（安全技术及工程专业论文）沈阳市分类收集有机垃圾特性及生物降解力的研究.pdf

沈刚航空工业学院硕十学位论文 a b s t r a c t w i t ht h ef a s td e v e l o p m e n to fe c o n o m y , e n h a n c e m e n to fp e o p l e ss t a n d a r do fl i v i n g ， i n c r e a s i n go fu r b a np o p u l a t i o na n ds p e e d u po fu r b a n i z a t i o n ，t h eg e n e r a t i o no fm u n i c i p a l s o l i dw a s t e ( m s w ) h a sh e a v i l yr i s e n ，t h ee l e m e n t so fm s wh a v ec h a n g e d t h i sn o to n l y b r i n g sag r e a th a r mo nu r b a ne n v i r o n m e n t ，b u ta l s oh i n d e r su r b a ne c o n o m i cg r o w t h m y p a p e rf i r s tt i m eq u o t e ss o u r c es e p a r a t i o nm s w c o l l e c t i o ns y s t e mi ns h e n y a n g ，c o n t r o l l i n g t h eq u a l i t yo fm s wf r o ms o u r c e ，i ti sv e r yc r u c i a lf o rt h ed i s p o s a la n ds y n t h e t i cu t i l i z a t i o n t ob u i l dm s w s o r t i n gc o l l e c t i o ns y s t e mi no r d e rt or e d u c et h eq u a n t i t yo f m s w i nt h i sp a p e r , a u t h o rr e s e a r c h e st h ea t t i t u d ea n db e h a v i o ra b o u tb m ws o u r c e s e p a r a t i o nt h r o u g h2 0 0 5 2 0 0 6t w oq u e s t i o n n a i r e ，a s s e s s i n gp u b l i cp a r t i c i p a t i o nr a t ea n d s e p a r a t i o nq u a l i t yo f b m w ，i n v e s t i g a t i n gt h eq u a n t i t ya n dc o m p o s i t i o no f m s w 、b m w a n dr m w b yt w oc o l l e c t i o nt e c h n i q u e s i ns h e n y a n g ， c o m p a r i n gt h ep h y s i c a la n d c h e m i c a lc h a r a c t e r s ，s p e c i a l l yt h ec o m p a r eo f h e a v ym e t a la n do r g a n i cp o l l u t i o ni nb m w a n dc a l o r i cv a l u ei nr m v q b yt w oc o l l e c t i o nt e c h n i q u e s i n v e s t i g a t i o n so nt h ea e r o b i cc o m p o s ta n da n a e r o b i cd i g e s t i o nb i o d e g r a d a b i l i t yo f h o u s e h o mb i o o r g a n i cw a s t ei nl a b o r a t o r ys c a l e t h ec o m p o s t i n ge x p e r i m e n t su s ea e r o b i c c o m p o s tr e a c t o rd e s i g n e db yo u r s e l v e st ot r e a tw i t hb m w ，m o n i t o r i n ga n dc o n t r o lo f p r o c e s sp a r a m e t e r sd u r i n gc o m p o s t i n g ，i n v e s t i g a t i n gt h eb i o d e g r a d a b i l i t y ，a n a l y z i n gt h e h e a v ym e t a la n do r g a n i cp o l l u t i o ni nc o m p o s t i n gp r o d u c t i o n ，a s s e s s i n gt h eq u a l i t yo f c o m p o s t ；b a t c hd i g e s t i o no fs o u r c es e p a r a t i o nb i o l c l g i c a lm u n i c i p a lw a s t e ( b m w ) w a s c a r r i e do u tu n d e r3 7 cf o r5 0d a y s ，i n v e s t i g a t i n gt h eb i o g a sp r o d u c t i o nc h a r a c t e ra n dt h e i m p a c to nb i o g a sp r o d u c t i o ne f f i c i e n c yb ya d j u s t i n gp h ，a s s e s s i n gt h eb i o g a sp o t e n t i a l s a n du l t i m a t eb i o d e g r a d a b i l i t yo fs o u r c es e p a r a t i o nb m wi na d ，e s t a b l i s h i n gt h eu n i t a r y l i n e a rr e g r e s sm o d e lo fs h e n g y a n gb m w b i o g a sy i e l dw i t ht sa n d v s k e yw o r d s ：m s w ：b i o o r g a n i cm u n i c i p a lw a s t e ；s o u r c es e p a r a t i o n ；w a s t e u t i l i z a t i o n ； c o m p o s t ；a n a e r o b i cd i g e s t i o n i i 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文是本人在导师的指导下独 立完成的。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个 人或集体已经发表或撰写过的作品或成果，也不包含本人为获得 其他学位而使用过的成果。对本文研究做出重要贡献的个人或集 体均已在论文中进行了说明并表示谢意。本声明的法律后果由本 人承担。 论文作者签名：吗磊 2 口6 了年，月弓日 版权授权说明 本人授权学校“有权保留送交学位论文的原件，允许学 位论文被查阅和借阅，学校可以公布学位论文的全部或部分 内容，可以影印、缩印或其他复制手段保存学位论文 ；愿意 将本人学位论文电子版提交给研究生部指定授权单位收录和 使用。学校必须严格按照授权对论文进行处理，不得超越授 权对毕业论文进行任意处置。 授权人：鸿磊 2 d 忡j 月弓le l 沈阳航空 业学院硕十学位论文 第1 章引言 中国城市经济的快速发展，使得居民的生活水平日渐提高，居民的生活方式也 发生了巨大的变化，导致城市生活垃圾产量急剧增加，城市垃圾成分也发生了较大 的变化。城市生活垃圾处理及其资源化综合利用，是关系到国计民生、环境保护的 重大课题。 城市生活垃圾的污染是当今世界各国所面临的一个重大环境问题，目前，据统 计全国城市人口垃圾年产量超过1 5 亿吨，累计夫堆存量6 0 亿吨，我国城镇生活垃 圾日产量人均为o 7 1 0 埏，有些城市己经到了垃圾围城的地步1 1 】。城市化步伐的加 快促进城市生活垃圾量大幅增加，使其处理越来越困难，并为此付出了高昂的代价。 由于目前我国城市，尤其是经济实力较弱的城市普遍采用市郊露天堆放，许多城市 的边缘、郊区往往是垃圾遍布、污水横流、有机物分解产生的恶臭，对大气、土壤、 水体环境造成了严重污染。不仅影响城市环境质量，而且威胁着国民的健康，成为 社会公害之一。所以，必须及时处理使其无害化、减量化【2 1 。因此，城市垃圾的无害 化、减量化处理技术，是关系到保护和改善国民生活、生态环境、防治污染、改善 传统发展模式，使国民经济发展与环境保护相协调的重要内容之一。 目前，我国垃圾处理方式主要是填埋，占垃圾总处理量的7 9 2 ，此处理方式， 不仅浪费了资源，而且占用大量土地，污染水源和环境，危害人民身体健康，同时 这种处理不能完全适应我国垃圾数量及成分的变化。其次为堆肥法，约占垃圾处理 量的1 8 8 ，堆肥法虽资源化程度高，但堆肥的卫生条件差，生产有机肥料肥效较低、 成本高，同时存在重金属等二次污染问题，传统上城市混合来直接堆肥处理目前难 以达到实用效果；而垃圾焚烧处理甚微。但城市生活垃圾中的有机物含量越来越多， 特别是近年来，其中废塑料等高热值废物的增加尤为明显。因此，垃圾焚烧处理在 垃圾综合处理中的比重有所增加，但由于城市垃圾中的废塑料成分不仅会在焚烧过 程中造成炉膛局部过热，从而导致炉膛及耐火衬里的烧损，而且垃圾焚烧设备一次 性投资大，垃圾直接燃烧热利用低同时也是剧毒污染物一一二恶英的主要发生源。 因此，该法目前在我国应用很少。 沈阳航空工业学院硕士学位论文 因此，如何促进城市生活垃圾资源化与能源化利用是当今社会面临的重要课题， 传统上垃圾直接卫生填埋、堆肥、焚烧等处理方式应该加以改进，垃圾分类的理念 应被人们所接受，分类后的垃圾综合处理才是城市生活垃圾资源化与能源化的唯一 出路。本论文就是在沈阳市开展“城市生活有机垃圾资源化与能源化利用”活动的 基础上展开的，在沈阳地区首次提出生物有机垃圾源头分类新理念，目的在于了解 在沈阳这样的大都市开展以生物有机垃圾为主的源头分类活动的可行性，同时对源 分类后的生物有机垃圾进行生物处理，研究其资源化利用的潜能，为城市生活垃圾 的处置寻找一条符合自己的道路，解决当前的环境问题。 一2 沈刚航空丁业学院硕士学位论文 第2 章城市生活垃圾、管理体制及分类方式 2 1 城市生活垃圾的介绍、管理法规及管理体制 2 1 1 城市生活垃圾的介绍 固体废物( s o l i dw a s t e ) 是指人们在生产建设、日常生活和其他活动中产生的污 染环境的固态、半固态废弃物。从固体废物的来源上大体可以分为工业固体废物、 农业固体废物、有害固体废物和城市固体生活垃圾四大类【1 1 。 生活垃圾( m u n i c i p a ls o l i dw a s t e ，简写为m s w ) 是指城市居民日常生活或为城市 日常生活提供的服务活动中所产生的固体废物，城市生活垃圾包括城市居民的生活 垃圾、商业垃圾、市政维护和管理中产生的垃圾，而不包括工厂所排出的工业固体 废物。城市垃圾的种类繁多，主要有食物垃圾、纸、木、布、金属、玻璃、塑料、 陶瓷、器具、杂品、燃料灰渣、碎砖瓦、脏土、树叶、动物尸体、粪便等等。其中 许多成分属于有机物、能够腐烂而产生恶臭，影响居民生活，同时很多成分可以回 收再利用，如处理不善，将严重影响城市的卫生环境和城市的容貌。同时城市生活 垃圾的发生量随着季节、生活水平、生活习俗、生活能源结构、城市规模和环境因 素而变化。我国目前正处于经济增长时期，经济的迅速发展和城市化进程的不断加 快，使城市垃圾量也成倍增长。不久前召开的“全国城市生活垃圾处理及资源化利 用经验交流会”宣布，我国现在有6 6 8 个城市，2 3 都在垃圾环带的包围中，其中2 0 0 多座大中城市已逐步被垃圾包围。据统计，2 0 0 0 年，我国城市生活垃圾年产量约15 亿吨，而且每年以9 的速度增长【3 】，如果不及时处理，对环境造成巨大的污染。 城市生活垃圾对人类环境的危害主要表现在以下五个方而： l 、侵占土地城市生活垃圾产生以后，需要占地堆放，堆积的量越大，侵占的 土地越多。根据估算，每堆积l 10 4 吨垃圾约占地1 亩【4 】。我国许多城市用市郊土 地设置垃圾堆放场，侵占了大量土地。1 9 9 9 年安徽巢湖地区就发生了农民因不满城 市垃圾侵占土地农田、污染农田湖区而拦截垃圾清运车事件。随着生产的发展和人 民消费水平的提高，垃圾产量的增大，垃圾侵占土地的矛盾将日益尖锐。 2 、污染土壤生活垃圾随意堆放，其中的有害组分容易污染土壤。若直接利用 沈阳航空工业学院硕士学位论文 来自医院、生物制品厂、肉类联合厂的废渣作为肥料施入农田，其中的病菌、寄生 虫等就会使土壤污染。当污染的土壤中病原微生物与其他有害物质随天然降水径流 或渗流进入水体就可能进一步危害人的健康。有害的物质进入土壤后，在土壤中发 生积累，我国西南某市市郊农田长期施用垃圾，土壤中汞的浓度超过本底值8 倍， 铜、铅分别增加8 7 和5 5 1 5 1 ，对作物生长带来危害。 3 、污染水体生活垃圾未经过无害化处理随意堆放，已经造成许多城市地下水 污染。哈尔滨市韩家洼子垃圾填埋场的地下水的色度和锰、铁、酚、汞的含量及细 菌总数等都大大超标，其中汞含量超标2 0 倍，细菌总数超标4 3 倍，大肠杆菌超标 人于1 1 倍【1 1 。贵阳市的两个垃圾堆放场使其附近的饮用水源大肠杆菌超过国家标准 7 0 倍以上，为此市政府拨款2 0 万元进行治理【”，并关闭了这两个垃圾堆放场。 4 、污染大气城市生活垃圾在适宜的温度和温度下，其有机废物被微生物分解 能释放出有害气体，其中释放的甲烷气体发生燃烧，又极容易引起火灾和发生爆炸， 并向空气中排放有害气体。采用焚烧法处理城市生活垃圾也已经成为一些国家大气 污染的主要污染源之一，垃圾焚烧尾气中含有二恶英，日本发现其国家妇女母乳中 就有二恶英；美国的几千座固体焚烧炉中的2 3 由于缺乏空气净化装置而污染大气 1 6 1 。 5 、影响环境卫生我国城市生活垃城的综合利用和清运能力不高，无害化处理 率也很低，部分垃圾堆放在城市的一些死角，严重影响城市貌和环境卫生，对人的 健康也构成潜在的威胁。 2 1 2 城市生活垃圾管理法规及管理体制 经过多年的努力，我国已经基本形成了以中华人民共和国环境保护法和中 华人民共和国固体废物污染环境防治法为基础的固体废物管理体系。 在城市垃圾方面，我国的管理立法始于8 0 年代。1 9 8 6 年国务院转发了建设部等 部门的关于处理城市垃圾改善环境卫生面貌的报告。这份报告对城市生活垃圾造 成的污染及对策提出了很好的建议，正式开始了对城市生活垃圾污染控制的管理。 1 9 9 2 年，国务院颁布了城市市容和环境卫生管理条例，至此，我国固体废物基本 上进入了法制管理。在部门法规中，建设部颁布了“城市生活垃圾管理办法”、“城 一4 沈阳航空工业学院硕士学位论文 市建筑垃圾管理办法”、“城市公厕管理办法”、“城市道路、公共场所清扫、保洁管 理办法”、“城市霓虹灯、广告管理办法”、“城市监察规定”等一系列部颁办法和规 定。 在法规中规定：国务院建设行政主管部门和县级以上地方人民政府环境卫生行 政主管部门负责城市垃圾的清扫、收集、贮存、运输和处置的监督管理工作；省、 自治区、直辖市人民政府城市建设行政主管部门负责本行政区域的城市市容和环境 卫生工作；城市人民政府市容环境卫生主管部门负责本市行政区域的城市市容和环 境卫生工作。建设部城建司下设市容环卫处，具体负责全国城市环境卫生管理工作； 各省、自治区、直辖市建委城建处负责本省、自治区、直辖市环境卫生管理工作； 各城市在建委下设环境卫生管理局代表市政府具体管理全市的环境卫生工作。城市 市容和环境卫生工作实行统一领导，分区负责、专业人员管理与群众管理相结合的 原则，形成了市、区、街道三级管理体制。 中华人民共和国固体废物污染防治法的实施表明固体废物管理在法律这个 层次有了法律依据，但是，有关固体废物管理的部门行政规章也并不系统，就全国 而言，大部分地区尚未颁布有关固体废物管理的专门地方法规。现行的固体废物法 规体系中存在法律规范不够具体，法律责任不够明确，缺少相应的“子法”和实施 细则，在实施上可操作性差，给依法管理带来困难，也不利于建立固体废物综合利 用和处理处置市场运作体系1 7 j 。 我国目前的城市垃圾管理体系难以完全适应市场经济的要求，难以把从事固体 废物处理、处置和综合利用的企业推向市场。现有固体废物处理及资源化体系缺乏 系统的管理协调机制随着改革开放，国民经济的发展和人民生活水平的不断提高， 原有的管理体系己经不能完全适应新的情况，特别是由于行业之间的条块分割，将 垃圾的处理部门和资源的回收利用部门分割开来，没有直接的联系和统一的协调， 影响了我国城市垃圾的资源化和减量化。 目前我国与固体废物处理、处置和资源化相关的部门达近十个，包括建设部、 国家环保总局、商业部、国家发展与改革委员会、科技部、卫生部、全国供销合作 总社等。由于固体废物管理的条块分割，固体废物处理的环境保护标准水平与经济 承受能力、固体废物源头减量、回收利用和处理等关系缺乏协调机制【7 5 1 。 沈刚航空r 业学院硕七学位论文 因此，如何促进城市生活垃圾资源化与能源化利用是当今社会面临的重要课题， 传统上垃圾直接卫生填埋、堆肥、焚烧等处理方式应该加改进，垃圾分类的理念应 被人们所接受，分类后的垃圾综合处理才是城市生活垃圾资源化与能源化的唯一出 路。本次毕业设计是在沈阳市开展“城市生活有机垃圾资源化与能源化利用”项g l 的基础上展开的，目的在于了解在沈阳这样的大都市开展以生物有机垃圾为主的源 头分类活动的可行性，同时对源分类后的生物有机垃圾进行生物处理，研究其资源 化利用的潜能。 2 2 我国城市生活垃圾的分类收集方式 2 2 1 我国城市生活垃圾现盛行的分类收集方式 研究与实践表明，实行垃圾分类收集是城市生活垃圾收集的必然选择。推行生活 垃圾分类收集，从源头上减少垃圾的处理量，可促进城市垃圾资源化。国外许多国 家都在采用生活垃圾分类收集的方法，不仅回收了大量的资源，而且减少了垃圾运 输、处理的费用，简化了处理工艺，降低了处理成本。我国已在北京、上海、广州 等城市开始了试点【1 6 1 。 例如，1 9 9 6 年上海市市容环境卫生管理局首先在普陀区曹杨五村试点进行生活 垃圾分类收集，1 9 9 7 年逐步开展到在全市设立了1 7 个居民生活垃圾分类收集实验点。 1 9 9 9 年9 月1 5 日，上海市人民政府了关于加强本市环境保护和建设若干问题的决 定指出上海市推进生活垃圾减量化、资源化和分类收集工作的总体目标：加快实 施固体废物资源化，积极推进市区生活垃圾分类收集。2 0 0 0 年中心城区生活垃圾分 类收集的地区达到2 0 ，2 0 0 2 年达到4 0 【1 7 】。在生活垃圾分类收集推进工作中，坚 持“政府倡导。社会参与、市场运作、科技支撑”，积极推进居住区生活垃圾分类收 集。截至2 0 0 4 年底，上海中心城区实行垃圾分类收集已达到2 0 9 2 万户，约占全市 居民的5 6 5 。北京和广州也开展了类似的活动。但在中国，绝大部分城市基本上都 是以实现垃圾废物循环利用为目标，重点对塑料，玻璃、金属、纸张等废物的收集 及循环利用，而没有强调在生活垃圾中占主体地位生物有机垃圾的资源利用，因此 在全面开展垃圾资源化利用过程中，不能确保生物有机垃圾“质量”，容易在生物有 机垃圾资源化与能源化利用过程中造成二次污染。 一6 一 沈阳航空工业学院硕士学位论文 2 2 ，2 我国城市生物有机垃圾分类收集方式 广西横县环卫部于2 0 0 0 年正式开始实行垃圾源头分类。至今已扩展到1 3 0 0 0 户 居民，餐馆，学校，农贸市场，小型企业及政府部门，重点强调对生物有机垃圾的 源头分类，对收集到的在城市生活垃圾中占8 0 的有机废物再利用，并能在年生产 力为7 0 0 0 吨的堆肥厂转化为清洁堆肥。对6 6 5 0 名参与者的问卷调查显示8 7 愿意 参加垃圾源头分类，仅有7 不愿意参加。从横县的垃圾源头分类实践中，我们可以 看出，居民是能够支持垃圾源头分类的，同时也是能做好分类工作的。 垃圾资源化与能源化利用不仅要实现对可循环物质的利用，同时还要根据我国 的实际情况，对生活垃圾中含量超过5 0 的生物有机垃圾的利用，因此广西横县成 功开展的生物有机垃圾分类活动对当今的垃圾处理提出新的模式，可是广西横县只 是一个县城，而像北京、上海、广州这样的大都市开展以生物有机垃圾为主的垃圾 分类方式，还没有具体实施。正在此基础上，沈阳开展城市生物有机垃圾源头分类 活动，了解城市居民对垃圾分类活动的态度与行为，同时系统调查分析沈阳城市居 民生活垃圾产量及组分，对源头分类的生物有机垃圾采用生物技术进行资源化与能 源化利用。 2 3 沈阳城市生物有机垃圾分类收集方式 沈阳从2 0 0 4 年开始试点垃圾分类回收，回收的主要方式是在道路旁设置分类垃 圾箱或者挑选分类试点小区，分类的标准是按可回收和不可回收。对设置在路旁的 分类垃圾箱进行抽查，结果显示分类垃圾箱中的垃圾显得很混乱，市民几乎不进行 分类。对试点垃圾分类的小区进行调查，小区里设置了可回收、不可回收以及危险 废物垃圾箱，其中可回收和不可回收垃圾箱设在每单元门前，危险废物箱设在小区 路旁。可回收垃圾箱为带盖铁质箱，不可回收垃圾箱为带盖塑料桶，对两种箱中的 垃圾进行检查，发现可回收垃圾箱中基本上没有可回收物质，或者空着，或者装了 一些泥土沙石这类东西。这也说明当地居民并未按要求进行分类回收。同时在垃圾 清运过程中也是将两种垃圾箱中的垃圾混装后运到填埋场填埋，根本没有起到回收 有用物质的作用。 城市生活垃圾分类处理是实现废物资源化利用的前提，要根据中国垃圾组分的 7 一 沈阳航空工业学院硕士学位论文 实际情况来进行分类，同时要确保分类出来的垃圾在资源化利用过程中避免二次污 染，因此，近年来我国开展的垃圾分类活动虽然取得一定的声势，可是分类的结果 并不好，分类出来的垃圾很少真正做到分类处理，绝大部分又把“分类”垃圾混合 在一起，运送到填埋场直接填埋。基于此情况，沈阳航空工业学院同德国c i m 组织 开展了“沈阳市城市生活有机垃圾资源化与能源化利用”项目，根据中国城市生活 垃圾的实际情况有目的的开展垃圾分类活动，同时倡导源头分类，确保分类出来垃 圾的“质量”，避免垃圾利用过程中造成二次污染，同时对城市生活垃圾的产量、组 分及资源化利用进行系统研究。 沈阳市“城市生活有机垃圾资源化与能源化利用”( w b m w ) 项目是在沈阳 市环保局、城建局及地方居委会的帮助下开展的以生物有机垃圾为主的源头分类活 动，沈阳航空工业学院清洁能源与环境工程研究所作为项目的主办单位负责数据的 采集和后期试验，而本人有幸作为项目的主要实施者参与此项目。 2 3 1 沈阳市城市生物有机垃圾源分类活动的介绍 沈阳市“城市生活有机垃圾资源化与能源化利用”( r r u - b m w ) 活动计划选择 在四个能代表沈阳市城市生活垃圾特性的小区开展垃圾分类活动，其中三个小区开 展初次源头分类，一个小区开展二次源头分类，通过垃圾分类活动了解居民对垃圾 分类活动的态度及行为，同时对不同分类方式，不同区域城市生活垃圾的产量及组 分进行为期一年的数据收集，并分析分类后生物有机垃圾及剩余垃圾的物化特性， 包括：热值、密度、p h 值、电导率、含水率、有机分等；同时对分类出的生物有机 垃圾进行堆肥及厌氧生物处理，了解其生物降解率。 初次源头分类：由居民在家里将家庭生活垃圾按生物有机垃圾和剩余垃圾进行 分类，然后分别投放到设在小区中的有机和剩余两个垃圾桶中，然后由工人取出有 机垃圾桶中垃圾集中运送到堆肥场地进行堆肥。对于剩余垃圾桶中的垃圾进行挑选， 收集可回收的部分，对于既不能堆肥又不能回收的垃圾才由环卫处的垃圾车运到垃 圾填埋场进行最终处置，见图2 1 。 一8 一 沈许l 航空工业学院硕士学位论文 图2 1 城市生活垃圾初次源头分类示意图 图2 2 城市生活垃圾二次源头分类示意图 二次源头分类居民将家庭生活垃圾按传统混装投放到指定垃圾桶，由专人进行 9 一 三鬻渊糊 沈阳航空 ：业学院硕士学位论文 分类，分类标准与初次源头分类相同。分为有机生物垃圾和无机垃圾，将有机生物 垃圾进行堆肥，回收无机垃圾中的可回收部分，对于既不能堆肥又不能回收的垃圾 才由环卫处的垃圾车运到垃圾填埋场进行最终处置，见图2 2 2 3 2 沈阳市城市生物有机垃圾源分类活动的目的及预期目标 l 、了解人们对垃圾分类的态度和行为 在项目开展的前期及项目即将结束的后期，对居民关于垃圾分类等一系列环保 问题进行问卷调查，分析了解居民经过一年的垃圾分类对此活动观念的改变。 2 、分析城市生物垃圾及剩余收集的潜力一数量和组分 系统分析示范小区城市生活垃圾的产量( 不同地区不同家庭的周产量，月产量 及年产量) 及组分；分析了解城市生活垃圾的产量及组分随季节变化的趋势；了解 城市生活垃圾，尤其是生物有机垃圾的人均产量及收集潜能。 3 、城市生物垃圾堆肥质量 对源分类生物有机垃圾进行堆肥处理，研究堆肥周期内各参数变化规律，优化 堆肥工艺，分析堆肥产品质量，重点分析测试影响堆肥产品质量的重金属和有机污 染物等参数。 4 、城市生物垃圾生物气生产的潜力 对源分类后城市生活有机垃圾厌氧消化的产气特性及其最终生物降解率，并通 过固体总量和产气量、有机分总量和产气量建立回归模型。 2 3 3 沈阳市城市生物有机垃圾源分类活动的实施 沈阳市“城市生活有机垃圾资源化与能源化利用”( r r u b m w ) 活动计划于 2 0 0 5 0 3 1 5 正式开始，2 0 0 6 0 3 1 5 结束。因此在活动开展前，本人及绿色辽宁的志愿 者做了大量的准备工作。 本次活动要挑选的小区必须具有代表性，主要考虑到地域性和收入水平的差异， 其次选择的小区居民配合度要较高，同时为了避免捡拾垃圾的人对分类垃圾的分拣 而造成的数据丢失，所选小区也要相对封闭。所以本次试点挑选了位于沈阳市南北 两端的东陵区和皇姑区，同时考虑到收入水平的差异，在东陵区挑选了两个收入水 平不同的区域。 一1 0 一 沈阳航空1 = 业学院硕十学位论文 2 4 论文内容 本次论文的主要内容： l 、问卷调查了解居民关于垃圾分类等环保意识的态度 在项目的起始阶段和项目即将结束阶段，对示范小区的居民关于垃圾分类活动 进行问卷调查，了解沈阳市居民对城市生活垃圾源头类的认识程度、参与兴趣及通 过一年垃圾分类活动居民环保意识的提高程度。 2 、系统记录分析沈阳市示范小区城市生活有机垃圾产量、组成及特性 对示范家庭每日垃圾产量进行系统分析，统计出城市生活垃圾、生物有机垃圾、 剩余垃圾人均日产量、周产量、月产量及年产量，同时根据示范家庭垃圾产量，了 解居民对垃圾活动的参与情况；同时分析示范小区城市生活垃圾的组分，重点分析 居民分类出的生物有机垃圾的成分，评估居民分类“质量”，同时比较不同分类方式 对城市生活垃圾热值的影响。 3 、源分类城市生物有机堆肥实验研究 对源分类后城市生物有机垃圾采用堆肥技术进行处理，系统监测堆肥过程中各 参数，分析其变化规律，优化适合沈阳生物有机垃圾堆肥工艺；通过分析堆肥产品 中重金属、有机污染物含量评估堆肥产品质量。 4 、源分类城市生物有机制取沼气实验研究 对源分类后城市生物有机垃圾采用厌氧消化技术进行处理，了解其在消化过程 中产气特性，分析p h 值调节对产气特性的影响；评估源分类后城市生物有机垃圾厌 氧消化处理产气潜能及最终生物降解率；通过固体总量和产气量、有机分总量和产 气量建立回归模型。 沈阳航空工业学院硕士学位论文 第3 章垃圾分类活动的实施及实验物料、方法 3 1 沈阳市示范小区城市生物有机垃圾源分类活动的开展 3 1 1 沈阳市城市生活有机垃圾源分类活动示范小区选择 为确保分类活动的顺利进行，本人与导师蓝宁阁教授分别拜访了沈阳市城建局、 沈阳市皇姑区环保局、东陵区环保局。在他们的帮组下，确定了示范小区，示范小 区基本信息见表3 1 。 表3 1 参与城市生活垃圾源头分类示范小区信息表 3 1 2 沈阳市城市生活有机垃圾源分类活动开展的交流策略 源头分类要顺利开展，明确各部门职责，协调参与者之间的关系也显得尤为重 要。 政府部门( 省市环保局以及城建局) 提供政策上的支持和帮助挑选试点小区。 社区和物业与小区居民直接接触，了解小区地理特征以及居民的情况，能够利 1 2 沈ri 航空工业学院硕十学位论文 用社区工作的便利组织宣传，同时监督居民的分类情况。 在确定了示范小区后，在区环保局和社区负责人的帮助下，进入小区，实地调 查挑选居民楼。考虑到的情况有：一是地理位置要具有一定的封闭性；二是保证挑 选楼的居民绝大部分应为常住人口。 与居民接触，首先需要取得居民的信任，否则居民不予开门，很难开展宣传活 动。本次宣传前，准备了一份材料，上面说明活动的性质和意义，同时注明需要居 民的配合，然后由环保局，学校和社区在材料上盖章证明。 环保志愿者向居民进行面对面地宣传，首先要确定好宣传的时间。最好选择大 部分居民都在家的时间段，例如说周末早上8 ：0 0 - 一1 0 ：0 0 或晚上1 8 ：0 0 2 1 ：0 0 。 在进小区去宣传前，最好有社区负责人代为通知居民，这样居民有所准备，宣传会 容易地多。社区工作者的重要作用在本次宣传中体现得很充分，泉园社区负责人不 仅为我们选出能积极参与源头分类的家庭，同时在志愿者进入泉园小区宣传前的两 天分别打电话通知每个家庭，告诉居民我们拜访的时间和宣传的形式。到了宣传当 天，社区派各单元管理员领着志愿者挨家挨户敲门，由于社区工作很到位，所以居 民的配合度很高，宣传非常顺利。 在对居民进行宣传工作的同时，注意采用策略，让参与者意识到分类的必要性， 同时也要让他们感受到分类其实并不难。如果对他们宣传时讲得太繁琐反而会阻碍 他们的积极性。愿意参加源头分类的大多是老年人或家庭主妇，很多参与者的文化 水平都较低。如何深入浅出的向他们讲解有机垃圾源分类的意义和方法就显得非常 重要。利用幻灯片和放映垃圾源分类影片能起到事半功倍的效果。发到每一位参与 者手中的宣传彩页上以图画和文字相结合的方式再次强调分类方法，同时配合志愿 者的耐心解释使与会的家庭都能接受有机垃圾源分类的思想和方法。 一1 3 一 沈阳航空工业学院硕士学位论文 按图3 1 流程，准备垃圾分类活动宣传工作 图3 1 城市生活垃圾源头分类活动开展流程图 1 、海报，用于对垃圾源分类项目的宣传； 2 、宣传彩页，其中包含信息有：有机垃圾源头分类的意义，有机垃圾分类示范 项目要达到的目标和预期效果，项目合作伙伴，源头分类方法，支持机构的申明和 求助电话。为了能引起参与家庭的关注，在支持机构的申明中，从政府机构领导到 社区负责人都对有机垃圾源头分类的意义分别进行了评价，同时留有他们的亲笔签 名； 3 、宣传条幅，每个试点小区的宣传条幅； 源头分类方法，使用一张a 4 大小，印刷精美的宣传画，居民可以贴在自家墙上； 分类垃圾桶，绿色和灰白色两种垃圾桶用于参与家庭在家中存放分类好的垃圾； 两种颜色的塑料袋，为了方便参与家庭分类，同时也保证数据的统计。为每个 家庭准备两种颜色的塑料袋各1 0 0 个，袋上贴有带编号和项目信息的标签。 4 、依据各试点小区的不同特点，分别设置大的分类垃圾收集桶。 泉园小区为开放式管理，来往行人较多，且有很多拾荒人员，为了避免分类垃 圾的丢失，利用小区中的垃圾房是一种相对可靠的方法。在垃圾房中设有机和剩余 两个垃圾桶，由专人看管，每天早8 ：o o 9 ：0 0 点，晚1 8 ：0 0 2 0 ：0 0 开放两个时 1 4 沈阳航空工业学院硕士学位论文 间段，居民在开放时间里将分类垃圾送到垃圾房。雇佣一个下岗工人负责垃圾的收 集、称重和数据统计。 万科花园为封闭式管理，原有可回收和不可回收垃圾桶，增设一个有机垃圾桶。 万科为高级物业管理，为了保持整洁，小区中所有垃圾都是不定时清理。要避免分 类垃圾的丢失，就需要与物业和小区保洁部门协调好，让他们保留开展分类试点的 那几栋楼的垃圾，由项目组派专人收集。 东油馨村，在选择的每栋楼前设一个混合垃圾桶，居民不进行分类，只是按以 往方式投放混合垃圾。由项目组雇工人对垃圾进行收集和分类。 北方医院，在选择试点的每栋楼前设有机和剩余两个垃圾桶。居民将分类后的 垃圾分别投放到两个桶中，由项目组的成员定时收集、称量和统计。 与居民面对面的沟通需要有更多人的参与。而在宣传方面，环保志愿者能发挥 非常重要的作用。对有机垃圾源头分类的最初信息将由志愿者介绍给居民，为了保 证宣传的可靠性和信息的准确性，对参与宣传的人员都需要进行培训。从学生环保 社团中挑选出4 0 名志愿者，由专家对他们进行关于分类知识，与居民沟通的技巧等 方面的培训。 在准备好所以的前期工作后，宣传垃圾分类环保意识的活动在各个示范小区胜 利召开： 2 0 0 5 0 3 0 8 皇姑区北方医院垃圾分类环保意识宣传大会； 2 0 0 5 0 3 0 9 东陵区万科花园垃圾分类环保意识宣传大会； 2 0 0 5 0 3 1 0 东陵区泉园小区垃圾分类环保意识宣传大会； 会议主要内容： a 参与家庭基本信息登记，包括家庭人口数，家庭平均月收入，家庭住址， 联系方式 b 进行关于有机垃圾源头分类的问卷调查 c 由外国专家和中方项目负责人讲解国内外垃圾处理现状和有机垃圾源头 分类的意义 d 环保局领导和社区负责人对有机垃圾源头分类的认识和建议 e 专家讲解分类方法 沈阳航空t 业学院硕十学位论文 f 观看分类专题片 g 分发垃圾桶、塑料袋和纪念品 h 项目组与居民讨论 2 0 0 5 0 3 1 5 沈阳市城市生活有机垃圾源分类活动正式开展； 为了及时解答居民对分类的问题，项目组在宣传时为每个参与家庭都留下了热 线电话，有问题他们可以随时拨打。在项目开展的前一段时间，接到过很多居民打 来的电话，对待他们的提问，需要耐心和热情地为他们解答。 将每天收集到的数据进行分析，在项目进行了一周以后，对分类效果不理想的 家庭进行电话采访或登门拜访，了解原因并告诉他们正确的分类方法，提高分类效 果。从试点小区取垃圾到实验室，由项目组成员对垃圾进行再次分类，从有机垃圾 含有的非有机垃圾能够反映出居民的分类效果。 每隔一个月，把项目进展的情况公布给所有参与的人，包括垃圾收集情况，分 类效果，堆肥结果都向居民公布。这样有利于维持居民参与积极性 积极的联系新闻媒体，向市民介绍有机垃圾源头分类，扩大宣传，增强示范效 果是必不可少的。在项目开展两周后，项目组接受了辽宁日报的采访，但报社并不 是接受项目组的邀请，而是由参与分类的家庭打电话告诉他们正在进行的分类项目 并建议报社报道此事的。这从侧面说明有机垃圾源头分类是深入人心的。项目先后 接受过辽宁电视台，沈阳电视台，沈阳电台的采访，在媒体曝光后，听说项目的人 明显增多，有非示范地区的市民打电话询问项目具体情况，同时表示愿意参与有机 垃圾的源头分类。要搞好示范项目，就需要这样的舆论效应。 进行了三个月的分类活动，居民的热情有所下降，很有必要对居民的分类进行 鼓励。所有参与者都有权利清楚项目的进展，让更多的人来了解和参与有机垃圾的 源头分类。同时，项目也需要进行总结，将项目的成果报告给政府部门，争取他们 更多的支持。 鉴于以上原因，我们结合2 0 0 5 年世界环境日“绿色城市”的主题，在世界环境 日当天，在泉园小区举行“绿色沈阳城和绿色泉园社区，齐心协力收集生物垃圾” 的主题晚会，邀请省市环保局领导，高校环保志愿者，其他示范小区的家庭参加， 同时还有辽宁电视台、沈阳电视台等多家媒体。会上与辽宁省“绿色家庭”的评选 1 6 沈阳航空工业学院硕士学位论文 相结合，从参与分类的家庭中评选出6 户分类表现最好的家庭给予表彰。在晚会的 节目上也体现了公众参与的特点，有很多是社区居民自己的节目。同时，在场的观 众都得到了一份关于源分类的传单，让大家学习分类知识。晚会受到了媒体的关注， 由辽宁电视台和沈阳晚报等多家媒体对晚会以及项目进行了报道，同时也对绿色家 庭进行了采访，让晚会现场的居民体会到参与源分类的重要性，分类的积极性也得 到进一步提高。晚会相当成功，媒体的报道也起到了很好的宣传效果，扩大了影响， 让更多的人了解了我们的源分类项目，同时也能引起政府部门的重视，为以后的继 续开展奠定了基础 2 0 0 6 0 3 1 0 东陵区垃圾分类活动结束，沈阳市皇姑区分类活动继续进行。 3 2 人们对垃圾分类活动态度和行为的评估 3 2 1 对居民关于垃圾分类的观点进行问卷调查 为了解沈阳市居民关于城市生活垃圾产量、处理方式及潜在的污染、危害等问 题的认识程度，项目组在项目开展前及项目即将结束时分别对示范家庭进行问卷调 查，分析了解居民关于沈阳城市生活垃圾相关问题认识程度，同时重点比较项目开 展后居民关于城市生活垃圾源头分类的认识程度及研究在为期一年的垃圾分类活动 中居民分类行为及分类质量。 项目开展前示范小区问卷调查问题，见附录i 、i i ： 在一期问卷调查过程中，我们对2 3 9 户参与垃圾源分类的居民( 包括二次源头 分类家庭) 进行问卷调查，回收有效问卷2 1 8 份，对二期问卷调查过程中，对1 7 9 户居民( 不包括二次源头分类家庭) 进行问卷调查，回收有效问卷1 7 3 份。 3 2 2 源分类后生活有机垃圾品质分析 为了解居民参与源分类实际情况，项目组每月对源分类( 初次源头分类和二 次源头分类) 后生物有机垃圾进行成分分析，通过质量比，了解居民分类垃圾中非 有机垃圾，从而了解居民参与垃圾源分类活动的态度及行为。 3 3 城市生物有机垃圾及剩余垃圾收集潜力一产量与成分调研分析 3 3 1 沈阳市示范小区城市生活垃圾产量调研分析 为系统了解沈阳地区居民城市生活垃圾产量及随季节变化趋势，项目组对源分 1 7 沈刚航空工业学院硕士学位论文 类出生物有机垃圾及剩余垃圾产量进行每日称量。 在初次源分类示范小区( 北方医院小区、泉园小区和万科花园) 每日分别测量 源分类出生物有机垃圾及剩余垃圾产量；在二次源分类示范小区( 东油馨村) 由于 居民没有要求进行分类，而是由工人进行，因此，在东油馨村记录混合垃圾产量， 由工人分类后再记录生物有机垃圾及剩余垃圾产量。 3 3 2 沈阳市示范小区城市生活垃圾成分调研分析 垃圾成份的分析方法随着垃圾组分变化而不同，本次垃圾组分按照2 0 0 3 年欧洲 城市生活垃圾标准分类方法进行分类，见表3 2 。 表3 2 欧洲城市生活垃圾分类标准明细【1 8 】 3 3 3 沈阳市示范小区城市生活垃圾物化特性分析 对于源分类出的生物有机垃圾，进行试验室物化特性分析，包括含水率、有机 分、灰分、碳氮比、密度、电导率、p h 值等等，同时还分析生物有机垃圾中重金属 及有机污染物含量；对源分类后剩余垃圾进行热值分析。 一、城市生物有机垃圾重金属含量分析 ( 一) 堆肥样品的预处理 一1 8 一 沈刚航空工业学院硕士学位论文 第一步，采集均匀混合样品一般在2 k g 左右置于器皿内，放入通风烘干箱2 4 小 时干燥处理，待质量不变时取出【1 9 1 ； 第二步，对干燥物料进行机械切割，手动研磨，确保物料通过2 0 0 目的筛网， 并将筛分出来的样品物料进行充分混合，称取5 9 左右样品备用。 ( - - ) 堆肥样品微波消解 用微波消解堆肥样品与传统的电热板全量消解堆肥样品比较，具有操作简 便、分解迅速、分解条件易控制、空白低、污染少、试剂用量少等优点。本次研究 应用上海新仪微波化学科技有限公司生产的m d s - 2 0 0 2 a 型光纤压力自控密闭微波 消解溶样系统，以及附带的电子蜂鸣温控加热板。 1 消解液选择 用硝酸一氢氟酸一过氧化氢体系和硝酸一氢氟酸一高氯酸体系，分别消解堆肥 样品，发现后者比前者消解得更彻底。 2 微波消解的工作条件 通过硝酸一氢氟酸一高氯酸体系消解堆肥样品的试验，确定出微波消解仪的最 佳工况条件，见表3 3 。 表3 3 微波消解工况表 3 样品测定 ( 1 ) 将0 5 9 堆肥样品置于微波消解罐中，加入硝酸8 m l 、商氯酸l m i 、氢氟酸 l m l ，将消解罐置于通风橱中5 分钟，待初步反应结束( 即看到消解罐内反应泡沫退 去) 。 ( 2 ) 将消解罐置于通风橱内的电子蜂鸣温控加热板上以1 8 0 的温度加热反应 3 0 分钟，经过此步骤为堆肥样品进入微波消解仪进行彻底消解做好准备。 一1 9 沈阳航空工业学院硕士学位论文 ( 3 ) 半小时后，待消解罐稍微冷却，取出消解罐加密封盖，然后放入消解罐外 罐，再放入微波消解仪中，按表3 3 工作条件进行消解。 ( 4 ) 待消解停止后，取出消解罐外罐置于冷却风机上冷却至室温，当消解罐外 罐上的旋钮阀门完全落回罐顶时，即可打开消解罐外罐，取出消解罐，将剩余消解 液转移至5 0 m l 容量瓶中，用o 2 的h n 0 3 定容，并储存待测。 ( 三) 重金属元素的测定 重金属含量的测定采用a a s 即原子吸收分光光度法，仪器是美国p e r k i ne l