（环境科学专业论文）成都市生活垃圾处理优化选择研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第| i 页 a b s t r a c t t h ed i s p o s a lo fm u n i c i p a ls o l i dw a s t ei so n e t o u g hq u e s t i o nc h a l l e n g i n gh u m a nb e i n g i nt h e21 一c e n t u r y , a n dm s wi sa l s oo n ek i n do fr e s o u r c ew h i c hh a sb e e np u tw r o n g p l a c e ，t h a t i sav a l u a b l er e n e w a b l er e s o u r c et h a ti su s e d p r o d u c t , b u ti ti sd i f f e r e n tf i o mt h et r a d i t i o n a l p r o d u c t s ，w h i c hp a ym o r ea t t e n t i o nt og r a s p i n gaw h o l e , n o tj u s tas i n g l ei n d i v i d u a ls t u d y f i r s to fa l l ，t h ep a p e ri n v e s t i g a t e sa n da n a l y z e st h es i t u a t i o no fc o l l e c t i o na n dd i s p o s a l o fm s wi nc h e n g d u ，a sw e l la st h ee m e r g e n c eo fc h e n g d u , t h ev o l u m eo fs o l i dw a s t e , p h y s i c a lc o m p o s i t i o na n dp h y s i c a lp r o p e r t i e so ft h eb a s i so fg e o g r a p h i c a li n v e s t i g a t i o n ， s e c o n d i y , a c c o r d i n gt ot h em s wg e n e r a t i o n si nd e c a d e ，t h ep a p e rp r e d i c t st h eo u t p u to fm s w i nc h e n g d uf r o m2 010t o2 019b yg r e ym o d e l b yc o m b i n et h es u r v e yd a t e so fc h e n g d u m s w p h y s i c sc o m p o s i t i v ei n2 0 0 7a n dt h ed a t e so fo t h e rc i t i e s i nc h i n a , t h ep h y s i e s c o m p o s i t i v eo fc h e n g d um s w i n2 019w a sp r e d i c t e d f u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o nw a sa d o p t e df o rp r e f e r e n c eo ff o u rt e c h n o l o g i e s i n c l u d i n gs a n i t a r yl a n d f i l l ，t h e r m o p h i l i cc o m p o s t , i n c i n e r a t i o na n ds y n t h e s i z e dd i s p o s a lt o t r e a tm s wi nc h e n g d uc i t y b a s e do nt h ef e a t u r e so ft h em s wa n dt h ec h a r a c t e r i s t i c so f c h e n g d uc i t ya sw e l l a ss o m en e c e s s a r yf a c t o r se l s e ，f i f t e e ni n d i c a t o r sw e r es e t u p e c o n o m i c a l l y , e n v i r o n m e n t a l l y , t e c h n o l o g i c a l l ya n ds o c i a l l y t h e naf u z z yc o m p r e h e n s i v e e v a l u a t i o nm o d e lw a se s t a b l i s h e db ym e a n so fq u a n t i f i c a t i o n ，n o r m a l i z a t i o na n ds y n t h e t i c a l l y a n a l y s i so ft h ei n d i c a t o r s t h eo p t i m a ls e q u e n c eo ft h et r e a t m e n tt e c h n o l o g i e sf o rm s wi n c h e n g d uw a so b t a i n e da si n c i n e r a t i o n ，s a n i t a r yl a n d f i l l ，s y n t h e s i z e dd i s p o s a la n dc o m p o s t i n g i ti se x p e c t e dt h a tt h i sa r t i c l ec o u b l eb eh e l p f u li nt h e o r yt ot r e a tm s wi nc h e n g d ui n f u t u r e k e yw o r d s ：m u n i c i p a ls o l i dw a s t e ；s o r t e dc o l l e c t i o n ；o p t i m i z a t i o no ft r e a tm s w ； c h e n g d uc i t y ；f u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n 西南交通大学硕士学位论文主要工作( 贡献) 声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： 文章依托导师承担的项目“成都市生活垃圾调查”，在查阅大量文献后，进行初步 的理论分析，并在此基础上调查成都市生活垃圾的产生量、物理组分和物理性质。通 过实验分析生活垃圾特性参数及其变化趋势，利用数学模型对成都市生活垃圾产量进 行预测，并在此基础上利用数学模型，结合成都市垃圾处理的影响因素，对垃圾处理 方案进行优化选择，从而得出较合理的生活垃圾处理方式。 ( 1 ) 对成都市( 六大区域) 生活垃圾产量、成分进行调研。 ( 2 ) 成都市生活垃圾收集及处理现状调查。 ( 3 ) 建立灰色理论、模糊数学等模型，对未来几年成都市生活垃圾产生量以及垃 圾组分变化进行预测；利用数学模型，结合成都市的社会因素、经济状况、技术条件 及环境因素等优化选择成都市生活垃圾处理方案。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名： 日期：，d 、 网众 6 、7 f 西南交通大学曲南父逋大罕 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密d 使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名：叼众 日期：劢，d 、6 、7 指导老师签 日期：h ，6 7 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1 研究背景 1 1 1 城市生活垃圾的增长 第1 章绪论 城市生活垃圾是指在城市日常生活中或者为城市日常生活提供服务的活动中产生 的固体废物以及法律、行政法规规定视为城市生活垃圾的固体废物( 不包括工厂所排 出的工业固体废物) 。城市生活垃圾的产生量主要与地理条件、城市人口、经济发展水 平、居民收入、居民消费水平和城市居民燃气化率有关，其中城市规模、数量和人口 的增加是影响城市生活垃圾增长的主要因素。 近2 0 年来，随着我国社会经济的高速发展和城市化进程的快速推进，城市人口不 断增多，城市生活垃圾产量也同步保持长期的快速增长。有统计资料显示，世界各国 的城市生活垃圾都基本上以快于其经济的3 倍的速度增长，同时大量的城市生活垃圾 已成为城市中一个长期存在的污染源，对城市生活垃圾的处理不当，可能会造成严重 的大气污染、水污染和土壤污染，并将占用大量的土地。由于其严重影响环境卫生质 量和威胁人民群众身体健康，因而城市生活垃圾问题己成为当今世界最严重的公害之 一。目前，我国城市生活垃圾人均年产生量达到4 4 0 k g ，而且城市垃圾总量以每年8 1 0 【l 】的速度增长。截止2 0 0 6 年底，我国共有城市6 0 0 多个，每年仅城市生活垃圾清 运量就达1 4 8 亿吨【2 1 。可以预计，我国的垃圾总产量仍会继续保持较高的增长势头。 根据目前我国城市化趋势预测，到2 0 1 0 年、2 0 3 0 年和2 0 5 0 年，我国城镇人口将 分别达到6 1 0 8 、9 3 x1 0 8 和1 1 9 9 1 0 8 人。若按照目前我国城市人均年产4 4 0 k g 生活 垃圾的水平推算，将分别产生生活垃圾2 6 4 x1 0 8 吨、4 0 9 1 0 8 吨和5 2 8 x1 0 8 吨【3 】( 见 表1 1 ) 。 由此可见，2 1 世纪前5 0 年，随着我国人口增长和城市化双高峰的到来，城市生活 垃圾增长的高峰也将滚滚而来。可以说，城市生活垃圾对城市环境的污染已经成为日 益严重的问题，而如何经济、有效地进行城市生活垃圾处理，是广大城市管理工作者 和环卫行业面临的一个亟待解决的难题。 表1 1 中国城市人口、生活垃圾现状及其增k 趋势( 3 1 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 1 1 2 课题的提出及研究意义 随着社会的不断发展，城市化进程的不断加快，城市生活垃圾的排放量随着社会 经济的发展日渐增加，国内各大城市在经济快速发展的同时承受着生活垃圾增加带来 的巨大压力，如何有效地处理和处置不断产生的数量巨大的城市生活垃圾，已经成为 摆在人们面前的一个比较棘手的问题。 城市生活垃圾历来都被视为一种污染物和废弃物而进行处理处置，以达到保护公 众健康、去除环境污染的目的。但由于其组成复杂、结构多样，任何单一的处理方式 都不能对其进行有效的处理，况且“先污染、后治理”的治污思想己被证明需要付出 更大的代价。2 0 世纪7 0 年代的全球资源和环境危机以及可持续发展思想的出现，使人 们开始认识到城市生活垃圾不仅仅是一种污染物，而是一种“放错地方的资源”，即它 是一种可再生利用的宝贵资源即“产品”，但它又不同于传统意义上的产品，它更注 重从整体上去把握，而不仅仅是单一的个体研究。为了达到这一目标就必须对城市生 活垃圾特性及处理进行深入研究，对城市不同生活垃圾处理方案进行了较为系统的评 价，最后得出较合理的生活垃圾处理方式。 本文以成都市生活垃圾为主要研究对象，在生活垃圾现状调查、产量预测的基础 上，应用l c a 评价理论，建立城市生活垃圾处理的l c a 模型，并进一步深入建立起 综合了环境可持续性、经济可承受性、社会可接受性以及技术可行性多方面因素的多 因素评估模型，在多因素评价模型中，使用基于隶属度的模糊综合评判方法【4 一】，对指 标体系进行量化、归一化、综合评价，对成都市不同生活垃圾处理方案进行了较为系 统的l c a 评价，最后得出较合理的生活垃圾处理方式，并应用于成都市生活垃圾处理 实践中。 1 2 国内外研究现状 1 2 1 国外研究现状 1 9 9 6 年以前，奥地利、比利时、加拿大、丹麦、芬兰、法国、德国、意大利、日 本、卢森堡、荷兰、挪威、西班牙、瑞典、瑞士、英国、美国和新加坡等一些国家的 生活垃圾处理方法以填埋法为主。此后，随着经济的发展，越来越多的国家采用焚烧 法。目前，日本、瑞士、比利时、丹麦、法国、卢森堡、瑞典、新加坡等国采用焚烧 法处理垃圾的比例，都接近或超过填埋法，而堆肥法在国外己较少使用。对于生活垃 圾中可利用物质的回收利用率，在发达国家中平均为2 5 左右，有的高达5 0 p a 上【8 】。 ( 1 ) 填埋技术现状 英国最早于1 9 3 0 年，美国于1 9 4 0 年开始采用生活垃圾卫生填埋技术一即有控制 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 的生活垃圾填埋技术。国外从2 0 世纪8 0 年代开始在垃圾填埋场防渗处理中使用人工 合成材料作为衬底，逐步成为一项成熟的技术得到广泛的应用。通常采用约2r n l t l 厚的 高密度聚乙烯( h d p e ) 作为衬底材料，其渗透系数可达1 0 。2 , - - - 1 0 _ 3c m s t 9 1 。目前，人工 合成衬底材料已形成了系列产品，并制定了相应设计和施工标准。垃圾填埋场作业 般由垃圾推土机和垃圾压实机操作，既可提高场地利用率，又可以减少雨水对垃圾的 冲刷。现代化大型生活垃圾卫生填埋场大多采用单元填埋法，并对垃圾进行分层压实 和每日覆盖。控制填埋沼气的自由转移或扩散是填埋技术的一个组成部分，填埋沼气 的主要成分是甲烷和二氧化碳。通常采取的方法一是通过石笼等形式将填埋沼气导排； 二是通过石笼和收集管将填埋沼气导排并使其安全直燃；三是通过管网系统收集后经 过净化处理作为能源回收利用。 ( 2 ) 堆肥技术现状 对堆肥技术进行科学研究始于2 0 世纪2 0 年代。而高温好氧堆肥技术是从2 0 世纪 3 0 年代开始采用的【1 0 】。根据工艺流程和运行状况，高温好氧堆肥处理技术可分为静态 好氧堆肥处理技术、动态好氧堆肥处理技术和间歇式动态好氧堆肥处理技术3 种。进 入2 0 世纪9 0 年代以来，动态厌氧堆肥处理技术在一部分国家率先得到了应用。早在 2 0 世纪的7 0 - - 8 0 年代，许多发达国家曾建设了大批机械化程度较高的垃圾堆肥厂，不 少国家还制定了垃圾堆肥产品的技术标准，并依据相关技术标准生产了多种用途的堆 肥系列产品，以适应不同作物、不同土壤和不同用肥途径( 如家庭养花、庭院苗圃、园 林绿化、农业种植等) 的需求。同时也在提高垃圾堆肥产品质量，扩大垃圾堆肥产品销 售和拓展垃圾堆肥产品使用范围等方面做了大量工作，有效地推动了垃圾堆肥技术的 推广应用。2 0 世纪8 0 年代后期，发达国家的生活垃圾堆肥技术应用陷入低谷，有不少 国家的许多规模较大且机械化程度较高的生活垃圾堆肥厂相继倒闭。但即使在这种形 势下，一些国家或城市仍在坚持不断改进垃圾堆肥技术，提高垃圾堆肥产品质量，稳 步发展着生活垃圾堆肥技术。目前，国外生活垃圾堆肥厂数量总体呈下降趋势，但垃 圾堆肥技术的发展并没有停顿。发展较快的有两种堆肥方式：一是庭院垃圾堆肥；二 是制造有机复合肥技术。 ( 3 ) 焚烧技术现状 生活垃圾焚烧技术的发展历史相对较短，大致经历了萌芽阶段、发展阶段和成熟 阶段。萌芽阶段是从1 9 世纪8 0 年代开始到2 0 世纪初期。英国诺丁汉和美国纽约先后 采用焚烧方法处理生活垃圾。德国汉堡和法国巴黎也先后建立了世界上最早的生活垃 圾焚烧厂【l 。二次世界大战以后，经济发展非常快，城市居民的生活水平进一步提高， 垃圾中的可燃物和易燃物迅速上升，促进了垃圾焚烧技术的应用。特别是在2 0 世纪6 0 年代的电子工业变革后，许多先进技术在垃圾焚烧炉上得到了应用，使垃圾焚烧炉得 到了进一步的完善。从2 0 世纪7 0 年代到9 0 年代中期的2 0 多年间，是垃圾焚烧技术 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 发展最快的时期、几乎所有的发达国家、中等发达国家都建有不同规模、不同数量的 垃圾焚烧厂，发展中国家已建有或正在筹建垃圾焚烧厂的也不在少数，垃圾焚烧技术 的发展方兴未艾。垃圾焚烧法是一种比较有效的垃圾处理方法。它的减量化、资源化 和无害化效果都比较理想。垃圾焚烧技术经过几十年的发展现在已经比较成熟，机械 炉排焚烧炉的类型已经基本定型。制约垃圾焚烧技术发展的主要因素是二次污染防治 技术特别是废气处理技术的成败。 ( 4 ) 回收及循环利用技术现状 近年来，发达国家把实现生活垃圾资源化提高到了社会可持续发展的战略高度， 垃圾资源化已经成为各国谋求的垃圾治理目标。发达国家在推进生活垃圾资源化进程 中，都制定了符合本国国情的相关法律、规章和各种标准规范。如德国制定了关于容 器包装废弃物的政府令；法国制定了容器包装政府令；丹麦制定了再循环法； 日本制定了再生资源利用促进法和容器包装再循环法；奥地利制定了包装条 例等等。除法规保障外，发达国家还对废弃物循环利用和再生利用予以政策上的支 持。同时遵循“谁污染谁负担的原则，借助经济手段来保证有关举措的实施，如采 取课税制度等。如美国纽约州对使用5 0 以上再生原料的企业实行减税制度【l2 1 。加拿 大的部分州实行在销售过程中对易于再循环的产品课以小额度税金，对不易再循环的 产品课以大额度税金。许多国家对城市居民均实行生活垃圾收费制，不少国家还在商 品流通领域实行抵押金制度。如德国规定产品的销售者有义务在一次性容器及包装上 加贴标签，并向消费者收取抵押金。挪威规定消费者在购买汽车时要缴一定数额抵押 金，在汽车被回收时再连同利息一起返还。另外还有一些国家实行政府补贴和建立基 金会等方式来鼓励生活垃圾的资源化。如瑞士1 9 9 6 年起向建设和管理生活垃圾焚烧厂 的企业增加补助金；英国政府给配电公司发放补贴用以购买生活垃圾焚烧厂生产的电 力；法国为推进生活垃圾焚烧发电事业的发展，政府采取资金补贴的方式给予支持。 1 2 2 国内研究现状 纵观国内生活垃圾处理技术的理论研究和工程实践，成熟且常用的生活垃圾处理 技术主要有填埋、堆肥、焚烧3 种。回收利用技术目前仅在少数几个城市中进行试点 工作，应用实例尚不多。 ( 1 ) 填埋技术现状 填埋技术作为生活垃圾的传统和最终处理方法，目前仍然是我国大多数城市解决 生活垃圾出路的最主要方法，约占处理总量的9 5 左右 13 1 。根据环保措施( 主要有场底 防渗、分层压实、每天覆盖、填埋导排气管、渗沥水处理、虫害防治等) 是否齐全、环 保标准能否满足来判断【14 1 ，我国的生活垃圾填埋场可分为3 个等级：简易填埋场( 非卫 生填埋场) 、受控填埋场( 准卫生填埋场) 、卫生填埋场。严格按标准建设和运营的卫生 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 填埋场数量较少，部分城市特别是经济不发达地区还是简易填埋。 ( 2 ) 堆肥技术现状 我国具有传统堆肥技术的悠久历史，但堆肥处理率并不高。目前只有5 左右，在 我国常用的生活垃圾堆肥技术可分为两类：简易高温堆肥技术、机械化高温堆肥技术 【1 5 】 o ( 3 ) 焚烧技术现状 我国生活垃圾焚烧技术的研究起步于2 0 世纪8 0 年代中期。“八五 期间被列为国 家科技攻关项目，目前仅有深圳、上海等少数城市采用了焚烧技术，尚处于起步阶段 1 6 - 1 8 o 近年来，国内外在城市生活垃圾处理优化系统领域研究甚少，相关文章鲜有报道， 但与之相关方面有一定的研究：彭绪亚，刘国涛等( 2 0 0 6 ) 【”】根据城市垃圾收运系统 的特点，引入逆向物流系统选址规划的理念，选用集合覆盖模型对中转站的位置进行 初步优化；在此基础上，运用整数规划构建整个城市垃圾收运系统费用现值最小模型， 通过实例分析，验证了城市垃圾中转站二次优化选址的可行性、实用性，为垃圾收运 系统的规划与设计提供参考依据。王元刚，陈海滨( 2 0 0 5 ) 2 0 】结合典型城市生活垃圾 焚烧转运系统的需求及特点，将系统工程的理论与方法具体化，运用模块化设计理念 与方法进行了垃圾转运系统及转运站的优化设计研究。廖利，杨涛( 2 0 0 3 ) 2 1 】提出了 应用于预测城镇垃圾产生量的最优组合模型，通过把可用的单项预测模型值进行两两 逐一组合分析，以误差平方和最小为准则，求出最优加权组合系数，建立组合预测模 型2 2 2 3 1 。通过实例分析，该方法在城镇垃圾产生量预测中有一定的应用价值。王业耀， 李天威( 2 0 0 4 ) 2 4 】等针对城市生活垃圾管理中存在的问题，初步建立了适合区域生活 垃圾优化管理的技术方法流程。该流程包括基础数据调查、垃圾产量和成分预测、中 转设施的确定、处理技术遴选、模型计算和方案决策等6 个部分，己达到生活垃圾管 理区域优化、时序优化和技术优化的目的。将该技术方法应用于广东佛山市生活垃圾 优化管理，取得了良好的效果。贾学斌，刘冬梅，孙晶( 2 0 0 4 ) 2 s 】依据神经元理论、 搜索技术、递归调用理论等优化理论，科学地提出了垃圾点在存在收集频率问题时， 优化的收运路线方案的确定方法。确定以收运线路总行程最短为目标函数，建立了数 学模型，并在此基础上编制了计算机程序。通过快速、准确的计算，建立城市垃圾收 运路线的优化系统是可行的。郭广寨，沈海英( 2 0 0 5 ) 【2 6 】采用多目标规划法进行城市 生活垃圾决策分析，对城市生活垃圾处理、处置系统选择分析，用多目标规划决策法 对各方面因素进行优化，从理论上给出明确的、有依据的结果。 1 2 3 研究的不足及存在的问题 综观国内外的研究现状，主要研究都集中于生活垃圾处理技术，对城市不同生活 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 垃圾处理方案进行较为系统的评价研究较少，因此，有必要对城市生活垃圾特性以及 生活垃圾处理方案进行优化选择研究，进而得出较合理的生活垃圾处理方式。 1 3 论文研究目标、研究内容、技术路线 1 3 1 研究目标 文章依托导师承担的项目“成都市生活垃圾调查”，在查阅大量文献后，进行初步 的理论分析，并在此基础上调查成都市生活垃圾的产生量、物理组分和物理性质。通 过实验分析生活垃圾特性参数及其变化趋势，利用数学模型对成都市生活垃圾产量进 行预测，并在此基础上利用数学模型，结合成都市垃圾处理的影响因素，对垃圾处理 方案进行优化选择，从而得出较合理的生活垃圾处理方式。 1 3 2 研究内容 ( 1 ) 对成都市( 六大区域) 生活垃圾产量、成分进行调研。 ( 2 ) 成都市生活垃圾收集及处理现状调查。 ( 3 ) 建立灰色理论、模糊数学等模型，对未来几年成都市生活垃圾产生量以及垃 圾组分变化进行预测；利用数学模型，结合成都市的社会因素、经济状况、技术条件 及环境因素等优化选择成都市生活垃圾处理方案。 1 3 3 技术路线 本课题以调查、实验数据为基础，研究过程遵循实验分析、理论研究和数学模型 相结合的研究思路，最后把得出的结论再反馈到实际问题中加以检验。研究过程按照： 资料收集一现场调研一实验分析一理论分析一建立模型一模型检验的路线。拟采取的 技术路线如图所示： 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 图1 1 本论文研究技术路线图 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 第2 章成都市城区生活垃圾现状研究 成都市主城区生活垃圾产生量近年来呈明显的上升趋势，本节主要是通过分区( 锦 江区、青羊区、金牛区、武侯区、成华区、高新区) 调查成都市生活垃圾的产生量、 物理组成成分和物理性质分析。 2 1 成都市生活垃圾产量现状调查研究 成都市生活垃圾主要集中在填埋场进行处理，所以对成都市生活垃圾产量现状调 查研究主要是对成都市城区内各个垃圾中转站垃圾量进行初步调查，并对生活垃圾成 分进行目测分析。对成都市中心城区9 个垃圾中转站的垃圾成分及处理量进行初步调 查，即第一阶段调查。 2 1 1 调查点位 成都市中心城区1 0 个垃圾压缩中转站：武侯区南桥压缩转运站、锦江区压缩转运 站、青羊区培风村压缩转运站、成华区东升压缩转运站、成华区新山压缩转运站、金 牛区罗家压缩转运站、金牛区红花堰压缩转运站、金牛区红星压缩转运站、金牛区西 北桥转运站、高新区压缩转运站。 2 1 2 调查内容 1 成都市生活垃圾压缩转运站的基础资料 2 成都市生活垃圾组分大致体积百分含量 2 1 3 调查结果 1 成都市垃圾压缩转运站基础资料 自2 0 0 3 年起，成都市在五城区以及高新区内陆续新建了1 0 座垃圾压缩中转站， 生活垃圾由小型垃圾收集车从各垃圾收集点收集后，运至垃圾转运站，经压缩后再由 大型运输车运至成都市固体废弃物卫生处置场( 以下简称处置场) 。1 0 座垃圾压缩中转 站的基本资料如表2 1 ： 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 2 调查结果及分析 分别对成都市1 0 个转运站垃圾进行了目测和转运量调查，大致确定垃圾转运站 中垃圾的体积百分比含量，调查结果如表2 2 ： 表2 - 2 第一阶段调查结果 注：1 a 为：纸、塑料、木竹等b 为：菜叶、树叶、厨余c 为：煤渣、玻璃、金属等 2 表中垃圾日转运量是调查当日的转运量 从调查结果分析可以发现，武侯区和锦江区压缩转运站转运垃圾中易燃物体积含 量最高，其次是金牛区红花堰和西北桥转运站，再次是成华区的转运站。由于红花堰 和西北桥相对较近，可看作一个区域，为使第二阶段调查研究更具代表性，将成都市 西南交通大学硕士研究生学位论文 第10 页 五城区都作为五个重点调查区域进行调查分析研究，但在调查点数布置上更趋向武侯、 锦江、成华、金牛区。 2 2 成都市生活垃圾成分实验分析研究 成都市生活垃圾成分实验分析研究主要是在成都市生活垃圾产生量现状调查研究 的基础上，在成都市区按照功能区划分选择4 8 个点位，采用采样试验分析和目测相结 合的方法进行调查研究，即第二阶段调查。该阶段通过采样试验分析和目测，定量定 性分析成都市生活垃圾各特性参数。 2 2 1 调查点位 成都市各行政区在功能上都在逐步形成商务区、文化旅游休闲中心、居住区、商 贸中心、工业集中区和信息服务基地等特色区域，而在全市范围内，各种功能区是相 对分散的。因此，在此阶段调查中，调查的区域按功能可分为：商业区、事业区、居 民区、混合区。在第一阶段调查基础上，根据城市生活垃圾采样和物理分析方法 ( c j 厂r 3 0 3 9 1 9 9 5 ) 的规定要求( “2 0 0 万以上人口最少采样点数为3 0 个”) 及成都市 环境卫生科学研究院相关专家指导，最终选择4 8 个详调点位，调查点数分布如表2 3 ： 表2 - 3 第二阶段调有点位数 注：1 高档小区：近年内建成的高档居民社区，其中高档房占6 0 以上( 高档房指小区建筑容积率 1 0 以下，单套面积在1 2 0i l l 2 以上) ； 中档小区：近年内建成的非高档小区的商品房小区； 普通小区：己建成并投入使用了1 0 年以下的企、事业的宿舍、拆迁房和安置房等； 旧城居住区( 社会单位) ：已建成并投入使用了1 0 年以上的企、事业的集中办公、 宿舍和居民小区，多数为自行收运生活垃圾并直接送至处置场。 2 商业区：较为成熟和集中的商业圈，包括大型商场饭店和娱乐场所等。 3 事业区：大型文化教育单位，主要指各类大学和规模较大的中学，以及大型办公场所，主要 指各类写字楼和政府机关事务楼。 西南交通大学硕士研究生学位论文 第11 页 4 混合区：指成都市垃圾压缩中转站。 具体的点位如表2 4 ： 2 2 2 调查内容 在4 8 个详调点位中，选择了2 0 个点位进行采样试验，试验内容为成都市生活垃 圾的物理组成成分和物理性质分析，具体包括：垃圾组分、容重、含水率、灰分、可 燃物，分析方法均按照c j t 3 0 3 9 1 9 9 5 城市生活垃圾采样和物理分析方法进行。 表2 4 采样试验点位( 2 0 个) 翥 垂耋耋攀垂 塞主 鬈霎毳蓁 蓁 别 尘鑫盔 孽茬 公教 店晷薪疡 囊 生毕 春天 霄手 花园 苏坡培风 中转站 2 2 3 实验分析 1 采样及样品制备 ( 1 ) 生活垃圾采样 根据本次调查的目的，选取2 0 个具有代表性的点位为采样点。调查持续两月，每 月对每个点采样2 次。采样具体安排：2 0 个采样点分5 次采完，每次采4 个点位的垃 圾。 采样应在无大风、雨、雪的条件下进行。在同一市区每次各点的采样宜尽可能同时 西南交通大学硕士研究生学位论文第12 页 进行。采样车为1 t 双排座货车，工具有密闭容器、秤磅、锹、耙、锯、锤子、剪刀 等，各类垃圾收集点的采样应在收集点收运垃圾前进行。在大于3 m 的设施( 箱、坑) 中采用立体对角线布点法在等距点( 不少于3 个) 采等量垃圾，共1 0 0 至2 0 0k g ，在小 于3 m 的设施( 箱、桶) 中，每个设施采2 0 埏以上，最少采5 个，共1 0 0 至2 0 0k g 。混 和垃圾点的采样应采集当日收运到堆放处理场的垃圾车中的垃圾，在间隔的每辆车内 或在其卸下的垃圾堆中采用立体对角线法在3 个等距点采等量垃圾共2 0 蚝以上，最少 采5 车，总共1 0 0 至2 0 0k g 。 将采好的生活垃圾运到分选场地，测定容重后用四分法获得总量为2 5 5 0 k g 的生 活垃圾，按可燃物( 塑料、纤维、动物、植物、竹木、纸) ，不可燃物( 玻璃、渣石、 金属) ，混合物( 其他) 3 大类1 0 种组分对分好的垃圾进行分检，测定各个成分的含量。 ( 2 ) 生活垃圾样品制备 由每个点位各成分的含量计算出各成分垃圾湿基百分含量，根据各成分垃圾湿基 百分含量制备3 个5 0 0 , - , 6 0 0 9 的平行样品，装入样品袋，贴上标签后送回实验室进行分 析。 2 生活垃圾特性参数 ( 1 ) 容重 将所采垃圾混合后，分次装入容器内称重。 将所采垃圾1 0 0 至2 0 0 k g 样品重复2 至4 次放满标准容器，稍加振动但不得压 实。 分别称量各次样品重量 计算该点位平均容重为此点位的容重 d = 竺m 砉掣v ( 2 - 1 ) = 式中：d 一容重；k g m 3 ； m 一重复测定次数； j 一重复测定序次； m ，每次样品重量，k g ； v 一样品体积，l ( 2 ) 含水率 把采集好的样品破碎至粒径小于1 5 m m 的细块，分别放入搪资瓷盘中放入烘箱， 烘箱温度设为1 0 5 士5 c 。将样品烘至恒重，得到样品的含水率和点位的平均含水率。 c ，。水，= 去善! 警x 。 t 2 2 ， 西南交通大学硕士研究生学位论文第13 页 n c ( 水) = c | ( 水) 虹( 湿) ( 2 3 ) ，- j 式中：c ( 水) 一某成分含水率， c f 水) 一样品含水率， c ，( 湿) 湿基某成分含量，； m j 一每次某成分湿重，g 鸠( 干) 每次某成分干重，g n 一各成分数 i n 一测定次数 i 一各成分序数 ( 3 ) 灰分及可燃物 用四分法将烘干的样品缩分数次，将缩分后的样品粉碎至粒径小于0 5 m m 的微粒， 再次在1 0 5 士5 o c n 条件下烘干至恒重。之后称取试样5 + 0 1 9 放入坩埚中，将坩锅放 入马福炉中，在8 1 5 士i o * c 下灼烧至恒重，计算出灰分及可燃物百分含量。 c 一，= 去喜等枷。 弘4 ， c 可燃( 干) = 1 0 0 c 灰( 干)( 2 - 5 ) 式中：c 灰。干) 干基垃圾灰分含量， c 可燃( 干) 干基可燃物含量， m ，灰一每次灰分重量( 即每次灼烧残余量) ，g m ，一每次试样重量，g 3 采样结果及实验分析 ( 1 ) 生活垃圾成分 2 0 个点位生活垃圾的组分的平均百分含量见表2 5 ： 一一n 寸n 口卜 岔 n n寸n o 寸一冀。一寸q n 一 i n “ l 一c 一寸一n o “一就o n 一心。文一c 一寸寸一n n 寸一 夺t ! 一。式一卜q n 一8 一寸卜寸一n 一“一厶i “一 价o n 口2 卜卜n n o “一 1 6 c 一 一叶c i n 6 n 1 一 n 一c n 寸n ! 价8 一o n o 一 一 n ! n n “no 6 n岭o n n 厶1 ! 谚o 寸n n o 一崎n 0 一 o 6 一 t 2 口寸口乱一n一0 nn 9 寸o n 价n0 ”n n 6 寸昏”c n口冀一价寸n 式no n c 寸卜卜卜寸。卜n卜n 6 n”田“n岔“n崎n n 一岔“寸 a 寸寸nz 寸 口卜卜寸 昏谚0口n 0岔寸on n o o 岔0 n o口q o一0n n 0 n 一 n n 0卜t o n o i t r n 0 竺i 甙t on 0一心on n 0 n q n o q 一 岔n i n i 卜o n n 一一。心一 一屿i n 一式 卜i卜o io n 1= 1 n n 0 n o i崎o i n o 0 口o o 乜on 虮心n n o o i o o i一岔_ i 心冀一 寸卜on n z 寸n - l寸n io i一1 o o”口0一岔0n t n西n 文o “n n 0 n 文 n 乙 一口i 昏o e岔西式 一。一一“一 n 冀口_ 卜匕一n 乜n 一 崞o 竺 d n 0 一n 寸寸一 寸n 2 n 岔c 一寸n 9 一n 一“一 n 寸寸n 卜o = 口n 0 n 卜o 9 寸，2岔! 卜o 寸一 厶o n n n o o卜一0n 节on 气oo o 0卜”o2 0o 一o1 1 o谚o嚣o岔价0一冀o o t 一 卜n 0寸o 0n o 0n 0o 心o岔n 0岔n o i c 一 忑io n 1 n 一 西一i 寸一 寸一i 卜n 一 一q n 寸c n 奠一 n 节n一口c 心岔in t o 式n ，n 寸t 一 一o “ 卜n 一一一 岔n 一 n t h口口i n 一c n i n n 式o岔口0 寸t o n n “岔c no 冀n 口0 昏0 寸o i n 岔0一岔0 n 崎0 1 6 一 n ”式岔口1 妪g 娟置器 区，f，on寸 区鬈【j l 檬繁f i 鳝癸 竖攥暴区冒收 粳蘸腑里烂一i；斓 里拦毒谭区翌迥稚酶云蜷暮区曩谴 若协j 鳘辖妊1 雪熙 誊琵椎篮长蒸区争惺 墨。蜷帽 里基譬区螓蜓 貅 事业区3 5 8 1 0 , 居民区3 27 6 。由此可见商业区生活垃圾中易燃物含量明 显高于其他区域- 其次是事业区。居民区生活垃圾中易燃物含量最低，而且居民区生 活垃圾中易燃物台量与居民区档次无明显的关系。 ( 2 ) 容重 2 0 个调查点位生活垃圾容重测定结果见表2 - 6 ： 表2 巧不同采样点的容重 西南交通大学硕士研究生学位论文 第18 页 商业区 1 6 4 0 1 4酒吧一条街 1 7 4 2 61 9 7 5 02 7 5 8 32 4 8 6 32 2 4 0 6 5 春熙路 1 7 0 8 61 1 2 4 5 1 7 2 2 52 3 5 3 81 7 2 7 4 6游乐园 1 6 2 4 41 0 3 2 5 1 5 3 5 61 0 5 3 01 3 1 1 4 7成仁公交站 1 2 8 9 11 1 5 1 21 5 8 0 61 1 1 5 01 2 8 4 0 高档小区 2 0 9 6 1 8 河滨印象 1 8 8 3 01 4 6 3 8 3 0 6 9 22 1 7 7 52 1 4 8 4 9春天花园 18 8 4 22 0 3 9 42 3 6 5 818 8 5 62 0 4 3 8 中档小区 2 5 1 8 5 1 0 瑞升花园 2 3 1 - 1 72 4 2 0 0 2 6 5 5 82 1 7 5 62 3 9 0 8 l1逸都花园云影苑 2 1 8 0 62 9 5 4 43 2 7 3 32 1 7 6 32 6 4 6 2 普通小区 2 4 2 4 9 1 2红花小区 2 3 8 8 52 4 6 2 52 4 7 7 53 5 0 6 72 7 0 8 8 1 3 双楠卫雅苑 2 1 2 9 42 0 2 0 0 2 3 2 6 22 0 8 8 12 1 4 0 9 旧城区 2 5 6 3 0 144 2 0 小区2 8 2 3 32 3 9 8 8 2 7 4 4 22 8 5 2 02 7 0 4 6 1 5锦江金鱼街 1 9 9 5 52 4 8 3 l2 4 9 4 22 7 1 2 5 2 4 2 1 3 混合区 2 3 5 7 3 1 6成洛中转站 2 7 0 6 73 4 2 2 52 9 5 6 73 2 9 4 2 3 0 9 5 0 1 7武侯南桥中转站 2 4 4 5 02 3 1 6 22 3 9 9 42 1 2 8 1 2 3 2 2 2 18镐江中转站 2 2 2 0 82 2 3 6 21 4 6 6 93 2 4 4 22 2 9 2 0 1 9 苏坡培风中转站 2 4 1 3 8 1 8 4 2 52 7 3 1 71 7 9 3 82 1 9 5 5 2 0 红花堰中转站 2 4 9 7 51 6 9 9 4 1 8 4 5 8】4 8 3 81 8 8 1 6 e 量 比 j c 1 = | ； 髂 事业区商业区高档小区 中档小区普通档小区1 日城区混合区 图2 8 功能区垃圾容重 从不同采样点分析，成洛中转站的容重最高，平均容重为3 0 9 5 0 k g m 3 ；成仁公交 站的容重最低，平均容重为1 2 8 4 0 k g m 3 。 从容重分析结果可以看出事业区、商业区和高档小区的平均容重远远低于其他功 能区，尤其是商业区容重仅为1 6 4 0 1 k g m 3 ，这是由于在商业区和事业区内，纸、塑料 等轻质可燃物在生活垃圾中的含量远远高于其他功能区，这与成分分析的结果一致。 西南交通大学硕士研究生学位论文第19 页 从上表还可以看出，垃圾的容重变化幅度与人员流动性和复杂性有关，事业区和商业 区相对居民区而言，人员流动大，功能复杂，测得的垃圾容重变化幅度较大，而居民 区相对人员单一，功能单一，垃圾容重变化较小。混合区的垃圾由于来源复杂，累积 效应显著，容重变化幅度也较大。容重的变化程度从侧面反映出垃圾成分的变化程度， 按照以上分析，从风险控制的角度，焚烧垃圾应从垃圾成分相对稳定的居民区中选取。 从不同采样时间分析，春熙路、河滨印象和锦江中转站的变化幅度最大，最大变 化幅度分别为：春熙路1 0 9 3 2 ，河滨印象1 0 9 6 7 ，锦江中转站1 2 1 1 6 。经过对垃 圾成分分析，以上几处垃圾容重变化大的现象都是垃圾中植物含量波动大而导致的。 本次调查采样时间为夏季，由于夏天炎热程度有差异，从而导致生活垃圾中瓜果残渣 的含量( 即植物含量) 波动大。而四川大学、双楠卫雅苑、武侯南桥中转站、4 2 0 小区、 高新区孵化园这些点位的容重则比较稳定。商业区生活垃圾容重最小1 6 4 o l k g m 3 ，其 次是事业区2 0 8 1 8 k g m 3 ，居民区容重最大2 4 0 0 6 k g m 3 。居民区生活垃圾容重有随着小 区档次的提高而下降的趋势。 ( 3 ) 含水率 测定带回样品的湿重和干重，得到每个样品的含水率，再计算出各点的含水率， 结果见表2 7 ： 表2 7 不同采样点的含水率 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 0 页 水 v 擗 芒 缸 图2 9 功能区垃圾含水率 由于天气原因，现场分选、运输、存放等过程中会蒸发掉一部分水，所以实验所 测得的含水率不可避免地受到一定的影响。 从垃圾含水率分析可以看出，除商业区外其他区域生活垃圾含水率在6 2 9 2 6 5 9 4 之间，差别较小。商业区垃圾的含水率最低，为5 6 2 3 ，其次是混合区，居民 区的垃圾含水率最高。分析其原因，垃圾的含水率主要由垃圾中植物类、动物类、混 合物成分的含量所决定，而且主要受植物类成分的含量的影响。一般植物含量大，垃 圾含水率高，反之，植物含量小，垃圾含水率低。在垃圾成分分析中商业区垃圾植物 成分最少，动物类、混合类成分含量也最低，因此商业区垃圾的含水率最低。而混合 区垃圾中，植物成分相对较低，植物类、动物类、混合类成分含量也很低，所以混合 区垃圾含水率仅高于商业区。而事业区和高档小区虽然植物含量较低，但混合物中含 水率较高，导致总体含水量较高。居民区除高档小区外植物成分最高，其含水量也最