珠三角地区典型城乡生活垃圾现状与发展预测研究

陈群 王素梅 张培进

（广东省建筑科学研究院集团股份有限公司，广东广州 510500）

1 引言

生活垃圾产生量和组分是生活垃圾从清运到处理整个体系的关键参数，科学预测生活垃圾产生量和组分是合理开展生活垃圾收运处理规划的先决条件，也是对生活垃圾进行全过程管理的基础性工作。通过对珠三角地区某县级市城乡生活垃圾的产生和收运处理现状进行系统调研，采样分析其组分和理化特性，对影响生活垃圾产生量的关键因素进行分析，以期为其他地区生活垃圾产生量的调研与预测提供参考借鉴。

2 调查方法

2.1 调查范围与对象

研究对象为珠三角地区某县级市，该市2018 年管辖4 个街道和7 个镇，共有社区居委会39 个、行政村委会282 个，辖区内常住人口合计170.20 万人，其中，城镇人口56.80 万人，农村人口113.40 万人。

调查范围为该县级市全市域，即4 街7 镇，将该市划分为3 个片区，分别为南部（含街4、镇1、镇2、镇3 和镇4）、中部（含街1、街2 和街3）和北部（含镇5、镇6 和镇7）。调查对象主要是生活垃圾，以及混于生活垃圾进入填埋场的工业垃圾、建筑垃圾、医疗垃圾、有毒有害工业固体废物。

2.2 生活垃圾产生量调查

采用全面调查与抽样调查相结合的方法对生活垃圾产生量和处理现状进行调查，垃圾称重选择连续2 个工作日和2 个休息日，以利于对照参考产生量变化情况。

2.2.1 全面调查进入填埋场的垃圾

将进入终端处理设施的生活垃圾全部过磅称重，填埋场已有地磅的可直接过磅计量，计量设备尚未建成的填埋场可将该部分生活垃圾运到指定地磅处进行称重。

2.2.2 对未纳入集中处理区域的垃圾抽样称重

对一些未实现集中处理、统一纳入垃圾填埋场的农村生活垃圾产生量和收运情况进行实地调查。综合考虑各因素选择进行生活垃圾计量的代表性村庄，到现场称量开展抽样调查。

2.3 调查技术路线

生活垃圾现状调查技术路线见图1。

图1 生活垃圾现状调查技术路线

3 生活垃圾现状分析

通过调查，得出该市生活垃圾产生量为1 359 t/d。

3.1 产生量分布特征

3.1.1 时间变化与区域分布特征

在调查的4 d 时间里，总体来看，周一、周二的生活垃圾产生量略高于周六、周日，但波动幅度较小。

生活垃圾产生量主要分布在经济发达的中部和南部人口密集、居住区集中的地区和加工业发达的镇（街），占总量90%以上，北部三镇的生活垃圾量仅占总量7%左右。主要原因在于南部是以发展先进制造业和现代服务业为主的战略性新兴产业圈，外来人口数量较大；中部是以发展文化、教育、研发、居住产业为重点的都市生活圈，是城镇化过程中的人口集聚地，吸纳了大量人口定居；北部是限制工业发展的生态产业区，注重的是农业与生态旅游，人口的增长空间较小。

3.1.2 人均产生量

城镇生活垃圾人均产生量为0.8 kg/d，其中，中心城区和南部片区的人均产生量达到1 kg/d 左右，而北部三镇的人均产生量较小，仅为0.4 kg/d 左右。

农村生活垃圾人均产生量调查结果表明，非城区边缘的农村生活垃圾人均产生量在0.1～0.6 kg/d 之间，而位于城区边缘或周围有工业区的村庄生活垃圾人均产生量较大，达到甚至超过1.0 kg/d。

3.2 产生量的影响因素分析

综合分析了生活垃圾产生量与人口规模、国内生产总值之间的关系，同时分析了生活垃圾人均产生量与人口密度之间的关系。

生活垃圾产生量与人口规模的关系见图2。

图2 生活垃圾产生量与人口规模的关系

生活垃圾产生量与国内生产总值的关系见图3。

图3 生活垃圾产生量与国内生产总值的关系

生活垃圾人均产生量与人口密度的关系见图4。

图4 生活垃圾人均产生量与人口密度的关系

由图2—4 可知，人口规模和国内生产总值是影响垃圾产生量的重要因素，且生活垃圾产生量与人口规模和国内生产总值均呈正相关的关系；人口密度比较大的镇（街），生活垃圾人均产生量也较大，但其他镇（街）的生活垃圾人均产生量和人口密度的相关性没有明显规律，即无明显的正相关或负相关关系。

3.3 生活垃圾物化特性分析

根据前期对各镇（街）生活垃圾产生量分布的调查结果和区域社会发展与服务功能，确定生活垃圾采取样品进行检测分析；对混于生活垃圾进入填埋场的工业垃圾，取样测定其物理组成，样品数量根据其进场情况确定。

工作日按南部、中部和北部3 个片区进行采样，合计9 个取样点，其中：

（1）南部片区的街4、镇1、镇3 为工业组团，且镇1 垃圾量较大，选取街4（1 个点）、镇1（2 个点）为代表点；镇2 为工业区集中区域，其垃圾成分具有较强的代表性，取2 个点。即选取街4（1 个点）、镇1（2个点）、镇2（2 个点）为代表取样点，合计5 个取样点。

（2）中部片区的街1、街2 为中心城区较为成熟的生活服务区，各取1 个点；街3、镇4 的社会发展现状和趋势相近，选取镇4 为代表点。即选取街1、街2、镇4 为代表采样点，合计3 个取样点。

（3）北部片区为生态农业镇，选取镇6 为代表点，合计1 个取样点。

考虑周末生活垃圾特性可能与工作日存在差异，选取生活垃圾产生量较大又有一定代表性的街1、街4、镇1 和镇4 各1 个点，合计4 个取样点。

3.3.1 物理特性

通过采样分析可知，生活垃圾中有机易腐物含量在37.56%～52.57%之间，平均值为47.84%，其中，厨余垃圾含量在33.60%～45.40%之间，平均值为39.90%，为生活垃圾的主要成分。该市有机易腐垃圾的含量平均约为48%，目前该市主要采取卫生填埋的方式处理生活垃圾，既占用填埋场的有效库容，又增大垃圾渗滤液的处理难度。若通过成熟的技术将有机易腐物进行资源化处理，虽然增加了处理成本，但可节省填埋场库容，降低生活垃圾渗滤液中的BOD 含量，同时可实现生活垃圾的资源化利用。

生活垃圾中可回收物的含量达37.63%～49.49%，均值为43.11%，其中，纸类、塑料类及纺织物类是可回收垃圾的主要成分；沙土含量在4.58%～15.52%之间，均值为9.06%；容重在208.37～313.05 kg/m3之间，均值为258.58 kg/m3；含水率在47.80%～57.17%之间，均值为53.24%。具体检测分析结果见表1。

表1 生活垃圾组成成分、容重及含水率检测分析结果

3.3.2 化学特性

3.3.2.1 生活垃圾热值与灰分

生活垃圾干基高位热值范围为16 370.8～21 061.72 kJ/kg，均值为18 359.83 kJ/kg；干基低位热值范围为15 153.5～19 678.0 kJ/kg，均值为17 009.85 kJ/kg；原生垃圾低位热值范围为4 526.5～5 748.0 kJ/kg，均值为5 096.82 kJ/kg，达到《生活垃圾焚烧处理工程技术规范》（CJJ 90—2009）规定采用焚烧处理工艺时，垃圾焚烧炉进料口处的垃圾月平均低位值不应小于5 000 kJ/kg 的要求。

3.3.2.2 非金属元素

生活垃圾中非金属元素（干基）含量C，H，N，S，O 和Cl 的平均值 分 别 为33.18%，4.86%，0.77%，0.19%，27.14%和0.23%。

3.3.2.3 重金属元素

生活垃圾重金属元素（干基）含量Hg，Cd，Pb，Cr，As 的平均值分别为0.65，0.001，19.53，188.14 mg/kg和未检出，其中有1 个样品中Cr 的含量为《土壤环境质量标准》（GB 15618—1995）的3～4 倍，在垃圾渗滤液处理时需要注意。

3.4 其他垃圾进场情况

在生活垃圾填埋场发现有绿化垃圾、农业垃圾（蔬菜）、一般工业垃圾（纺织物边角料）和有害垃圾（线路板边角料、工业污泥和日光灯管），垃圾分流管理和填埋场垃圾进场管理有待进一步加强。

4 生活垃圾产生量预测

采用科学合理的方法对生活垃圾产生量进行预测［1-2］，其结果能够为生活垃圾的收集、转运和处理提供参考，也可为环卫主管部门制定规划、政策等提供科学依据［3-4］。采用人均指标法、平均增长率法和灰色预测法3 种方法进行生活垃圾产生量的预测。

4.1 人均指标法

人均指标法采用模型如下：

W＝M×P×1 000

式中，W 为生活垃圾产生量预测值，kg/d；M 为人均生活垃圾产生量，kg/d；P 为人口，人。

选取2018 年人口规模和生活垃圾产生量为基数，取近期生活垃圾人均产生量年平均增长率为1%，远期生活垃圾人均产生量年平均增长率为0.5%，预测不同时期全市生活垃圾产生量结果为：近期即2020 年生活垃圾人均产生量为1.08 kg/d、生活垃圾产生量为1 758 t/d；远期即2025 年生活垃圾人均产生量为1.11 kg/d，生活垃圾产生量为2 450 t/d。

4.2 平均增长率法

平均增长率法采用模型如下：

Q=Q0（1＋a）t

式中，Q 为预测年度的生活垃圾产生量，t/d；Q0为基准年度的生活垃圾产生量，t/d；a 为年平均增长率，%；t 为预测年度与基准年度的差值。

选取2009—2018 年的生活垃圾产生量年平均增长率为4.5%，参考同类型地区的生活垃圾产生量增长趋势，该市生活垃圾产生量的年平均增长率取近期为5%、远期为4%，预测不同时期生活垃圾产生量结果为：近期即2020 年生活垃圾产生量为1 498 t/d，远期即2025 年生活垃圾产生量为1 823 t/d。

4.3 灰色预测法

采用GM（1，1）灰色预测模型进行预测，结果见表2。预测结果表明，后验差比值：0.321 2，小误差频率：1，模型精度：1 级。据统计，该市2009—2018 年生活垃圾产生量年平均增长率为6.97%，可见，采用灰色预测法所得的年增长率变化范围亦处于正常范围值之内。

表2 生活垃圾产生量预测结果

4.4 综合预测结果

取上述3 种预测方法的平均值作为综合预测结果，见表3。由表3 可见，2020 年生活垃圾产生量预测为1 593 t/d，2025 年生活垃圾产生量预测为2 111 t/d。

表3 生活垃圾产生量综合预测 t/d

5 结论与建议

5.1 结论

（1）生活垃圾产生量大，地区分布不平衡。该市的生活垃圾达到1 359 t/d，环境卫生城乡统筹得较好，收集了一定量的农村地区的生活垃圾；但城乡生活垃圾分布不平衡，经济发达的中部和南部人口密集、居住区集中的地区和加工业发达的镇（街）约占总量的93%，北部片区主要是发展农业与生态旅游，生活垃圾产生量较小，仅占总量7%左右。

（2）采用人均指标法、平均增长率法和灰色预测法对生活垃圾产生量进行综合预测，结果表明该市2020 年、2025 年生活垃圾产生量分别为1 593，2 111 t/d；生活垃圾产生量预测方法较多，但受到较多因素的影响，不同方法的预测精度不同，通过多种不同的预测方法进行组合预测，可提高预测精度。

（3）生活垃圾产生量的影响因素。生活垃圾产生量随着人口规模和国内生产总值的增大而增大，呈正相关的关系；生活垃圾人均产生量和人口密度之间无明显的正相关或负相关关系。

（4）生活垃圾总产生量缓慢增长，农村地区呈下降趋势。该市处于经济发展较快时期，随着社会经济的发展，生活垃圾的产生量必然增加。但受垃圾分类政策实施的影响，生活垃圾的增长速度相对经济发展的速度要缓慢得多。随着城镇化水平的提高，农村居住人口往城镇尤其是城郊方向集中，城区的生活垃圾量将增加，而农村的垃圾量将减少，所以在不考虑农村收集范围扩大的情况下，农村生活垃圾量占总产生量的比重将呈现下降趋势。

5.2 建议

一是政府加大对环卫工作资金的投入，改进生活垃圾收运处理系统，尤其是要进一步完善生活垃圾的收运设施，如加大全封闭式环保型压缩转运站的建设；加快推进生活垃圾无害化处理设施的建设进度并规范化运营管理。

二是优化环卫管理体制，全面推进生活垃圾分类管理，实施源头分类收集、中途分类运输、末端分类处理的政策，按照生活垃圾分类实施方案，加快生活垃圾分类回收、转运和处理设施的规划和建设，使垃圾分类各个环节紧密结合，分类工作落到实处；推行生活垃圾处理收费制度，垃圾回收处理费用由垃圾的产生者来负担一部分，以解决源头分类和回收费用的问题。收费制度一方面有助于回收处理垃圾产业，所收费用便可用于清运回收；另一方面也可以抑制居民产生生活垃圾，从源头上削减垃圾产生量。