垃圾分揀與循環(huán)經(jīng)濟——由上海市浦東新區(qū)垃圾分揀壓縮轉(zhuǎn)運站的建設與運營談起

一、我國城市垃圾的現(xiàn)狀及對國民經(jīng)濟的影響

我國是“人口大國”，這就意味著，我們同時是個“垃圾大國”。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計，全國13億人口，每年僅城鎮(zhèn)垃圾總量就達1.5億噸，占世界總量的四分之一以上，并且每年以平均10%的速度增長。而納入與實施處理的城市垃圾只占總量的25%，剩下的城市垃圾無法處理，只能堆積，歷年的垃圾堆量已達60億噸，侵占了5億多平方米土地，而我國的人均耕地面積尚不足1300平方米，遠遠低于世界人均3000平方米的水平。

中國的環(huán)境污染到底有多嚴重？專家估計，每年損失約2830億元。上世紀90年代以來，隨著城市建設的快速發(fā)展與城市化進程的不斷加快，城市生活垃圾產(chǎn)生量也與日俱增，而國內(nèi)當前廢棄物處置方式比較單一，垃圾對環(huán)境的污染也未得到根治，構(gòu)成對人民生活健康和社會可持續(xù)發(fā)展的潛在威脅。如何找到一種既能適應社會發(fā)展需要、又能保障環(huán)境生態(tài)平衡的垃圾處理方式，是各級政府亟待解決的難點之一。傳統(tǒng)的處理方式不能阻止有毒有害垃圾的滲瀝液對地下水和江河湖泊的污染，許多處理實際上只是一堆了之或一埋了之，有效處理量遠遠低于垃圾的產(chǎn)生量。由于垃圾分類沒做好，含水量過高，使得引進的部分國際先進技術(shù)與設備無用武之地，不能發(fā)揮出應有的效益。對于任何一個城市來說，垃圾處理都堪稱難題。無論是填埋法、堆肥法、還是焚燒法，二次污染以及垃圾處理的成本、效率等都阻礙著國民經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展。到2010年，預計上海的垃圾日產(chǎn)量將達20000噸，如何安全、高效地處置這些廢棄物，是擺在人們面前的一個現(xiàn)實課題。

二、垃圾分類是實現(xiàn)循環(huán)經(jīng)濟的重要手段

傳統(tǒng)的經(jīng)濟，是一種由“自然資源——產(chǎn)品和用品——廢物排放”流程組成的開環(huán)式經(jīng)濟。通過單方面的從生產(chǎn)到使用再到排放的流動，不斷加重地球生態(tài)系統(tǒng)的負荷來實施經(jīng)濟的增長。從根本上說，當前的人口膨脹、資源衰竭、環(huán)境退化等全球危機，正是工業(yè)時代以來傳統(tǒng)經(jīng)濟模式負面效應的積累性爆發(fā)。

相反，循環(huán)經(jīng)濟是一種善待地球的經(jīng)濟發(fā)展新模式。它要求把經(jīng)濟活動組織成為“自然資源——產(chǎn)品和用品——再生資源”的閉環(huán)式流程，所有的原料和能源要能在不斷進行的經(jīng)濟循環(huán)中得到合理利用，從而把經(jīng)濟活動對自然環(huán)境的影響控制在盡可能小的程度上。

早在200多年前，法國的先哲傅立葉就提出“垃圾是放錯了位置的財富”。進入90年代，日本學者又提出了“垃圾零排放”的概念。這些都反映了垃圾可以作為一種原材料被加以再生利用，也就是說可以將垃圾作為永不枯竭的“城市礦藏”來開發(fā)。目前，世界各國正形成這樣一種共識，即沒有絕對的垃圾，只有用過的產(chǎn)品，讓垃圾中的可利用部分回到經(jīng)濟循環(huán)中去，提倡產(chǎn)品的循環(huán)利用，以減少對初級自然資源的消耗，把城市生活垃圾作為新的二次資源，加以開發(fā)利用，實現(xiàn)經(jīng)濟發(fā)展與生產(chǎn)環(huán)境的良性循環(huán)。

按照可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略及循環(huán)經(jīng)濟理念的要求，垃圾中資源的回收和利用已成為現(xiàn)代城市進行生活垃圾處理的發(fā)展趨勢。目前我國許多城市都在探索生活垃圾減量化、資源化、無害化戰(zhàn)略，其中對城市生活垃圾實行分類收集是最有力的措施之一。生活垃圾分類收集是按照城市垃圾物理構(gòu)成成分，實行分類回收的垃圾收集方式，可有效地實現(xiàn)廢物的重新利用和最大程度的廢品回收，為衛(wèi)生填埋、生化處理、焚燒發(fā)電、資源綜合利用等先進的垃圾處理方式的應用奠定基礎，為垃圾處理實現(xiàn)減量化、資源化、無害化目標創(chuàng)造良好條件。據(jù)了解，回收利用100萬噸廢紙，可避免砍伐600平方公里的森林，回收120噸罐頭盒，可少開采冶煉400噸錫礦石，用100萬噸廢棄食物加工飼料，可節(jié)省出36萬噸飼料用谷物。其次，由于減少了垃圾最終處理處置的數(shù)量，有利于節(jié)約土地和降低垃圾運輸和處理處置費用。最后，回收的物品增加了，垃圾的數(shù)量就會相應減少，從而可減輕垃圾對環(huán)境的污染。因此，城市生活垃圾中廢舊物品的回收和再生利用是實現(xiàn)垃圾減量化、資源化、無害化的重要途徑，也是垃圾處理全過程管理中的一個重要環(huán)節(jié)。

當然，分類收集必須分類處理，才能達到綜合利用和循環(huán)利用的目的，否則就失去了分類收集的意義。生活垃圾經(jīng)分類后，可燃物送至焚燒廠焚燒發(fā)電，可制肥物送至綜合處理廠堆肥，可回收物送至相關(guān)工廠用于資源再利用，剩余不可利用物送至垃圾填埋場衛(wèi)生填埋，這樣我國的垃圾收運企事業(yè)單位就可以實現(xiàn)從單純清除垃圾到以減少垃圾產(chǎn)出量和加大廢品回收為主的根本性轉(zhuǎn)變，從而走向追求經(jīng)濟、社會、環(huán)境三大效益同步發(fā)展的良性運行軌道。

三、我國目前大中型垃圾轉(zhuǎn)運站的建設現(xiàn)狀

上世紀末以來，我國各主要城市相繼投資建設了一些大中型垃圾轉(zhuǎn)運站。生活垃圾轉(zhuǎn)運站是連接垃圾產(chǎn)生源頭和末端處置系統(tǒng)的結(jié)合點，起到現(xiàn)代城市處理垃圾的樞紐作用。它實現(xiàn)了城市垃圾收集與運輸?shù)募谢簩嵒⒎忾]化。經(jīng)過我國目前已建項目近年來的運行，其縮小垃圾體積、減輕垃圾重量、大容積全封閉運輸、操作全自動化等優(yōu)點，較大地改善了以前城市垃圾收集與運輸設施落后、污染嚴重、操作繁雜、管理困難、效率低下等狀況，為減少生活垃圾污染，改善城市環(huán)境質(zhì)量，提升環(huán)衛(wèi)作業(yè)水平，降低運行管理成本提供了一種先進的手段，獲得了大家的基本肯定。

鑒于垃圾量的急劇增加，而垃圾比重大幅下降，所以采用以前的運輸方式、運輸工具運送垃圾是既不經(jīng)濟又不科學的。為提高垃圾轉(zhuǎn)運的凈載率，現(xiàn)代化的垃圾中轉(zhuǎn)站一般均采用將垃圾壓縮后轉(zhuǎn)運的方式，同時也節(jié)省了垃圾轉(zhuǎn)運的運行費用。特別是去年初以來，市場上汽油、柴油價格居高不下，從而使運輸成本占整個垃圾處理成本中很大的比重，造成財政投入的加大，增加財政負擔；同時，這么多車次往返，給本來就擁擠的市區(qū)交通增加負擔，且車輛排放的尾氣還會對市區(qū)的空氣質(zhì)量造成影響。

從國內(nèi)外垃圾運輸方式的發(fā)展來看，隨著城市規(guī)模的擴大、人口的增加、垃圾數(shù)量的增多，垃圾處理場的遠離市區(qū)，垃圾運輸方式也從直接運輸?shù)轿唇?jīng)壓縮轉(zhuǎn)運到目前的壓縮轉(zhuǎn)運。從城市發(fā)展的角度來看，垃圾填埋場只能越建越遠，所以垃圾運輸采用壓縮轉(zhuǎn)運則應是比較理想的選擇。

目前，國內(nèi)新建的大中型垃圾轉(zhuǎn)運站的垃圾壓縮工藝方式主要有兩種，即垂直填壓式和水平壓裝式。

垂直填壓式垃圾壓縮工藝采用垃圾填壓裝置與垃圾集裝箱垂直豎立布置形式，在進行垃圾填壓過程中，不同類型的垃圾收運車輛到達轉(zhuǎn)運站后，將垃圾直接倒入垂直放置的垃圾集裝箱頂部，等集裝箱內(nèi)垃圾到了一定高度后，由放置在集裝箱上的液壓填壓裝置對垃圾進行壓實，直至垃圾裝滿垃圾集裝箱后，再由鏈式專用轉(zhuǎn)運車將垃圾集裝箱放倒在車輛底盤上，運至垃圾處理場卸空后送回（詳見圖一）。

水平壓裝式垃圾壓縮工藝采用垃圾壓縮裝置與垃圾壓縮集裝箱水平臥式布置形式，在進行垃圾壓縮過程中，由液壓系統(tǒng)將兩者緊密地結(jié)合在一起。不同類型的垃圾收運車輛到達轉(zhuǎn)運站后，將垃圾卸入垃圾料斗里，料斗裝有液壓傾翻裝置將垃圾翻入垃圾壓縮機的壓縮倉內(nèi)，然后由壓縮裝置將垃圾直接壓入垃圾壓縮集裝箱內(nèi)，裝滿后，垃圾壓縮裝置與垃圾壓縮集裝箱分離，由專用拉臂車將滿載的垃圾壓縮箱運送至垃圾處理場卸空后送回轉(zhuǎn)運站等待再次裝箱。垃圾壓縮集裝箱專用拉臂車本身帶有液壓動力源，可獨自完成集裝箱的卸載和垃圾的卸空作業(yè)（詳見圖二）。

 

水平壓裝式垃圾壓縮工藝還有另一種模式，即預壓式垃圾壓縮裝置。垃圾卸落后被預先壓縮成包，轉(zhuǎn)運車駛?cè)牒螅赊D(zhuǎn)運車上的垃圾集裝箱與垃圾壓縮機相聯(lián)并鎖定后，再將壓縮好的垃圾包一次性推入轉(zhuǎn)運車的集裝箱內(nèi)。與上述直接壓入垃圾集裝箱的模式相比，預壓模式具有二次裝運污染和預壓箱滿載后不能連續(xù)作業(yè)的不足之處（詳見圖三）。

由于直接壓入模式的垃圾壓縮集裝箱在轉(zhuǎn)運站內(nèi)時作為垃圾壓縮后的儲存容器，在轉(zhuǎn)運車上又是垃圾集裝箱的突出優(yōu)點，并且投資省、占地小、建筑物層高低、無二次污染、性價比高等等，故目前國內(nèi)外大多數(shù)垃圾轉(zhuǎn)運站采用該垃圾壓縮工藝作業(yè)模式。

最近幾年我國沿海發(fā)達城市相繼投資建設了幾條垃圾分揀流水線，分揀流水線工藝裝備基本套用選礦專用設備。由于該垃圾分揀流水線沒有與垃圾壓縮轉(zhuǎn)運設備作為一個運行體系整體考慮，加上投資大、工藝復雜、運行成本高、分揀效果差等原因，造成目前設備閑置不用的情況較多。

作為城市生活垃圾綜合處理工程之一的垃圾轉(zhuǎn)運站，不但要建適合國情的垃圾壓縮集裝運輸設備，也要建適合國情的垃圾分類分揀設備，且兩者要構(gòu)成一個有機的整體同時投入使用，以發(fā)揮垃圾轉(zhuǎn)運站最大的效益。但國內(nèi)迄今尚未建有具此理念的項目成功案例。

四、浦東垃圾分揀壓縮轉(zhuǎn)運站的基本設計思路和工藝設備配置

上海綠環(huán)機械有限公司（上海市高新技術(shù)企業(yè)）在引進國外先進工藝技術(shù)的基礎上，對目前浦東地區(qū)的垃圾成分和垃圾清運單位作了大量的調(diào)研工作，制定了該生活垃圾分揀壓縮轉(zhuǎn)運站的工藝技術(shù)方案（詳見圖四），并開發(fā)研制出更適合于中國國情的垃圾分揀壓縮流水線設備及配套產(chǎn)品。在垃圾壓縮中轉(zhuǎn)之前，配套建設大件垃圾破碎、生活垃圾分揀、廢舊物資回收分類打包等輔助措施。大件垃圾如家具、電器等，可先通過大件垃圾破碎機，經(jīng)分揀分類后，再進行資源打包。垃圾壓縮分揀流水線設備是集機電一體化的高技術(shù)含量產(chǎn)品，采用一流的設計理念和制造工藝，完善的配置和可靠的性能。同時，該設備采用了國內(nèi)首創(chuàng)的垃圾分揀流水線與垃圾壓縮機對接技術(shù)，使垃圾轉(zhuǎn)運站實現(xiàn)了垃圾收集、分揀、壓縮、轉(zhuǎn)運一體化運作的工作模式，提高廢舊資源的回收利用率，來提高垃圾轉(zhuǎn)運站的經(jīng)濟、環(huán)境和社會效益，以適應廢棄物資源回收的社會需要和循環(huán)經(jīng)濟、可持續(xù)科學發(fā)展觀理念。

 

圖四分揀壓縮轉(zhuǎn)運站工藝程圖

在設備方面，除主要液壓、電氣元器件采用進口產(chǎn)品外，其余均采用國產(chǎn)原材料加工配套。這樣既保證了生活垃圾分揀壓縮流水線的先進性和可靠性，又降低了其制造成本。該分揀壓縮流水線的主要特點為（詳見圖五）：

 

1、生活垃圾分揀壓縮流水線設計采用的

地坑卸料+滾式柵棍+人工初選+板式輸送+人工分選+輸送上料+壓縮裝箱+拉臂車轉(zhuǎn)運

綜合處理模式，具有簡單實用、性價比高等優(yōu)點。該分揀流水線與壓縮處理設備采用并聯(lián)布置的工藝方案，送入轉(zhuǎn)運站的垃圾可根據(jù)其不同來源選擇需分類后再壓縮轉(zhuǎn)運還是直接壓縮轉(zhuǎn)運這兩種作業(yè)模式。

2、生活垃圾分揀流水線配置的板式輸送機、帶式輸送機、上料輸送機、送料輸送機等是根據(jù)垃圾的特性專門開發(fā)的產(chǎn)品，具有一流的設計理念和制造工藝。

3、垃圾壓縮工藝采用較之垂直填壓式更為先進合理的水平壓裝式，垃圾直接壓入壓縮集裝箱的工藝作業(yè)方案，具有配套建筑物高度低、投資省、設備可靠性和安全性好、作業(yè)方便、清運效率高等優(yōu)點。

4、垃圾壓縮裝置設計方案采用二機六箱位的布置、壓縮裝置主機橫移換箱的可連續(xù)作業(yè)工藝方案，具有配置合理、布局科學、操作方便、維護簡單等優(yōu)點。

5、垃圾轉(zhuǎn)運站配置的二輛8噸級垃圾轉(zhuǎn)運車輛采用車廂可卸式垃圾轉(zhuǎn)運車，它采用全封閉垃圾壓縮集裝箱，箱體可被吊裝和卸離底盤。由于它的特殊結(jié)構(gòu)形式和工作方式，如不參與垃圾的填裝作業(yè)、一車多箱配置、設備自重輕、起重能力強、自卸角度大、作業(yè)速度快等優(yōu)點，大大提高了垃圾清運效率和降低了垃圾清運成本。

6、分揀壓縮流水線電氣系統(tǒng)采用微電腦程序控制，設計為遙控、自動及手動控制三種方式，以方便日常操作和設備維修。電氣系統(tǒng)從設計上避免了誤操作的發(fā)生，并且有故障報警裝置和故障信號指示燈。

7、垃圾轉(zhuǎn)運站設置微機監(jiān)控和監(jiān)視系統(tǒng)，以控制與協(xié)調(diào)垃圾進場、裝運、調(diào)度操作全過程。

8、垃圾轉(zhuǎn)運站設置除塵除臭系統(tǒng)，以保證作業(yè)場地和周邊環(huán)境的空氣質(zhì)量符合國家環(huán)保要求，且噪音值小于65dB。

9、垃圾轉(zhuǎn)運站內(nèi)均接通上水、照明電和通風裝置，并有通向窨井的排水溝。室外道路均滿足環(huán)衛(wèi)車輛的到達、作業(yè)和調(diào)頭。建筑造型和周邊環(huán)境相協(xié)調(diào)，并做到綠化和垂直綠化。

10、由于本技術(shù)設計方案綜合考慮了目前國內(nèi)外各類垃圾轉(zhuǎn)運站的成熟的經(jīng)驗，并結(jié)合了垃圾作業(yè)清運單位長期積累的正確工作思路，故更具有實用性和可靠性。

五、運行成本與收益經(jīng)濟指標分析

1、運行成本分析計算

流水線共配置操作人員10人，其中值班長兼總操作臺控制員1人；垃圾料坑操作工1人；分揀工6人；司機2人。場地保潔與設備保養(yǎng)等均利用流水線待工間隙，由值班長統(tǒng)一安排有關(guān)人員操作運行。

a、年人員工資總額：

以每人每月開支為1500元計算，則10位工人年工資總額為：

12×10×1500＝180，000元/年

b、年電費開支：

分揀壓縮流水線配電總量為50KW/h，以8小時工作計算，則每年用電度數(shù)為：

50×8×365＝146，000KW/h

以工業(yè)用電0.9元/KW/h計算，則每年用電費用為：

146，000×0.9=131，400元/年

c、年水費開支：

分揀壓縮流水線保潔用水量為1m3/小時，以8小時工作計算，則每年用水量為：

1×8×365＝2，920m3/年

以工業(yè)用水2元/m3計算，則每年用水費用為：

2，900×2=5，840元/年

d、年車輛開支費用

按雙程平均運距50公里和清運200噸垃圾每天25車次計算，則每天公里總數(shù)為：

50×25=1，250公里

如8噸柴油車每百公里油耗為30升，則每天油耗為：

12.5×30=375升

按柴油4元1升計算，則每年的油耗開支為：

4×375×365=547，500元

考慮到二輛配套車輛的路稅、養(yǎng)路費等雜費等因素，增加10萬元，則年車輛開支費用為：

547，500+100，000=647，500元/年

e、年設備折舊費：

如設備使用壽命為10年，則該設備的年折舊是總造價的10％，如以320萬元設備總投資計算，則設備年折舊費為：

320×10%＝32萬元/年

f、年設備維修費：

以設備總造價為5％計算維修費用，則設備年維修費用為：

320×5%＝16萬元/年

得出分揀壓縮流水線年運行成本開支總額：

18+13.14+0.58+64.75+32+16＝144.47萬元/年

2、運行收益分析計算

上海某環(huán)衛(wèi)科學研究所經(jīng)長期檢測并綜合考慮其他單位采集數(shù)據(jù)平衡情況，得到的上海市居民生活垃圾組成成份（見表1）：

表1生活廢棄物的成份組成（％）

回收資源的市場收購價格情況調(diào)查，可出售的回收資源收購價格大致如下所示（見表2）：

表2回收資源市場收購價

浦東新區(qū)農(nóng)村建設管理署提供的資料，浦東新區(qū)農(nóng)村化地區(qū)每座垃圾轉(zhuǎn)運站的規(guī)模能力為日處理生活垃圾200噸。根據(jù)表1所示的生活垃圾組成情況和表2的回收資源市場收購價格情況，可分別得出本分揀壓縮流水線各回收資源的年分揀量和年收益。

a.紙張年分揀量與年收益

200×365×12.04％＝8，789.2噸/年

8，789.2×0.8×1000=7，031，360元/年

b.塑料年分揀量與年收益

200×365×14.65%=10，694.5噸/年

10，694.5×1.2×1000=12，833，400元/年

c.金屬年分揀量與年收益

200×365×0.72%=525.6噸/年

525.6×1.6×1000=840，960元/年

d.玻璃年分揀量與年收益

200×365×4.78%=3，489.4噸/年

3，489.4×0.1×1000=348，940元/年

e.纖維織物年分揀量與年收益

200×365×2.94%=2，146.2噸/年

2，146.2×0.25×1000=536，550元/年

則得理論年收益總計為：

7，031，360+12，833，400+840，960+348，940+536，550=21，591，210元/年

考慮到大多數(shù)生活垃圾在進入分流中心之前，已經(jīng)過外來拾荒者的過濾，這些自發(fā)組織的廢舊資源回收者來自經(jīng)濟不發(fā)達地區(qū)，估計這種狀況還會持續(xù)一個相當長的時間。另外加上分揀流水線分揀效果不是很徹底的情況下，我們考慮將理論年收益乘以0.2系數(shù)，得出一個實際年收益：

實際年收益為：21，591，210×0.2＝4，318，242元/年

 

3、年成本和年收益比較分析

通過計算我們已獲得分揀壓縮流水線年實際年收益為431.82萬元（只占理論年收益的20％），年運行成本年開支為144.47萬元，則得轉(zhuǎn)運站年利潤為：

年利潤＝年收益-年開支＝431.82-144.47＝287.35萬元/年

 

以上數(shù)據(jù)與目前的實際情況基本相符合，所以我們可以看到生活垃圾中可回收資源的價值還是十分可觀的。垃圾是放錯了位置的財富，如果垃圾中的可燃物和可制肥物也能作為商品進行市場經(jīng)濟運作的話，那分揀壓縮流水線的運行將更有發(fā)展前途。

 

六、結(jié)束語

從一些發(fā)達國家所走過的歷程來看，要從根本上解決垃圾對環(huán)境的污染，必須變末端治理為全過程治理，通過全過程的控制來減少垃圾在收集、運載綜合利用過程中的污染。垃圾所遺留的問題治理是一項長期而艱巨的任務，不是一時一刻就能奏效的，需要投入大量的人力、物力和財力，做大量深入細致、腳踏實地的工作。

城市生活垃圾無論采取何種處理模式，都必須以“資源化、減量化、無害化”的可持續(xù)發(fā)展與循環(huán)經(jīng)濟理念為指導，綜合考慮處理模式的環(huán)境風險、處理技術(shù)的穩(wěn)定性和成熟性、資源化利用率、減量化效率、處理技術(shù)的投資成本與運行成本等因素，在滿足環(huán)境要求的前提下，使垃圾處理模式具備地區(qū)特色，充分體現(xiàn)政府的管理水平和城市的發(fā)展程度。

《中國二十一世紀議程》中明確提出城市要可持續(xù)發(fā)展，必須正確處理人口、資源和環(huán)境的關(guān)系。可持續(xù)發(fā)展和生態(tài)城市有密切的內(nèi)在聯(lián)系，可持續(xù)發(fā)展理論豐富了生態(tài)城市理論，生態(tài)城市是可持續(xù)發(fā)展理論在城市的綜合體現(xiàn)。一般國際上衡量生態(tài)城市的基本標志之一就是看有沒有城市廢棄物的分類收集、綜合處置和循環(huán)利用系統(tǒng)。

事實證明，任何一種單一的處理方式都不能完全徹底解決垃圾“圍城”的局面，高溫焚燒、衛(wèi)生填埋、生化堆肥等處置方式，應緊緊結(jié)合本地實際情況，因地制宜地選用最適合本地區(qū)發(fā)展水平的處理方式，才能確保符合國家對垃圾處置“無害化、減量化、資源化”的產(chǎn)業(yè)政策。

垃圾畢竟只是人類生活的附屬衍生物，只要我們以科學的態(tài)度審視、對待、強化資源綜合利用意識，明確城市清潔的責任感，控制廢棄物的產(chǎn)生，建立起有序、完善的城市垃圾收集、運載和綜合治理的體系，營建一個清潔、文明、優(yōu)美、和諧、具有二十一世紀人文素質(zhì)的居住環(huán)境，從長遠來看，這是我國各主要城市獲得可持續(xù)發(fā)展的先決條件。