（设计艺术学专业论文）生活垃圾景观化技术手法及应用途径.pdf

摘要 在以农业为主的传统乡村社会向以工业和服务业为主的现代城市社会逐渐 转变的过程中，资源和环境问题愈来愈受到重视。生活垃圾是人们日常生活中产 生的废弃物，它广泛存在且日益加速增长，缺乏科学的技术处理的生活垃圾，严 重威胁了资源和环境。目前，将生活垃圾资源化已经成为解决这一难题的重要途 径。 生活垃圾种类繁多，不少具有极强的可塑性，于是景观设计师开始像拾荒者 一样发掘垃圾潜在的价值，赋以各种艺术包装，将其应用到景观设计中。景观化 作为生活垃圾的一种资源化再利用手段，因其新颖的用材方式、特有的环境教育 意义，逐渐被设计师们尝试和采用。 本文以生活垃圾资源化理论研究为基础，分析可应用于景观设计实践中的生 活垃圾材料及其利用方式。希望通过景观专业的角度对生活垃圾景观化技术手法 及应用途径进行研究；补充和完善垃圾资源的回收利用方式；丰富现有景观材质 资源，将新颖的设计理念利用到景观设计中。 论文首先介绍了生活垃圾的分类和资源化处理方式，总结资源化的制约因素 和对策，提出生活垃圾景观化的理念；其次，从景观要素解构展开，分析可用于 景观的垃圾材料和利用方式；接着，对生活垃圾景观化手法和应用途径进行总结， 结合实例进行分析；最后，从生活垃圾的物理、化学、生物等方面进行论述，探 讨生活垃圾景观化艺术手法所需的技术手段及其应用前景。 关键词：生活垃圾、资源化、景观化、指标体系 a b s t r a c t r e s o u r c ea n de n v i r o n m e n t a li s s u e sg e tm o r ea n dm o r ea t t e n t i o ni nm o d e r nc i t i e s ， w h e nac o n v e r s i o nt o o kp l a c ef r o mat r a d i t i o n a la g r i c u l t u r e b a s e dr u r a ls o c i e t yt oa n i n d u s t r ya n ds e r v i c e - b a s e du r b a ns o c i e t y l i v i n gr e f u s ei sw a s t eg e n e r a t e di nd a i l yl i f e ， w h i c hi si n c r e a s i n g l yw i d e s p r e a da n dt a k e na na c c e l e r a t e dg r o w t h h o w e v e r , as e r i o u s t h r e a tt ot h er e s o u r c e sa n dt h ee n v i r o n m e n ti sc o m i n gu pb e c a u s eo fal a c ko fs c i e n c e a n dt e c h n o l o g yo nd e a l i n gw i t ht h el i v i n gr e f u s e a tp r e s e n t ，t h er e c y c l i n gm e t h o d so f l i v i n gr e f u s eh a v eb e c o m ea ni m p o r t a n tw a yo fs o l v i n gt h i sp r o b l e m l i v i n gr e f u s eh a saw i d er a n g em a n yo fw h i c hh a v ev a r i o u sp l a s t i c i t y , s ot h e b e g i n n i n go fl a n d s c a p ea r c h i t e c t s ，l i k eg a r b a g ec o l l e c t o r s ，s t a r t e dt oe x p l o r et h e p o t e n t i a lv a l u e ，g i v e nav a r i e t yo fa r tp a c k a g i n gt ot h e i ra p p l i c a t i o no fl a n d s c a p e d e s i g n l a n d s c a p i n g ，a sam e a n sf o rl i v i n gr e f u s er e u s e ，i sg r a d u a l l ya d o p t e di nt h e l a n d s c a p ep r a c t i c e ，b e c a u s eo fi t si n n o v a t i v ew a yo fm a t e r i a l - u s i n ga n di t su n i q u e s i g n i f i c a n c eo fe n v i r o n m e n t a le d u c a t i o n t h i st h e s i sa n a l y s e sm a t e r i a l sa n dm e t h o d s ，w h i c hd a nb ea p p l i e dt ot h ep r a c t i c e o fl a n d s c a p ed e s i g n ，b a s e do nt h et h e o r yo fr e c y c l i n gr e s e a r c ho fl i v i n gr e f u s e ，h o p i n g t h a tp r a c t i c e sa n da p p l i c a t i o no ft e c h n i c a lm e a n sc a nc o n d u c tt h es t u d y , s u p p l e m e n t a n di m p r o v el i v i n gr e f u s er e c y c l i n gm e t h o d s ，e n r i c he x i t i n gm a t e r i a lo fl a n d s c a p e ， l e a di n n o v a t i v ed e s i g nt ol a n d s c a p ed e s i g ni nap r o f e s s i o n a lp e r s p e c t i v e i nt h i st h e s i s ，i tf i r s tg i v e sas i m p l ei n t r o d u c t i o nt oc l a s s i f i c a t i o no fl i v i n gr e f u s e a n di t s r e c y c l i n ga p p r o a c h e s ，s u m m i n gu p c o n s t r a i n t sa n dc o u n t e r m e a s u r e s ， c o n c e p t i o n so fl a n d s c a p i n gm e t h o d s s e c o n d l y , i td e c o n s t r u c t st h el a n d s c a p ee l e m e n t s a n da n a l y s e st h el a n d s c a p em a t e r i a l sa n dd i f f e r e n tw a y si nu s e t h e n , i ts u m m a r i z e s u pt h ea p p l i c a t i o nm e t h o d so fl i v i n gr e f u s eo ne x a m p l e so fl a n d s c a p ep r a c t i c e f i n a l l y , i t e x p l o r e st e c h n o l o g i c a lm e a n sa n dp o s s i b l ea p p r o a c h e so fh v i n gr e f u s ea r ta n di t s a p p l i c a t i o np r o s p e c ti nl a n d s c a p i n gp r a c t i c e ，b a s e d o nad i s c u s s i o n0 1 1p h y s i c a l ， c h e m i c a lb i o l o g i c a l , a n do t h e ri n d i c a t o r so fl i v i n gr e f u s e k e yw o r d s ：l i v i n gr e f u s e ，r e c y c l i n g ，l a n d s c a p i n g ，i n d e xs y s t e m 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取 得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他 人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得叁洼盘鲎或其他教育 机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的 任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名： 卟哆签字r 期：洌7 年罗月砂笋日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解丕垄盘鲎有关保留、使用学位论文的规 定。特授权苤鲞盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库 进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借 阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：铆谚 导师签名： 签字同期：沙。7 年歹月沙r 锄 夜 l 签字嗍：一”肿 第一章绪论 1 1 选题意义 第一章绪论 随着工业化发展和城市化进程的加快，资源和环境问题愈来愈受重视。生活 垃圾作为人们日常生活、生产中的废弃产物，产量逐年增加，缺乏科学的技术处 理无疑是对资源及环境的污染和破坏。目前，垃圾的资源化已经成为解决城市生 活垃圾问题的重要途径。由于生活垃圾种类繁多，许多可塑性极强，于是景观设 计师也开始像拾荒者一样发掘垃圾潜在的价值，赋以各种艺术包装，将其应用到 设计中，本文将其称为生活垃圾的景观化。 选题希望通过专业的角度对生活垃圾景观化技术手法及应用途径进行研究； 完善和补充生活垃圾资源化的回收利用方法；拓宽现有景观材质，尝试新颖的设 计材料和方法，将生活垃圾处理后合理、美观地利用到景观设计中；最后，希望 通过指标的建立和研究使得景观化在技术上和可行性上有所保证，为今后进一步 的研究做铺垫。 1 2 国内外研究动态 国内外对生活垃圾资源化处理有较为深入、系统的研究和实践，而景观化利 用的研究尚未形成体系，只是在实践阶段。因此，本节国内外研究动态主要从生 活垃圾资源化处理现状展开。 生活垃圾的处理有填埋法、焚烧法、堆肥法及分类收集资源化综合处理法这 几个主要的途径。由于人口、经济、资源、政策、技术等的差异，使得我国的垃 圾处理和研究水平与国外发达国家仍有差距。 1 2 1 国内生活垃圾处理现状 至2 0 0 7 年初，国内共有垃圾无害化处理设施4 7 9 座，城市生活垃圾集中处 理率约为5 2 ，无害化处理能力为每日2 5 7 万吨，无害化处理率约在3 5 左 右，县城无害化处理率不足5 。垃圾无害化处理设施中有卫生填埋场3 6 5 座， 日处理能力为2 1 3 万吨；生活垃圾焚烧厂6 6 座，日处理能力3 2 万吨；生活垃 第一章绪论 圾堆肥厂4 6 座，日处理能力1 2 万吨。卫生填埋、焚烧、堆肥处理能力所占比 重分别约为8 3 、1 2 、5 i 。 分类收集是生活垃圾资源化的基础，我国许多城市目前普遍使用的是垃圾混 合收集方式，通过个体商贩收购集中到废旧物资回收公司或各类回收网点，回收 的对象也大多集中为废纸、废旧金属等利润比较高的物品。尽管在北京、深圳、 上海等地早年就实行了社区垃圾分类试点项目，然而在运输时候又出现了混装现 象，也增加了废品回收的难度。此外缺乏必要的经济奖惩措施及政策指引使得我 国垃圾的分类收集仍处于初级阶段。 填埋法是国内外生活垃圾的主要处理方式，它投资小、容量大，但需要做好 防渗和必要的沼气控制装置以免造成地下水源的二次污染和沼气事故。我国从 8 0 年代末9 0 年代初已经开始建成一些城市垃圾卫生填埋场，但仍然处于粗放型 的填埋处理阶段。而且填埋法所处理的垃圾量太大，占用土地面积大，造成资源 的严重浪费。如今废弃物卫生填埋的势头在减弱，有可能发展成其他处理工艺的 辅助方法，成为一切不能再利用物质的最终消纳场。 焚烧技术优点是减量效果好( 焚烧后残渣体积减少9 0 以上，重量减少8 0 以上) ，处理彻底，但因为投资大，二次污染治理难，而且不是任何垃圾都宜焚 烧。我国生活垃圾热值低，变化范围大也造成焚烧困难，故在国内应用不多。 尽管我国生活垃圾中可用于堆肥的相对含量较低，但是绝对含量较高。从早 期传统的草与人粪混合沤肥基础上发展并研究了许多堆肥技术。随着生活水平提 高，垃圾中有机质含量的提高，堆肥法在我国有很大的发展潜力。然而设备投资 大、处理量小、肥效差、售价低、周期长、环境卫生差是限制我国堆肥工业发展 的问题。 1 2 2 国外生活垃圾处理现状 在发达国家，随着工业革命带来的资源紧张和环境恶化，从2 0 世纪6 0 年代 就开始注重生活垃圾的分类处理和回收再利用。“厨房是分选工厂，双手是分拣 机器”的分类收集方法简单易行，瑞典、日本、美国、英国、法国、德国、瑞士、 苏联等国家都先后实施这一分类收集方式 2 1 。至今，国外生活垃圾的处理包含废 旧物品分类、收集、加工处理、包装、运输、市场调查、销售、回收标准制订等 多方面的内容。在市场运作、跨地区和跨行业间的协调、回收标准制订和统一等 方面比我国先进。 早在2 0 世纪3 0 年代开始美国就对传统土地填埋进行改良，推出了卫生填埋 1 1 拴国城市生活垃圾处理及收费总体情况，节能与环保，2 0 0 7 ，( 2 ) ：1 0 1 1 口1 李晶，华珞，王学江，国内外城市生活垃圾处理的分析与比较。首都师范大学学报，2 0 0 4 。2 5 ( 3 ) ：7 4 - 7 9 2 第一章绪论 方法。至今，美国、日本、瑞典等国家对生活垃圾种类、填埋场设计及选址、填 埋操作及毒害控制标准都有严格的控制。填埋技术的成熟使得发达国家垃圾处理 以填埋法为主。 焚烧法具有减容量大、无害化彻底、占地面积少、残渣性能稳定并能回收能 量等优点被国外许多国家引用。据调查，美、日等国利用焚烧法处理废弃物的量 已达6 0 。 国外用于垃圾堆肥的垃圾主要是分类后的有机垃圾、庭院园林垃圾等可堆腐 物，只有部分国家采用混合垃圾堆肥f l 】。因此尽管堆肥技术和方法较先进，可是 采用堆肥法处理的生活垃圾比例不大。 1 2 3 国内外生活垃圾景观化研究动态 中国的古典园林造园讲究小中见大、“虽由人作，宛自天开”的艺术手法， 在造景用材上以山、水、木、石为主，利用天然材料或进行简单加工，源于自然 而高于自然，受文学、绘画艺术影响颇深。随着社会的发展和生产力水平的提高， 园林中开始利用砖、瓦、琉璃制品、石灰等人工材料。而今，现代景观中由于资 源和地域条件的限制，古典园林的建筑物、构筑物材料有的已经不能适用，需要 用新材料替代，然而对景观用材“嘉则收之、俗则屏之”的原则使得景观中用材 仍为传统的方式方法，少有突破。 在国内有许多利用建筑、工业垃圾堆山、废弃工业厂房建造后工业景观的事 例，却少有生活垃圾回收再利用于景观中的做法。有些设计师用废酒瓶玻璃、易 拉罐、废轮胎、废纸等建造景观中的构筑物，仅此而已。 在西方，景观的发展同样无时无刻不受着艺术的影响和渗透。后现代主义打 破了艺术与生活的界限，倡导艺术平民化，并将其观念移植到建筑、工业设计、 广告设计、环境艺术设计中。其中波普艺术将日常的生活用品、废弃物、消费产 品、报刊图片等进行模仿、复制、拼贴、组合，使生活艺术化、艺术生活化。这 种利用非常规的材料进行拆解重构、鲜明的色彩、戏剧性的形式等艺术理念同样 融入景观中。当生活中的俗物、废弃品、工业产品等传统上不登艺术大雅之堂的 物品成为艺术家手中的媒介，强调大众参与、偶发艺术的思想也开始渗入到城市 环境设计中，这些艺术行为对景观设计思潮产生了重大的影响和震撼。 目前国内外生活垃圾材料的应用在建筑材料领域多有研究，如“绿色混凝 土”、“高效保温材料”、“储热材料”、“再生利用型材料 、“健康功能型材料”、 “绿色装饰材料”等绿色建材。然而生活垃圾在其他景观要素中的应用现在还处 【l 馀文龙，发达国家城市垃圾处理技术现状与分析，中国环境保护产业协会。2 l 世纪中国城市垃圾问题对 策研讨会论文集，北京：国家建设部，国家环境保护总局，2 0 0 0 ，i i 0 1 2 3 第一章绪论 于初步尝试阶段，只是少数大师的灵感创作，国内外仍然没有进行深入、系统化 的研究。因此论文可直接供参考的资料较少，需要做较多边缘资料的分析和总结。 借鉴前人对生活垃圾资源化原理和技术、固体废弃物生命周期综合管理、景观构 造与结构、材料的性能和施工工艺等的理论研究。 由于国内生活垃圾景观化实例较少，现场调研工作有难度，而国外的实践和 应用相比国内多，但是也多为临时性的、展示性花园和景观。如美国现代景观设 计大师施瓦茨与彼得沃克( p e t e rw a l k e r ) 合作设计的位于美国马萨诸塞州坎 布里奇市( c a m b r i d g e ，m a s s a c h u s e t t s ) 的一个临时性花园n e c c og a r d e n 、第三 届葡萄牙蓬蒂迪利玛花园展、美国佛罗里达州垃圾公园、印度冒迪加尔垃圾公 园等，因此在实例分析上以国外的景观项目为主。 1 3 研究范围与内容 1 3 1 研究范围 ( 1 ) 生活垃圾的范围与界限与建筑、工业垃圾 论文的研究对象是生活垃圾，是指人们在日常生活和活动中产生的固体废弃 物，包括居民生活垃圾、公共场所和街道清扫垃圾、医院生活垃圾、商业生活垃 圾等。不包括建筑垃圾中的砖瓦、混凝土等房屋结构材料及市政修建渣土；不包 括工业垃圾中的轻工业、重工业加工废物，集中供热、供暖锅炉燃料废渣等。 ( 2 ) 景观化的范围与界限与资源化 生活垃圾资源化技术层面，“通过物理、化学、生物等各种方法从垃圾 中或处理过程中回收有用物质和能源为主要目的的处理过程。”【1 】 生活垃圾景观化美学层面，景观设计师通过发掘垃圾潜在的价值，将回 收处理过的各类垃圾材料赋以各种艺术包装，将其应用到设计中。 可以说，资源化是一种功能性处理，景观化是艺术性处理，其属性、用途和 分管的部门都有所不同。 ( 3 ) 技术的范围与界限 本文重在分析生活垃圾的各种景观化艺术手法和应用途径，而对再利用生产 流程、施工工艺、细部处理等由于篇幅和研究侧重点不同，则少有叙述。 ( 4 ) 指标的范围与界限 本文从生活垃圾景观化的物理、化学、生物、经济、环保等指标进行分析， 【1 嗅文伟，城市生活垃圾资源化，北京：科学出版社。2 0 0 3 4 第一章绪论 由于目前景观化的指标体系尚未有研究成果，理论和技术依据较少，故只论述到 建构层面，对材料使用性能和使用周期未做测试。 1 3 2 研究内容 ( 1 ) 生活垃圾资源化现状： “垃圾是放错地方的资源”，这个观点已经得到越来越多人的认可，研究生 活垃圾的景观化首先要从资源化入手，从生活垃圾种类、处理方法等资源化的技 术层面上探讨并深入研究垃圾潜在的美学，景观化价值，即在充分实现其物质功 能后发掘其承载的精神功能。 ( 2 ) 景观要素用材分析 对景观的各类要素按用材进行分类后，从材料的性能入手，探讨景观中可用 的垃圾材料，分析其使用方式、方法和相比于普通材料的优点。 ( 3 ) 生活垃圾造景应用 总结生活垃圾的各种可操作的造景艺术手法和应用途径，结合现有实例进行 分析，并通过建立生活垃圾景观园，阐述生活垃圾的造景应用的一些构造方法。 ( 4 ) 景观化指标体系及可行性分析 生活垃圾的景观化从提出到实践也需要技术性指标体系理论的支持。从物 理、化学、后评价、经济成本等进行分析，探讨生活垃圾的景观化应用前景。 第一章绪论 1 3 3 研究框架 表i - i 论文研究框架 6 第一章绪论 1 4 研究方法 本论文的完成主要采用以下几种方法： ( 1 ) 参考相关文献、书籍：收集有关生活垃圾资源化原理和技术、固体废 弃物生命周期、景观设计要素、景观构造与结构、各类建材的性能和施工工艺等 理论研究，确定论文研究方向。 ( 2 ) 实例分析法：对国内外生活垃圾景观化应用实例、施工工艺、成功经 验进行论述，选取两个实践程作为案例，进行深入分析。 ( 3 ) 建立理想化景观园：在前文理论研究基础上，选取小区绿化案例，建 立生活垃圾景观园、分析构造做法。 ( 4 ) 问卷调查：以调查大众对生活垃圾景观化的接受度为目的，展开问卷 调查。 ( 5 ) 综合分析法：结合上述各种方法，并运用图表分析法、对比分析等研 究方法，进行科学、全面的分析，得出论文结论。 7 第二章生活垃圾资源化 第二章生活垃圾资源化 2 1 城市环境问题和资源危机 城市的出现是人类走向成熟和文明的标志，同时，城市也带来了环境、交通、 住宅及一系列社会问题。到目前为止已经威胁人类生存并己被人类认识到的环境 问题主要有：全球变暖、臭氧层破坏、酸雨、淡水资源危机、能源短缺、森林资 源锐减、土地荒漠化、物种加速灭绝、垃圾成灾、有毒化学品污染、噪音污染等 众多方面。其中资源危机尤其凸现。 资源是否能得到合理利用，和城市环境有着密切的联系。对于一系列已经发 生的或正在发生的资源危机我们能做的有许多，无论是从政策导向、环境教育、 公众参与还是监督、奖惩机制，无非是本着可持续发展的眼光和目标遏制能源危 机的加剧。持续性或可持续发展是指：“既满足当代人的需要，又不损害后代人 满足其需要的能力的发展( w c e d ，1 9 8 7 ) ”，因此，合理地、充分地利用资源； 对初次使用后的资源进行科学有效的回收再利用；积极利用无污染或少污染的资 源，是改善环境和缓解资源危机的基本措施。 随着经济水平的提高，现代化城市不断出现，各种生活垃圾随之产生。据统 计，截止2 0 0 5 年底，我国城市生活垃圾年产生量约2 亿吨左右。目前我国城市 生活垃圾总量位于世界高产国前列，增长率居世界首位，垃圾年产生量以8 一1 0 的速度增长，少数城市则达到1 5 2 0 。专家预测，我国城市垃圾2 0 1 0 年将达 到2 6 4 亿吨，2 0 3 0 年达到4 0 9 亿吨，2 0 5 0 年达到5 2 8 亿吨【l 】。垃圾一直被认为 是放错地方的资源，生活垃圾的资源化对减缓城市环境恶化和资源危机是大有作 用的。 2 2 生活垃圾的分类及处理方式 生活垃圾主要成分包括厨余物、废纸张、废玻璃、废织物、废塑料、草木、 灰土、砖瓦等。我国每人每日垃圾平均产量因地区气候、生活习惯和家用燃料、 消费水平等有所差异，一般在1 2 千克。其中有机垃圾所占比例大于无机垃圾， 且日益增多，可燃物增多，可利用价值增加。相比于工业垃圾和建筑垃圾，生活 1 1 唳吉聪，董仁杰，城市固体生活垃圾处理国际经验与国内实践，水工业市场，2 0 0 7 。( 5 ) ：3 0 , - - 3 1 8 第二章生活垃圾资源化 垃圾所占比重大，而且分布广泛，回收和处理的难度大。 生活垃圾按产生源、不同成分、利用价值、对环境的影响、处理方法等不同 国家有不同的分类标准和方法： 按其物性，分为有机物和无机物；按其危害状况分为有毒、有害废物和一般 废物；按不同处理方法要求分为可燃物与不可燃物，可堆肥物与不可堆废物，可 回收物与不可回收物。如在日本分为可燃( 纸屑、木料、纤维等) ，不可燃( 金 属、玻璃、陶瓷器具等) ，杂品( 家具、电器、厨具、车辆等) 和含水银垃圾( 干 电池、体温计等) 。 本节根据生活垃圾的组成物性，分为有机物、无机物、其它垃圾及生活污水 四大类【1 1 。 2 2 1 有机物 ( 1 ) 食品类 食品垃圾指家庭厨卫、单位食堂、餐厅、饭店、菜市场、水果店等处产生含 水率高，易腐烂的食品和果皮垃圾、泔脚以及粪便等，这部分垃圾热值低，却易 生物降解。 食品类垃圾主要是通过生物转化技术处理，有堆肥、沼气化及填埋气回收利 用三种方式。堆肥就是依靠自然界分布的细菌、真菌等微生物，在一定人工条件 下，有控制地促进可被生物降解的有机物向稳定的腐殖质转化的生物化学过程， 最终产物是富含腐殖质的有机肥料。据统计，每吨厨余垃圾经堆肥处理可产生 o 3 吨有机肥料。沼气化是有机物在厌氧( 无氧) 和保持一定水分、温度、酸碱 度条件下，经过微生物的发酵分解作用产生的以甲烷为主的气体混合物的过程。 填埋气技术指生活垃圾被运到卫生填埋场后，垃圾中有机物的可生物降解成份开 始进行细菌分解，产生二氧化碳、甲烷、氮气等气体。生物转化产生的气体可用 于直接作为燃料( 需净化、提高纯度) ，发电，产生蒸汽供热等。 ( 2 ) 纸类 主要包括家庭、办公场所、流通领域等产生的纸类废弃物，这部分垃圾属于 易燃有机物、热值高。 废纸是造纸的首选材料，回收利用率最高可达8 0 ，比起木材造纸，大大减 少了对环境的破坏。回收处理废纸的方法有两种：机械处理法和化学处理法。机 械法不用化学药品，废纸经破碎制浆后，通过除渣器除去杂物，用水量很少，水 污染较轻，但由于没有脱墨，只能用来制造低档纸或纸板。化学法主要用于废纸 f l l 吴文伟，城市生活垃圾资源化，北京：科学出版社，2 0 0 3 9 第二章生活垃圾资源化 脱墨，原料常用新闻纸、印刷纸、书写纸等。废纸的再生处理分为制浆、筛选、 除渣、洗涤和浓缩、分散和揉搓、浮选、漂白、脱墨等。 ( 3 ) 塑料类 指塑料、皮革、橡胶等废弃物，以农膜为主体的农用塑料、包装用塑料、日 用品是废塑料的主要来源。日常生活中的废塑料有包装材料：包装袋、包装盒、 包装绳、家用电器的p s 泡沫塑料减震材料等；一次性塑料制品：饮料瓶、牛奶 袋、罐、盆等；非一次性用品：各类器皿、塑料鞋、灯具、文具、炊具、化妆用 品等。这部分垃圾也属于易燃有机物，热值高，但难以生物降解，还会污染环境 危害人畜健康，造成严重的后果。现如今人们的生活已离不开塑料袋，几乎所有 的食物都可以用塑料来封装。要阻止废塑料的增多，需要尽可能实现减量化和最 大程度的循环利用。 a 废塑料的处理方式主要有焚烧和填埋，然而焚烧释放的有害气体及填埋后 不易降解产生的二次污染，因此使得废塑料的回收利用意义重大。废塑料的回收 及处理技术主要有几种： 一是通用热塑性树脂再利用：聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等可用于：土木工 程及建筑材料，例如用于合成木材、进入孔盖、仿真木材和作物支架；农业和渔 业中使用的材料；各种产品例如容器、盒式磁带盒和玩具中的材料。废塑料经过 分选、预处理、熔炼、造粒、成型等工具再生。 二是用作高炉中的还原剂：用磨碎的废塑料代替焦炭和粉煤从高炉底部进料 做还原剂。 三是用作热再循环：利用焚烧产生的热量供热或发电。 四是废塑料裂解制油：通过加热或加入一定的催化剂使塑料分解，以获得聚 合单体、柴油、汽油和燃料气、地蜡等。 b 废橡胶的处理方式 废橡胶中的主要成分是废轮胎，其处理可以分为六类：整体再利用、制造再 生胶、生产胶粉、焚烧转能、热解回收和掩埋储能。轮胎再用是指旧轮胎经局部 修补、加工、重新贴覆胎面胶之后，进行硫化，恢复其使用价值的一种工艺流程。 再生胶是指旧橡胶经过粉碎、加热、机械处理等物化过程，使其弹性状态变成具 有塑性和粘性的，能够再硫化的橡胶，这是利用废旧橡胶的主要方式。胶粉是轮 胎整体粉碎后得到的密度极小的橡胶粉粒。其用途广泛，不但可以用于橡胶工业， 直接成型或与新橡胶并用做成产品，也可以用于非橡胶工业，如改性沥青路面、 改性沥青生产防水卷材、建筑工业中用作涂覆层和保护层等。此外，废轮胎经过 热裂解，可提取具有高热值的燃料气，富含芳烃的油以及炭黑等有价值的化学产 品。其燃烧灰经粉碎后与水泥混合可构成多孔混凝土渔礁。 1 0 第二章生活垃圾资源化 ( 4 ) 织物、纤维类 指纺织类废弃物，如旧衣物、饰件、旧床上用品、桌布、窗帘、地毯、毛毯、 包装材料、毛绒玩具等，属易燃有机物、热值较高，主要的处理方法有再生法、 燃烧法、降解法和降级循环法。 随着人们生活水平提高，衣服更新周期缩短，纺织纤维类制品的废料逐渐增 加，以旧衣物占主要含量。尤其涤纶、锦纶、丙纶和腈纶等合成纤维是由石油提 炼时的废气经收集化学聚合加工而成，降解性极差，其废弃纤维对环境污染的威 胁亦十分严重，因此更需要加以回收利用【l 】。我国纺织废料传统的做法是回收后 加工成单纤维，再回用于纺织业。纺织物通过分类、分拣、啄松、切断、开布、 开松、梳理、消毒、加工成型等工序，生产出可再用的再加工纤维产品。例如： 将洗净后的棉纤维废料与新棉或其它纤维混合生产纱线；部分废料可以被再加 工，用于生产工业和医疗填絮、手术用棉、室内装饰材料和非织造纺织品；将聚 酯废料研磨成微粒后，用来纺丝或生产非织造纺织品、多层复合纺织品，或在 d r e f 摩擦纺纱装置上生产特殊纱线，以此作为其它纱线的覆盖层【2 】。而如今， 纺织类废料已广泛应用于医疗行业、造纸工业、建筑工程、汽车工业等领域。如 制作隔音毡、汽车隔热保温垫、装饰板材、用旧布料生产各种用途的纸、用废棉 制成硝化纤维、脱脂棉、微晶纤维( 水解纤维素) 及刹车制动片等、废蚕丝用作人 造皮肤、人造血管、隐形眼睛等。 ( 5 ) 木材类( 包括树枝、落叶) 包括各种木材废品，如家具、地板、竹、木质装饰物、餐饮业中的一次性木 制品抛弃物( 如卫生筷子、牙签、雪糕棒等) 、树枝及落叶等。木材与纸类同属 纤维类有机物，易燃且热值较高。木质材料质轻、高强、美观、加工容易、加工 能耗小，是当今世界四大材料( 钢材、水泥、木材和塑料) 中唯一可再生和再循 环利用的绿色材料和生物资源。 废木材在木材加工厂利用机械或化学处理方法，可制造木质人造板、木屑板、 纤维板、地板、各类家具、润滑材料、氨基木材等产品f 3 】；其余的可燃物可作为 工业燃料卖给发电厂用于发电，产生热量；以木料、树枝等加工成的木粉和废旧 塑料为主要原料，可制成木塑产品，实现资源回收利用；草坪修剪后的草屑可以 用作饲料；修剪产生的树枝可用于园林绿化和造纸、造板用材；木材残渣、落叶 可经过堆肥处理成为优良的有机肥料。 l l 壤愉发，废弃纺织品的综合利用，江苏纺织，2 0 0 7 ，( 回：6 8 6 9 2 1 黄晓梅，唐虹，严轶，纺织废料的处理与生态问题纺织科学研究，2 0 0 0 ，( 0 3 ) ：1 3 1 5 1 3 】徐长妍，徐梦熹，木质包装废弃物的资源化利用途径，中国包装，2 0 0 3 ，( 3 ) ：l 弘1 6 l l 第二章生活垃圾资源化 2 2 2 无机物 ( 1 ) 炉渣和灰土 包括煤灰和街道清扫土，这部分垃圾的含量多少主要取决于城市燃料结构， 随着家庭燃料构成由原来的煤转化为煤气、电力，使得原来废弃物中占有很大比 重的炉渣大量减少。 炉渣和灰土集中后经过固化处理可用于工程、建筑中制砖、水泥材料。 ( 2 ) 玻璃 指各种玻璃器皿及玻璃制品，如啤酒瓶、罐头瓶、化妆品容器、灯泡、玻璃 窗户、玻璃门等。玻璃的再利用率相比其他生活垃圾中比重要高，在瑞士6 0 的玻璃瓶用废玻璃回炉制造。生产玻璃的原料、能源消耗极高，尤其是熔炼有色 玻璃使用的原料大都不可再生，因此普遍采用“石英一玻璃一废玻璃一代石英一 玻璃”的循环方式。回收的废玻璃经过分类、清洗后，一部分经过挑选重新使用， 如制镜和做玻璃饰面材料；一部分经过加工、粉碎后掺入配合料中熔化玻璃。 ( 3 ) 金属 指各种饮料的金属包装壳( 易拉罐) 、零碎的金属品以及油漆、无用的钥匙 和锁具及化妆品、涂料等含有重金属的物品。 在金属工业中，原料来源一是天然矿石资源；一是废金属回收。近年来，我 国金属产量迅速增长，主要以原生金属冶炼为主，而金属的循环利用率低，致使 废金属指数较低。废金属指数是衡量一个国家废金属资源的指标，金属工业中充 分利用废金属不仅缓解原生资源匮乏的危机，还能充分循环利用资源。因此，废 金属的回收利用尤其重要。回收来的废旧金属先经过挑选，将边角余料等可直接 利用材料进行加工，以最大限度地利用可用材料；再对不可再利用的废料进行拆 解、打包、压块，。以提高废钢铁的入炉质量。多拆解、细挑选、精加工、先利用、 再回炉，使回收利用率大大提蒯。 2 2 3 其它垃圾 ( 1 ) 废电池 指锌二氧化锰酸性电池、锌二氧化锰碱性电池、镍镉充电电池、铅酸蓄电 池、锂电池、氧化汞电池、氧化银电池、锌空气纽扣电池等。由于电池种类多， 处理方法有很大差别，普遍采用的有单类别废电池综合处理技术及混合废电池综 合处理技术两大类。而单类别中有废旧干电池回收处理：通过湿法和火法将金属 1 坊有祥浙江临安废旧金属回收利用现状、存在的问题及对策，中国资源综合利用，2 0 0 4 。( 8 ) ：9 1 2 第二章生活垃圾资源化 汞和其他有用物质回收，并处理废气、废液和废渣。生成金属锌、电解二氧化锰、 化工产品( 立德粉、氧化锌等) 、化肥等；铅酸蓄电池广泛用于汽车、摩托车的 启动，应急灯设备的照明等，其回收主要以废铅的再利用为主，还包括废酸及塑 料壳体的利用，由于其体积大、易回收，目前国内废铅酸蓄电池的回收远高于其 他种类废电池。废旧镍镉电池回收处理也是利用湿法和火法实现镍、镉的分离和 回收。对于混合电池目前采用的主要技术为模块化处理方式。即首先对所有电池 进行破碎、筛分等预处理，然后依据电池中汞、镉、锌、镍、铁等金属不同的熔 沸点通过火法、火湿混合处理法按类别分选。 ( 2 ) 电子废弃物 随着生活水平提高，电子类消费品大幅度增加，更新换代的加速以及高昂的 修理费用，使得电子废弃物的比重越来越大。电子废弃物指废弃的各类家电，如 电视机、电脑、冰箱、洗衣机、灯泡、灯管和手机、电话机类的通讯设备以及汽 车等。 长期以来我国电子废弃物的运行渠道基本上是：旧货回收、低层次用户使用、 拆解零件( 或更换用途) 、遗弃的运行模式【l l 。这类处理方式除了易带来漏电、 漏氟、打火、燃烧的事故外，对环境的危害巨大。电子废弃物的资源化包含两层 含意：一种是重新使用，即将废弃的电子产品进行修理和升级已延长使用寿命； 另外，还可以将其进行分类回收和拆卸，拆卸后分为金属零件、多氯联苯、包装 材料、塑料零件和阴极射线管五类，再经过熔炼、电解、精炼等一系列过程回收 金属类( 包括金、钯、铂等贵重金属) 和非金属类。 表2 - 1 常见电器的材料组成及其所占比例f 2 】 材料 电视机电冰箱洗衣机空调机 钢铁 1 0 5 05 35 5 铜3441 7 铝2337 塑料 2 34 0 3 61 1 玻璃 5 7 其他 5341 0 废旧电器中含有大量有毒有害物质，如电冰箱、空调机的制冷器和保温隔热 材料中含有氟利昂；电脑、电视机显像管玻璃中含有大量的铅。在资源化处理过 程中，要通过可行的技术手段、可接受的经济成本来处理这些有毒有害物质。 ( 3 ) 医疗废弃物 根据医疗废弃物焚烧技术设备要求( c t t 3 0 8 3 1 9 9 9 ) 中，医疗废弃物指 “城市、乡镇中各类医院卫生防疫、病员修养、医学研究及生物制品等单位产生 l l 堪由才，生活垃圾资源化原理与技术北京：化学工业版社，2 0 0 2 1 2 悯利，废旧电器再生利用项目可行性研究方法与实务，北京：化学工业版社，2 0 0 8 1 3 第二章生活垃圾资源化 的废弃物。”家庭中的过期药品也属此类。医疗废弃物危害大，处理技术要求高， 主要有消毒、焚烧、填埋三种。由于不能保证消毒的彻底性和管理上的难度，医 疗废弃物一般不提倡再次回收利用。 ( 4 ) 有毒、有害物品 旧荧光灯管、废灯泡、碎瓶胆等，而应归于有毒有害垃圾类别，采用安全处 理填埋。 2 2 4 生活污水 生活污水包括冷却水、洗浴排水、盥洗排水、洗衣排水、厨房排水、厕所排 水等。据我国住房与城乡建设部统计，2 0 0 7 年末，城市共有污水处理厂8 8 3 座， 污水日处理能力7 1 3 8 万立方米，城市污水年处理总量2 2 7 亿立方米，城市污水 处理率6 2 8 ，其中污水处理厂集中处理率为4 9 6 。我国是水资源匮乏的国家， 但是污水排放量占开采量比重大，也就是水资源回收利用率低。据估算，城市供 水量的8 0 变为城市污水排入管网中，收集起来再生处理后7 0 可以安全回用， 即城市供水量的一半以上，可以变成回用水，因此生活污水再利用可以很大程度 解决水资源问题。 生活用水中的优质排水( 盥洗排水、淋浴排水、洗衣排水等) 作为中水水源， 经污水处理，水质满足一定的标准后，可供杂用，也可用作城市绿化用水、厕所 冲洗水、洗车用水、清扫用水、景观用水、消防用水、工业冷却水等，见表2 - 2 。 而厨房排水和厕所排水经处理后成为市政排水。目前国内外生活污水处理中水回 用普遍采用的方法是两级生物处理加混凝过滤及消毒工艺。 表2 - 2 居住区中水回用系统图示1 1 1 城市下水污泥中含有固体颗粒及其絮结的絮状物，各种胶体、有机质及吸附 1 1 l 朱鹏飞，对居民小区中水回用系统应用的研究，河北建筑工程学院学报，2 0 0 8 ，2 6 ( 2 ) ：6 3 1 4 第二章生活垃圾资源化 的金属元素、病毒、微生物等多种物质，城市下水污泥的处置包括：消化处理污 泥，并利用沼气发电；焚烧处理后利用焚烧产生的热值；堆肥农用或处理后做建 筑材料等1 】；利用下水污泥焚烧灰还能开发出普通砖、陶瓷透水砖、建筑红砖等 工程用材。研究表明，利用污水处理厂生物污泥代替部分黏土配料可烧制出符合 国家标准( 轻集料及其试验方法g b t 1 7 4 3 1 1 1 9 9 8 ) 要求的超轻质陶粒。 2 3 资源化途径 生活垃圾资源化不仅仅是垃圾回收利用设施的建设，而是一个从产生源头开 始，通过分类、收集、循环利用、再生产品进入市场的一个系统过程。生活垃圾 从地域特征上可分为城市生活垃圾和农村生活垃圾，农村由于其社会结构和生活 方式的差异在生活垃圾的处理上和城市有所不同。 改革开放以来，农村生活水平和生活方式的变化改变了传统农业社会的废物 循环体系，据统计，目前每年农村约产生1 8 亿吨生活垃圾。“村民收入水平的 增长、实际务农劳动力的减少、家庭养殖的萎缩、燃料的气体化和水冲卫厕的普 及均与垃圾产生量呈正相关。”1 2 】在垃圾逐增的形势下，农村由于国家城乡分治 的政策、基础设施规划建设不完善，资金缺乏，无主管理等原因，生活垃圾普遍 是采用随意倾倒、临时堆放、简单填埋、焚烧等方式。部分地区由村委会组织收 集至垃圾池，再集中运往临近低洼地或沙坑掩埋，只有少数经济发达的村镇及近 郊农村生活垃圾处理纳入城市环卫系统。鉴于农村生活垃圾资源化水平远不如城 市，因此本节内容主要围绕城市生活垃圾资源化展开。 随着生活垃圾的资源化研究深入许多学者提出“生命周期”的观点。废弃物 生命周期可以认为是废弃物从其摇篮( 当一件物品失去价值，并且通常是丢在废 弃物桶的时候) 到其坟墓( 通过生产有用的物质或能量而使价值恢复的时候) 的 一段旅程：或者是把废弃物转变成进入水体、空气的排放物或转变成搁置在填埋 场中的惰性物质的过程【3 】。丢在垃圾桶中的废弃物恰恰是生命的开始，为了将这 些仍具有剩余价值的资源合理回收分类、再加工创造价值，产生了许多生活垃圾 资源化技术。 实现城市生活垃圾资源化的途径主要有三种：回收利用、转换利用、转换能 源，见表2 3 。 【1 i 李琼，肖作兵，奚旦立，资源回收与可持续发展，中国资源综合利用2 0 0 2 ，( 1 1 ) ：4 0 0 l 口l 刘永德。何品晶，邵立明等，太湖流域农村生活垃圾产生特征及其影响因素，农业环境科学学报，2 0 0 5 ， 2 4 ( 3 ) ：5 3 3 5 3 7 1 3 l f o r b e sm c d o u g a l l 等著城市固体废弃物综合管理生命周期的视角( 诸大建等译) ，上海：同济大 学出版社，2 0 0 6 1 5 第二章生活垃圾资源化 表2 3 城市生活垃圾资源化技术框图【1 】 2 3 1 废弃物回收利用 回收利用的经济和生态效益十分显著，每回收1 吨废纸可造纸8 5 0 千克，节 省木材3 0 0 千克：废铁、有色金属可作冶金材料，每回收1 吨废钢铁可炼好钢 0 9 吨。回收垃圾中废品的方法有两种：垃圾分类收集和废品回收、混合垃圾分 选回收。 ( 1 ) 垃圾分类收集和废品回收 a 垃圾分类收集 垃圾分类收集是在垃圾产生源头按不同组分分类的一种收集方式。近些年， 随着经济的发展，我国垃圾中纸类、织物等有机物和可回收物的含量逐年提高， 越来越显示出分类收集的必要性。实践证明，垃圾分类收集不仅降低回收成本， 提高回收率和回收废品质量促进资源化，也有利于垃圾处理。目前我国已经在北 京、上海、广州等有一定基础和良好社会支持环境的城市作为试点开展生活垃圾 【1 嗅文伟，城市生活垃圾资源化，北京：科学出版社，2 0 0 3 1 6 第二章生活垃圾资源化 的分类收集。 b 废品回收 我国传统的做法是城市居民通常将生活中产生的有价废物挑选出来出售，其 余废品扔到垃圾桶中，采用混合收集方式收集垃圾。这种直接回收废品方式对减 少垃圾用量起到不可低估作用。回收对象多集中为废旧报废旧书刊、废旧金属等 利润高的物质，而对废旧塑料、玻璃制品、废电池等的回收不重视，使得废品回 收的种类少，回收率比较低。 ( 2 ) 混合垃圾分选回收 混合垃圾回收利用时，分选是重要的操作工序，分选效率成为决定回收物质 价值和市场销路的重要因素。以往，广泛采用的城市垃圾分选方法是从传送带上 进行手选，然而，这种方法效率低，不能适应大规模的垃圾资源化再生利