垃圾分拣与循环经济——由上海市浦东新区垃圾分拣压缩转运站的建设与运营谈起

一、我国城市垃圾的现状及对国民经济的影响

我国是“人口大国”，这就意味着，我们同时是个“垃圾大国”。据有关部门统计，全国13亿人口，每年仅城镇垃圾总量就达1.5亿吨，占世界总量的四分之一以上，并且每年以平均10%的速度增长。而纳入与实施处理的城市垃圾只占总量的25%，剩下的城市垃圾无法处理，只能堆积，历年的垃圾堆量已达60亿吨，侵占了5亿多平方米土地，而我国的人均耕地面积尚不足1300平方米，远远低于世界人均3000平方米的水平。

中国的环境污染到底有多严重？专家估计，每年损失约2830亿元。上世纪90年代以来，随着城市建设的快速发展与城市化进程的不断加快，城市生活垃圾产生量也与日俱增，而国内当前废弃物处置方式比较单一，垃圾对环境的污染也未得到根治，构成对人民生活健康和社会可持续发展的潜在威胁。如何找到一种既能适应社会发展需要、又能保障环境生态平衡的垃圾处理方式，是各级政府亟待解决的难点之一。传统的处理方式不能阻止有毒有害垃圾的渗沥液对地下水和江河湖泊的污染，许多处理实际上只是一堆了之或一埋了之，有效处理量远远低于垃圾的产生量。由于垃圾分类没做好，含水量过高，使得引进的部分国际先进技术与设备无用武之地，不能发挥出应有的效益。对于任何一个城市来说，垃圾处理都堪称难题。无论是填埋法、堆肥法、还是焚烧法，二次污染以及垃圾处理的成本、效率等都阻碍着国民经济的可持续发展。到2010年，预计上海的垃圾日产量将达20000吨，如何安全、高效地处置这些废弃物，是摆在人们面前的一个现实课题。

二、垃圾分类是实现循环经济的重要手段

传统的经济，是一种由“自然资源——产品和用品——废物排放”流程组成的开环式经济。通过单方面的从生产到使用再到排放的流动，不断加重地球生态系统的负荷来实施经济的增长。从根本上说，当前的人口膨胀、资源衰竭、环境退化等全球危机，正是工业时代以来传统经济模式负面效应的积累性爆发。

相反，循环经济是一种善待地球的经济发展新模式。它要求把经济活动组织成为“自然资源——产品和用品——再生资源”的闭环式流程，所有的原料和能源要能在不断进行的经济循环中得到合理利用，从而把经济活动对自然环境的影响控制在尽可能小的程度上。

早在200多年前，法国的先哲傅立叶就提出“垃圾是放错了位置的财富”。进入90年代，日本学者又提出了“垃圾零排放”的概念。这些都反映了垃圾可以作为一种原材料被加以再生利用，也就是说可以将垃圾作为永不枯竭的“城市矿藏”来开发。目前，世界各国正形成这样一种共识，即没有绝对的垃圾，只有用过的产品，让垃圾中的可利用部分回到经济循环中去，提倡产品的循环利用，以减少对初级自然资源的消耗，把城市生活垃圾作为新的二次资源，加以开发利用，实现经济发展与生产环境的良性循环。

按照可持续发展战略及循环经济理念的要求，垃圾中资源的回收和利用已成为现代城市进行生活垃圾处理的发展趋势。目前我国许多城市都在探索生活垃圾减量化、资源化、无害化战略，其中对城市生活垃圾实行分类收集是最有力的措施之一。生活垃圾分类收集是按照城市垃圾物理构成成分，实行分类回收的垃圾收集方式，可有效地实现废物的重新利用和最大程度的废品回收，为卫生填埋、生化处理、焚烧发电、资源综合利用等先进的垃圾处理方式的应用奠定基础，为垃圾处理实现减量化、资源化、无害化目标创造良好条件。据了解，回收利用100万吨废纸，可避免砍伐600平方公里的森林，回收120吨罐头盒，可少开采冶炼400吨锡矿石，用100万吨废弃食物加工饲料，可节省出36万吨饲料用谷物。其次，由于减少了垃圾最终处理处置的数量，有利于节约土地和降低垃圾运输和处理处置费用。最后，回收的物品增加了，垃圾的数量就会相应减少，从而可减轻垃圾对环境的污染。因此，城市生活垃圾中废旧物品的回收和再生利用是实现垃圾减量化、资源化、无害化的重要途径，也是垃圾处理全过程管理中的一个重要环节。

当然，分类收集必须分类处理，才能达到综合利用和循环利用的目的，否则就失去了分类收集的意义。生活垃圾经分类后，可燃物送至焚烧厂焚烧发电，可制肥物送至综合处理厂堆肥，可回收物送至相关工厂用于资源再利用，剩余不可利用物送至垃圾填埋场卫生填埋，这样我国的垃圾收运企事业单位就可以实现从单纯清除垃圾到以减少垃圾产出量和加大废品回收为主的根本性转变，从而走向追求经济、社会、环境三大效益同步发展的良性运行轨道。

三、我国目前大中型垃圾转运站的建设现状

上世纪末以来，我国各主要城市相继投资建设了一些大中型垃圾转运站。生活垃圾转运站是连接垃圾产生源头和末端处置系统的结合点，起到现代城市处理垃圾的枢纽作用。它实现了城市垃圾收集与运输的集中化、压实化、封闭化。经过我国目前已建项目近年来的运行，其缩小垃圾体积、减轻垃圾重量、大容积全封闭运输、操作全自动化等优点，较大地改善了以前城市垃圾收集与运输设施落后、污染严重、操作繁杂、管理困难、效率低下等状况，为减少生活垃圾污染，改善城市环境质量，提升环卫作业水平，降低运行管理成本提供了一种先进的手段，获得了大家的基本肯定。

鉴于垃圾量的急剧增加，而垃圾比重大幅下降，所以采用以前的运输方式、运输工具运送垃圾是既不经济又不科学的。为提高垃圾转运的净载率，现代化的垃圾中转站一般均采用将垃圾压缩后转运的方式，同时也节省了垃圾转运的运行费用。特别是去年初以来，市场上汽油、柴油价格居高不下，从而使运输成本占整个垃圾处理成本中很大的比重，造成财政投入的加大，增加财政负担；同时，这么多车次往返，给本来就拥挤的市区交通增加负担，且车辆排放的尾气还会对市区的空气质量造成影响。

从国内外垃圾运输方式的发展来看，随着城市规模的扩大、人口的增加、垃圾数量的增多，垃圾处理场的远离市区，垃圾运输方式也从直接运输到未经压缩转运到目前的压缩转运。从城市发展的角度来看，垃圾填埋场只能越建越远，所以垃圾运输采用压缩转运则应是比较理想的选择。

目前，国内新建的大中型垃圾转运站的垃圾压缩工艺方式主要有两种，即垂直填压式和水平压装式。

垂直填压式垃圾压缩工艺采用垃圾填压装置与垃圾集装箱垂直竖立布置形式，在进行垃圾填压过程中，不同类型的垃圾收运车辆到达转运站后，将垃圾直接倒入垂直放置的垃圾集装箱顶部，等集装箱内垃圾到了一定高度后，由放置在集装箱上的液压填压装置对垃圾进行压实，直至垃圾装满垃圾集装箱后，再由链式专用转运车将垃圾集装箱放倒在车辆底盘上，运至垃圾处理场卸空后送回（详见图一）。

水平压装式垃圾压缩工艺采用垃圾压缩装置与垃圾压缩集装箱水平卧式布置形式，在进行垃圾压缩过程中，由液压系统将两者紧密地结合在一起。不同类型的垃圾收运车辆到达转运站后，将垃圾卸入垃圾料斗里，料斗装有液压倾翻装置将垃圾翻入垃圾压缩机的压缩仓内，然后由压缩装置将垃圾直接压入垃圾压缩集装箱内，装满后，垃圾压缩装置与垃圾压缩集装箱分离，由专用拉臂车将满载的垃圾压缩箱运送至垃圾处理场卸空后送回转运站等待再次装箱。垃圾压缩集装箱专用拉臂车本身带有液压动力源，可独自完成集装箱的卸载和垃圾的卸空作业（详见图二）。

 

水平压装式垃圾压缩工艺还有另一种模式，即预压式垃圾压缩装置。垃圾卸落后被预先压缩成包，转运车驶入后，由转运车上的垃圾集装箱与垃圾压缩机相联并锁定后，再将压缩好的垃圾包一次性推入转运车的集装箱内。与上述直接压入垃圾集装箱的模式相比，预压模式具有二次装运污染和预压箱满载后不能连续作业的不足之处（详见图三）。

由于直接压入模式的垃圾压缩集装箱在转运站内时作为垃圾压缩后的储存容器，在转运车上又是垃圾集装箱的突出优点，并且投资省、占地小、建筑物层高低、无二次污染、性价比高等等，故目前国内外大多数垃圾转运站采用该垃圾压缩工艺作业模式。

最近几年我国沿海发达城市相继投资建设了几条垃圾分拣流水线，分拣流水线工艺装备基本套用选矿专用设备。由于该垃圾分拣流水线没有与垃圾压缩转运设备作为一个运行体系整体考虑，加上投资大、工艺复杂、运行成本高、分拣效果差等原因，造成目前设备闲置不用的情况较多。

作为城市生活垃圾综合处理工程之一的垃圾转运站，不但要建适合国情的垃圾压缩集装运输设备，也要建适合国情的垃圾分类分拣设备，且两者要构成一个有机的整体同时投入使用，以发挥垃圾转运站最大的效益。但国内迄今尚未建有具此理念的项目成功案例。

四、浦东垃圾分拣压缩转运站的基本设计思路和工艺设备配置

上海绿环机械有限公司（上海市高新技术企业）在引进国外先进工艺技术的基础上，对目前浦东地区的垃圾成分和垃圾清运单位作了大量的调研工作，制定了该生活垃圾分拣压缩转运站的工艺技术方案（详见图四），并开发研制出更适合于中国国情的垃圾分拣压缩流水线设备及配套产品。在垃圾压缩中转之前，配套建设大件垃圾破碎、生活垃圾分拣、废旧物资回收分类打包等辅助措施。大件垃圾如家具、电器等，可先通过大件垃圾破碎机，经分拣分类后，再进行资源打包。垃圾压缩分拣流水线设备是集机电一体化的高技术含量产品，采用一流的设计理念和制造工艺，完善的配置和可靠的性能。同时，该设备采用了国内首创的垃圾分拣流水线与垃圾压缩机对接技术，使垃圾转运站实现了垃圾收集、分拣、压缩、转运一体化运作的工作模式，提高废旧资源的回收利用率，来提高垃圾转运站的经济、环境和社会效益，以适应废弃物资源回收的社会需要和循环经济、可持续科学发展观理念。

 

图四分拣压缩转运站工艺程图

在设备方面，除主要液压、电气元器件采用进口产品外，其余均采用国产原材料加工配套。这样既保证了生活垃圾分拣压缩流水线的先进性和可靠性，又降低了其制造成本。该分拣压缩流水线的主要特点为（详见图五）：

 

1、生活垃圾分拣压缩流水线设计采用的

地坑卸料+滚式栅棍+人工初选+板式输送+人工分选+输送上料+压缩装箱+拉臂车转运

综合处理模式，具有简单实用、性价比高等优点。该分拣流水线与压缩处理设备采用并联布置的工艺方案，送入转运站的垃圾可根据其不同来源选择需分类后再压缩转运还是直接压缩转运这两种作业模式。

2、生活垃圾分拣流水线配置的板式输送机、带式输送机、上料输送机、送料输送机等是根据垃圾的特性专门开发的产品，具有一流的设计理念和制造工艺。

3、垃圾压缩工艺采用较之垂直填压式更为先进合理的水平压装式，垃圾直接压入压缩集装箱的工艺作业方案，具有配套建筑物高度低、投资省、设备可靠性和安全性好、作业方便、清运效率高等优点。

4、垃圾压缩装置设计方案采用二机六箱位的布置、压缩装置主机横移换箱的可连续作业工艺方案，具有配置合理、布局科学、操作方便、维护简单等优点。

5、垃圾转运站配置的二辆8吨级垃圾转运车辆采用车厢可卸式垃圾转运车，它采用全封闭垃圾压缩集装箱，箱体可被吊装和卸离底盘。由于它的特殊结构形式和工作方式，如不参与垃圾的填装作业、一车多箱配置、设备自重轻、起重能力强、自卸角度大、作业速度快等优点，大大提高了垃圾清运效率和降低了垃圾清运成本。

6、分拣压缩流水线电气系统采用微电脑程序控制，设计为遥控、自动及手动控制三种方式，以方便日常操作和设备维修。电气系统从设计上避免了误操作的发生，并且有故障报警装置和故障信号指示灯。

7、垃圾转运站设置微机监控和监视系统，以控制与协调垃圾进场、装运、调度操作全过程。

8、垃圾转运站设置除尘除臭系统，以保证作业场地和周边环境的空气质量符合国家环保要求，且噪音值小于65dB。

9、垃圾转运站内均接通上水、照明电和通风装置，并有通向窨井的排水沟。室外道路均满足环卫车辆的到达、作业和调头。建筑造型和周边环境相协调，并做到绿化和垂直绿化。

10、由于本技术设计方案综合考虑了目前国内外各类垃圾转运站的成熟的经验，并结合了垃圾作业清运单位长期积累的正确工作思路，故更具有实用性和可靠性。

五、运行成本与收益经济指标分析

1、运行成本分析计算

流水线共配置操作人员10人，其中值班长兼总操作台控制员1人；垃圾料坑操作工1人；分拣工6人；司机2人。场地保洁与设备保养等均利用流水线待工间隙，由值班长统一安排有关人员操作运行。

a、年人员工资总额：

以每人每月开支为1500元计算，则10位工人年工资总额为：

12×10×1500＝180，000元/年

b、年电费开支：

分拣压缩流水线配电总量为50KW/h，以8小时工作计算，则每年用电度数为：

50×8×365＝146，000KW/h

以工业用电0.9元/KW/h计算，则每年用电费用为：

146，000×0.9=131，400元/年

c、年水费开支：

分拣压缩流水线保洁用水量为1m3/小时，以8小时工作计算，则每年用水量为：

1×8×365＝2，920m3/年

以工业用水2元/m3计算，则每年用水费用为：

2，900×2=5，840元/年

d、年车辆开支费用

按双程平均运距50公里和清运200吨垃圾每天25车次计算，则每天公里总数为：

50×25=1，250公里

如8吨柴油车每百公里油耗为30升，则每天油耗为：

12.5×30=375升

按柴油4元1升计算，则每年的油耗开支为：

4×375×365=547，500元

考虑到二辆配套车辆的路税、养路费等杂费等因素，增加10万元，则年车辆开支费用为：

547，500+100，000=647，500元/年

e、年设备折旧费：

如设备使用寿命为10年，则该设备的年折旧是总造价的10％，如以320万元设备总投资计算，则设备年折旧费为：

320×10%＝32万元/年

f、年设备维修费：

以设备总造价为5％计算维修费用，则设备年维修费用为：

320×5%＝16万元/年

得出分拣压缩流水线年运行成本开支总额：

18+13.14+0.58+64.75+32+16＝144.47万元/年

2、运行收益分析计算

上海某环卫科学研究所经长期检测并综合考虑其他单位采集数据平衡情况，得到的上海市居民生活垃圾组成成份（见表1）：

表1生活废弃物的成份组成（％）

回收资源的市场收购价格情况调查，可出售的回收资源收购价格大致如下所示（见表2）：

表2回收资源市场收购价

浦东新区农村建设管理署提供的资料，浦东新区农村化地区每座垃圾转运站的规模能力为日处理生活垃圾200吨。根据表1所示的生活垃圾组成情况和表2的回收资源市场收购价格情况，可分别得出本分拣压缩流水线各回收资源的年分拣量和年收益。

a.纸张年分拣量与年收益

200×365×12.04％＝8，789.2吨/年

8，789.2×0.8×1000=7，031，360元/年

b.塑料年分拣量与年收益

200×365×14.65%=10，694.5吨/年

10，694.5×1.2×1000=12，833，400元/年

c.金属年分拣量与年收益

200×365×0.72%=525.6吨/年

525.6×1.6×1000=840，960元/年

d.玻璃年分拣量与年收益

200×365×4.78%=3，489.4吨/年

3，489.4×0.1×1000=348，940元/年

e.纤维织物年分拣量与年收益

200×365×2.94%=2，146.2吨/年

2，146.2×0.25×1000=536，550元/年

则得理论年收益总计为：

7，031，360+12，833，400+840，960+348，940+536，550=21，591，210元/年

考虑到大多数生活垃圾在进入分流中心之前，已经过外来拾荒者的过滤，这些自发组织的废旧资源回收者来自经济不发达地区，估计这种状况还会持续一个相当长的时间。另外加上分拣流水线分拣效果不是很彻底的情况下，我们考虑将理论年收益乘以0.2系数，得出一个实际年收益：

实际年收益为：21，591，210×0.2＝4，318，242元/年

 

3、年成本和年收益比较分析

通过计算我们已获得分拣压缩流水线年实际年收益为431.82万元（只占理论年收益的20％），年运行成本年开支为144.47万元，则得转运站年利润为：

年利润＝年收益-年开支＝431.82-144.47＝287.35万元/年

 

以上数据与目前的实际情况基本相符合，所以我们可以看到生活垃圾中可回收资源的价值还是十分可观的。垃圾是放错了位置的财富，如果垃圾中的可燃物和可制肥物也能作为商品进行市场经济运作的话，那分拣压缩流水线的运行将更有发展前途。

 

六、结束语

从一些发达国家所走过的历程来看，要从根本上解决垃圾对环境的污染，必须变末端治理为全过程治理，通过全过程的控制来减少垃圾在收集、运载综合利用过程中的污染。垃圾所遗留的问题治理是一项长期而艰巨的任务，不是一时一刻就能奏效的，需要投入大量的人力、物力和财力，做大量深入细致、脚踏实地的工作。

城市生活垃圾无论采取何种处理模式，都必须以“资源化、减量化、无害化”的可持续发展与循环经济理念为指导，综合考虑处理模式的环境风险、处理技术的稳定性和成熟性、资源化利用率、减量化效率、处理技术的投资成本与运行成本等因素，在满足环境要求的前提下，使垃圾处理模式具备地区特色，充分体现政府的管理水平和城市的发展程度。

《中国二十一世纪议程》中明确提出城市要可持续发展，必须正确处理人口、资源和环境的关系。可持续发展和生态城市有密切的内在联系，可持续发展理论丰富了生态城市理论，生态城市是可持续发展理论在城市的综合体现。一般国际上衡量生态城市的基本标志之一就是看有没有城市废弃物的分类收集、综合处置和循环利用系统。

事实证明，任何一种单一的处理方式都不能完全彻底解决垃圾“围城”的局面，高温焚烧、卫生填埋、生化堆肥等处置方式，应紧紧结合本地实际情况，因地制宜地选用最适合本地区发展水平的处理方式，才能确保符合国家对垃圾处置“无害化、减量化、资源化”的产业政策。

垃圾毕竟只是人类生活的附属衍生物，只要我们以科学的态度审视、对待、强化资源综合利用意识，明确城市清洁的责任感，控制废弃物的产生，建立起有序、完善的城市垃圾收集、运载和综合治理的体系，营建一个清洁、文明、优美、和谐、具有二十一世纪人文素质的居住环境，从长远来看，这是我国各主要城市获得可持续发展的先决条件。