2.2.3　农村生活垃圾原位分类资源化技术

2.2.3.1　技术概况

在传统农业模式下，农村产生的大部分生活垃圾，特别是易腐垃圾，往往通过各种方式进行就地消纳。然而，随着城镇化和新农村建设的持续推进和农村居民生活水平的不断提高，就地消纳已经逐渐无法适应垃圾产生量的迅速增长与组分的日趋复杂化，取而代之的是简易填埋与露天（或土法）焚烧。但是，由于缺乏相应的污染防治设施，由垃圾简易填埋/焚烧处理造成的污染有增无减，农村生态环境日趋恶化，严重阻碍了我国新时代建设“美丽乡村”的进程。

为缓解农村日益严峻的垃圾污染问题，国内经济较为发达的地区普遍采用“村集、镇运、县处理”的混合垃圾集中处理模式，这种模式在获得规模效应的同时也给城市生活垃圾处理终端带来更大的压力，使得原就有限的垃圾处理设施难以为继。而且含水率较高的易腐垃圾与其他垃圾直接混合，不仅会增加填埋场的安全隐患、降低垃圾焚烧热值，还严重浪费了资源，尤其是易腐垃圾的资源价值被严重忽视。因此，现阶段亟需一种适合我国农村实际的生活垃圾处理新技术与新模式。

针对我国农村生活垃圾快速增长、污染加剧、资源流失严重等现状，以简易分类为基础、资源化利用为优先、污染控制为重点，通过优化集成垃圾分类、分质预处理、生物强化发酵制肥与废水废气生物净化等关键技术，创建了一套可复制、可推广、经济、适用、简易的农村垃圾分类与分质资源化处理技术。

2.2.3.2　技术特点

（1）分类模式简单有效，可复制可推广

针对农村生活垃圾易腐有机成分高的特点，简化城市生活垃圾“四分法”，建立了基于“二分法”（易腐垃圾和其他垃圾）的垃圾分类资源化处理模式，可接受性更强、效果更好，适合进一步推广应用。

（2）易腐垃圾堆肥资源化，环境经济效益实现双赢

易腐垃圾原位资源化处理，在获得有机肥料、土壤调节剂，促进农作物增产的同时，也可减少垃圾的长途运输费用与终端处理处置设施（填埋场或焚烧厂）的运行负荷，有效降低垃圾综合收运处理成本，实现环境保护与经济节约的双丰收。

（3）垃圾减量效果明显，末端处置压力大幅度减小

易腐垃圾分出后进行原位资源化处理，可实现农村生活垃圾外运总量降低40%以上，从而延长垃圾填埋场的服务年限或减少垃圾焚烧设施的处理负荷。

（4）全过程污染控制，真正做到无害化处理

封闭式垃圾分类收运，避免了跑、冒、滴、漏现象发生；易腐垃圾生物强化好氧堆肥，在实现垃圾资源化、无害化处理的同时，废水、废气也得到集中收集、原位处理达标排放，真正实现垃圾处理无害化。

2.2.3.3　相关要求

为实现农村生活垃圾的无害化处理，易腐垃圾堆肥过程应满足《生活垃圾堆肥处理技术规范》（CJJ 52—2014）的相关要求，例如：主发酵堆层各试点温度应达到55℃以上，且持续时间不应少于5d；或达到65℃以上，持续时间不应少于4d；设计主发酵时间不宜小于5d；堆肥产品的种子发芽指数不应小于60%等。

目前易腐垃圾堆肥产品多用于园林绿化、作物种植，为保证其不会对植物的正常生长产生不利影响，堆肥质量本应满足《城镇垃圾农用控制标准》（GB 8172—1987）与《粪便无害化卫生要求》（GB 7959—2012），但是《城镇垃圾农用控制标准》已于2017年3月23日废止，而目前国家尚未出台关于城镇生活垃圾农用的新标准，现可参考浙江省地方标准《农村生活垃圾分类处理规范》（DB33/T 2091—2018）中关于易腐垃圾堆肥质量的要求，具体如表2-2所列。

当以堆肥产品作为有机肥料使用时，其应该满足农业行业标准《有机肥料》（NY 525—2012）标准要求，相比于《农村生活垃圾分类处理规范》（DB33/T 2091—2018），《有机肥料》对有机质的要求更高（≥45%），并对肥料的外观与总养分做了要求：肥料外观颜色为褐色或灰褐色，粒状或粉状，均匀，无恶臭，无机械杂质；总养分（氮+五氧化二磷+氧化钾）的质量分数（以烘干基计）不小于5.0%。

为实现农村生活垃圾处理全过程污染控制，堆肥过程产生的废水、废气处理应分别达到《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889—2008）与《恶臭污染物排放标准》（GB 14554—1993）要求。

2.2.3.4　技术内容

生活垃圾分类收集与混合收集最大的不同在于前者强调源头控制，重视垃圾的资源属性。通过对垃圾产生之后的第一个环节进行控制，将混乱无序的垃圾按照属性分类，实现垃圾处理全过程的资源有序输入，提高了垃圾资源的纯度和价值，减少了垃圾成分过于复杂造成的处置成本高、难度大的问题。

（1）农村生活垃圾分类收集方式

农村生活垃圾与城市生活垃圾的基本构成相似，各种组分所占的比例有所差异。由于农村分类收集的实践刚刚开始，而且国家也没有制定统一的农村生活垃圾分类标准，因此农村生活垃圾的分类方式可借鉴城市生活垃圾分类标准，以实现生活垃圾的分类规范、收集有序、处理高效。按照国家发改委与住房城乡建设部最新发布的《生活垃圾分类制度实施方案》（国办发〔2017〕26号），生活垃圾被分为易腐垃圾、可回收物、有害垃圾和其他垃圾4个类别，具体种类见表2-3。

由于农村生活垃圾与城市生活垃圾分类面对的人群在生活方式、文化水平、经济承受能力等方面存在很大差别，其收集处理不可照搬城市已建立的比较成熟的模式，应因地制宜，在城市生活垃圾分类模式的基础上进行简化、本土化，探索出一套适合农村的垃圾分类收集处理模式。

通过开展杭州市农村生活垃圾分类及减量化、资源化工作调研，对调研涉及的6个区（县、市）中各选取一个未进行垃圾分类的行政村，以该村垃圾集中投放点内的生活垃圾作为垃圾组分特征分析的材料，使用《生活垃圾采样和分析方法》（CJ/T 313—2009）中所述方法进行组分特征分析，农村生活垃圾的组分特征如图2-11所示。

由图2-11可见，农村生活垃圾中，以厨余类为主的易腐垃圾占比最大，占到垃圾总量的60%左右；塑料类、纺织品类、玻璃金属类等可回收物组分占垃圾总量的20%～25%；有害垃圾所占比例极小，仅占垃圾总量的1.4%左右。

在日常生活中，由于农村居民淳朴与节约、居住空间较为宽松，具有足够的空间存放纸类、塑料、金属、玻璃等可回收物，对于大部分经济价值较高的可回收物会经存储后集中出售，因此混入生活垃圾中的可回收物经济价值普遍偏低，基本不具有回收价值；而且农村有害垃圾产生量很少，可做定时集中收集，由具有相关处理资质的企业集中进行安全无害化处理。

因此，在农村生活垃圾分类工作推进初期，采用表2-4所列的“二分法”，将农村生活垃圾分为易腐垃圾（或称为可腐烂垃圾、可腐有机垃圾）和其他垃圾（不可腐烂垃圾）应是较为理想的源头分类方法。该法既能保证农村易腐垃圾的资源化利用与无害化处理，又能在降低生活垃圾处理对环境影响的前提下，满足社会对简单易懂的垃圾分类方法的需求意愿，有助于农村地区生活垃圾分类工作的顺利推进。

当然，为避免有害垃圾混入易腐垃圾中，影响后续的资源化处理效果，可在“二分法”的基础上，按照实际情况分类收集生活垃圾中的有毒有害垃圾，形成“2+T”（“2”为“二分法”，“T”为有害垃圾）的分类方法。

（2）农村生活垃圾处理技术

研究表明，当垃圾中可生物降解的有机物含量大于40%时，通过微生物堆肥处理即可使垃圾达到无害化、减量化的目的。同时，结合农村现有的垃圾收运及处理现状，综合经济、生态、环境等因素考虑，好氧静态堆肥+焚烧/填埋处理的生活垃圾处理处置模式更能保证农村生活垃圾的减量化、资源化及无害化处理。图2-12为该处理模式下的生活垃圾收集与处理流程。

在该处理模式下，生活垃圾分类从居民开始，然后进行分类收集运输，最终通过堆肥及焚烧发电或填埋处理达到减量化及资源化利用的目的，其中生活垃圾堆肥是核心，焚烧/填埋处理是辅助的处理技术。由于农村地区具有相当数量的耕地面积，能够保证产生的肥料可以完全就地消纳，易腐垃圾的堆肥化无疑是一种贴合现实、集垃圾减量与当地土壤肥力提升效益为一体的处理手段。此外，通过堆肥处理对垃圾进行分流，可有效保证垃圾焚烧的热值要求，降低焚烧成本及污染。这种垃圾处理模式不仅处理成本低，而且方式简单易行，十分适合经济欠发达的农村地区。

好氧堆肥又称高温堆肥，是指在有氧条件下将易腐垃圾送入微生物堆肥发酵单元进行高温发酵，通过强化通风与机械搅拌，在较短时间内产出腐熟的有机肥或其中间产物，实现易腐垃圾资源化和无害化的过程。

该工艺最终的目的不仅是要使垃圾达到减量化和无害化，更重要的是使垃圾实现资源化。如图2-13所示，源头分类收集的易腐垃圾，首先通过破碎机破碎，达到符合要求的颗粒后与堆肥辅料混合。然后，进行含水率、碳氮比及微生物调节，并添加或引进微生物菌剂，保证堆肥的迅速启动及腐熟化，缩短堆肥周期并减少后续处理中存在的问题。在微生物堆肥发酵过程中，堆体进行强制通风与机械搅拌，同时监测温度、湿度，保证堆肥过程中水、气、温度能够得到较好控制，为堆肥成功奠定基础。腐熟的堆肥出仓后，经过筛分机进行筛分，并通过一定的加工，制成有机肥料作为农用肥料或者土壤改良剂。

易腐垃圾堆肥发酵过程中，进料含水率约为65%，若要实现堆肥产品中含水率达到标准要求（≤30%），理论上1t堆肥原料至少要去除500kg水分，除了少部分通过蒸发逸出，大部分还是以渗滤液形式流出。经测试分析，渗滤液样品COD（化学需氧量）、总氮、氨氮、总磷的平均浓度分别达到32383mg/L、835mg/L、682mg/L、166mg/L，相对于《生活垃圾填埋场污染控制标准》（GB 16889—2008）表2的相关要求，分别超标322倍、21倍、27倍、55倍，若直接排放将会对周围环境造成严重污染。此外，在通风不足的情况下，堆肥过程亦会产生臭味。因此，对于发酵过程中产生的渗滤液及恶臭气体必须进行集中收集处理，防止二次污染。

对于易腐垃圾以外的其他垃圾，主要采用焚烧或填埋处理。相比于分类收集之前，运往焚烧发电厂的垃圾量有所下降，末端处置压力明显减小，无需新建或扩建垃圾处理处置设施，也可实现日益增长的垃圾得到有效处理。此外，易腐垃圾分出后，其他垃圾的含水率大幅下降、焚烧热值提高，可以有效促进垃圾稳定焚烧，削减烟气污染物的产生量；若以填埋方式处理也可减少填埋场垃圾渗滤液的产生量。