上海市生活垃圾理化特性浅析*

程炬，董晓丹

（1.上海市废弃物管理处，上海200063；2.上海市环境工程设计科学研究院有限公司，上海200232；3.上海环境卫生工程设计院有限公司，上海200232）

·固废处理·

上海市生活垃圾理化特性浅析*

程炬1，董晓丹2，3

（1.上海市废弃物管理处，上海200063；2.上海市环境工程设计科学研究院有限公司，上海200232；3.上海环境卫生工程设计院有限公司，上海200232）

通过对上海市生活垃圾理化特性的调查，得到密度、物理组分、含水率、低位发热量等指标和厨余类、纸类、橡塑类、纺织类、木竹类等11类物理组分，掌握生活垃圾理化特性，提出垃圾管理对策和建议。

生活垃圾；物理组分；理化特性

自然环境、气候条件、生活习惯、燃料结构等诸多因素影响城市生活垃圾组分的构成，当这些影响因素发生变化或改变一些外界条件时，生活垃圾某些理化特性也将随之发生转变。因此，研究垃圾这种可转化性特性，是保证环卫综合管理系统有效运行的基础，是政府决策和先进技术的研究与应用必不可少的依据［1］。

1 调查方案

2007—2016年在上海全市范围内铺设点位，调查上海市生活垃圾理化特性。检测指标：密度、物理组分、含水率、低位发热量等。垃圾物理组分按CJ/T313—2009生活垃圾采样和分析方法划分。

2 结果分析

在指标论述上侧重3点：2016年代表当前情况、数值月度分布、指标历年趋势。调查结果见表1。

2.1 密度

2016年11月密度最小（139 kg/m3），5月最大（174 kg/m3），年均154 kg/m3。月度变化仅2016年的走势不甚明显（见图1），以10 a的月度数据综合观测，拟合方程为二次曲线模型，与图2上海市2016年气温月度变化吻合（注：气温的月度变化每年基本一致，以2016年代表）。上海5—10月气温较高，是各类瓜果上市消费旺季，相应在此期间生活垃圾密度较大。2007—2016年，上海市生活垃圾密度趋势大体呈现下降的走向（见图3）（ANOVA检验，P=0.000），2016年垃圾密度年均较2007年（188 kg/m3）下降约18%。

2.2 含水率

2016年生活垃圾含水率2月最小（51.86%），7月最大（60.65%），年均58.10%。按10 a累积含水率月度数据观测（见图4），总体上在气温较高月份相应垃圾含水率也处于高位，拟合方程为二次曲线模型，与密度指标为正相关。但在10 a间上海市生活垃圾含水率显示迂回波动，未有明显的下降态势（见图5）。调查现场可见垃圾源头收集阶段各地垃圾桶的盖子基本消失，即便有也多为敞开状态，造成外来水源（如降雨等）毫无阻碍进入垃圾本体。这应是导致含水率未能下降的原因之一。

表12007 —2016年上海市生活垃圾理化特性

图1 上海市生活垃圾密度月度变化

图2 上海市2016年气温月度变化

图3 上海市生活垃圾密度年度趋势

图5 上海市生活垃圾含水率年度趋势

2.3 低位发热量

2016年上海市生活垃圾低位发热量11月最小（5 120 kJ/kg），1月最大（6 100 kJ/kg），年均5 700 kJ/kg（见图6）。《城市生活垃圾处理及污染防治技术政策》规定，焚烧进炉垃圾平均低热值高于5 000 kJ/kg。显然上海市生活垃圾已满足焚烧要求。

图6 上海市生活垃圾低位发热量月度变化

按累积低位发热量月度数据观测，大体拟合呈二次曲线模型，在气温较高月份数值较低，与密度和含水率指标为负相关。

在10 a间上海市生活垃圾低位发热量数值迂回波动（见图7），经单因素ANOVA方差分析，表明10 a间热值数据未有明显差异（ANOVA检验，P=0.135）。考虑到含水率也无明显差异，可采取措施减少外来水源进入垃圾本体，全市生活垃圾低位发热量应可明显提升。

图7 上海市生活垃圾低位发热量年度趋势

2.4 物理组分

2016年厨余类含量最高，与纸类和橡塑类三者年均总和89.84%。以历时10 a的数据（见图8）观察，上海市生活垃圾物理组分结构稳定，厨余类、纸类和橡塑类依然是主体部分。3类组分总量10 a未有明显差异（K-W检验，P=0.064）。

剩余组分含量较小，细微部分的变化不足以改变现阶段垃圾理化特性。

图8 上海市生活垃圾物理组分历年统计

鉴于厨余类、纸类和橡塑类是生活垃圾主要组分，本节以下篇幅会对此着重分析。此外按生活垃圾资源化角度，可回收物（可燃物）含量也是考察重点。

2.4.1 厨余类

厨余类2016年2月最小（54.84%），5月最大（65.96%），年均60.40%（见图9）。以累积月度数据分布情况，拟合基本呈现二次曲线模型。含量在5—10月间较大，总体与生活垃圾密度月度走向一致。10 a间厨余类含量整体呈现下降趋势（见图10）（K-W检验，P=0.002），2016年年均数值相较2007年（67.37%）约下降10%。

图9 上海市生活垃圾厨余类月度变化

图10 上海市生活垃圾厨余类年度趋势

2.4.2 纸类

纸类2016年8月最小（9.06%），4月最大（14.42%），年均11.88%（见图11）。以累积月度数据综合观察，纸类数值月度走向类似呈正弦曲线模型，3—5月含量较高，7—9月则较低。历时10 a纸类含量迂回（见图12），2011年前有明显上升趋势，但之后此上升势头未能持续。

图11 上海市生活垃圾纸类月度变化

图12 上海市生活垃圾纸类年度趋势

2.4.3 橡塑类

橡塑类2016年5月含量最小（14.95%），8月最大（22.85%），年均17.56%（见图13）。根据累积月度数据观察，橡塑类数值总体呈现类似余弦曲线模型，3—5月含量较低，8—10月则较高。橡塑类含量10 a间较平稳未呈现出上升趋势（见图14）（ANOVA检验，P=0.108）。

图13 上海市生活垃圾橡塑类月度变化

图14 上海市生活垃圾橡塑类年度趋势

2.4.4 可回收物、可燃物

可回收物2016年5月最小（33.86%），1月最大（42.35%），年均38.90%（见图15）。以累积月度数值走向观测，数据拟合大体呈二次曲线模型，5—8月间含量较低。在历时10 a间可回收物含量整体呈上升趋势（见图16～17）（K-W检验，P=0.000）。2016年年均数值较2007年（31.21%）约提升25%。可燃物包含于可回收物中，其变化情况同步于可回收物。

图15 上海市生活垃圾可资源化物质月度变化

图16 上海市生活垃圾可回收物年度趋势

图17 上海市生活垃圾可燃物年度趋势

2.5 元素

2016年全市生活垃圾元素调查年均结果：H 2.20%、C 17.35%、N 0.34%、S 0.30%、O 8.22%、Cl0.15%，元素总和28.55%。10a跨度数值显示期间未有明显变动（见图18）（K-W检验，P=0.298），与低位发热量等指标显示情况契合。

图18 上海市生活垃圾元素年度趋势

3 结论与建议

1）2016年上海市生活垃圾密度年均154 kg/m3；含水率年均58.10%；低位发热量年均5 700 kJ/kg；元素总和28.55%。垃圾物理组分中厨余类、纸类、橡塑类含量相对较高，尤其厨余类即易腐有机物含量年均达到60.40%，其次橡塑类17.56%及纸类11.88%，此3类物质总和已近90%。可回收物约占垃圾含量的38.90%。密度在夏季数值偏高，这与高温时节消暑瓜果类需求旺盛直接对应，全市垃圾达到焚烧处理要求。纵观2007—2016年上海市生活垃圾理化特性数据，个别指标密度、厨余类数值有所下降，可回收物含量有上升趋势，但整体垃圾理化特性未出现实质性变化，上海市生活垃圾性状基本稳定。

2）在调查过程中，生活垃圾含水率未有明显下降，一方面可在源头教育告知居民垃圾丢弃前需滤除水分；另一方面主要需在环卫收运过程中加强管控措施。

3）上海市生活垃圾理化特性数据有10 a累积量，可为上海环卫行业的堆肥、焚烧、填埋及资源化应用等提供多方位数据，也可为我国其他城市生活垃圾提供借鉴信息。

4）生活垃圾理化特性调查是一项长期性基础工作，应在行业标准指导下确立科学的调查方案，有序且有效地持续性开展工作。同时，每年行业有新关注点、或产生新问题、或突发状况，比如上海近些年开展生活垃圾分类，绿色账户、建筑垃圾等，应及时灵活增加特定调查内容。只有长期目标和短期目标有效结合，方可更全面反映区域生活垃圾整体状况。

［1］吴文伟，王伟．城市生活垃圾可转化性特性研究［J］．城市管理与科技，2002（4）：13-15．

Physical and Chemical Characteristics of Municipal Solid Waste in Shanghai

Cheng Ju1，Dong Xiaodan2，3
（1.Shanghai Waste Administrative Division，Shanghai200063；2.Shanghai Institute for Design and Research on Environmental Engineering Co.Ltd.，Shanghai200232；3.Shanghai Environmental Sanitation Engineering Design Institute Co.Ltd.，Shanghai200232）

Based on the investigation for physical and chemical characteristics of municipal solid waste in Shanghai，we obtained the data of density，11 kinds of physical compositions（kitchen waste，paper，rubber and plastic，textile，wood，etc.），moisture content，lower heating value，and so on.On these grounds，the countermeasures and suggestions for waste management were put forward.

municipal solid waste；physical compositions；physical and chemical characteristics

X799.3

B

1005-8206（2017）04-0036-05

程炬（1976—），从事固废污染防治管理及末端处置设施监管工作。

上海市城维基金项目（001712443）

2017-04-10

E-mial：gufeike2012@163.com。