摘要：通过现场采样和室内试验，对上海市生活垃圾分类后干垃圾、湿垃圾的物理组成、含水率、容重、发热量、元素以及生化指标等理化特性进行了分析研究，并在此基础上探讨了分类垃圾的处置方式。结果表明：分类干垃圾有机物减少30%，而潜在可回收废物、易燃物均提高约75%，含水率、容重显著降低，而热值（湿基低位发热量）6881～7279 kj/kg。适合作焚烧处置，利于处置效果的实现；分类湿垃圾有机物比重80%，含水率为72%，容重达304 kg/m3，热值（湿基低位发热量）低于2500 kj/kg，有机质、蛋白质、粗脂肪的含量占其干物质比例，分别为75%、14%、7%，是生化堆肥的良好材料。
　　关键词：分类垃圾；上海市；理化特性；处置方式
　　中图分类号：x705文献标识码：a文章编号：16749944（2013）08023604
　　1引言
　　随着城市化进程加快，居民生活水平的提高，垃圾问题越来越成为上海市突出的环境问题[1]。目前，上海市居民生活垃圾尚处于以混合收集为主，并逐渐实行分类收集试点阶段。上海市垃圾分类为干湿垃圾分类法，即先将专项收集的有害垃圾、可回收物单独收集后，把生活垃圾分类为厨余、果皮垃圾（湿垃圾）和其他垃圾（干垃圾）两类。对分类后的各种垃圾进行有针对性的处理，进行垃圾减量化、无害化与资源化处置。为此，掌握分类垃圾理化特性数据及其规律显得尤为重要，关系垃圾后续处置方式选择。目前有关垃圾理化特性研究，主要集中于对混合收集垃圾特性研究[2]，仅有的涉及垃圾分类的也多侧重于分类方式方法的研究等[3，4]，而对分类垃圾理化特性的研究甚少。
　　本文通过对上海市分类垃圾的物理组成、含水率、容重、发热量、元素、生化指标的测试及分析，并将其与常规的混合收集垃圾特性进行比对分析，研究分类干、湿垃圾的理化特性，并探讨分类垃圾后续合理的处置利用方式。为探索城市生活垃圾减量化、无害化、资源化的技术途径，提供数据支撑与技术支持。
　　2试验方法
　　随机选取上海市4个城区居民分类小区，对其干、湿垃圾理化指标进行测定及分析。为保证比较的一致相关性，选定城区居民混合垃圾为对比。
　　2.1分析方法
　　生活垃圾主要理化特性包括容重、物理组成、含水率、发热量（热值）、元素等。各指标测定均参考《生活垃圾采样和分析方法》（cj/t313-2009）。具体操作为：容重测定采用容器法，将采集的样品破袋混匀，在不施加外力的作用下填满固定容积的容器，称量记录，计算垃圾的容重；物理组成测定是将各组分称量记录，并计算每类湿基成分比重；各物理组分缩分取样，先单组分含水率分析，根据湿基成分质量分数计算混合状态下垃圾的含水率；单组分样品烘干后制样，制成的样品进入发热量、元素、生化指标等测试阶段，获得干基状态下的检测结果，结合单组分样品含水率、元素含量等数据，计算湿基状态下生活垃圾的发热量、元素和灰分。
　　2.2材料与设备
　　磅秤、样品采集车辆、分类样品容器；分析天平、电热鼓风恒温干燥箱、研磨仪（研磨系统）、元素分析仪、氧弹式量热仪。
　　3结果与分析
　　3.1物理组成
　　从湿基角度，通过与混合收集生活垃圾物理组成作对比，分析说明分类干、湿垃圾的组分情况，并从可资源化利用角度，对比分析垃圾潜在可回收物、易燃物以及易腐物质比例。表1是混合垃圾和分类垃圾的物理组成。由表1可看出：分类干、湿垃圾各组分含量相对混合垃圾有显著变化。
　　分类干垃圾可回收废物比例显著提高，有机物比例明显降低。潜在可回收废物包括纸类、橡塑类、橡塑类、纺织类、金属类、玻璃类等，分类干垃圾中可回收废物量达到垃圾总量的45%以上，比混合收集垃圾提高了近75%；分类干垃圾中有机物（易腐厨余类）含量减少了约30%；渣石、煤灰等其他垃圾因其本身含量较低，相差不甚明显；此外，从易燃组分（仅包括纸类、橡塑类、木竹类、纺织类）角度看，干垃圾易燃组分比混合垃圾含量显著提高，由原来24%增加至41%，提高了近75%。
　　从分类干垃圾各组分比例看，厨余类最大（51%），橡塑类次之（21%～27%），其次为纸类（11%～18%），橡塑类、纸类、厨余类比重含量之和近90%，可见，厨余、橡塑、纸是分类干垃圾的主体部分。与混合收集垃圾相比，分类干垃圾纸类、橡塑类、金属类、玻璃类比例均有所提升，分别上升了147%、73%、292%、62%；

木竹类、纺织类、厨余类比例均有所降低，分别下降27%、44%、30%。由此可见，分类干垃圾中的厨余类含量的减少导致了有机物减少；而分类后纸类、金属、玻璃、塑料的增加，与潜在可回收废物的增多直接相关，尤其金属提升近3倍、纸类提升1倍以上。
　　2009标准一致。其中，分类湿垃圾中的“混合类”指除了厨余类之外的其他垃圾分类湿垃圾主要是剩饭、剩菜、菜皮、果皮及过期食品等厨余果类。数据结果表明（表1），相较混合收集生活垃圾而言，分类湿垃圾几乎不含塑料、纸类、玻璃等组分，有机物（厨余）纯度较高，其比例占湿垃圾总量的80%，利于有机生活垃圾的有效利用。
　　3.2含水率、容重、发热量
　　垃圾含水率与厨余相关性大[5]。研究结果表明（图1、表2），分类干垃圾含水率显著降低，含水率平均值不到55%，比混合垃圾含水率降低了20%；分类湿垃圾含水率相对较高，其值高达72%。由图1可知，含水率与容重呈正比关系，而与热值呈负相关性，与其他学者研究结果一致[6]。
　　一般而言，垃圾主体成分不同，容重值将有所不同。厨余类比例越高，容重就越大，而塑料等包装物组分越高，则容重越小，反之亦然。由图1、表2知，分类干垃圾容重显著减小，其值为117～133 kg/m3，相对混合收集垃圾减少了约40%；随着分类湿垃圾中厨果类组分的集中，含水率增多，湿垃圾容重增大，最大值达304 kg/m3。 　3.3元素、三成分
　　“三成分”即水分、灰分、可燃分；垃圾元素包括碳、氢、氮、氧、挥发性氯、燃烧性硫等元素，与垃圾作为资源、能源的价值密切相关。
　　一般情况下，垃圾中纸、塑料含量多少决定c、h元素含量的高低。研究结果表明（表3），分类湿垃圾中各元素含量均低于混合收集生活垃圾，尤其c、h元素比例显著较低，其值分别为8.75%和1.45%，这与分类湿垃圾纸、塑料等组分含量较少有关；分类湿垃圾可燃分比例13.37%～19.2%，低于混合收集垃圾近20%。尽管分类湿垃圾灰分较低，因其可燃分低且水分高，说明分类湿垃圾不易燃烧。这与发热量呈现良好的正相关性。
　　3.5处置方式
　　生活垃圾混合收集，一方面增加垃圾收集和运输数量，消耗更多的人力、物力和财力；另一方面增加垃圾处理的技术难度、工程投资和运行费用，不利于垃圾的减量、循环利用和无害化处理。由上海市生活垃圾分类垃圾理化特性可知，一方面干垃圾的易燃组分高，厨余组分少，垃圾含水率低而热值高，改善了垃圾焚烧性能；另一方面，随着厨余类组分集中，湿垃圾有机质纯度高且含有一定量的蛋白质，可集中生化处理转化为肥料等实现资源再利用；同时居民源头垃圾分类，避免了有害垃圾直接混入末端处置设施，预防环境二次污染。
　　综上可知，收集应有利于后期收运和处置，有助于减少垃圾处理的难度。目前上海市生活垃圾处理技术多以混合收集为主，建议后续的配套措施有效跟进，将垃圾分类目的与后续的垃圾处理方式有效结合，提高和改进分类垃圾处理技术；应重视高科技处理技术转化应用于分类垃圾处置，尤其对塑料袋、废纸、厨余等加工和应用。
　　4结论与建议
　　（1）相比混合收集垃圾，分类干垃圾有机物减少，而可回收废物、易燃物含量增加。其中，有机物减少约30%，潜在可回收废物、易燃物增加约75%。纸、塑、厨余为分类干垃圾的主要组分，比重之和近90%；含水率55%，比混合垃圾减少了20%；容重显著降低，其值为117～133 kg/m3；热值（湿基低位发热量）6881～7279 kj/kg。适合作焚烧处置，利于处置效果的实现。
　　（2）分类湿垃圾有机物纯度高，占湿垃圾比重80%；含水率为72%，容重达304 kg/m3，热值（湿基低位发热量）低于2500 kj/kg，而有机质、蛋白质、粗脂肪的含量占其干物质比例，分别为75%、14%、7%。是生化堆肥的良好材料，不适合焚烧及填埋处置。
　　（3）垃圾分类收集，有利于后期收运和处置，有助于减少垃圾处理的难度。建议后续的配套措施有效跟进，提高和改进分类垃圾处理技术；应重视高科技处理技术转化应用于分类垃圾处置，尤其对塑料袋、废纸、厨余等加工和应用。
　　参考文献：
　　[1]胡倩雨，陈超，黄盈盈.上海市城市社区推行垃圾分类存在的问题及其改进措施[j].绿色科技，2013，3（3）：164～167.
　　[2]孙晓杰，徐迪民，李雄.上海城市生活垃圾的组成及热值分析[j].同济大学学报：自然科学版，2008，36（3

）：356～360.
　　[3]徐佳萱.上海市浦东新区干湿垃圾分类收集试点阶段的研究[j].绿色科技，2011（9）：118～119.
　　[4]王晓红，阮星，邢霏霏.上海市生活垃圾源头分类的瓶颈及对策思考[j].再生资源与循环经济，2013（1）：24～27.
　　[5]秦宇飞，白焰，王潇.北京市朝阳区城市生活垃圾组分分布特征研究[j].环境工程学报，2009，3（8）：1498～1502.
　　[6]王磊，吴爽，马志峻.上海市产生源生活垃圾理化特性比较及处理方式探讨[j].环境卫生工程，2011，19（4）：34～37.
　　[7]孙陪峰，李晓东，池涌.城市生活垃圾热值预测的研究[j].能源工程，2006（5）：39～42.
　　[8]王晋，李定龙，张凤娥.江苏省城市生活垃圾特性分析[j].环境科学与管理，2005，30（6）：42～44.（下转第244页）
　　收稿日期：20130603
　　作者简介：陈燕（1982-），女，上海人，助理工程师，主要从事环境监测研究。