大连市垃圾分类的一体机研究

赵 可，欧晓霞，崔子硕，吕举鹏，时佳荣

(大连民族大学 环境与资源学院，辽宁 大连 116600)

1 引言

伴随城市繁荣的不仅是经济速增，还有随之而来的后续问题。大量生活垃圾的减量化、资源化、无害化处置也是目前亟待解决的一大热点难点。一是目前有效的垃圾处理能力跟不上垃圾量的激增速度，全国很多地区出现垃圾环绕城市以及垃圾处理设施的邻避效应现象；二是随意混合处置垃圾加重了环境污染，产生的渗滤液和重金属等物质残留对水体、大气、土壤造成难以修复的损伤；三是缺少垃圾分类环节，会使垃圾中的可回收物无法实现资源化利用，导致一些资源被大量消耗；四是垃圾分类制度的有效普及以及民众认知的健全可以全方面培养社会的环境资源保护意识，提升文明素质。需要广泛进行生态文明理念的宣传教育。现阶段，一般民众只追求物质享受，存在许多与生态文明建设不相符的生活方式和消费观念[1]。因此，参照众多海外国家经验以及对本土环境文明的考虑来看，成功推进生活垃圾分类需要的因素有:资源化对策、制度式参与和市场化推广。

2 大连市垃圾分类处理发展现状

在 2011 年以前，填埋是大连市垃圾处理最主要的方式，简易填埋或者卫生填埋在其中占了重要地位。大连市最主要的垃圾填埋场是毛茔子垃圾填埋场。大连市首个垃圾焚烧厂于2011年建成，每日焚烧垃圾量约1500 t，垃圾废物燃烧产生的热资源可以发电，燃烧后排放的残渣会进行填埋处理。垃圾焚烧厂投产工作运行之后，至 2015 年大连市垃圾填埋处理所占百分比减半。全市约 6.67 hm2土地作为垃圾填埋的年占地面积，其周围环境已经开始恶化加剧[1]。实践证明, 填埋方法存在很多弊病，主要是垃圾中有大量的有机物，经自然升温发酵，释放出有毒气体硫化氢、甲烷等污染空气或渗入地下污染水质，危害人体健康。

2017年3月，《国务院办公厅关于转发国家发展改革委住房城乡建设部生活垃圾分类制度实施方案的通知》(国办发〔2017〕26号)文件下发， 大连作为全国46个垃圾强制分类城市之一，已发布出台了《大连市生活垃圾分类管理办法》和《大连市城市生活垃圾分类推进工作实施方案》。

截至目前，西岗区已有垃圾分类居民试点小区7个。2018年，西岗区公共机构和公共场所全部实现垃圾强制分类。新增居民试点小区21个，采购分类桶350组，分类式垃圾点400处，建设分类亭40个，涉及居民2.2万户。

中山区居民垃圾分类试点区域数量将增加到45000户，再增加25个物业小区推广试点。选择8个社区2万户居民进行非物业垃圾分类工作试点，配置120个垃圾分类点(分类亭)，500个有害垃圾容器配置在现有垃圾投放点[2]。

3 大连市推广垃圾分类遇到的问题

3.1 无差别混集

以2004年为例，大连市生活垃圾可资源化程度高达90%，其中一半有机垃圾可用于堆肥，40%的废品可以继续回收加以利用，但是最终的垃圾资源化程度只有38.4%[3]。

从2006年大连市辖3个分别位于大连市区南北方向的城镇生活垃圾现状的调查分析来看，3个调查地区的垃圾组成中，比重最大的是易腐的有机垃圾，之后为灰土类物质，与当地的经济主体发展结构有关，该地区农业人口比重较高，生活垃圾中混有农业垃圾。3个城镇生活垃圾中的橡胶塑料类可燃物质含量很可观，重量分别占到垃圾总量的11.9%、9.74%、12.99%，这部分垃圾热值较高，可以资源化利用，并不宜直接进行填埋处理。若直接填埋处理，不仅浪费了资源的重复利用机会，不慎地填埋处理还会进造成填埋场周围环境的进一步污染[4]。

目前城市生活垃圾分类依然无法避免源头上的无差别混集所带来的问题，由于生活垃圾组分比较复杂，从纸制品、塑料制品、餐厨垃圾到玻璃制品、金属制品以及一些特殊材料和含有重金属的危险废物等。这些都为有效进行分类增加了难度。分类不到位，则无法达到预期效果，甚至需要进一步后续运作。而以目前的居民普及水平以及环保意识和单位社区的工作强度又很难达到精细分类的程度[5]。

所以完全可以预见混乱回收会直接造成垃圾后续分拣上的困难以及部分可回收废品回收价值缩水的情况[3]。

3.2 城市居民行动落后于意识

城市居民行动落后于意识，从大连市的居民对垃圾分类的落实现状调查问卷中可以发现如下问题[6]。

首先可以看出群众的年龄阶段和学历层次对垃圾分类实施的成功与否存在较大的影响。在了解程度方面，居民普遍对垃圾分类的信息拥有一部分的认知，其中能主观上积极实践并及时了解此方面资讯的占了3成左右，而处于被动吸收信息的群体比重接近60%，为大多数。完全消极接受的群体占10%左右，并且随着受访者年龄的递增，对垃圾分类的认知越单薄。在落实的情况来看，能做到严格分类的只有9%，只对特殊类型废物能进行分拣的有58%，放弃分类的占30%左右。

通过调查结果可以看出大连市居民整体生活垃圾分类情况并不乐观，能在认识上达到分类层次的人数并不多，而且在具体标准上的了解程度上水平不一。再进一步落实到行动上则更微乎其微，基本可以认定大部分群众并未在生活中真正实施生活垃圾的分类行为，仅仅能对特定的危险废物进行特殊处理。

3.3 基础设施短缺

运输车辆、回收设备、公共厕所等基础设施短缺，在远离城区的地区更为显著，垃圾排放管理不严格，回收效率低下。

以及通过上述调查问卷还可以得到结论显示[6]超过6成的居民对于分类无法彻底贯彻落实垃圾分类的原因归咎于供生活垃圾分类的基础设施短缺。表示就算学习到分类技巧却由于回收站点的分类设施并未完备导致依旧回归到传统的“一锅倒”现象，至此无法真正的落实分类活动。

4 解决方案

基于目前大连市存在的上述垃圾分类推广上的问题，本课题组进行了探讨并研究出一款针对垃圾分类回收的一体化装置。利用此面向社会的平台对大众进行垃圾有偿分类的征集，后台会通过综合运用磁选、破碎、风筛等一系列方式对已经分类的垃圾进行处理，进一步省去了以往大量回收垃圾后无法有效分类造成的成本和大量损失，创造经济效益。本项目研究的宗旨在于提高城市的资源回收效率，同时唤醒大众对环保的认知，推动环保产品市场的前进。

4.1 装置组成

装置组成和结构如图1所示。 整体外壳：具有显示屏、投递窗口、出货口等。 内部结构：投递口下方的磁选传送带:可以对投放的废物进行判断；粉碎装置：在挤压完毕后对废物进行进一步粉碎处理；电子称重装置：对收集的废物的质量进行记录以及传递；电子奖励装置：对收集所得进行计算并集中到处理中心对用户进行反馈；感应装置:开启设备以及对集中装置的容量进行预测；奖池；整机电源以及照明。

图1 装置结构

4.2 装置特征

本装置摆脱旧式垃圾回收后直接焚烧的处理技术，通过机械手段以及物理方法对已经粗分类回收上来的垃圾进行精细分拣然后供以利用。

此方法降低了与过去相比对垃圾无差别回收再处理的繁冗成本，创造经济效益。与此同时一体机同样可以成为广告投放平台，以此带来相关收益，使装置进一步得到充分利用并且拥有经济价值。

4.3 具体实施方案

外壳上配有相应的按钮，按钮负责控制自动装置开启窗口，选择不同的分类会开启不同的窗口进行接收。窗口内侧具有信号扫描装置来探测垃圾，若收集处信号反应容量不足则窗口会自动关闭不再接收。信号扫描装置会联动下方的磁选传送带工作，电磁感应可以将金属物质吸附，从而进一步保证金属废物的准确投递，避免混淆。

确认完毕后会激活下方的模块进行称重，最终进入收集处。得到的质量数据会经过主板计算并显示在屏幕上。收集处配有同款信号扫描装置进行确认容量判断，以防废物溢出妨碍正常运转。

另一侧塑料与纸制品窗口同理，开启按钮后进行探测容量，通过后会自动触发破碎装置进粉碎处理，处理时间约为30 s或60 s。开启之前先进行称重测量并对奖励进行计算，传送至中主板计算并显示到屏幕上，粉碎处理完毕会被传送至不同的集中箱子内等待工作人员进行统一回收处理。

收集装置外侧配有带锁活动门，方便工作人员回收。处理中心控制屏幕以及屏幕下方储存奖品的集中地，用户在多次累积完成后可以开启积分兑换模式，在屏幕上进行选择回馈方式，系统会根据所选指示来推送奖品至下方出口。

整个装置顶部具有太阳能电池板，会随时采集储存太阳能供给一体机使用，进一步节省能源。