表二深圳近年垃圾含水率比较(单位:%)(2010-2015)
年份 2010 2011 2012 2013 2014 2015
厨余类 62.23 69.14 71.16
纸类 55.81 55.08 61.79
橡塑类 42.46 46.34 41.82 37.54 41.99 34.46
纺织类 49.00 50.31 45.27 59.18 59.85 53.46
木竹类 混合类 37.40 41.60 53.01 35.50 35.11 32.81
总含
水率
52.72 52.10 53.72 57.26 44.25 58.52 — — —
62.08 63.39 57.32
75.01 59.43 77.46 57.84 68.55
46.88
表二来自《2015深圳市生活垃圾基础数据调查》,显示了2010年至2015年深圳市垃圾的总含水率,与表一进行对比,年总含水率略高于年厨余垃圾比,将垃圾含水率作为湿垃圾处理比例,既能在厨余垃圾比例上处理更多湿垃圾,也能有效防止二恶英产生。
因为问题二需要预测接下来十年垃圾处理成本,而湿垃圾比例每年并不相同,可以使用MATLAB软件,将每年垃圾总量与湿垃圾比例进行拟合,预测接下来十年干湿垃圾比例。
600500476479482490522541生活垃圾清运量(万吨/年)4003002001002022192213603253473334074410200020012002200320042005200620072008200920102011201220132014年份 图1 深圳市2000-2014年城市生活垃圾清运量
图1来自《2015深圳市生活垃圾基础数据调查》,给了我们深圳市14年的年垃圾量,《深圳市生活垃圾处理工作志愿者调研笔记》提及,“根据近年来全市生活垃圾产生量的平均增长速度(6~8%),取2014~2020年、2021~2025年、2026~2030年期间的年平均增长速度分别为6%、4%和3%”,便可预测2015年至2017年的年垃圾总量。
表三深圳市垃圾总量预测(2011-2027)
6
2011年 2012年 2013年 2014年 2015年 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年 2021年 2022年 2023年 2024年 2025年 2026年 2027年 4820000吨 4900000吨 5220000吨 5410000吨 5734600吨 6078700吨 6443400吨 6830000吨 7239800吨 7674200吨 7981200吨 8300400吨 8632400吨 8977700吨 9336800吨 9616900吨 9905400吨 再与2011年至2015年湿垃圾比例使用MATLAB进行拟合,得到湿垃圾比例预测公式:
y?0.0147x?52.0251 (2)
通过垃圾总量数据预测2016年至2027年湿垃圾比例
表四深圳市垃圾预测数据(2016-2027)
年份 2016年 2017年 2018年 2019年 2020年 垃圾总量 6078700吨 6443400吨 6830000吨 7239800吨 7674200吨 湿垃圾比例 60.9068% 61.4969% 62.0652% 62.6676% 63.3062% 干垃圾比例 39.0932% 38.5031% 37.9348% 37.3324% 36.6938% 7
2021年 2022年 2023年 2024年 2025年 2026年 2027年 7981200吨 8300400吨 8632400吨 8977700吨 9336800吨 9616900吨 9905400吨 63.7575% 64.2267% 64.7147% 65.2223% 65.7502% 66.1619% 66.5860% 36.2425% 35.7733% 35.2853% 34.7777% 34.2498% 33.8381% 33.414% 至此加入模型的其他社会成本计算,以及比例优化以及添加与计算完毕,其他垃圾处理的直接业务成本以《深圳市生活垃圾处理工作志愿者调研笔记》为准。 5.1.4垃圾处理成本模型概括
深圳市垃圾处理模式一为:混合收集+全量焚烧+灰渣填埋+中心城区垃圾全量转运 ,对模式的优化为,原模式计算成本时假设灰渣填埋成本忽略,在此我们加入计算,并加入垃圾焚烧补贴。
深圳市垃圾处理模式二为:源头分类收集+湿垃圾生物处理+干垃圾焚烧+中心城区干垃圾转运 ,对模式的优化为加入垃圾焚烧的灰渣填埋成本,垃圾焚烧社会补贴成本,以及干湿垃圾分类比例数据。
深圳市垃圾处理模式三为:混合收集+末端分类+湿垃圾生物处理+干垃圾焚烧+中心城区干垃圾转运,对模式的优化为,加入干垃圾焚烧后的焚烧补贴,以及灰渣填埋成本,以及干湿垃圾比例数据。
可对垃圾处理模式进行概括为,分类收集成本+干垃圾垃圾处理成本+湿垃圾处理成本+焚烧补贴成本+灰渣填埋成本+转运成本。
C?F?G?S?B?H?Z (3)
之后分类到各个模式,可直接套入计算。 5.2问题二的分析与求解
根据问题一,已经将深圳市的垃圾处理成本模型进行了完善,只需将完善的模型以及预测的垃圾相关数据,再根据《深圳市生活垃圾处理工作志愿者调研笔记》中的直接业务成本计算模式,编辑C语言程序进行计算,便可得出深圳市当前三个垃圾处理模式的垃圾处理成本以及接下来十年的垃圾处理成本总量及变化趋势。
8
5.2.1模式一的成本计算
新的模式一为:混合收集+全量焚烧+灰渣填埋+中心城区垃圾全量转运 +焚烧补贴 模式每一部分成本为垃圾焚烧180元/吨;灰渣填埋根据公式(1)可计算成本;中心城区全量转运根据《深圳市生活垃圾处理工作志愿者调研笔记》提及,焚烧送往焚烧厂,运距按平均40公里考虑,而转运费用根据城管部门的统计数据,深圳市生活垃圾目前的基本收运成本大约为60元/吨(10公里以内),10公里以外的增量收运成本为1元/吨公里,20公里以外的增量收运成本为1.5元/吨公里,因此模式一转运费用为100元/吨;因为模式一采用混合收集,收集成本为零;因为采用干垃圾焚烧处理,湿垃圾处理费用为零;再加入焚烧补贴后,模式一的成本计算公式为:
C1?F?G?S?B?H?ZF?0,G?180,S?0,B?271.3,H?6x,Z?100C1?180x?271.3x?6x?100x C1?557.3x (4)
根据预测的垃圾数量,可计算得2017年至2027年深圳市垃圾处理成本
表五模式一垃圾处理成本
年份 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 成本/元 3590900000 3806360000 4034740000 4276830000 4447920000 4625810000 4810840000 5003270000 5203400000 5359500000 5520280000 可由表格看出深圳市当前2017年垃圾处理成本为3590900000元,而未来十年内既
9
2018年至2027年成本总额为42759194000元,接下来十年内,深圳市垃圾处理总成本突破了400亿元。 5.2.2模式二的成本计算
新的模式二为:源头分类收集+湿垃圾生物处理+干垃圾焚烧+中心城区干垃圾转运+焚烧补贴+灰渣填埋
模式每一部分成本为源头分类补贴423元/吨,湿垃圾就近处理,运距不超过十公里,为60元/吨,湿垃圾生物处理成本为150元/吨;干垃圾运入焚烧厂,运距平均40公里,为100元/吨,焚烧垃圾180元/吨,焚烧补贴271.3元/吨,灰渣填埋成本采用公式(1)计算,可得模式二计算公式:
C2?F?G?S?B?H?ZC2?423yx?180mx?150yx?271.3mx?H?m?60yx?100mx
C2?633yx?557.3mx (5)
根据预测垃圾总量及干湿垃圾比例,可计算2017至2027年深圳市垃圾处理成本:
表六模式二垃圾处理成本
年份 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 成本/元 3890870000 4127260000 4378190000 4644600000 4833130000 5029380000 5233730000 5446530000 5668120000 5841160000 6019570000 可由表看出,当前2017年模式二垃圾处理成本为3890870000元,而未来十年内既2018年至2027年成本总额为51221670000元,既接下来十年内深圳市垃圾处理成本超过500亿元。
10