农村生活垃圾源头分置、分类处理方法研究.pdf

农村生活垃圾源头分置、 分类处理方法研究 * 李再兴秦学李贵霞钟为章刘春李宁陈晓轩杨景亮 河北科技大学 环境科学与工程学院， 石家庄 050018 摘要 目前， 农村生活垃圾污染问题已成为我国农村环境治理、 实现村容整洁的一大难题。根据我国农村生活垃圾的 特点， 提出垃圾源头分置方法， 将垃圾分为废品类可回收垃圾、 餐厨垃圾、 包装垃圾、 无机垃圾和有害垃圾 5 类， 提出了 相应的分类处理方法， 并对其可操作性进行了分析， 重点针对餐厨垃圾和包装垃圾提出了适宜农村的简单、 易行的处 理技术和模式。为实现农村生活垃圾的资源化、 减量化和无害化提供理论支持。 关键词 农村生活垃圾; 源头分置; 分类处理 DOI 10. 13205/j． hjgc． 201408020 CLASSIFIED COLLECTING AND SOＲTING DISPOSAL OF ＲUＲAL SOLID WASTE Li ZaixingQin XueLi GuixiaZhong WeizhangLiu ChunLi NingChen XiaoxuanYang Jingliang School of Environmental Science and Engineering，Hebei University of Science and Technology，Shijiazhuang 050018，China AbstractNowadays， rural solid waste has become a big problem in the management of rural environment． Based on the characteristics of the rural solid waste，classified collectiong of garbage was provided，according to which garbage can be divided into recycling waste，kitchen waste，packaging waste，inorganic waste and hazardous waste． The corresponding sorting disposal was also provided，whose feasibility has been analyzed． The processing technology and disposal mode which were simple and feasible have been applied to disposal of kitchen and packaging waste． This can effectively realize the recycling，reduction and innocuity of rural solid waste，and improve the quality of the rural environment． Keywordsrural solid waste;classified collecting;sorting disposal * “十二五” 科技支撑计划 2013BAJ10B09 。 收稿日期 2013 －10 －30 0引言 我国农村生活垃圾、 污水处理设施建设严重滞后， 绝大部分村庄污染治理目前还处于空白， 甚至一些地 方还处于 “污水靠蒸发， 垃圾靠风刮” 的现状， 加快农村 环境治理迫在眉睫。针对农村环境保护问题， 我国正 加快推进社会主义新农村建设和农村环境连片综合整 治工作， 并出台了 全国农业和农村经济发展第十二个 五年规划 、 农村生活污染防治技术政策 、 农村环 境连片整治技术指南 、 农村生活污染控制技术规 范 等指导性文件。近几年的中央一号文件都持续关 注农村环境整治问题 。“十八大” 提出建设“美丽中 国” ， 也将农村生态文明建设作为工作重点之一。但是 上述文件多为原则性规定， 需要地方政府结合当地特 点出台具体的法规予以贯彻实施。本文结合农村生活 垃圾的特点及处理现状， 重点研究生活垃圾源头分置、 分类处置方法， 提出适合农村特点的经济、 可行的农村 生活垃圾处理模式， 以期为改善农村环境污染现状、 实 现农村村容整洁提供理论支持。 1我国农村生活垃圾污染现状及存在问题 据调查， 我国农村平均每人产生生活垃圾量为 0. 8 ～1. 0 kg/d， 且其产生量将随着经济水平和城镇 化水平的提高而逐渐增大。目前， 我国农村每年产生 约 3 亿 t 的生活垃圾， 其中有约 1. 2 亿 t 生活垃圾露 天堆放， 全国农村生活垃圾处理率约为 10。大部 分农村的生活垃圾还普遍处于粗放的“无序” 管理状 态， 当地基本上是“四无” 无环卫队、 无固定的垃圾 收集点、 无垃圾清运工具、 无处理垃圾专用场地［1 ］。 大部分生活垃圾采用敞开式收集， 采用人力车、 农用 车等非专用垃圾车辆运输， 采用就近堆放、 填坑填塘、 露天焚烧、 简易填埋等方式进行处置。大量生活垃圾 无序丢弃或露天堆放， 对环境造成严重污染， 不仅占 用土地、 破坏景观， 还可能传播疾病， 严重污染水环 境、 土壤和空气以及人居环境， 使村内卫生环境变差 甚至恶劣。 总体上说， 目前我国村镇生活垃圾收运处理设施 58 固废处理与处置 Solid Waste Treatment and Disposal 缺乏、 污染严重， 在技术、 资金和管理方面存在较大的 问题 ［2- 3 ］， 具体体现在 1对农村的环保工作的重要性认识不清， 没有 把环保工作放到一个重要的位置， 环保的相关法规和 政策在农村不能得到较好地落实。 2对农村环境保护工作给予的重视不够， 尤其 对农村环境基础设施建设的资金投入较少。很多地 方国家投资建设了污染治理设施， 却存在无钱运营和 无专业人员管理的问题。 3农村环境保护工作的相关机构不健全， 而且 村镇没有专业的环保工作者， 监管和执行力度受到严 重的影响。 4农村环境污染的治理技术相对落后， 仅农村 沼气技术和推广成效较显著， 而对于生活污水及生活 垃圾等无成熟且经济可行的处理处置技术， 严重影响 了环保工作的开展。 5目前我国的农村环境保护工作推进的主要手 段是行政手段， 但法律法规不健全， 使农村环境污染 不能得到有效控制。 2我国农村垃圾分类处置方法研究 生活垃圾具有 “废物” 和 “资源” 的双重特性。我 国 固体废物污染环境防治法 、 城市生活垃圾管理 办法 和 农村生活污染防治技术政策 等法规文件 都把垃圾分类回收作为重要对策。 我国多数城市将生活垃圾分为 可回收垃圾、 餐厨 垃圾、 有害垃圾和其他垃圾 不可回收 4 大类。在餐 厨垃圾中， 家庭厨余垃圾多与其他垃圾混合收集， 而餐 饮垃圾目前可实现分类单独收集和处理。总体来说， 我国现阶段城市生活垃圾收集主要以混合垃圾收集为 主， 其主要处置方式为卫生填埋。有的城市也针对混 合垃圾开展垃圾分拣工作， 部分实现垃圾资源化 ［ 4- 6 ］。 根据我国农村现阶段的经济水平和农村特点， 农 村生活垃圾的出路主要是卫生填埋场。但是农村村 庄分散， 垃圾收运困难， 无法送入城市垃圾填埋场填 埋。因此开展垃圾分类收集和处理， 以减少垃圾填埋 量及节省填埋用地是十分必要的。单纯套用城市生 活垃圾的分类、 处置及管理方式， 不能适应农村生活 垃圾的处理要求， 必须寻找到适合农村生活垃圾处理 的模式。 2. 1农村生活垃圾分类及处置方法 垃圾分类是实现垃圾减量化、 资源化、 无害化的 关键 ［7- 9 ］， 垃圾分类方式必须简单易行， 能够被村民接 受并有效实施 ［10- 11 ］。根据农村生活垃圾的特点， 本 研究拟将农村生活垃圾分为 5 类， 从源头实现垃圾分 置、 分类收集、 分类处置， 具体方法见图 1。 图 1农村生活垃圾分类及处置方法 Fig．1Classification and disposal of rural domestic refuses 1废品类可回收垃圾 主要包括废旧金属、 废旧 塑料、 废旧玻璃器皿、 废旧书报、 废旧衣物、 大件垃圾 废旧电器、 家具等 等， 这部分垃圾回收价值较高。 我国废品回收系统是市场化模式， 发达国家一般将废 品作为垃圾统计。废品可以先由村民分类收集暂存， 然后集中送废品收购站， 再进行综合利用。 2餐厨垃圾 主要包括居民日常生活产生的食 物残渣 剩菜、 剩饭等 、 厨房下脚料 菜根、 菜叶等 和果皮等， 属于有机垃圾， 这部分垃圾有机质含量高， 易生物降解， 可单独收集， 与粪便、 秸秆等进行堆肥或 厌氧发酵制沼气。 3包装垃圾 主要为轻质包装垃圾， 如食物盒、 小型纸质包装材料、 纸杯、 塑料袋、 方便面袋、 小型饮 料瓶/盒 酸奶盒、 利乐包 等， 对于大多数农村来说 不具备进一步分拣的基础， 可送垃圾填埋场卫生填 埋。有条件的农村， 可进一步分拣回收有用物质， 或 进行垃圾焚烧处理。 4无机垃圾 主要包括建筑垃圾、 燃煤灰渣等， 属于惰性垃圾， 可就近填坑堆存。 5有害垃圾 主要包括废旧电池、 过期药物、 日 光灯管、 油漆桶、 废注射器具等， 这部分垃圾属于危险 废物， 可通过分拣单独存放， 送有资质的危险废物处 置部门进行专业化处置。 2. 2农村生活垃圾分类回收可行性分析 1垃圾源头分置可操作性 本研究设置的垃圾 分类方式简单、 明确， 农村垃圾分类收集桶只须设置 2 个主要垃圾桶 包装垃圾桶和餐厨垃圾桶。村民对 各种垃圾分类容易辨识， 可操作性强。有利于垃圾的 分类收集， 从源头实现生活垃圾减量化、 资源化， 并为 68 环境工程 Environmental Engineering 今后实现农村生活垃圾能源化管理打下基础。 2垃圾分类管理可行性 大多数村镇人口密度 小、 流动性小、 村民思想朴素、 生活节奏相对较慢、 作 息规律、 彼此熟悉、 沟通和交流多。只要政府组织引 导得当， 完全可以搞好分类收集和垃圾源头分置。为 配合此项工作开展， 政府必须加大管理力度， 建立补 偿机制， 提高群众的积极性 ［12 ］。确保实现垃圾分类 清运、 分类处置， 避免再次形成混合垃圾。 3垃圾处置技术可行性 废品类可回收垃圾集 中送废品收购站回收利用， 建筑垃圾、 燃煤灰渣等无 机垃圾就近填坑堆存， 有害垃圾单独收集送有资质的 危险废物处置部门进行专业化处置， 技术和操作上可 行。餐厨垃圾属于有机垃圾， 与粪便、 秸秆等进行混 合堆肥或厌氧发酵制沼气， 农村堆肥技术和沼气池技 术使用较多， 技术可行。包装垃圾回收价值较低， 可 送垃圾填埋场卫生填埋， 技术上也可行。 4经济可行性分析 通过垃圾合理分类， 只需要 购置 2 个盛餐厨垃圾和包装垃圾的垃圾桶， 其他垃圾 使用废旧编织袋即可， 投资较少。而通过出售废品、 垃圾堆肥、 厌氧制沼气等方式还可带来一定的经济收 益。同时生活垃圾填埋量降至原先的 20 ～ 30， 运输成本、 填埋成本也大为降低， 经济效益较为显著。 3我国农村生活垃圾主要处置技术 通过上述分析， 通过生活垃圾源头分置后重点要 解决农村餐厨垃圾和包装垃圾的处置问题。 3. 1餐厨垃圾处置技术 餐厨垃圾产生量占农村生活垃圾的 40 ～ 60， 其有效处置可大大减少垃圾填埋量。适宜与农 村餐厨垃圾处理的技术有简易堆肥技术［13 ］和厌氧消 化制沼气技术 ［14 ］。 3. 1. 1餐厨垃圾简易堆肥技术 结合农村垃圾的特点， 可选用规模小、 机械化程 度低、 投资和运行费用低的农村餐厨垃圾简易堆肥技 术， 包括露天条形堆肥和室内堆肥两种方式。 露天条形堆肥 将餐厨垃圾、 人畜粪便以及树叶、 杂草等露天进行条形堆肥， 堆肥场地可选择在田间地 头、 草地或林地旁; 将垃圾堆为长条形， 断面为三角形 或梯形， 堆高在 1 m 左右， 断面面积在 1 m2左右， 堆 肥时间一般为 2 ～3 个月。 室内堆肥 可参照 CJJ/T 862000城市生活垃 圾堆肥处理厂运行、 维护及其安全技术规程 的要求 进行建设和管理。 3. 1. 2餐厨垃圾厌氧消化技术 餐厨垃圾可以和人畜粪便、 作物秸秆等有机垃圾 一起进行厌氧消化生产沼气， 沼渣可做有机肥。厌氧 消化装置主要包括农村户用沼气池和大型厌氧消化 反应器两种方式。 农村户用沼气池 对于居住分散、 餐厨垃圾产生 量小、 难以统一收集的农村地区， 可以一户或多户建 立农村户用沼气池的方式， 将餐厨垃圾与人畜粪便、 作物秸秆进行混合厌氧消化处理， 产生的沼气作为可 再生能源利用， 沼渣可与农业种植相结合。农村户用 沼气池是农业部推广的成熟技术， 可参考 GB/T 47502002户用沼气池标准图集 、 农村家用沼气 池设计规范 、 沼气农村家用沼气池的运行与管理 等进行建设和管理。 大型厌氧消化反应器 为提高厌氧消化效果， 针 对村庄较为集中、 有养殖场的农村， 可建立大型厌氧 消化反应器， 对餐厨垃圾、 人畜粪便、 秸秆等进行处 理， 可回收沼气用于沼气锅炉和沼气发电。 3. 2生活垃圾卫生填埋技术 目前我国农村垃圾处理一般实行“户分类村收 集乡转移县处理” 模式 ［ 15 ］， 但是我国多数村庄布 局分散、 经济欠发达、 交通不便、 人口密度小， 垃圾送县 级以上填埋场存在长距离输送、 处理成本高的问题。 通过农村生活垃圾源头分置， 需要进行卫生填埋 的垃圾主要为包装垃圾， 其产生量为垃圾总量20 ～ 30。本研究提出基于农村包装垃圾填埋的“户 集组收村运村或乡镇处理” 模式。根据村庄 分布、 农村人口和垃圾产生量等特点， 因地制宜， 建立 村镇小型简易生活垃圾填埋场。 在生活垃圾源头分置有效实施的情况下， 垃圾运 输量和填埋量大为减少， 可提高填埋场使用寿命。同 时由于餐厨垃圾不进入填埋场， 垃圾渗滤液可大大减 少。为减少垃圾渗滤液产生量， 在生活垃圾卫生填埋 时， 进入村镇小型简易生活垃圾填埋场的生活垃圾中 有机成分应控制在 10以内。 村镇小型简易垃圾填埋场建设， 可参考城市生 活垃圾处理及污染防治技术政策 、 HJ 5742010农 村生活污染控制技术规范 、 GB 168892008生活 垃圾填埋场污染控制标准 等有关文件的规定和要 求进行建设和运行管理。 4结论 1 根据我国农村生活垃圾的特点， 提出垃圾源 78 固废处理与处置 Solid Waste Treatment and Disposal 头分置方法， 将垃圾分为废品类可回收垃圾、 餐厨垃 圾、 包装垃圾、 无机垃圾和有害垃圾 5 大类。 2 通过农村生活垃圾的源头分置， 废品类可回 收垃圾集中送废品收购站回收利用; 建筑垃圾、 燃煤 灰渣等无机垃圾就近填坑堆存; 有害垃圾单独收集送 有资质的危险废物处置部门进行专业化处置; 餐厨垃 圾与粪便、 秸秆等有机废弃物进行混合堆肥或厌氧发 酵制沼气; 包装垃圾送垃圾填埋场卫生填埋。 3 重点针对农村餐厨垃圾提出了处理规模小、 机械化程度低、 投资和运行费用低的露天条形堆肥和 室内堆肥等简易堆肥技术; 根据我国农村特点， 提出 基于农村包装垃圾填埋的“户集组收村运村 或乡镇处理” 生活垃圾处置模式及村镇小型简易生 活垃圾填埋场建设方案。 本研究提出的方法可实现农村生活垃圾的资源 化、 减量化和无害化， 大大减少垃圾的运输量和填埋 量， 提高填埋场使用寿命， 对于改善农村村容村貌， 提 高农村环境质量具有一定的现实意义和可操作性。 参考文献 ［1］尚晓博， 张朝升， 荣宏伟， 等． 中国农村生活垃圾问题与解决对 策［J］． 现代化农业， 2011 11 34- 36. ［2］丁逸宁， 何国伟， 容素玲， 等． 农村生活垃圾的处理与处置对策 研究［J］． 广东农业科学， 2011， 17 136- 138. ［3］黄开兴， 王金霞， 白军飞， 等． 农村生活固体垃圾排放及其治理 对策分析［J］． 中国软科学， 2012 9 72- 79. ［4］王伟， 周建勋， 贾文超， 等． 北京市生活垃圾分类管理与技术需 求分析［J］． 环境卫生工程， 2008， 16 2 38- 42. ［5］陈群， 杨丽丽， 伍琳瑛， 等． 广东省农村生活垃圾收运处理模式 研究［J］． 农业环境与发展， 2012 6 51- 54. ［6］黄文芳， 沈哲． 农村面源污染治理的政策与管理服务体系优 化 以上海郊区农村为例［J］． 生态与农村环境学报， 2012， 28 5 599- 604. ［7］裴亮， 刘慧明， 王理明． 基于农村循环经济的垃圾分类处理方 法及运行管理模式分析［J］． 生态经济， 2011 11 152- 155. ［8］于晓勇， 夏立江， 陈仪， 等． 北方典型农村生活垃圾分类模式初 探 以曲周县王庄村为例［J］． 农业环境科学学报， 2010， 29 8 1582- 1589. ［9］高庆标， 徐艳萍． 农村生活垃圾分类及综合利用［J］． 中国资 源综合利用， 2011， 29 9 61- 63. ［ 10］郑凤娇． 农村生活垃圾分类处理模式研究［J］． 吉首大学学 报． 社会科学版， 2013， 34 3 52- 56. ［ 11］管蓓， 刘继明， 陈森． 农村生活垃圾产生特征及分类收集模式 ［J］． 环境监测管理与技术， 2013， 25 3 26- 29. ［ 12］宁清同， 胡晓舒． 我国农村生活垃圾污染防治法律制度探讨 ［J］． 社会科学战线， 2011 8 202- 210. ［ 13］李清飞， 何新生， 孙震宇， 等． 农村生活垃圾好氧堆肥技术探讨 ［J］． 农机化研究， 2011 6 186- 189. ［ 14］刘一威． 畜禽粪便、 污泥、 农村垃圾中温联合厌氧消化技术研 究［J］． 可再生能源， 2012， 30 6 59- 63. ［ 15］陈群， 杨丽丽， 伍琳瑛， 等． 广东省农村生活垃圾收运处理模式 研究［J］． 农业环境发展， 2012 6 51- 54． 第一作者 李再兴 1973 － ， 男， 教授， 博士后， 主要研究方向为水污染 控制及污染资源化。 櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅櫅 li_zaixing163． com 上接第 84 页 ［ 30］Ｒamli H， Azmi M， Ahmad F， et al． Effect of municipal solid waste composition on permeability ［M］∥ Advances in Environmental Geotechnics，Springer， 2010 596- 601. ［ 31］Hossain M， Penmethsa K， Hoyos L． Permeability of municipal solid waste in bioreactor landfill with degradation［ J］ ． Geotechnical and Geological Engineering， 2009， 27 1 43- 51. ［ 32］刘辉，城市生活垃圾填埋体渗透性能量化研究［D］ ． 成都 西 南交通大学， 2010. ［ 33］陆晓平，朱俊高，严蕴，等． 垃圾填埋场固体废弃物渗透性试 验研究［J］． 河海大学学报， 2001， 29 135- 138. ［ 34］Stoltz G，Gourc J P， Oxarango L． Liquid and gas permeabilities of unsaturated municipal solid waste under compression［ J］ ． J Contam Hydrol， 2010， 118 1 27- 42. ［ 35］Beaven W P Ｒ，Hudson A． The influence of landfill gas on the hydraulic conductivity of waste［C］∥ Geotechnics of Waste ManagementandＲemediation ProceedingsofSessionsof GeoCongress 2008， 2008 264. ［ 36］Staub M，Galietti B，Oxarango L，et al． Porosity and hydraulic conductivity of MSW using laboratory- scale tests［C］∥ HPM3， Third Int Workshop Hydro- Physico- Mechanics of Landfills， 2009. ［ 37］Zhang D Q，Tan S K， Gersberg Ｒ M．Municipal solid waste management in ChinaStatus，problems and challenges［J］． Journal of Environmental Management， 2010， 91 8 1623- 1633. ［ 38］Akbulut S，Saglamer A． Modification of hydraulic conductivity in granular soils using waste materials［J］．Waste Management， 2004， 24 5 491- 499. ［ 39］Bilir T． Effects of non- ground slag and bottom ash as fine aggregate on concrete permeability properties［J］． Construction and Building Materials， 2012， 26 1 730- 734. ［ 40］Kenney T，Veen W V，Swallow M，et al． Hydraulic conductivity of compacted bentonite- sand mixtures［J］． Canadian Geotechnical Journal， 1992， 29 3 364- 374. ［ 41］Asakura H， EndoK， YamadaM， etal．Improvementof permeability of waste sludge by mixing with slag or construction and demolition waste［J］． Waste Manag， 2009， 29 6 1877- 1884. ［ 42］Valencia Ｒ，van der Zon W，Woelders H，et al． The effect of hydraulic conditions on waste stabilisation in bioreactor landfill simulators［J］． Bioresour Technol， 2009， 100 5 1754- 17 第一作者 李明英 1989 － ， 女， 在读硕士研究生， 主要从事固体废弃 物处理与资源化利用研究。limy sz． pku． edu． cn 通迅作者 徐期勇 1975 － ， 男， 副教授， 研究方向包括固废资源化管 理、 垃圾生化反应器设计、 垃圾填埋气体的能源利用、 垃圾渗滤液处理 以及建筑垃圾填埋场的除臭技术等。qiyongxu pkusz． edu． cn 88 环境工程 Environmental Engineering