基于生态城市理念的城市垃圾资源化技术集成研究:以北京怀柔文化生态城为例

周丹张星星

（1北京清控人居环境研究院有限公司 北京 100083 2北京鉴衡认证中心 北京 100013）

我国的城市数量快速增加，城市规模急剧扩大，而城市配套设施建设相对滞后，现代化的城市正在成为环境污染和生态破坏集中的场所。城市垃圾的污染及其对生态系统所造成的破坏是人类城市化进程中一个不容忽视、亟待解决的现实问题。在此背景下，党的十八大报告适时提出了“建设社会主义生态文明”的方针，要求加快推进生态文明型城市的建设。

1 生态城市理念概述

生态城市，这一概念是在70年代联合国教科文组织发起的“人与生物圈”计划研究过程中提出的[1]。它是按照生态学原则建立起来的社会、经济、自然协调发展的新型社会关系，是有效的利用环境资源实现可持续发展的新的生产和生活方式。

1.1 生态城市社会、经济、自然协调发展

生态城市以可持续发展为根本，要求实现城市整体的生态化和社会、经济、自然协调发展。

1.1.1 寻求人与自然良性循环发展的新规律，体现了人与自然、建筑环境与自然环境、经济社会发展与自然环境保护之间的和谐共生。

1.1.2 建立可持续发展机制，通过再生和自生原理调节系统的影响因素，充分合理的运用和配置资源，以适应系统发展目标。

1.1.3 促进人们生活方式和消费观念的转变，增强生态保护意识，改善人居环境，实现自然资源的永续利用。

1.2 生态城市对于城市垃圾处理的基本要求

生态城市建设基本原则中的生态保护原则和循环再生原则对于治理城市垃圾污染具有直接的指导意义，为如何治理垃圾污染指明了方向[2]。

1.2.1 生态保护原则：指保护自然资源，对自然环境侵扰最少，提倡节地、节水、节能和治污，使用可再生能源和提高能效，对自然资源进行合理的配置和利用。

1.2.2 循环再生原则：减少垃圾产生量和回收垃圾再生利用；系统尽可能是闭合的，使物质循环再生，能量高效利用。

2 基于生态城市理念的城市垃圾资源化处理路径

2.1 垃圾分类收集机制

通过分类投放、分类收集，把有用物资从垃圾中分离出来重新回收、利用，变废为宝，既提高垃圾资源利用水平，又可减少垃圾处置量。它是实现垃圾减量化和资源化的重要途径和手段。

2.2 垃圾终端处理技术

垃圾终端处理技术受经济发展水平、生活习惯等各方面因素影响，具体处理技术可能不尽相同，但是最终应以无害化、资源化、减量化为处理目标。从应用技术看，我国与国外其他国家有所区别，国外主要采用填埋、焚烧、堆肥、综合利用等方式，形成系统成套的设备，自动化程度较高[3]。我国垃圾终端处理的技术对策以卫生填埋和高温堆肥技术为主，在经济发达地区正逐步发展垃圾焚烧技术。

随着经济的发展，处理技术的进步以及处理观念的更新，可以预见到我国垃圾资源化技术发展的总趋势是：

2.2.1 分类收集将成为治理垃圾最有效、最重要的途径，垃圾的资源化综合利用及垃圾产业化将成为新时期垃圾治理的主要方向；

2.2.2 分类收集的广泛应用促使资源的再生利用比例逐步提高；

2.2.3 垃圾卫生填埋的标准提高，简易填埋的比例将逐步下降；

2.2.4 经济发达地区的垃圾焚烧和焚烧余热利用等终端处理技术将广泛使用。

3 北京怀柔文化生态城垃圾资源化技术集成实例

3.1 项目概况

北京怀柔文化生态城是国家循环经济示范区中“城市循环经济示范区”的核心示范工程，基于生态城市理念打造，主要功能为首都东部发展带重要节点，承接市区部分功能、承担首都部分国际交往功能，争取成为联合国未来小城镇示范项目。

一期规划建设位于北京市怀柔区北房镇06街区，项目用地范围东至附张路，南至规划南房街，北到恒利街，西至兴盛路，总占地面积119ha，一期拟将分期分批投资逾100亿元，打造世界级的环保、文化产业综合发展项目。

3.2 北京怀柔文化生态城垃圾资源化技术集成

3.2.1 区域垃圾量预测

本区域内主要开展会展，演出、休闲等活动，结合此类相关活动垃圾产生类型，并根据对不同公建产生垃圾种类的分析，区域内可回收利用的垃圾比重较大，约占40%，同时产生的餐饮业厨余垃圾有机质成分含量高，适合进行后续生物处理，约占40%；剩余20%为不可利用垃圾[4]。

区域内生活垃圾量约为27t/d。此外，区域内绿地产生绿色有机废物约为0.5t/d，区域共产生垃圾量为27.5t/d。

3.2.2 垃圾资源化基本项技术

在基本项技术中，本区域垃圾处理技术选取垃圾分类系统，建立区域分类垃圾收集站，设置密闭的分类垃圾桶，分别用于可回收物、厨余垃圾和其他垃圾的收集，并有严格的保洁清洗措施。建筑内部设置分类垃圾桶，建筑内垃圾投放采用分类垃圾袋。

区域内垃圾分类要求如下：

①可回收的非生物垃圾：如纸制品、塑料制品、金属制品、玻璃制品等投放在可回收物垃圾桶内。

②厨余垃圾：如剩菜、剩饭、绿地花草、树叶等投放到厨余垃圾桶内。

③不可回收垃圾：以上两种以外的垃圾归为不可回收类垃圾，投放在不可回收物垃圾桶内。

区域内垃圾通过分类收集后，通过市政部门分类收集车辆，密闭压缩式收运把垃圾输送至不同部门进行回收或处理，减缓垃圾对区域的影响。

3.2.3 垃圾资源化推荐项技术

（1）垃圾气力输送系统

为实现对生活垃圾实行全封闭化、压缩化、集装化收运的现代化垃圾收集方式，推荐在区域中使用垃圾气力管道输送系统，此系统可大大提高垃圾收集效率、杜绝对环境的二次污染[5]。

①服务范围

垃圾气力输送系统服务范围为影视学校及动漫培训基地以南所有区域（不含东西两侧停车楼），服务面积约为0.7km2，中央收集站设置于区域南部地面停车场地下。

②设计规模

垃圾气力输送系统分为两个分类投放口，分别为可回收利用垃圾和不可利用垃圾。根据计算结果，在垃圾气力输送系统服务范围内垃圾总量为24.5 t/d，投放入气力输送系统的垃圾为14.7 t/d，其中可回收利用垃圾为9.8 t/d，不可利用垃圾为4.9 t/d。

③工作流程

在服务范围内，利用室内与室外投放口相结合的模式，取代传统的人工垃圾收集运输方式，如下图所示。

图1 垃圾气力输送系统流程图

垃圾气力输送系统包含室内收集系统、室外收集系统和中央收集站系统。

1）室内收集系统

室内收集系统采用垃圾垂直竖井系统，通过垂直竖井连通大厦各层，用户可通过位于每个楼层的投放口丢弃垃圾，投放口底部连接螺旋输送机，推进垃圾到气力输送管道，再通过气力输送至收集站，满足集中投放的要求。

2）室外收集系统

垃圾输送管道埋于地下，将所有已设本系统设备的各建筑物及室外投放口连接至中央收集站。本系统工程管道埋深3～3.5m，输送管道直径为500mm。

3）中央收集站系统在垃圾输送管网的末端，配置中央垃圾收集站一个，在此实现垃圾与输送载体-空气的分离，垃圾经压缩机压缩后推入垃圾集装箱内，而空气则经过除尘除臭处理后排出。中央收集站设置于区域南部地面停车场地下，建筑面积3000m2。

图2 室外管线示意图

（2）绿色废物处理中心

根据区域绿化有机垃圾高含水率、易腐烂的特点，可以将绿化有机垃圾配合厨余垃圾及源分离出的有机垃圾进行厌氧发酵，堆肥产物可回用于绿地增肥。

①建设地点

绿色废物中心拟建于南部片区地面停车场地下，与垃圾气力输送系统中心收集站合建，总建筑面积为3000m2。

②设计规模

绿色废物处理中心主要处理影视学校及动漫培训基地以外区域的自然凋落和人工修剪产生的落叶，树枝，草，厨余垃圾及源分离出的有机垃圾等。废物处理规模约为10.3 t/d，其中厨余垃圾为9.8 t/d，绿化有机垃圾0.5 t/d。

③处理流程

主要处理系统包括：原料堆放场、预处理系统、堆肥系统、后处理和利用系统、环境保护系统。

图3 绿色废物处理流程图

4 结语

4.1 结语

在北京市怀柔文化生态城应用垃圾资源化集成技术，遵循生态城市的理念，有效的利用废弃资源实现可持续发展的新的生活方式，具有极强的示范效益，并可获得以下环境效益：

4.1.1 垃圾分类回收系统的使用，既提高垃圾资源利用水平，又可减少垃圾处置量，日可回收可利用物10.8t。

4.1.2 使用垃圾气力管道输送系统，减少了垃圾车收运里程，节省燃油。同时，通过垃圾气力管道输送系统，垃圾车辆不用进入区域内部，有利于保持区域清爽的环境，减少空气污染和噪声的影响。

4.1.3 建立绿色垃圾处理中心，减小了市政填埋场压力。同时，通过处理中心堆肥处理可产生大量肥料，回用于绿地，提高土壤的肥力。据测算，经绿色垃圾处理中心堆肥后腐殖质含量可达0.2g/g，氮损失率仅在15%以内，能起到良好的节能降耗的作用，并可产生较好的生态效益。

4.2 建议

4.2.1 城市垃圾资源化处理要严格遵循生态城市理念中生态保护原则和循环再生原则，在保证垃圾无害化的基础上，最大限度的实现垃圾的资源化和减量化。

4.2.2 城市垃圾资源化技术集成要充分考虑城市垃圾成分、经济发展水平、生活习惯等因素，形成城市生活垃圾分类收集、分类运输、分类处理的机制。经济发达地区可探索生活废弃物信息化管理模式。

4.2.3 城市垃圾资源化新技术的使用应与城市市政环卫规划紧密结合，进行统筹规划，使新技术、新系统能与其他的市政配套规划紧密结合，降低整体投资。

[1]杨士弘.城市生态环境学[M].北京：科学出版社，2003.

[2]杨虹，徐晓军，史本章.运用“生态城市”理念治理城市垃圾污染[J].环境卫生工程,2005,13(1):35-38.

[3]廖如珺，黄建忠，杨丹蓉.中国城市生活垃圾分类处理现状与对策[J].职业卫生与病伤,2012,27(1):30-34.

[4]高兴，李文霞，袁杰，等.酒店餐饮垃圾及含能损失分析[J].建筑热能通风空调,2007,26(4):76-79.

[5]王贤明，李元元，等.上海世博园区垃圾气力输送系统工程设计[J].科技创新导报,2010(30):116-117.