北京市生活垃圾分类小区垃圾桶配置的模拟计算

摘要：在传统垃圾桶计算方法的基础上，提出了分类垃圾桶的配置方法，其中包括垃圾桶配置比例的判别方法、配置比例和小区结构对垃圾桶需求量的修正方法，并基于北京市的实际数据计算了6种典型小区(学校、居住区、写字楼、商场、事业区、宾馆)分类垃圾桶在不同分类率条件下的配置数量。结果表明，居民区在不同分类率下可回收、厨余和其它垃圾桶配置比例均为1:1:1；学校、写字楼、商场和事业区，分类率低于50%时，3种垃圾桶配置比例为1:0:1，分类率高于50%时，配置比例为2:1:1；宾馆的分类垃圾桶配置比例变化较大。学校、写字楼、商场、事业区的配置量随着分类率的提高而增加，而居民和宾馆的配置量变化不大。
关键词垃圾分类；垃圾桶；配置；模拟计算
城市垃圾桶是市民投放垃圾的基本设施。确定垃圾桶数量是城市垃圾管理需要首先解决的问题之一。早在20世纪60年代就有学者对此开展了研究，但至今仍受到密切关注[1-2]。其主要原因是随着公众环境意识的提高，人们对垃圾管理提出了愈来愈高的要求，垃圾桶数量本身已成为城市垃圾系统模型化研究的必要参数之一[3-4]。
在垃圾投放、收集、运输和处理或处置的整个体系中，垃圾桶设置既影响垃圾体系前端的投放效果[5-6]，也影响垃圾体系中后端的收集和运输效率[7-9]。对于开展垃圾分类管理的城市，不仅需要明确垃圾桶总数，而且还需要解决分类垃圾桶的配置比例问题。分类垃圾桶配置已成为整个垃圾分类管理体系的一个重要环节。
北京市从2000年开始在全市范围内大力推进垃圾分类体系的建设，到2006年年底，具备垃圾分类条件的小区已达1827个[10]。分类小区涉及了多种类型，包括居民小区、事业机关、中小学校、宾馆、写字楼等。目前北京市将生活垃圾分为厨余垃圾、可回收垃圾和其它垃圾3种，不同类型小区配置的垃圾桶比例绝大部分是1:1:1，没有更细致地考虑垃圾组成差异和小区类别的影响，在一定程度上造成垃圾桶不足或闲置。
城市分类垃圾桶配置数量首先由该城市推行的垃圾分类方式和垃圾各组分的产量所决定[11-13]，由此计算出的各类垃圾所需的垃圾桶数量可以视为理论计算值。实际的需求量往往远远大于理论计算值，造成这一差别的原因是分类垃圾桶配置比例和小区的结构特征对实际需求量有重要影响，而已有的研究很少考虑这两种因素的影响，造成理论计算与实际应用之间的脱节。本文较为全面地考虑了垃圾桶配置的影响因素，提出了垃圾分类小区分类垃圾桶的配置方法，并以北京市垃圾分类模型社区为例对分类垃圾桶的配置进行了实际估算。
1垃圾分类小区垃圾桶的配置方法
1.1垃圾桶配置量的理论计算
原则上，垃圾桶配置数量就是垃圾总量除以单个桶所能容纳的垃圾量。不过垃圾桶的数量还受到垃圾清运次数的影响，清运次数越多，需要的垃圾桶数量就越少。综合考虑这两方面因素，垃圾桶配置数量可用下式表示：

其中N是设置的垃圾桶数量；W是垃圾的重量；ω是垃圾桶的清运次数；ε是垃圾容重；B是单个垃圾桶的容积；ζ是垃圾桶的填充系数，表示清运时垃圾桶的填满程度，通常取0.75～0.9[14]。
将垃圾进行分类投放时，每种类别所需的垃圾桶数量就应该是各自垃圾总量除以单个桶所能容纳的垃圾量，由式(1)分别进行计算。但由于垃圾分类率并不总是100%，在实际计算一个地区的垃圾桶数量时需要考虑垃圾分类率的大小，即

式中γ是垃圾分类率，表示某一垃圾组分分类收集的量占该组分总量的百分比。
1.2分类垃圾桶配置比例的判定参数
可回收垃圾、厨余垃圾以及其它垃圾3种类型垃圾桶的理论配置数目可以根据式(1)分别进行计算，得出三者之间的比例。由于在不同产生源这3种垃圾产量及清运次数的不同，由式(1)计算就会得出很多种配置比例，将这种比例形式直接应用会给管理上带来很大不便。从国内外的实际情况看，垃圾桶的配置比例尽管不同，但同一地区往往只有有限的几种。这就需要提出一种判定方法或判定参数，能够根据设定的原则将计算出的理论比例化简为几种简单的比例形式，以便实际应用。
为了便于比较，将3种垃圾桶理论数之间的比值用两个参数(α，β)来表达，即

式中N1，N2和N3分别代表可回收垃圾桶、厨余垃圾桶和其它垃圾桶的数目。在实际垃圾桶数目的估算中，将采用这两个参数值来判定垃圾桶的配置比例。