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家庭生活垃圾产生量与桶站垃圾理化特性分析---以北京市为例

日期:2022-06-14 10:35:56 信息来源: 【字体: 视力保护色:

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  前言

  在生活垃圾全生命周期管理中,生活垃圾基础数据起着至关重要的作用。详实、准确的人均生活垃圾日产生量、垃圾理化特性数据,是研究垃圾分类减量政策、评估垃圾分类实施效果、优化垃圾收运体系、调整垃圾处理设施运行工艺的主要依据和重要基础。

  本文通过对北京市居民家庭生活垃圾产生量情况的调查,获取居民家庭人均生活垃圾日产生量,以及了解新修订的《北京市生活垃圾管理条例》(以下简称《条例》)实施后近两年的生活垃圾减量状况。通过分析居民小区分类桶站生活垃圾物理成分、热值等理化特性数据,评价《条例》实施后生活垃圾分类的工作成效。该研究成果可为生活垃圾分类工作有序开展、垃圾分类政策制修订提供重要的数据支撑。

  一、调查对象与方法

  (一)居民家庭生活垃圾产生量

  按照北京市《居民家庭生活垃圾分类指引(2020年版)》,居民家庭生活垃圾是指居民在家庭中产生并将其投入家庭“两桶”(即厨余垃圾桶和其他垃圾桶)内的生活垃圾,不包括居民通过变卖进入再生资源回收体系的可回收物。

  本研究从2018年至2021年,对北京市居民家庭生活垃圾产生量持续开展调查。2018年6月至2020年8月(2020年2月—2020年4月因新冠肺炎疫情影响未开展调查),每月调查1次,每次调查3天,包括2个工作日和1个休息日,调查范围覆盖北京市16个区,共计864户家庭。2020年9月至2021年5月,因新冠肺炎疫情影响,未开展相关调查。2021年6月至2021年12月,每月调查1次,每次调查3天,包含2个工作日和1个休息日,调查范围为北京市4个区,分别为西城区、海淀区、房山区和密云区,共计56户家庭。

  (二)居民小区分类桶站生活垃圾理化特性

  居民小区分类桶站生活垃圾是指在居民小区公共区域设置的垃圾分类桶站中的生活垃圾。2018年至2021年期间,本研究对居民小区分类桶站的生活垃圾理化特性开展调查。调查对象为厨余垃圾桶和其他垃圾桶中的生活垃圾,调查范围为北京市7个区,分别为东城区、西城区、朝阳区、海淀区、丰台区、石景山区和通州区,共计31个居民小区。依据《生活垃圾采样和分析方法》(CJ/T 313-2009),采集厨余垃圾桶和其他垃圾桶内生活垃圾,获取其理化特性数据,包括物理成分及热值。物理成分采用称重法,以各成分湿基百分含量表示。垃圾热值采用氧弹热量计直接测定发热量,作为干基高位发热量并按标准规定的算法换算成湿基低位发热量,得到近似于原始垃圾通过焚烧产生的热量。

  二、结果与分析

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  (一)居民家庭生活垃圾产生量

  2018年至2021年,居民家庭人均生活垃圾日产生量随月份变化趋势见图1。从图中可以看出,居民家庭人均生活垃圾日产生量随月份变化呈现一定规律,每年7月和8月(图1中折线圆圈处所示),人均生活垃圾日产生量明显高于同年的其他月份。主要原因是,这两个月瓜果蔬菜消费较多,产生了大量含水率高的果皮、蔬菜等厨余垃圾,使得垃圾总量偏高。

  对比《条例》实施前后,《条例》实施前,除少数几个月以外,其他月份居民家庭人均生活垃圾日产生量均在0.400kg以上。《条例》实施后的居民家庭人均生活垃圾日产生量低于《条例》实施之前,但2020年和2021年下降幅度有所不同。从2020年5月—2020年8月数据来看,居民家庭人均生活垃圾日产生量有所下降。下降的主要原因,一方面是新冠肺炎疫情导致居民家庭社会活动减少,居民消费能力下降,另一方面是《条例》实施后,社会各界积极参与垃圾分类,促进垃圾减量。从2021年6月—2021年12月数据来看,除7月和8月受季节的影响,其他月份居民家庭人均生活垃圾日产生量呈明显的下降趋势。其中12月产生量最低,为0.362kg,与2019年12月同期相比,下降了11.9%。这种显著变化的主要原因是,北京市生活垃圾分类一系列政策实施的累积效应凸显,居民垃圾分类意识逐步增强,源头减量效果明显。

  (二)居民小区分类桶站生活垃圾理化特性

  1.厨余垃圾桶内厨余垃圾纯净度。生化处理是实现厨余垃圾资源化利用的主要路径,而厨余垃圾纯净度与生化处理工艺中的预处理、好氧堆肥和厌氧制沼工艺密切相关。掌握厨余垃圾的成分现状与变化趋势,对合理调整厨余垃圾生化处理工艺、提高资源化产品质量有重要意义。

  厨余垃圾纯净度是通过对厨余垃圾桶中的垃圾进行取样,并对其不同成分称重后计算得出。图2为厨余垃圾纯净度随时间变化的趋势图。从图中可以看出,《条例》实施前,居民小区垃圾桶中厨余垃圾纯净度在45%~60%之间,生活垃圾以混合形式存在。《条例》实施后,居民小区厨余垃圾桶中厨余垃圾的纯净度均在90%以上,且随时间推移呈小幅上升趋势,由2020年6月的91.1%增长至2021年12月的94.1%。可见,《条例》实施以来,采样的居民小区垃圾分类工作成效较为显著,厨余垃圾桶中厨余垃圾纯净度持续保持较高水平,可为生化处理设施提供高质量原料,从而确保生化处理设施长期平稳运行。

  2.其他垃圾桶内垃圾热值。目前,北京市其他垃圾桶中的生活垃圾主要是通过焚烧方式处理,而垃圾热值作为焚烧处理的核心数据之一,与焚烧工艺的预处理、工艺过程参数设定、污染物控制等密切相关。掌握其他垃圾热值数据及变化趋势,对提升其他垃圾的资源化利用有重要意义。

  图3为其他垃圾桶内垃圾热值随时间变化趋势图。从图中可以看出,《条例》实施前,垃圾桶内的垃圾热值在5900kJ/kg~6400kJ/kg之间。《条例》实施后,其他垃圾桶内垃圾热值显著升高,并随时间变化基本呈上升趋势。在《条例》实施初期,其他垃圾桶内垃圾热值为8140kJ/kg,而《条例》实施一年半后,其他垃圾桶内垃圾热值上升至10860kJ/kg,变化幅度为33.4%。垃圾热值主要受物理组分和含水率的影响,随着北京市生活垃圾分类工作的持续推进,进入其他垃圾桶内的厨余垃圾大幅减少,其他垃圾桶内含水率降低,垃圾热值大幅度上升。

  三、结论

  一是居民家庭生活垃圾产生量调查数据表明,居民家庭人均生活垃圾日产生量随月份变化呈现一定规律,每年7月和8月人均生活垃圾日产生量明显高于同年其他月份,主要是由于厨余垃圾含量较高所致。从《条例》实施前后对比来看,《条例》实施后居民家庭人均生活垃圾日产生量低于《条例》实施之前。该变化表明,北京市居民垃圾分类意识逐步增强,源头减量效果较为明显。

  二是从厨余垃圾桶内厨余垃圾纯净度数据来看,《条例》实施前,居民小区垃圾桶中厨余垃圾的纯净度在45%~60%之间。《条例》实施后,采样小区厨余垃圾桶中厨余垃圾的纯净度在90%以上。《条例》实施以来,垃圾分类工作成效显著,厨余垃圾桶中的厨余垃圾纯净度持续保持较高水平。

  三是从其他垃圾桶内垃圾热值数据来看,《条例》实施前,垃圾桶内的垃圾热值在5900kJ/kg~6400kJ/kg之间。《条例》实施后,其他垃圾桶内垃圾热值显著升高,2021年12月垃圾热值已高达10860kJ/kg,垃圾分类实施效果得以体现,垃圾焚烧设施建设及运行管理应充分考虑这一变化情况。

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