城市生活垃圾三元二级分类体系的构建及应用前景

刘玉升，宋洪涛，方洁

城市生活垃圾三元二级分类体系的构建及应用前景

刘玉升1，宋洪涛2，方洁3

（1.山东农业大学新农村发展研究院，山东泰安271018；2.泰安市环境卫生管理处，山东泰安271000；3.济南市环境卫生管理处，山东济南250000）

城市生活垃圾的精细分类是高效高值化垃圾处理的基础和前提，城市生活垃圾处理的关键在于阻遏垃圾混合和如何充分利用湿垃圾。城市生活垃圾三元二级分类体系，即首先将垃圾分为3种类型：干垃圾、湿垃圾和特种垃圾；然后再分别进行二次单一化精细分类。源头分类阻遏了垃圾进入混合状态；对有机垃圾则通过物理破碎、微生物混合发酵预处理、环境昆虫过腹转化的“三位一体处理技术系统”实现资源化利用。城市生活垃圾三元二级分类体系是一个简化垃圾分类体系，改变了“可回收”与“不可回收”垃圾难以快捷界定的难题。

垃圾分类；干垃圾；湿垃圾；特种垃圾；资源化

随着世界各国和我国经济的迅速发展，不同规模的城市数量和城镇人口急剧增加，特别是我国推进新型城镇化发展，导致城市生活垃圾污染问题日益严重。据统计分析，全世界城市生活垃圾年产生量增长速度高达8.42%，而我国则高达10%以上。如何解决城市生活垃圾难题成为人类共同关注的环境问题之一。

垃圾分类是指按一定规定或标准将垃圾分类储存、分类投放、分类搬运、分类利用或处理，从而将垃圾转变成公共资源的一系列活动的总称。垃圾分类的目的是提高垃圾的资源价值和经济价值，力争物尽其用，垃圾的单一化精细分类是高效高值资源化利用及尾料处理的基础和前提。城市生活垃圾处理的关键在于阻遏垃圾混合和高效高值化利用湿垃圾（有机垃圾）。综合分析归纳各国不同城市对生活垃圾分类的技术和实践经验，大致都是根据垃圾的成分构成、产生量，结合本地垃圾的资源利用和处理方式进行分类[1]。在垃圾管理水平高、处理效率高的地区，一般采取卫生填埋、高温焚烧、有机堆肥等方式加以处理，而绝大多数垃圾则常常被露天堆放或简易填埋，导致对空气、土壤和水体的污染。各种固体废弃物混则为垃圾，分则为资源，分类产生价值，废物变成资源[2]。垃圾分类是一项长期的社会工程，有人类的生活，就会有垃圾的产生，垃圾分类处理就会伴随这个过程，人人都是垃圾的产生者，人人都是垃圾的受害者。垃圾分类需要源头分类、过程分类和末端分类密切结合，全程完整的垃圾分类回收处理体系是垃圾得到合理回收、利用、处置的前提。通过垃圾分类，最大限度地实现垃圾资源化利用，减少垃圾尾料的终端处置量，改善生存环境质量，是当前世界各国共同关注的迫切问题之一。

近年来，我国推进城镇化发展，垃圾处理问题也越来越引起社会各界的关注，为进一步提高城市的环境水平和更好地节约资源，必须做好垃圾分类工作。虽然我国政府自2000年即提倡垃圾分类收集，但成效甚微，徘徊不前，因此应该反思一贯采取的垃圾分类方式方法是否科学合理、便于操作。文中提出城市生活垃圾的“三元二级分类体系”，讨论并分析其利用前景。

1 城市生活垃圾产生的原因、特点及其危害

1.1 城市生活垃圾产生的原因

人类在生产和生活过程中，不能对原料进行全利用，必然会产生一定量的废弃物。最初人类是靠迁徙远离垃圾而使人类与垃圾分离；人类定居以后，则必须将垃圾搬运实现人类与垃圾分离。人类社会发展到一定阶段，出现了城市。城市是以非农业产业和非农业人口集聚形成的较大居民点（包括按国家行政建制设立的市、镇），是一个具有相当大的面积和相当高的人口密度的地域共同体，是生态、环境、经济、社会的复杂系统。城市的出现，是人类走向成熟和文明的标志，也是人类群居生活的高级形式。城市环境中高密度的人口生活、高强度的工业生产、高效率的商业运行，导致海量垃圾的产生。

城市生活垃圾的产生及危害的形成，既有客观因素，如城镇化发展过快、污染源复杂、基础设施建设跟不上等；也有主观因素，如观念落后，自觉性差，技术创新少；还有政府管理水平低、职能不到位，如制度不完善、公益性经费投入不足等原因。（1）快速城镇化。我国30多年赶超了发达国家200多年的成就，导致人口快速、过度集中，城市生活垃圾产生量远远超出处理能力。（2）污染源复杂。包括工业污染源（废水、废气、废渣）、交通运输污染源（汽车尾气、运输过程中产生的扬尘）和生活污染源（煤渣、废纸、废料等），而生活垃圾污染源对城市社区小巷环境卫生的影响极大。（3）市容环境基础设施建设严重滞后。（4）人们普遍缺乏垃圾分类的相关常识和垃圾分类的习惯，这与城市文明的素质教育和垃圾分类知识的普及滞后密切相关。（5）政府职能不到位。环卫、环保体制不完善，虽有相关政策、法规出台，但执行不力，且有关部门和单位对城市环卫事业在认识、规划投入、管理等方面存在不同程度的欠缺。投入上经费不足，管理上要求不严。

1.2 城市生活垃圾的特点

城市生活垃圾数量越来越多，大面积出现“垃圾围城”现象。随着经济的发展和人民生活水平的提高，垃圾问题日益突出。我国668座城市，2/3被垃圾环带包围。与其他的垃圾相比较，生活垃圾的情况复杂得多，主要有以下表现：（1）来源广泛而分散，复杂多样。（2）成分越来越杂，价值越来越高。（3）特种生活垃圾处理缺乏专业技术。（4）居民小区的硬件设施参差不齐，阻碍垃圾源头分类。（5）垃圾中转站对源头分类的垃圾再次混合，打击垃圾分类的积极性。（6）生活有机垃圾处理缺乏高效高值化技术，生活垃圾尾料的终端处理技术尚存在诸多缺陷。（7）垃圾资源产业化程度不够。

1.3 城市生活垃圾的危害

统计数据显示，全国668座城市中，2/3以上的城市面临垃圾困局，有114座城市不得不把垃圾堆存到乡村，由此造成城市垃圾公害变成乡村公害。全国城市垃圾堆存累计侵占土地超过5亿m2，每年的经济损失高达300亿元，我国成为世界上垃圾包袱最沉重的国家。据统计，目前全世界每年产生的5.0亿t垃圾中，中国城市就占到1.4亿t，仅北京市，日产生活垃圾总产量已达2.09万t，每年的垃圾运送费高达6.8亿元财政支出。目前我国垃圾处理的主要方法是卫生填埋，由此导致城市历年的垃圾堆存量高达66亿t，侵占35亿m2土地。城乡垃圾汇合之势导致城乡结合带区域生态环境恶化，洋垃圾不断侵入更加导致了垃圾处理的复杂性，垃圾危害已经影响到中国21世纪的可持续发展。因此垃圾处理已成为目前我国城市环境卫生所面临的最紧迫问题之一。

城市生活垃圾造成的危害表现为：（1）填埋侵占大量土地；（2）污染土壤；（3）污染空气；（4）污染水资源；（5）影响环境卫生。

2 城市生活垃圾分类的原则

城市生活垃圾分类原则为：（1）源头分类是基础。（2）全程分类是保障。实现“分类投放、分类收集、分类运输、分类处置”全过程分类。（3）有机垃圾是难点。垃圾理化分析表明，分离出有机垃圾后的其他垃圾含水率为29.8%，比混合垃圾降低了23.5%；热值达10 600 kJ/kg，是混合垃圾热值的2.5倍。（4）终端全利用是目的。垃圾分类的目的就是为了将混合垃圾单一化精细分流，利用现有生产制造能力实现回收利用，包括物质利用和能量利用，对于暂无处理技术或数量不足以资源化利用的尾料采取卫生填埋。（5）因地适宜，多元并存。不同城市社区地理、经济发展水平、企业回收利用废弃物的能力、居民来源、生活习惯、经济与心理承担能力等各不相同，应根据实际情况，采取适宜的分类方式。社区和居民，包括企事业单位，逐步养成“减量、自觉、自治、他律”的行为规范，创新垃圾分类处理模式。

3 城市生活垃圾的三元二级分类体系

3.1 城市生活垃圾的传统分类

城市生活垃圾的传统分类，以回收利用的现行技术和资源化程度一般分为4类：（1）可回收垃圾（主要包括废纸、塑料、玻璃、金属和布料五大类）。（2）不可回收垃圾。（3）餐厨垃圾（包括剩菜剩饭、骨头、菜根菜叶、果皮等食品类废物）。（4）有毒有害垃圾（含有对人体健康有害的重金属、有毒的物质或者对环境造成现实危害和或者潜在危害的废弃物，包括电池、荧光灯管、灯泡、水银温度计、油漆桶、家电类、过期药品、过期化妆品等）。针对城市生活垃圾的回收利用功能分为可回收与不可回收垃圾，一般市民很难在投放垃圾的短时间之内予以准确判断，产生分辨判断不清、无所适从的感觉，从而影响了生活垃圾的源头分类效率和积极性、主动性。在北京、杭州等地，垃圾分类试点已经推行了14年，却未见明显实效，一是受制于源头分类的质量，二是“分后再混”对垃圾分类积极性的挫伤。

3.2 生活垃圾三元二级分类体系及含义

生活垃圾“三元二级分类体系”采用直观形态分类原则，以是否含有水分作为主要判断特征，便于普通市民直接、快捷判断分辨，实现源头高效分类投放（图1）。第一步进行大轮廓的“三元分类”，即仅将生活垃圾分为干垃圾（无水、无机），湿垃圾（有水、有机），特种垃圾（有毒有害）3个类型。第二步对干垃圾进行精细分类，实现单一化存放；对湿垃圾进行二次检查，分拣出混入其中的非有机物，保证有机垃圾的纯度。最后，经过单一化细分的各类干垃圾进入再生资源系统，经过纯化的湿垃圾经过微生物发酵、物料调和、环境昆虫过腹转化，实现最大程度的利用。微生物发酵处理有机物料技术十分成熟；可用于转化处理有机垃圾的环境昆虫有白星花金龟、黄粉虫[3]、黑水虻、独角仙，可以结合蚯蚓养殖，提高处理效率和产业价值。对于暂时不能利用、不会利用的垃圾，或者数量不足的垃圾，则采取能埋就埋、能烧就烧的原则，作为暂缓之计。

图1 城市生活垃圾三元二级分类与传统四类分类的比较

垃圾分类不是垃圾处理技术，分类是处理的基础和前提，传统“先细分、再混合、资源化不彻底”的方式越来越难以发展，三元二级分类体系“先粗分、再精细、资源化全利用”是一个发展方向（图2），相应的技术也逐步成熟和完善，具有巨大的产业空间。

图2 城市生活垃圾三元二级分类对应的处理技术体系

3.3 城市生活垃圾三元二级分类体系的优点

城市生活垃圾三元二级分类体系具有以下优点：（1）以是否含水作为明显、直观、常识性的判别标准，便于一般市民快速、准确对垃圾分类投放。（2）实现了源头分类，为后续的单一化精细分类奠定了基础。（3）为湿垃圾（有机垃圾）的利用创造了条件，解除了湿垃圾对干垃圾和特种垃圾的污染。（4）特种垃圾进行专业化处理，最大限度地减少了环境污染。（5）实现资源化的极致利用。

4 城市生活垃圾分类的意义和前景

我国是最早提出并实践垃圾分类收集的国家之一，垃圾回收利用是中华民族的传统美德。但是近20年来由于垃圾分类及资源化再生利用工作做得不够，垃圾已经成为城镇化发展的一大危害。长期以来，社会上存在政府的环卫和拾荒大军两支垃圾分类、回收、处理的队伍，践行“垃圾是放错地方的资源”理念。政府环卫进行大规模混合垃圾处理，拾荒大军仅仅回收利用小部分干垃圾，二者的结合将促进垃圾分类工作持续发展。

为了配合我国城镇化发展战略，对于海量的城市生活垃圾处理，急需探寻一项投入和运行成本低、劳动强度小、高效高值化、无二次污染的处理技术，以实现经济、社会、环境效益的统一。按照可持续发展战略和循环经济理念，采用“三元二级分类体系”，各类单一化精细分类的干垃圾进入资源再生系统；针对高度纯化的有机垃圾，通过物理破碎和物料配制、微生物发酵、环境昆虫过腹转化“三位一体生物系统”技术，对城市生活垃圾进行低成本、高效率、高值化、减量化、无害化、资源化处理。

垃圾处理的产业化，是解决城市生活垃圾问题的发展方向。国外垃圾处理产业规模庞大，如德国的垃圾资源回收不仅创造了25万个就业岗位，而且每年的营业额高达500亿欧元，约占全国经济产出的1.5%。我国也将发展成为一个垃圾资源回收与昆虫资源产业交织的新兴产业领域，也将在生物资源利用、循环经济和大农业领域发挥巨大的作用[4-8]。

[1]唐平，潘新潮，赵由才.城市生活垃圾——前世今生[M].北京：冶金工业出版社，2012.

[2]曲福田.资源经济学[M].北京：中国农业出版社，2001.

[3]刘玉升.黄粉虫生产与综合应用技术[M].北京：中国农业出版社，2008.

[4]刘玉升，包建中，周长路，等.“三色农业”与生物资源的可持续利用[J].现代化农业研究，1999，20(增刊)：17～19.

[5]刘玉升，包建中.“三色农业”的系统观[J].农业系统科学与综合研究，1999，15(4):269-272.

[6]刘玉升.大农业循环经济理论探讨[J].农业现代化研究，2003，24. (专刊)：3-5.

[7]刘玉升.构建腐屑生态体系开辟农业生产新战场[J].农业系统科学与综合研究，2000，16(1)：57-59.

[8]刘玉升.大农业——第六次产业革命的主战场[J].山东农业大学学报(社科版)，2000，2(1)：51-54.

Construction and application of the city garbage classification system of three elements and two levels

LIU Yusheng1,SONG Hongtao2,FANG Jie3
（1.College of Plant Protection，Shandong Agricultural University,Taian 271018,China; 2.Tai'an City Environmental Sanitation Management Office,Taian 271018,China; 3.Jinan City Environmental Sanitation Management Office,Jinan 250000,China）

Fine sorting is the basis and premise of efficient and high-value garbage disposal.The key of MSW disposal is to prevent mixture of garbage and make use of wet garbage.According to the three elements and two levels sorting system,garbage is sorted to dry,wet and special garbage,and secondary sophisticated sorting will be done. Sorting by source could prevent the mixture of garbage,and make use of organic garbage by physical crush, microorganism fermentation insect transformation,so as to establish a trinity disposal technology system and realize resource utilization.The system is a simplified garbage sorting system,which could solve the sorting problem of recyclable and unrecyclable garbage.

waste classification;dry waste;wet garbage;special waste;resource utilization

F062.2

A

1674-0912（2015）06-0018-04

2015－01－07）

农田循环生产关键技术研究与集成示范（2007BAD89B00）；农业科技成果转化资金项目：农业有机废弃物资源化利用的虫菌复合技术示范研究（2010GB24420692）

刘玉升（1964-），男，山东莒南县人，博士，教授，博士生导师，专业方向：生态植保、有机生产、有机废弃物资源化利用、昆虫资源产业化，循环经济理论与实践。