高校生活區垃圾分類及處理全生命周期評價——以浙江理工大學為例

王張藝 馬永喜 傅 軍 程穗陽 葛 鋒

高校生活區垃圾分類及處理全生命周期評價——以浙江理工大學為例

王張藝 馬永喜 傅 軍 程穗陽 葛 鋒

[浙江理工大學]

隨著城市化的發展，生活垃圾的源頭減量化、過程資源化、末端無害化處理成為必然趨勢，在高校積極推行的綠色后勤建設中，垃圾分類管理的落實是重要的環節。文章針對高校后勤管理在垃圾分類管理上仍然存在的分類不到位、減量不明顯、綜合實施效果不佳等問題進行了研究，以浙江理工大學生活區的垃圾分類系統為對象，利用生命周期評價的方法分析高校生活區垃圾分類及處置后對環境的影響，得出綜合處理對環境影響更小的結論，并探索構建更完善的高校垃圾分類管理工作體系，以期為高校在垃圾分類方式以及垃圾處理方面提供決策支持。

綠色后勤管理；垃圾分類；生命周期評價

一、引言

在國家政策引導下，各個高校正在積極推進綠色后勤建設，在已有節能減排的工作基礎上，重點開展垃圾分類工作。在國內生活垃圾逐年增長的趨勢下，建設高校綠色后勤之垃圾分類系統是一項迫切的任務，高校不能僅依賴于垃圾的末端處理，應主動轉變為循環型的管理模式，通過垃圾分類有效減少垃圾的最終處理量。

當前垃圾分類行動已經落實到校園的各個方面，高校不僅要跟進配套措施，根據校園生活垃圾的組分特性來制定適宜的回收模式，還要對學生進行宣傳教育，制定合理的垃圾分類管理政策。[1]但目前高校垃圾分類管理仍然存在分類不到位、減量不明顯、綜合實施效果不佳等問題。

為量化在綠色后勤建設模式下高校垃圾分類與處理系統對環境的影響，本文以浙江理工大學生活區的垃圾分類系統為例，從資源的生命周期角度出發，對垃圾從收集分類、運輸到末端處理的全過程做環境評價，進一步提出回收或者改進的方案，并探索建立相對完善的高校生活垃圾分類的管理方式，為決策方找到主要矛盾提供參考，同時也為有效環保地處理生活垃圾提供一定的理論依據，[2]為高校在垃圾分類方式以及垃圾處理方面的綠色后勤建設方面提供決策支持。

二、生命周期評價方法

生命周期評價是用整體、系統的思想來整合并且評價一個產品系統在整個生命周期中全部的投入、產出和潛在的環境影響。本研究將利用生命周期評價方法，量化分析高校垃圾分類及處理系統對環境的影響，從而為高校綠色后勤管理中垃圾分類管理提供理論幫助。具體分析的技術路線如下：根據校園生活區垃圾處理體系調查，使用生命周期評價法進行實例計算分析，探索高效綠色后勤管理下的垃圾分類管理優化方案。

三、案例分析

本研究將高校的垃圾分類體系分為投放、清運、回收和處理四個階段。研究中不包括在處理階段中回收的可回收物，因為在處理階段中回收的可回收物將進入下一個循環。[3]調研發現，當前垃圾末端處理的主要方式是衛生填埋，是一種不依賴于其他處置方式的處理手段，且填埋氣的收集可用于發電，但也可能造成嚴重的二次污染。

案例設計時，功能單元定義為浙江理工大學生活區典型生活垃圾，系統邊界如圖1所示。在清單分析的過程中將收集圖1的系統邊界內每個小單元所需要包含在清單中的定量和定性數據。

圖1 系統邊界

（一）調研及數據收集

研究數據主要來自浙江理工大學后勤服務中心對生活區的實地統計（2020.06-2020.07期間），包括在校學生人數（由于疫情期間在校學生人數相比去年同期減少20%）、每日學生用餐人數、宿舍和食堂不同種類垃圾的日均產生量、對接的清運公司和垃圾處理廠及其垃圾處理方式等。目前學校生活區每幢宿舍樓下會擺放四個分類垃圾桶，分別用于四類垃圾的投放。食堂產生的垃圾由后勤保潔人員分為易腐垃圾，泔水和其他垃圾。投放階段分類的工作主要由后勤保潔人員完成，再由專業的清運公司集中收運。由于衛生填埋具有規模彈性大的特點，可以實現城市垃圾處理日產日清。[5]學校所有生活垃圾由清運公司集中運輸到杭州天子嶺垃圾處理廠進行衛生填埋。

（二）清單分析

清單分析將對前一階段所確定的系統邊界內的所有過程對能源和資源的消耗以及污染物排放進行量化和分析，下述主要是對生活區垃圾處理中的投放、運輸、回收與處理階段所輸入與產出的物質與能量進行分析并制定清單表。

浙江理工大學三個生活區（一、二、三區）共住宿學生16481人（疫情原因低于去年同期20500人），每人每天大約產生1.5kg垃圾，分為四類：可回收垃圾、易腐垃圾、有毒有害垃圾和其他垃圾。另外，生活區內三個食堂垃圾分為易腐垃圾、泔水和其他垃圾。根據實地統計的數據可以計算出生活區日均產生生活垃圾約13672kg。

本文按照國際流行的分類方法，將環境影響類型分為全球變暖、酸化、富營養化和光化學臭氧合成。根據在清運階段和處理階段統計的氣體排放，匯總了造成上述影響的污染物氣體，具體見表1，再根據不同污染物的性質分為不同的影響類型。

表1 全過程污染氣體排放量匯總

（三）影響評價

每種環境影響具有不同的影響因子。為了表述某一類影響因子對環境的影響，通常用某種物質作為參考，例如采用CO2作為特征化因子來定量衡量不同溫室氣體對全球變暖的影響大小。環境影響潛質即系統中消耗資源的總和或者全部排放物的影響總值，四種類別的環境影響的總潛值見表2-表5。其中，標準化值=環境影響潛值/基準值，環境影響負荷=標準化值×權重系數（由中國科學院生態環境研究中心建立的中國環境影響潛值標準人當量基準和權重）。

表2 全球變暖環境影響總潛值

注：基準值為8700kgCO2當量/（人·a）;權重系數為0.82

表3 酸化環境影響總潛值

注：基準值為8700kgCO2當量/（人·a）;權重系數為0.82

表4 富營養化環境影響總潛值

注：基準值為62kgNO3-當量/（人·a）;權重系數為0.73

表5 光化學臭氧合成環境影響總潛值

注：基準值為0.212kgC2H4-當量/（人·a）;權重系數為0.53

（四）結果解釋與運用

根據上述清單分析和前期學者的研究，生活垃圾分類處理體系對各類環境影響因素的影響程度依次為光化學臭氧合成>全球變暖＞富營養化＞酸化。光化學臭氧合成對衛生填埋造成的環境影響貢獻值最大，這是因為在衛生填埋處理產生過程中釋放的氣體含有大量的CH4，作為重要溫室氣體的CH4參與了光化學臭氧合成。因此，為了減少填埋處理對環境造成的影響，必須把填埋氣的收集、處理作為重要的任務。

填埋氣經焚燒發電對環境資源的消耗為負值，因為在填埋氣中 CH4的熱值發電，其產生的電量遠大于機械運行的電力消耗,因而產生了電力盈余。另外，填埋氣焚燒后其中的CH4轉化為了CO2，已知CH4的全球變暖當量為CO2全球變暖當量的25倍。[6]

填埋雖能處理所有普通的生活垃圾，但相對更適合處理惰性垃圾，單一使用填埋這一種垃圾處理方式容易引發二次污染。同樣，焚燒處理相對適合用于處理高熱值的垃圾，生化處理則適用于處理有機垃圾。有研究表明生活垃圾經分類處理后，提高了可燃物比例和垃圾濕基低位熱值，因此更適合焚燒處理。焚燒后，垃圾中的可燃成分減少80%～ 90%[7-8]，可以節省大面積的填埋場占地。從環境影響的角度分析，每一種處理手段都有自身的優勢和局限，單一的垃圾處理手段難以滿足生活垃圾減量化、無害化、資源化的需求[9]，需要采用綜合處理的方式，將多種處理手段有機結合，不同手段處理不同的垃圾細分[10-11]，同時根據地域特點選擇不同的垃圾處理體系，從而優化垃圾處理的效果。

綜上所述，垃圾處理如果需要向綜合處理的方向發展，就必須做好垃圾分類。垃圾組分的細分對后續處理的任一階段都有益處，因此源頭收集環節至關重要。由于高校環境特殊，垃圾組分較為穩定，管理集中也相對方便。從高校綠色后勤管理這個源頭入手，減少垃圾處理量，提高垃圾分類回收效率，削弱環境影響，擬提以下幾點建議:

1.培養學生垃圾分類的意識，加強垃圾分類執行力。目前生活區的垃圾分類主要依賴后勤保潔人員二次分揀，需要消除信息的不對稱，加大校園內部對于垃圾分類的宣傳力度。同時發揮高校教育資源的優勢，線上線下相結合，將垃圾分類的思想融入校風建設當中。

2.建立監管體系，把垃圾分類納入學生行為規范的重要考核指標。垃圾分類在校園中的推進離不開動態和長效機制，需要多部門建立全方位、多層次的監督管理機制，明確主體責任，加強對學生的考核評價。

3.更新校園內垃圾分類設施和規劃。目前高校垃圾設施和標識的規劃比較粗放，更新速度也遠遠跟不上校園垃圾增長的速度，容易造成混合投放或隨意投放的現狀。因此，根據不同區域垃圾構成進行規劃，亦是目前綠色后勤工作的重點。

4.與有資質的垃圾分類運輸、資源化利用、終端處置的企業合作[12]，采取規范化、無害化的處理措施?？梢蕴岣呔C合處理水平，針對生活垃圾中的物質成分進行有效的拆分，最大程度減量生活垃圾，回收肥料和熱力等能源，可以進一步降低垃圾處理對環境造成的影響。

5.發揮高校學科優勢，探索垃圾分類的技術創新。我國的垃圾分類剛剛起步，高校在垃圾分類工作方面應發揮科研優勢，充分利用“互聯網+”等高新科技，建立垃圾分類智能管理平臺。

四、結語

本文運用生命周期評價的方法，以浙江理工大學生活區垃圾分類數據為母本，量化了校園垃圾從分類投放到運輸再到回收各個階段的輸入和輸出，結合垃圾分類處置步驟和各類影響因子，綜合分析了現行垃圾分類體系與填埋處理手段下生活垃圾造成的環境影響，并得出了相關對策和建議。

相較于單一且容易造成二次污染的填埋處理，綜合處理的技術是優化垃圾處理效果，削弱環境污染的關鍵。另外，為了后續任一階段的更有效的資源回收和利用，生活垃圾源頭分類收集至關重要。

圍繞高校綠色后勤建設，垃圾分類管理和處置過程是一項復雜的工程，需要師生和各個部門配合才能有效實施?？梢酝ㄟ^加強宣傳教育、優化監督管理體制機制、更新垃圾分類設施和規劃、深化校企合作、發揮高?？蒲袃瀯莸韧緩綐嫿ǜ娓咝У男@垃圾分類工作管理體系。

[1]楊曉茜.高校學生生活垃圾的分類回收及其可行性分析[D],武漢理工大學，2013.

[2]周菲.杭州城市生活垃圾處理體系綜合評價方法研究[D],中南大學，2010.

[3]紀丹鳳.城市生活垃圾處理處置的生命周期與環境經濟評價——以北京市為例[D],北京化工大學，2010.

[4]汪清清.生命周期評價在成都市生活垃圾可持續填埋中的應用[D],西南交通大學，2010.

[5]陳家川.城市生活垃圾綜合分選工藝流程優化設計[D],電子科技大學,2011.

[6]紀丹鳳等.北京市生活垃圾處理的環境影響評價[J].環境工程學報，2011（09）：2101-2107.

[7]林建偉.城市生活垃圾管理系統規劃模型及其應用研究[D],重慶大學,2003.

[8]張英民等.城市生活垃圾處理技術現狀與管理對策[J].生態環境學報，2011（02）:389-396.

[9]李宇軍.中國城市生活垃圾管理改進方向的探討[J],中共福建省委黨校學報，2008（04）:16-21.

[10]ElwanA,AriefYZ,AdzisZ,etal.Lifecycl- eassessment-basedenvironmentalimpactcomparativeanalysisof compostingandelectricitygeneration from solidwaste[J], Energy Procedia, 2015,（68）:186-194.

[11]HadzicA,VocaN,GolubicS.Life-assessment of solid-wastemanagementincity of Zagreb,Croatia [J],Journal of Material Cycles &Waste Management, 2017,（3）:1-13.

[12]劉瑞文.高校垃圾分類工作現狀與管理體系構建[J].河北環境工程學院學報,2020,30 （1）：4-7+81.

中國教育后勤協會2019年度重點課題：ZDKT2019010：綠色后勤建設

（責任編輯：趙相華）