn)的資源化產(chǎn)品包括預(yù)制構(gòu)件、建筑垃圾骨料、爐渣骨料、黑水虻干/鮮蟲(chóng)產(chǎn)品、再生塑料粒子和垃圾衍生燃料等。根據(jù)生活垃圾集裝箱的運(yùn)輸特點(diǎn)，預(yù)制構(gòu)件等單獨(dú)運(yùn)輸物品可利用生活垃圾集運(yùn)系統(tǒng)雙向物流技術(shù)進(jìn)行運(yùn)輸，利用離開(kāi)老港的船舶和集裝箱的空余產(chǎn)能，運(yùn)輸過(guò)程需要設(shè)置托盤(pán)，以便裝卸；建筑垃圾骨料、爐渣骨料等散裝運(yùn)輸物品不適合直接應(yīng)用雙向物流系統(tǒng)，需要通過(guò)合適容器使用返程的空余運(yùn)能。

3.2 經(jīng)濟(jì)可行性

對(duì)于特定的資源化產(chǎn)品，可利用離開(kāi)老港的生活垃圾集運(yùn)船舶和集裝箱，進(jìn)行徹底清洗、消毒和除臭后運(yùn)輸至指定碼頭，但相關(guān)運(yùn)輸成本需要考慮，同時(shí)配套的產(chǎn)業(yè)政策也值得進(jìn)一步考量。從經(jīng)濟(jì)性來(lái)看，使用生活垃圾集裝箱運(yùn)輸預(yù)制構(gòu)件等資源化產(chǎn)品前，要對(duì)集裝箱開(kāi)展徹底的清洗、除臭，清洗成本較高，風(fēng)險(xiǎn)控制必須納入考慮。另外，服務(wù)生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)本身這一核心主業(yè)，相關(guān)船舶的卸貨地點(diǎn)需要距離徐浦、虎林等轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施較近，便于及時(shí)返回轉(zhuǎn)運(yùn)碼頭，這對(duì)相關(guān)產(chǎn)品的運(yùn)輸路線(xiàn)形成一定限制，可能不利于資源化產(chǎn)品的運(yùn)輸，顯著提升運(yùn)輸成本。

4 雙向物流功能開(kāi)發(fā)

在上海市生活垃圾集運(yùn)系統(tǒng)的智慧物流平臺(tái)中集成開(kāi)發(fā)雙向物流控制功能，具體包括2個(gè)功能子模塊，即挑箱和貼牌模塊、船舶預(yù)報(bào)模塊。挑箱和貼牌模塊按照裝運(yùn)介質(zhì)，將目前僅有的集裝箱分為干垃圾箱、濕垃圾箱和餐廚箱，運(yùn)輸資源化產(chǎn)品的集裝箱需要區(qū)分。因此，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)貼牌功能，可標(biāo)記反向運(yùn)輸資源化產(chǎn)品的集裝箱，在配載圖上進(jìn)行貼牌，對(duì)集裝箱的裝載物進(jìn)行標(biāo)記。船舶預(yù)報(bào)功能是將其集成到智慧物流系統(tǒng)，預(yù)報(bào)信息能夠與其他功能模塊聯(lián)動(dòng)，如配載圖、調(diào)度管理等，便于垃圾和資源化產(chǎn)品的后續(xù)安排。開(kāi)發(fā)船舶預(yù)報(bào)模塊，對(duì)于提高轉(zhuǎn)運(yùn)效率、降低運(yùn)營(yíng)成本具有重要意義，采用先進(jìn)的預(yù)報(bào)技術(shù)和系統(tǒng)集成方案，可以為轉(zhuǎn)運(yùn)船舶提供更加精準(zhǔn)、可靠的預(yù)報(bào)信息，助力運(yùn)輸系統(tǒng)。

5 雙向物流仿真模擬

雙向物流基于生活垃圾集運(yùn)系統(tǒng)的智慧物流平臺(tái)進(jìn)行干垃圾雙向運(yùn)輸測(cè)試，模擬第三方客戶(hù)的實(shí)際需求，委托中轉(zhuǎn)港（虎林、徐浦）將可處置并二次利用的干垃圾裝箱運(yùn)輸?shù)嚼细郏衫细巯嚓P(guān)處置場(chǎng)處置，生產(chǎn)資源化初級(jí)料或資源化成品，處置比例為10%，再由處置場(chǎng)委托老港將資源化產(chǎn)品裝箱運(yùn)輸至中轉(zhuǎn)港，通知客戶(hù)辦理提箱。生活垃圾處置信息的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表1所示。

基于歷史運(yùn)輸數(shù)據(jù)總結(jié)出的各項(xiàng)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)及運(yùn)輸能力值，明確數(shù)據(jù)邊界，針對(duì)測(cè)試流程開(kāi)發(fā)相應(yīng)的模擬數(shù)據(jù)生成器（接口），編寫(xiě)任務(wù)自動(dòng)執(zhí)行腳本。按照1 000 t/d的垃圾資源調(diào)配、10%（即100 t/d）資源化產(chǎn)品轉(zhuǎn)運(yùn)目標(biāo)進(jìn)行模擬。模擬集卡平均作業(yè)時(shí)間為9.0～11.5 min，測(cè)算集卡數(shù)量為17輛，符合數(shù)據(jù)要求。測(cè)試結(jié)果顯示，系統(tǒng)具備生活垃圾和資源化產(chǎn)品的雙向物流運(yùn)輸能力。

6 結(jié)論

上海市生活垃圾集運(yùn)系統(tǒng)通過(guò)船舶將生活垃圾運(yùn)至老港生態(tài)環(huán)保基地，空船空箱返回市區(qū)碼頭，形成運(yùn)能浪費(fèi)。為有效利用返程的運(yùn)能，開(kāi)展雙向物流可行性研究。老港基地內(nèi)常見(jiàn)及潛在的資源化產(chǎn)品包括預(yù)制構(gòu)件、建筑垃圾骨料、爐渣骨料、黑水虻干/鮮蟲(chóng)產(chǎn)品、再生塑料粒子和垃圾衍生燃料等，可直接利用船舶、集裝箱，或者加設(shè)合適容器后利用返程的空余運(yùn)能，但需要對(duì)集裝箱進(jìn)行徹底清潔、消毒，相應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)控制值得關(guān)注。同時(shí)，相應(yīng)經(jīng)濟(jì)性有待進(jìn)一步權(quán)衡。從管理平臺(tái)和系統(tǒng)硬件來(lái)看，在上海市生活垃圾集運(yùn)系統(tǒng)平臺(tái)中集成挑箱、貼牌和船舶預(yù)報(bào)模塊，仿真測(cè)試顯示，系統(tǒng)具備生活垃圾和資源化產(chǎn)品的雙向物流運(yùn)輸能力。上海市生活垃圾和資源化產(chǎn)品雙向轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的建設(shè)是一項(xiàng)復(fù)雜的系統(tǒng)工程，需要在政策和運(yùn)營(yíng)管理上開(kāi)放對(duì)外功能，并賦予市場(chǎng)運(yùn)輸管理權(quán)限。通過(guò)完善政策機(jī)制、加強(qiáng)科技創(chuàng)新、強(qiáng)化監(jiān)管力度等措施，上海市可以有效推動(dòng)雙向轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)的發(fā)展，提高垃圾資源化利用效率。

參考文獻(xiàn)

1 俞 靜.城市固體廢棄物利用與處置[J].中國(guó)資源綜合利用，2020（9）：123-125.

2 中華人民共和國(guó)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部.2023年城市建設(shè)統(tǒng)計(jì)年鑒[EB/OL].（2024-10-25）[2024-11-19].https：//www.mohurd.gov.cn/gongkai/fdzdgknr/sjfb/index.html.

3 郭廣寨.上海市生活垃圾集運(yùn)信息系統(tǒng)：示范性系統(tǒng)研究與實(shí)現(xiàn)[J].環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展，2015（6）：200-201.

4 蔣 琥.上海市生活垃圾內(nèi)河集裝化轉(zhuǎn)運(yùn)信息化系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2013（2）：43-47.

5 肖 敏.上海市區(qū)生活垃圾集運(yùn)新方式建立及推進(jìn)策略[J].建筑科技，2017（3）：53-55.

收稿日期：2024-12-10

基金項(xiàng)目：上海市國(guó)資委能級(jí)提升項(xiàng)目“基于5G+AI的智慧固廢環(huán)境物流和無(wú)害化處置關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與工程示范——數(shù)字孿生的固廢智能物流體系建設(shè)”（2021011）；上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)科技計(jì)劃項(xiàng)目“干垃圾智能轉(zhuǎn)運(yùn)與高值利用關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究與示范”（21DZ120930）。

作者簡(jiǎn)介：陸?hù)敚?970—），男，上海人，碩士，高級(jí)工程師。研究方向：固廢轉(zhuǎn)運(yùn)、處置與資源化。