一、超大城市垃圾分类治理科技支撑的重要意义

二、超大城市垃圾分类科技支撑取得的主要成果

深圳市作为中国特色社会主义先行示范区、可持续发展议程创新示范区，以及国家生活垃圾分类重点城市和首批“无废城市”建设试点，有责任探索构建先进、适用的生活垃圾分类管理体系，为其他城市提供先行示范。在国家科技部、深圳市科创委和城管局的大力支持下，清华大学深圳国际研究生院从2018年起牵头承担了“十三五”国家重点研发计划“固废资源化”重点专项 “基于分类的深圳市生活垃圾集约化处置全链条技术集成与综合示范” 项目。项目紧密结合深圳市在我国中国特色社会主义建设及可持续发展中的特殊功能定位，面向深圳市生活垃圾分类处理系统升级重构的重大需求，以“精准分类、全程减量、梯级利用、高效处理、智慧监管”为主线，突破全链条减量分类、园区化循环利用、污染物超低排放、全过程智慧管控等关键技术与核心装备，推动深圳市建成以选择性精准分类为基础，以校园/社区发动志愿服务为特色，以厨余垃圾适度分类为系统优化节点，以可回收物规范管理为迭代升级方向，以清洁焚烧发电为核心依托，以多层级全过程智慧监管平台为保障的生活垃圾分类处理系统，形成适应城市精细化管理、环境高品质保护、经济高质量发展要求的生活垃圾分类深圳模式，为我国超大、特大城市普遍推行垃圾分类制度提供可借鉴、可推广的综合性解决方案，对我国生活垃圾分类工作稳步推进产生了积极的辐射带动作用。

（1）创建生活垃圾选择性精准分类模式，深度参与顶层设计与宣传教育。在深圳市10个区开展了覆盖各类场所的垃圾产生规律的深度调研，解析了生活垃圾时空分布规律和物质流向，量化了不同分类模式的经济与环境效益，提出了适于深圳市的选择性精准分类方案。在此基础上，完成了深圳市垃圾分类先行示范区工作方案，提出了垃圾分类的具体管理策略，撰写了《生活垃圾分类模式全成本分析》、《碳中和背景下生活垃圾分类管理策略研究报告》、《生活垃圾按量计费模式》、《生活源再生资源回收利用现状及潜力调研报告》等专项报告，厘清了生活垃圾分类工作中的疑点、难点。上述成果已融入《深圳市生活垃圾分类管理条例》、《深圳市环境卫生设施总体规划》、《深圳市12类场所的生活垃圾分类工作指引》等政策法规中。在此基础上，在深圳市开展了生活垃圾源头分类质量提升与保障工程示范工作，打造了一批基于人工智能、物联网、大数据的先进垃圾分类示范点，建设了国内首套完整的低值可回收物牛奶盒回收体系，覆盖全市1613所学校，累计回收1100多万个；提出了“志愿先行、校园发动”的引导公众参与垃圾分类的策略，与深圳市城管局、教育局和公益组织合作，参与打造了具有“名片”效应的深圳市垃圾分类公众教育“蒲公英计划”，受到了住建部的肯定并向全国推广。

（2） 突破有机固废资源化利用关键技术，推动园区减污降碳与协同增效。针对垃圾分类工作中厨余垃圾处理这一难点问题，开发了“有机垃圾分质分相高效协同厌氧消化技术”，应用于深圳市最大的厨余垃圾资源化处理项目，大幅提升了设施稳定性和有机质利用率，年处理规模达到800吨，减排二氧化碳超过12万吨，为我国厨余垃圾的高效资源化利用提供了新路径。针对深圳市以环境园为支撑的生活垃圾处理设施体系，以“协同处理、扩能增效、物能循环”为基本思路，对深圳市最大的有机垃圾处理园区——郁南环境园进行了园区循环化改造。首先通过厨余垃圾与污泥协同厌氧消化，将消化周期从30天缩短到20天左右，减少了设施的占地面积；其次建立沼气产热发电的内循环系统和沼渣、粪渣的协同堆肥处理系统，打通了园区水—能—废的循环链路，提高了郁南环境园的综合效益和运营的稳定性，环境负担降低70%以上。项目形成的园区循环化改造方案可以为全国类似环境园区的改造提供样板。

（3） 揭示大型垃圾焚烧系统全流程二噁英产排及分配规律，通过工艺集成优化实现二噁英稳定超低排放。焚烧发电厂已成为我国城市生活垃圾分类处理必不可少的核心设施。焚烧发电设施二噁英排放与飞灰处置是社会各界高度关注的问题，也是垃圾处理“邻避效应”的主要症结所在。针对上述制约焚烧发电健康稳定发展的核心问题，突破了焚烧二噁英高温取样难题，开展了现代化大型垃圾焚烧系统二噁英产生及沿程分布规律研究，阐明了燃烧控制及烟气净化系统各环节对二噁英的去除效果，在集成优化基础上开发了“生活垃圾焚烧效能提升及污染物控制关键技术”，烟气二噁英最终排放水平为0.0064 ng I-TEQ/Nm³，总去除率高达98.95%，二噁英排放水平远低于0.05 ng I-TEQ/m³的深圳超低排放标准要求，达到了国际先进水平。针对垃圾焚烧飞灰，开发了高温熔融无害化、强效螯合稳定化和同步重金属固定和二噁英分解的纳米n-Al/CaO处理技术。在技术突破的基础上，通过实施清洁焚烧，促进资源共享，开展公众服务，构建了“城市生活垃圾清洁焚烧与睦邻共生的整体解决方案”，克服了邻避效应问题，保障了生活垃圾分类处理体系的健康运行，案例入选国家发改委全国推广借鉴深圳特区创新举措及经验做法。

（4）支撑生活垃圾分类处理全过程多层级智慧监管平台建设，推动垃圾分类监管体系与能力现代化。系统梳理超大城市生活垃圾分类处理系统精细化管理业务需求，集成物联网、大数据、人工智能等新一代信息化技术，支撑业务主管单位建立了生活垃圾全链条智慧化分类管理体系，打通了市—区—街道多层级管理部门以及商务、教育、生态环境、义工联等多职能部门的垃圾分类管理数据链条，实现了垃圾分类数据统一和标准化管理。针对投放主体发动困难、严重依赖人力督导、基础数据缺失等问题，建立了覆盖全市20000多个集中投放点的数据标准化收集系统，实现了垃圾投放源头基础数据的标准化智慧化采集，同时构建投放点动态成效评估模型，对居民行为、场所情况、监督效果等5大项59细项内容进行综合评估，实现了投放点分类情况跟踪评价以及督导方式智慧选择。针对垃圾细分品类多、收运渠道复杂等问题，开发生活垃圾分类收运智慧感知系统，实现了全市3000多辆各品类垃圾收运车辆的智慧调度和智能监管。针对多种处理设施并存、技术水平硬件基础不一等问题，构建全市统一的处理设施智慧管控系统，建立了统一的信息数据管理平台和智能化数据获取及传输体系，实现了垃圾处理设施的优化调配、在线监控、安全保障等多维度管控功能。针对可回收物底数不清，来源去向不明，管理水平相对落后，严重制约“两网融合”推进等问题，利用物联网和SAAS服务平台，依靠各类设备集成，实现了再生资源系统回收站点原有计量系统计量数据的智能采集及传输，破除了“两网融合”的数据壁垒。为满足深圳市“志愿先行、校园发动、全民参与”的垃圾分类治理模式，构建了智慧公众平台，集成公众参与端口，将志愿督导、社会监督员、公众随手拍、蒲公英讲师、校园分类、入户宣传等公众参与方式集合到统一平台，大幅提升公众参与水平。

（5）建立多维度环境绩效综合评估体系及货币化方法，支撑深圳垃圾分类处理系统科学管理与优化升级。为了全面表征生活垃圾处理全流程的综合绩效，建立了涵盖减量化、稳定化、物质回收量、能源回收量、温室气体排放与环境影响评价等六项指标的综合绩效指标体系，核算不同生活垃圾分类处理技术路线的环境绩效，进而采用货币化方法将各项指标的影响换算为货币价值，得到综合隐性成本。评估结果表明，深圳市厨余垃圾处理设施中，大型厌氧消化、水解酸化制碳源设施的综合环境绩效较好，而中小型就地好氧发酵或烘干设施的环境绩效较差。各品类生活垃圾处理中，强化可回收物规范回收的综合环境绩效最为显著。以不同厨余垃圾分出率为变量评估深圳市生活分类处理系统的综合环境绩效，发现25-35%厨余分出率下综合环境绩效可达最优，不进行厨余垃圾分类，或者厨余垃圾过度分类，系统的综合环境绩效均会出现下降，而且过度分类情景下综合环境绩效下降速率与幅度均显著高于厨余垃圾低分出率情景。与混合垃圾全量焚烧相比，推行生活垃圾分类后，深圳市生活垃圾处理系统物质回收量提升了59.2%，能源回收量降低了14.1%，温室气体排放下降了12.4%，其他环境影响的人均当量PE总值降低了35.0%。根据各项指标的货币化结果，以大型焚烧发电为核心的深圳市生活垃圾处理系统较为先进，其综合环境绩效的隐性成本为-139.8元/吨，即已经呈现出正面的环境经济效益；分类处理以后，隐性成本降低到-171.5元/吨，说明推行垃圾分类可进一步提升系统的环境经济效益；在厨余垃圾适度分类基础上，强化可回收物回收系统的规范管理，并以生产者责任延伸制度驱动可回收物高值利用，隐性成本将进一步大幅降低到-246.6元/吨。上述货币化评估结果清晰表明，推行垃圾分类并在科学管理基础上实现提质增效，可创造突出的环境经济效益，为“绿水青山就是金山银山”提供了生动诠释。

（6） 形成垃圾分类整体解决方案与长效机制政策建议，在全国发挥辐射带动与先行示范作用。在深入研究和长期实践中，凝练提出了深圳市超大城市生活垃圾分类先行示范模式，其基本特征为：以选择性精准分类为基础，以校园/社区发动志愿服务为特色，以厨余垃圾适度分类为系统优化节点，以可回收物规范管理为迭代升级方向，以清洁高效焚烧发电为核心依托，以全过程智慧监管平台为保障。这一模式全面落地深圳，深圳市生活垃圾分类处理取得突出成效，其整体水平的回收利用率和资源化利用率均较项目实施前有明显提升。目前，深圳市生活垃圾分类回收利用率达到49%，居于国内领先和国际先进水平；环境负荷大幅下降，有效提升了人民群众的幸福感和获得感；提出的深圳市生活垃圾分类处理整体解决方案和长效机制政策建议等报告，对我国其他城市，尤其是超大及特大城市因地制宜稳妥有序推进垃圾分类工作发挥了一定的守正、创新、纠偏作用。

三、面向提质增效要求进一步强化超大城市生活垃圾分类科技支撑的建议

在各级政府的坚强领导、各相关职能部门的组织推动下，在社会各界和全体居民的共同努力下，我国超大城市生活垃圾分类是取得了显著成效，迈上了新的台阶。在促进人与自然和谐共生成为中国式现代化的本质要求、减污降碳协同增效成为促进经济社会发展全面绿色转型总抓手的新形势下，超大城市垃圾分类面临着提质增效的紧迫任务，必须对标东京、柏林、伦敦、巴黎等国际化大都市垃圾分类先进水平，进一步强化科技支撑，持续精准发力，在科学管理的基础上进一步巩固和提升生活垃圾分类体系建设成效，真正形成垃圾分类长效机制，切实推动居民分类减量习惯养成，提升社会文明和生态文明水平。

（1） 进一步完善生活垃圾智慧监管平台功能与数据共享交汇机制，实现垃圾分类监管平台与环卫设施监管平台的数据互联互通，全面打通社区—街道—区—市多层级管理部门以及商务、环境、教育等相关职能部门垃圾分类管理相关数据链条，形成垃圾分类管理“一张网”，进一步提升垃圾分类精细化、智慧化管理水平。

（2） 面向超大城市碳达峰碳中和目标，推动居民生活垃圾源头减量与分类投放的碳普惠核算与认证，建立生活垃圾分类减污降碳协同增效标准化评估方法，以及“绿水青山就是金山银山”的生态环保价值转化核算方法体系，持续引领垃圾分类处理系统优化升级发展方向。

（3） 建立厨余垃圾管理层次框架与行动指南，着力推动食品供应链废物预防减量、大型商超与连锁餐饮企业余量食物捐赠、品质可控厨余垃圾的饲料化利用，积极推动厨余垃圾短程快速大规模处理技术的标准化与工程化应用，如水解酸化制备碳源应用于污水生化处理，开发沼气化学链制氢或催化重整制氢技术与装备，构建有机固废或沼渣生化或热化学稳定化—安全土地利用储碳产业共生模式，实现城市有机固废的全链条生态循环利用。

（4） 以可回收物规范回收体系建设为重点，切实推动垃圾分类收运与再生资源回收“两网融合”，补齐我国超大城市与发达国家先进城市之间在垃圾分类系统上存在的最为突出的短板。积极探索在塑料瓶、玻璃瓶、轻质包装、快递包装等可回收物回收中落实固废法确立的生产者责任延伸制度及押金回收制度，引导城市出台低值可回收物回收支持政策并建设规模适宜的集中式现代化分拣中心，促进可回收物回收系统转型升级与良性发展，促进回收行业提高技术与管理水平，实现可回收物回收的功能定位从“废品回收”到“环境服务”的跃迁和转型。

（5） 因应国际国内塑料垃圾管理及微塑料等新污染物治理焦点问题，系统开展超大城市塑料垃圾管理及微塑料污染状况调研，结合超大城市垃圾分类、“无废城市”建设、塑料污染治理等目标，提出塑料垃圾回收利用以及微塑料等新污染控制技术路径与管理策略，开展典型塑料垃圾物理回收及化学回收的技术验证与工程示范。

（6） 在借鉴国内外先进经验基础上，研究不同收费方式的可行性与有效性，加快出台和实施非居民厨余垃圾和其他垃圾收费制度，在快速发展的物联网、人工智能技术支撑下逐步实行非居民和居民生活垃圾计量收费制度，发挥经济杠杆的调节和引导作用，进一步强化居民垃圾分类意识提升和责任落实，促进居民减量分类习惯养成，同时降低政府财政负担。

（7） 调研超大城市固体废物园区集约化处理的发展现状，总结固废环境园区或循环经济产业园区循环化改造的经验，对各个固废环境园区或循环经济产业园区开展系统全面的诊断评估，充分挖掘已有设施处理能力潜能，提升处理效能，进一步强化和发挥各个环境园区在废物协同、物能循环、设施共享、污染减排方面的优势。

（8） 以集约化、高效能、低风险为目标，逐步推动超大城市市政污泥、医疗废物、可燃工业固废等在生活垃圾焚烧设施的协同焚烧处理，同时积极开发高参数焚烧发电及热电联产、垃圾焚烧烟气碳捕集、垃圾衍生燃料规模化绿氢生产等技术与装备，开展工业化试验和工程示范。

（9） 针对超大城市生活垃圾产生量大、处理系统以焚烧发电为主状况下大量产生且富集重金属与二噁英类污染物的生活垃圾焚烧飞灰，结合超大城市自然社会经济条件，以跨介质环境污染控制和全过程环境健康风险防控为目标，开展分质资源化、安全稳定化创新技术的工业化试验与工程示范，实现垃圾焚烧飞灰的低碳、低风险、长效安全处理。

（10） 针对存量生活垃圾填埋场、建筑垃圾、工业固废贮存场存在的环境与安全隐患，在诊断评估基础上，提出系统治理、资源利用、生态恢复、风险控制与安全保障方案，推动存量生活垃圾卫生填埋场、建筑垃圾堆放场、工业固废贮存场的有序、安全、高质量再生利用。