生活垃圾分类资源化利用模式创新与技术攻关

沈伟航，扈华庚，杨芮，黄宗彩，张太平

（1.广东惜福环保科技有限公司，广东广州510520；2.华南理工大学，广东广州510006）

生活垃圾分类资源化利用模式创新与技术攻关

沈伟航1，扈华庚1，杨芮1，黄宗彩1，张太平2

（1.广东惜福环保科技有限公司，广东广州510520；2.华南理工大学，广东广州510006）

本研究立足于设备节能、过程环保、产品绿色的生态理念，在广东惜福环保科技有限公司首创的“三位一体”运营模式下，开展城乡垃圾资源产业化开发利用模式创新与技术攻关。“三位一体”运营模式可在不增加政府总经费预算的前提下，将环卫服务、垃圾分类、资源化回收利用一体运营，垃圾资源化收益作为运营企业部分利润来源和源头分类经费支撑，政府只需将环卫服务和垃圾清运及垃圾处理费用一起打包，企业可无偿增加垃圾分类和资源回收工作，实现垃圾减量70%以上。企业通过模式内的自主创新和资源整合实现各运营环节的无缝衔接和效益叠加，形成政府加活不加钱，企业多干多赢利的共赢模式。

生活垃圾；资源化；源头分类；三位一体；模式创新；技术攻关

1 项目概要

目前国内生活垃圾干湿部分实行混收混运，政府在关于组织居民垃圾分类及后续处理处置的政策方面缺乏连续性，滋生了居民源头分类意识薄弱，再生资源回收利用率低，环境污染和环境风险高等一系列难题［1-2］。

广东惜福环保科技有限公司在大规模发动居民生活垃圾源头分类的基础上，成功研发出了集成式餐厨废物好氧堆肥成套设备，实现了餐厨废物资源化处理过程中固、液、气的综合治理，大幅降低能耗、运营成本和全过程的碳排放，且可同步实现废物的资源化和高值化利用。整体而言，惜福公司的生活垃圾处理处置运营模式从源头杜绝了干湿垃圾交叉污染，自主研发的餐厨垃圾就地处理设备可大幅降低再生资源回收利用成本，提升产品的产量和附加值。该模式简化了垃圾收运和处理处置流程，降低了二次污染的风险，实现了生活垃圾的大幅减量，投入小、运行成本低、资源化效果好。

此外，项目结合互联网+、大数据等高新技术平台，以高精尖技术攻关为重点，实现产品的更新换代和产业结构优化升级，致力于构建生活垃圾再生利用创新链，结合已有的源头分类创新模式，提升垃圾资源化产业链创新水平。通过优化垃圾处理技术创新模式，加速循环经济产业链的形成，将“环卫服务网”和“资源回收利用网”融合经营，打造出环境、经济、社会三赢的局面，首创国家“两网融合”典型模式——横琴模式，为破解我国“垃圾围城”难题、开发“城市矿藏”提供了一个标准化样版。

2 总体情况

横琴新区城市化进程的加快和人口的迅速增长，导致生活垃圾产生量连年大幅递增，生活垃圾污染问题日趋严重，生态环境面临空前压力。生活垃圾的减量化、无害化和资源化再生利用，是缓解垃圾末端处理压力，提升新区环境承载力的有效途径，也是实现横琴新区经济可持续发展的内在需求，符合国家科学发展观和生态文明建设的核心理念。而垃圾分类是实现生活垃圾的减量化、无害化和资源化再生利用的基础和前提［2］。

2015年底，横琴新区通过公开招标，采购惜福公司专业化的社会服务，在横琴新区率先启动集环卫服务、垃圾源头分类、再生资源回收利用于一体的生活垃圾分类处理试点工作；在横琴区委、政府及建设环保局的正确领导和大力支持下，经过0.5 a探索，已建立了生活垃圾定时定点、分类投放、分类收集处理的体系，初步建立了居民家庭和机关企事业单位自觉参与垃圾源头分类的责任体制，在区域内形成了源头分类的氛围。

本试点项目区域包括红旗村、新家园、银鑫花园，涵盖区、镇两级政府机关，有企事业单位、餐饮服务行业、农贸市场、商业街、高档住宅小区、城市建设拆迁安置小区、城中村内街小巷等，是典型的城乡一体综合区域。该区域现有居民2万多人，外来务工人口居多，居民素质参差不齐。如图1所示，项目运营之前，试区域内日产生活垃圾约25 t，未进行源头分类，混合收运；项目运营之后，该区域每日产生5 t可回收垃圾、8 t餐厨垃圾以及12t其他垃圾，其在生活垃圾中所占比例分别为20%、32%和48%，垃圾减量率达到52%。理论计算与实际运营经验表明：如果源头分类能彻底进行，垃圾减量率和资源化回收率可达70%。

图1 横琴新区实行垃圾分类前后日产垃圾量

本项目招标运行至今，居民实际参与率达到85%，分类准确率也已达到80%，分类处理餐厨垃圾约8 t/d，日产高效有机肥1 t以上。各项运行指标均达到或超过招标文件规定要求，并取得良好的社会效益和环境效益。

3 做法和经验

公司于2012年开始致力于垃圾分类与再生资源回收利用一体运营工作，是环卫服务和资源回收一体运行（“两网融合”）最早践行者。多年来，我公司在垃圾分类处理与再生资源回收利用的工作中不断探索、总结与改进，已形成一整套成熟、可大规模推广的模式——环卫服务、垃圾分类处理、资源回收利用一体运营的“三位一体”模式，该模式经受住了实践的长期检验，已在珠海、广州等地建成多个成功的示范基地，广东省委、省人大、省建设厅、省环保厅在内的多位领导、专家都参观指导了我公司示范基地工作，并给予高度评价。

3.1 “三位一体”运营模式的核心理念

居民是垃圾的制造者，根据相关法律，居民有义务和责任对自己产生的垃圾在源头进行分类；居民对居住环境品位提升需求和对自身义务责任的深刻认识是源头分类的初始动力；运营单位的倡导、组织和发动为居民实现其义务和责任提供行动平台；居民是源头分类的实施者。

基于上述理念，公司依托保洁项目，依靠和培训环卫工人，辅以专业宣导队伍，在向居民提供优质的环卫保洁服务、提升居民居住环境质量的同时，向居民广泛宣传生活垃圾源头分类理念，组织和发动居民在源头对自己产生的垃圾进行分类。实际工作中，公司配备专业“垃圾分类宣导员”，带领环卫工人对居民及周边租户、机团单位进行一对一入户宣传，要求居民将自己产生的垃圾干湿分开，避免干湿垃圾交叉污染。现场讲解源头分类方法，并配有详细的分类宣传册供居民参考学习。在宣传过程中，会遇到各类居民：十分支持（60%）、无所谓（30%）以及持抵触情绪（10%），对于不同态度的居民分别进行登记分析，并确定二次回访宣传和重点对象攻克，以潜移默化、滴水穿石的精神，以时间换空间，争取更多居民的支持与参与，在一定范围内形成源头分类的氛围，逐步让不进行源头分类的居民成为极少数并感到孤立和压力，在正义和良知感召下逐步回归义务和责任，达到源头分类的目的。

3.2 “三位一体”运营方式

居民（机关团体、企事业单位参照家庭）将自己产生的生活垃圾干、湿部分分开存放（少量有害垃圾单独存放），并根据与公司协商一致的时间和地点，定时定点、分类投放垃圾。公司环卫工人和专业工作人员定时定点摆放分类收集容器，按干垃圾、湿垃圾进行分类收集（少量有害垃圾单独收集）；其中湿垃圾（约占垃圾总量的40%）经一次收集后，就近送到餐厨垃圾处理设施就地机械生化堆肥处理（终产品为有机肥料）。干垃圾经一次收集后就近送到自动分选设备进行分选，将其中低值可再生废物（约占垃圾总量30%）及零值有机废物（约占垃圾总量20%，无回收价值但可焚烧发电）分选出来，低值可再生废物按再生资源回收市场机制进入再生资源产业链，其他零值垃圾和无机惰性垃圾经无害化检测后送去焚烧或填埋。

3.3 “三位一体”运营模式的理论升华

公司坚持的“三位一体”运营模式，是深入居民、不断探索实践、归纳出来的适合国情、可实现政府、企业、环境三赢的良性循环运作模式，是国家倡导环卫服务与再生资源回收利用“两网融合”的典型案例，与之相对的模式是将此3块分割成3块（片）或更多块（片），分别发包给不同的多个单位来运营的“碎片模式”，其缺陷在于：企业在自己承包块（片）上的创新和努力，造成别的企业在另一个承包块（片）上受益，利益在不同“碎片”间迁移。如环卫服务提高环境水平赢得居民广泛认同和珍惜环境，使得源头分类的宣传和推广变得容易，受益的不是环卫服务单位而是垃圾分类处理单位；垃圾分类和资源回收工作的成效造成垃圾清运量大幅减少，受益的是垃圾清运单位而不是垃圾分类处理和资源回收单位；因此，“碎片模式”的致命缺陷在于“我创新，你受益”，付出没有回报，创新没有动力，各个块（片）上的企业只想受益，拒绝付出和创新。而在“三位一体”模式下可实现资源有效整合和各运营环节无缝对接、效益叠加，企业在一个环节上的创新和努力，会在另一个环节上收获利益和成就，利益在不同“环节”中作为整体来实现，使环卫服务与资源回收及高值化同步，企业内部有发动和组织居民生活垃圾源头分类的动力，通过模式内的自主创新和资源回收利用产生利润来源，弥补经费缺口，形成政府加活不加钱，企业多干多赢利的多赢机制［3-4］。

横琴新区垃圾分类的实践表明，“三位一体”运营模式可在不增加政府总经费预算的前提下，将环卫服务、垃圾分类处理、资源回收利用一体化运营，垃圾资源化收益作为运营企业部分利润来源和源头分类经费支撑，政府只需将环卫服务和垃圾清运及垃圾处理费用一起打包，企业可无偿增加垃圾分类和资源回收工作，实现垃圾减量70%以上。企业通过模式内的自主创新和资源整合可实现各运营环节的无缝衔接和效益叠加。

4 特色和成效

4.1 实现生活垃圾的大幅减量和资源化利用

垃圾整体减量率可达90%，送焚烧厂焚烧发电的除外，资源化利用率可达70%，可大量节约土地，减少垃圾焚烧对环境带来的危害。

4.2 大幅降低运输能耗和减少碳排放，节约能源

源头分类后，垃圾运输量减少70%以上。同时，垃圾干、湿分开后，送往焚烧厂和填埋场的垃圾基本上是干净的垃圾，可降低运输过程中的垃圾渗沥液泄漏的可能性，减少垃圾二次转运对环境造成的二次污染。

4.3 全面提升居民环境素质和居住环境水平

在运营企业的专业发动及督导下，居民从无意识的随机投放转变为有意识的自觉分类，并进一步对生活习惯进行审视和改进，逐步养成珍惜资源和源头分类的习惯，减少资源浪费、减轻环卫保洁服务工作的压力，便于运营单位进一步提升区域环境质量，满足居民对环境品位的高需求，形成相辅相成、互惠共赢的良性循环［1-2，4］。

4.4 优化垃圾处理技术创新模式，促进循环经济产业链的形成

“三位一体”运营模式下，企业为寻求利润来源，会在模式内部各个环节进行创新和努力，不断改进垃圾处理技术，集约垃圾分类收集和处理程序，提高垃圾资源化利用水平，使废弃资源尽可能地实现优质化和高值化利用，并不断寻找和联接外源性再生资源利用流通渠道，建成垃圾资源再生利用产业链，实现大规模产业化应用。

4.5 发展绿色低碳环保经济就业方式

可吸引、转移一大批中、低层次的人群进入本行业从事低碳环保工作，促进国家就业人群的转移，有助于改变我国生活垃圾传统的混合收运处理方式，实现生活垃圾减量化、无害化和资源化，提高经济和环境效益［2-3］。有利于确立广东省在全国生活垃圾分类回收和高值化应用的领先地位，促进其他省份该行业及相关行业的发展。创造新增就业岗位，扩大社会就业容量，提升就业水平，缓解就业压力，促进循环经济产业的快速发展，维护社会稳定。

4.6 将环卫服务和资源回收利用融合经营

运营单位可以综合利用人力物力资源，实现规模化经营和环卫服务、垃圾分类、资源化回收利用一条龙服务，大幅降低运营成本和政府财政预算。

实践表明，发动居民源头分类，培养全民环保意识和行为习惯，是花费最少、成本最低、副作用最小、可行性最高的垃圾减量与资源化回收利用模式，并可凝聚爱乡爱家爱环境的意识。将个人及家庭生活垃圾在源头彻底分类，结合运营企业的配套设备，才能够从真正意义上破解“垃圾围城”。

5 存在问题

5.1 干垃圾自动分选问题

目前居民前端垃圾分类得到的干垃圾主要依靠人工进行二次分选，由于极少数人不能在源头分类，少数居民源头分类质量不高，导致干垃圾中会夹杂少量湿垃圾，全靠人工分选势必会增加分选难度和工作量，且达不到分选要求，分选工人也会因长期接触受污垃圾而影响身体健康［2，5］。因此，“三位一体”运营模式下，干垃圾自动分选设备的深度研发势在必行、刻不容缓。

5.2 已污染的塑料袋回收问题

每年用于盛放餐厨（厨余）等湿垃圾的塑料袋数量惊人，焚烧、填埋以及用水清洗回收都不适合处理已污染的垃圾袋，存在二恶英难控制、占地面积大和成本高的瓶颈［3，6］，亟需立项研发新技术突破上述难题，以进一步提高垃圾减量率和资源回用率，减少焚烧过程中的二恶英的产生和占地面积，同时降低项目整体运营成本。

5.3 居民意识问题

发动居民源头分类，涉及改变居民的潜意识和既定的行为模式，同时涉及将传统的“碎片模式”转变为集成式一体化运营模式，政府可以加活不加钱，但企业需要规模化、全过程自主运营，才能形成完整的产业链，通过细化分工形成规模化效益，使环卫服务、垃圾分类和再生资源回收利用工作达到事半功倍的效果［1，4］。

6 下一步工作计划

1）在成功研发出集成式餐厨废物成套处理设备基础上，进一步优化固、液、气的生态环保治理，降低能耗和运营成本，实现餐厨垃圾就地资源化和高值化利用。

2）加快研发干垃圾自动分选成套技术设备。在2016年8月第1台样机进行小试或中试，并在全新的技术基础和设计理念上，耦合现有公开的两级重力分选、磁性涡流分选以及风力分选技术，实现干垃圾的机械化和智能化自动分选，并严格筛分和控制重金属污染。

3）加快研发湿垃圾污染塑料袋生物净化技术设备，进一步研发塑料制品附着湿垃圾特异性组分生物净化微生物筛选及复配菌剂生物强化技术，优化菌种资源复配比例，驯化和培植功能菌种。

4）通过功能性微生物的筛选和菌剂高效定殖技术，获得多元化循环利用绿色再生精制有机肥产品。

5）进一步优化复合生物滤池生态除臭系统及工艺流程，彻底解决堆肥臭气对周边环境的影响。

6）通过油水分离器、上流式厌氧反应床（UASB）及厌氧-好氧（A/O）系统协同净化厨余压缩水，实现该高浓度有机废水的达标排放，降低处理成本。

［1］刘玉德，绳以健，石文天，等.餐厨垃圾处理设备研究［J］.北京工商大学学报：自然科学版，2011，29（6）：69-72.

［2］张庆芳，杨林海，周丹丹.餐厨垃圾废弃物处理技术概述［J］.中国沼气，2012，30（1）：22-26.

［3］杨延梅，席北斗，刘鸿亮，等.餐厨垃圾堆肥理化特性变化规律研究［J］.环境科学研究，2007，20（2）：72-77.

［4］王莉，刘应宗.城市餐厨垃圾分级回收处理模式探索［J］.西北农林科技大学学报：社会科学版，2009，9（3）：110-114.

［5］Sharholy M，Ahmad K，Mahmood G，et al.Municipal solid waste management in Indian cities A review［J］.Waste Manage，2008，28（2）：459-467.

［6］Bandara N J，Hettiaratchi J P A，Wirasinghe S C，et al.Relation of waste generation and composition to socio-economic factors：a case study［J］.Environ Monit Assessm，2007，135（1/3）：31-39.

Innovation Model and Technological Breakthrough for Domestic Waste Classification and Resource Utilization

Shen Weihang1，Hu Huageng1，Yang Rui1，Huang Zongcai1，Zhang Taiping2
（1.Guangdong Xifu Environmental Protection Science and Technology Co.Ltd.，GuangzhouGuangdong510520；2.South China University of Technology，GuangzhouGuangdong510006）

Based on ecological philosophy of energy-saving equipment，environmental-conservation process and green product，aswell aspioneered the trinity mode by Guangdong Xifu Environmental Protection Science and Technology Co.Ltd.，we carried out the innovation model and technological breakthrough for urban and rural domestic waste resource utilization.In the trinity mode，on the premise without increasing government budget，sanitation services，waste sorting and resource reclamation are operated as a whole package，corporate profit and support funds of source separation is originated from resourcezation. The government only need pack the charge for sanitation services，waste transportation and treatment，the enterprises could increase unpaid work for waste sorting and resource recovery，and it achieved waste reduction above 70%.Self-dependent innovation and resourcesintegration can eventually achieve seamless connection and benefit overlapping among different links，eventually forming a win-win model between governmentsand corporations.

domestic waste；resource；source separation；trinity mode；innovation model；technological breakthrough

X32；X799.3

B

1005-8206（2017）04-0010-04

沈伟航（1988—），硕士，主要从事固体废物资源化设备研发和资源化利用研究工作。

E-mail：826659240@qq.com。

扈华庚，工程师，主要从事环境管理及固废回收利用。

2016-07-15