基于城镇化的农村生活垃圾产量预测模型——某乡镇生活垃圾收运系统设计实例

彭子原 王宏辉 李玫瑰 刘欢欢

（中机国际工程设计研究院有限责任公司 湖南长沙 410007）

基于城镇化的农村生活垃圾产量预测模型
——某乡镇生活垃圾收运系统设计实例

彭子原 王宏辉 李玫瑰 刘欢欢

（中机国际工程设计研究院有限责任公司 湖南长沙 410007）

城镇与农村生活垃圾人均日产量差距巨大，预测农村生活垃圾产量时直接套用城镇生活垃圾预测模型会带来较大误差。本文建立了一种基于城镇化率的农村生活垃圾预测模型，并以此为基础，提供了一个农村生活垃圾收运系统设计实例，为今后的同类项目提供了一定的参考。

农村生活垃圾；产量；收集；运输

改革开放以来，我国农村经济日新月异，农民生活质量显著提高。然而，与此同时，农村生活垃圾问题也日益凸显[1]。我国农村常住人口约6.42×108t，农村生活垃圾年产量约2×108t[2]。长期以来，由于环保意识的薄弱及环保设施的缺失，绝大部分农村地区没有建立专门的生活垃圾收运或处理设施[3]，农村生活垃圾随意堆放或简单焚烧，造成垃圾围村现象，侵占土地，破坏环境。垃圾堆放还可能造成蚊蝇滋生，传播疾病，简单焚烧更将产生二恶英等有毒气体，严重危害周边村民的身体健康，阻碍农村经济的可持续发展[4-5]，农村生活垃圾治理迫在眉睫。

与城市生活垃圾相比，农村生活垃圾分布分散，产生量少，要在每个村镇分别建设生活垃圾填埋场等处置设施投入巨大，使用率低，不具有经济性。采取“村收集-镇转运-县处理”的三级联动模式，建立完善的农村生活垃圾收集收运系统，依托城市生活垃圾处置基础设施对农村生活垃圾进行处置[6]，是妥善解决农村生活垃圾问题，确保农村生活垃圾得到有效清运和处置的不二选择。

准确预测生活垃圾产量是建立经济有效的生活垃圾收运系统的前提。我国农村通常由集镇中心和普通农村生活两部分组成。由于生活习惯和生活水平的差异，集镇和农村的生活垃圾产量和组成均存在较大差异，且随着城市化进程的推进，部分农村人口将向集镇转移，这也进一步影响着生活垃圾的产量和粪便。以往的研究多将集镇居民和农村居民作为一个整体共同预测其产量，而忽视了这些差异的影响，将对生活垃圾总产量的预测带来误差。

本文提出了一种基于城镇化率的农村生活垃圾产量预测模型，并介绍了一个基于此模型的某乡镇农村生活垃圾分类收集及收运系统设计实例，为类似工程提供了一定参考。

1 基于城镇化率的农村生活垃圾产量预测模型

建立基于城镇化率的农村生活垃圾产生量预测模型，根据人口基数、人口自然增长率预测乡镇总人口，根据规划城镇化率及城镇化率变化预测集镇人口和农村人口数量，进而计算集镇生活垃圾产量、农村生活垃圾产量和乡镇生活垃圾总产量。

乡镇预测年城镇及农村人口规模分别：

R城—预测年城镇人口数，人；Q农—预测年农村人口数，人；Q总—预测年总人口数，人；—起始年总人口数，人；k—常住人口年增长率；n—预测年限；P—预测年份城镇化率。

乡镇生活垃圾收集量为：

R城—预测年城镇垃圾收集量，t/d；R农—预测年城镇垃圾收集量，t/d；R总—预测年各乡镇总垃圾收集量t/d；C—生活垃圾收集率。

2 农村生活垃圾收运系统设计

2.1 生活垃圾产生现状调查

对湖南省某乡镇的生活垃圾进行收运。

该乡镇位于湖南省东北部，距离县生活垃圾填埋场13km。土地面积83.5km2，2013年镇域常住总人口5.5万人，其中集镇人口2.34万人，农村人口3.16万人。乡镇集镇中心手工业发达，私营企业较多，非农业人口比例较高。

该镇集镇居民生活水平较高，其生活垃圾产量与组成与农村差异较大。根据现场调查，该乡镇生活垃圾主要由煤渣、灰土等无机垃圾，废弃塑料制品、包装袋、玻璃瓶等垃圾及少量腐烂蔬果、剩余饭菜等厨余垃圾、其他垃圾等四部分组成。其中远离集镇的乡村村民主要能源为燃煤，煤渣、灰土在生活垃圾中所占比重较大，约占40%，厨余垃圾及可回收垃圾所占比重较小，各约占10%。集镇中心部分居民已采用石油液化气代替煤作为主要能源，生活垃圾中煤渣、灰土含量相对较低，约占20%，同时厨余垃圾及可回收垃圾比重较大，分别约占50%和15%。

该乡镇目前并未建设生活垃圾收运或处置设施。除农村部分农户家建有沼气池，可将厨余垃圾混入其中，用于发酵制沼气外，大部分生活垃圾随意倾倒在路边、池塘、荒地，严重污染环境。

2.2 生活垃圾分类方案设计

结合现场调查情况，将该乡镇生活垃圾分为可回收垃圾（废纸、废金属、废玻璃瓶等可回收利用的垃圾）、无机垃圾（煤渣、砖瓦等无机垃圾）、厨余垃圾（剩饭、剩菜、果皮等可发酵有机垃圾）、有害垃圾（废电池、废农药瓶等有毒有害垃圾）、其他垃圾五类。

为实现生活垃圾的源头“减量化、资源化、无害化”，减轻生活垃圾处置设施的运行负荷，对生活垃圾进行分类收集。可回收垃圾由垃圾回收站回收利用；无机垃圾可作为附近坑塘道路填土；有害垃圾由乡政府统一收集安全处置；自建沼气池的农户厨余垃圾可用于发酵产沼气，其余不便于自行处置的农户可将厨余垃圾并入其他垃圾中，统一收集后运输往该县生活垃圾卫生填埋场处置。各类垃圾处置方式如图1所示。

图1 生活垃圾分类收集及处理模式

每户分发2个编织袋，用于盛装无机垃圾和纳入本项目需运往填埋场的其他垃圾，发放2个20L密闭垃圾桶，用于盛装可回收垃圾和其他垃圾。厨余垃圾一般直接进入沼气池或与需收运的生活垃圾混装，不需另行配置收集容器。垃圾桶和编织袋全镇统一配置，在垃圾桶和编织袋上做好标识，由村民自行将垃圾分类收集。

2.3 生活垃圾收运系统设计

2.3.1 生活垃圾收运规模预测

根据上述模型，对该乡镇生活垃圾产生量进行预测。据统计，该乡镇常住总人口自然增长率为 5.8‰，2013年镇化率为42.63%，2020年县域规划镇化率为54%，以此推算，城镇化率年均增长率为1.625%。参考类似地区生活垃圾产量，城镇人口生活垃圾人均日收集量取0.8kg/（人.d），农村人口生活垃圾人均日收集量取0.4kg/（人.d）。集镇及农村生活垃圾产量预测如表1。

表1 生活垃圾产生量预测表

由表1可知，至2024年该镇生活垃圾总产量为37.63t/d，其中集镇28.37 t/d，农村9.26 t/d。

2.3.2 生活垃圾收集站建设

未经压缩的生活垃圾容重较小，约为0.4t/m3，直接运输车辆装载量低，运输车次多，运输成本高昂。在集镇西南方荒地设置生活垃圾处理能力为40t/d的收集站1座，对农村收集上来的生活垃圾进行压缩，统一转运至生活垃圾填埋场，提高车辆装载率，降低运输成本。

收集站采用垂直预压式垃圾压缩工艺，该工艺占地面积小，垃圾压缩密度大，垃圾经压实后密度可达0.85t/m3。综合考虑垃圾装车、卸料时间间隔及设备检修备用需求，收集站配置40t/d垂直式生活垃圾压缩机2台。

2.3.3 生活垃圾收运作业规程

在集镇及各村配置2m3可密闭式生活垃圾收集斗，由村民自行将需收运的生活垃圾倾倒如附近收集斗内。收集斗数量按照集镇及各村预测生活垃圾产量确定。配置2t车厢可卸式运输车将装满的收集斗运输至收集站。此类车与2m3生活垃圾收集斗相配套，装卸便利，外形小巧，适用于乡镇收运。垃圾经收集站压缩后采用10t可密闭式垃圾转运车将垃圾转运至生活垃圾填埋场，进行填埋处置。收集站产生的垃圾渗滤液及车辆、地面清洗水等废水经调节池收集后由5t式污水槽罐车运往生活垃圾填埋场渗滤液处理站处理。

垃圾收运工作由乡镇环卫队负责。

图2 生活垃圾收运流程图

3 结论与建议

3.1 结论

通过基于城镇化率的农村生活垃圾预测模型，可分别预测农村与集镇的生活垃圾产量，减小了将城镇和农村生活垃圾视为一体，直接套用城镇模型预测的误差，有利于工程设计中生活垃圾处理规模的确定。

通过合理预测乡镇生活垃圾产量，“户分类-村收集-镇转运-县处理”的模式，建设与之相适应的生活垃圾收运系统，将乡镇生活垃圾统一收集，集中处理，有效解决垃圾围村问题，改善农村生态环境，维护村民身体健康，促进新农村建设。

3.2 建议

（1）加强基础设施建设，建立覆盖全县的生活垃圾收运处理体系，为农村垃圾治理提供保障。（2）建设完善的制度保障，明确责任，落实管理，加强监督，建立适当的奖惩制度，使农村垃圾处理有制可循。（3）加强宣传教育，提高村民环保意识，普及垃圾分类、回收利用知识，从源头为生活垃圾减量化、资源化、无害化，防范生活垃圾问题打好基础。

[1]管蓓,刘继明,陈森.农村生活垃圾产生特征及分类收集模式[J].环境监测管理与技术,2013,25(3):67-71.

[2]邴常远,吴东彪,白玉方,等.流域农村生活垃圾收运、处理模式探析研究——以巢湖流域为例[J].环境科学与管理,2014,39(9):26-29.

[3]王翎均,梁成华,王军,等.辽宁省农村生活垃圾现状及处置对策研究[J].浙江农业科学,2014,(7):1072-1075.

[4]董丽丽,于玲.我国农村生活垃圾现状及处理对策[J].现代农业科技,2013,16：223-226.

[5]张继远.城乡公共服务一体化视域内农村生活垃圾处置探析[J].农村经济与科技,2012,23(1):7-9.

[6]潘志坤.农村生活垃圾治理对策研究[J].环境卫生工程,2013,21(1):58-62.

彭子原（1989—），女，土家族，湖南保靖人，硕士，从事固体废物处理处置工程设计工作。