什么是配置系数

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谨以北京市小区垃圾分类为例，谢谢采纳！

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。（来源：互联网）
另外，根据垃圾桶配置比例计算出的垃圾桶配置的组数有时会出小数位，需要对出现小数位的数值取整数。比如，假设实际上3种垃圾桶的配置比例为n1:n2:n3，那么分类垃圾桶的组数gr=(N1+N2+N3)/(n1+n2+n3)。如果gr具有小数位，实际的垃圾桶总数Nr=[Int(gr)+1](n1+n2+n3)，式中Int(gr)表示对gr取整数。
实际小区中分类垃圾桶的配置，除了要考虑该区域的垃圾产生量和成分，还应该综合考虑小区特点对垃圾桶配置的影响。同样的垃圾量及成分，不同类型的小区，如居民区、商场、事业区、学校等，其具体的垃圾桶的配置方式也应该有所区别。这里用“配置系数(λ)”的概念来反映这一差别，即
Na=λNr，(4)
式中Na为小区中垃圾桶实际配置数量，配置系数λ需要根据小区实际情况而定。
2北京市分类小区分类垃圾桶配置量估算
2.1垃圾组分及公式系数取值
为了计算方便，这里将整个北京市缩小为1万人的模型社区，该社区的各种参数都是根据北京市实际数据所得。模型社区内包括各种主要社会活动场所，即居民区、商场、宾馆、事业区、学校和写字楼，它们所产生的垃圾占进入填埋场垃圾总量比为24.60%，14.77%，6.03%，9.57%，29.80%和15.24%，人均垃圾产量为1.096kg/d，其中各产生源的垃圾组分如表1所示[15]。
表1不同产生源的生活垃圾产量

由分类率的定义可知，表1数据为模型社区中垃圾分类率为100%时各垃圾组分的清运量。分类率为0时，垃圾全部混合收集、混合运输、混合处理，此时清运垃圾中只有其它垃圾。为方便计算，这里假设厨余垃圾和可回收垃圾的分类率一致，因此其它垃圾分类率条件下的各垃圾组分的清运量也可求出。根据公式(1)计算各组分的垃圾桶理论配置量时各个参数取值如表2所示。
表2垃圾桶理论计算公式的系数取值

注：a.容重数据来自文献[15-16]；b.引入垃圾容重变动系数和高峰时体积变动系数，以消除平均值带来的误差[14]；c.对于居民区，由于垃圾的投放时间比较集中，计算时选择240L，其余地区产生源选择了120L作为单个垃圾桶的容积。
2.2分类垃圾桶理论需求量及其配置比例的判定
根据表1和2的数据，由公式(2)可分别计算模型社区不同分类率下6种垃圾产生源的可回收、厨余、其它3种垃圾桶的理论需求量(N1，N2和N3)，如表3所示。由此根据公式(3)计算出判定参数α和β数值，并示于图1。计算垃圾桶的理论需求量时垃圾分类率(γ)选为50%。

图1不同垃圾产生源的垃圾桶配置比例判定
由图1可见，α和β的变化范围很大，而且数据点分布很分散，相对集中趋势不明显，表明理论计算出的垃圾桶配置比例存在无穷多种情况，难以直接实际应用。因此实际应用的垃圾桶配置比例不能够完全按照理论计算出配置比例，需要进行简化。
一般情况下，不论什么类型小区，都会产生其它垃圾，都需要设置其它垃圾桶。具体设置多少其它垃圾桶不同国家的做法不一样。目前北京市正在大力推进垃圾分类，设置多个其它垃圾桶会对垃圾分类效果产生负面影响，不宜多设。综合两方面因素，将其它垃圾桶设为1个。开展垃圾分类的主要目的是将可回收物分出来，各种类型小区垃圾桶配置中可回收物的垃圾桶至少为1。一组垃圾桶总数的设定具有一定的主观性，需要考虑居民的接受程度，也不能与过去北京市设定一组垃圾桶的总数相差太大。这里将一组垃圾桶总数设定为不超过4个。上述原则可以定量地表示为
N1+N2+N3≤4，N1≥1，N3=1。(5)
根据上述原则，结合α和β的具体数值就可以确定3种垃圾桶之间的比例。当α>2，β<0.3时，即厨余垃圾桶的理论需求量可以忽略不计，另外两种相近，即N2=0，N1≈N3，将这两个式子代入(5)式得3种垃圾桶的配置比例为1:0:1。当α>2，β>0.3时，厨余垃圾桶的理论需求量不可以忽略，即N2≥1，N1≥N2。将这两个式子代入(5)式得3种垃圾桶的配置比例为2:1:1。当α<2，厨余垃圾桶与可回收垃圾桶需求量接近，即N1≈N2，将此式子代入(5)式得到3种垃圾桶的比例为1:1:1。（来源：互联网）
对于垃圾成分确定的情况下，垃圾分类率越高，其它垃圾所占的比例越低，在图1中表现为β值(厨余/其它)越大。从图1中可见，对于学校、写字楼、商场和事业区，在Ⅰ区内1:0:1，这也与相应区域厨余垃圾产生量少的实际情况相符，分类率较低时可以不予配置厨余垃圾桶；Ⅱ区分类率较高，配置比例应为可回收:厨余:其它=2:1:1，表示分类率较高时，上述产生源厨余垃圾桶的配置不能再忽略，同时可回收垃圾桶的需求量有较大提高，因此增加设置为两个。Ⅲ区主要是居民区，不同分类率下的参数均满足α<2，配置比例为可回收:厨余:其它=1:1:1。而对于宾馆，分类率为20%时，α=2，恰位于临界点，分类率为50%时，α=3.0，β=0.27，两个参数均与临界点比较接近，因此宾馆在低于50%分类率情况下的垃圾桶配置方式，可以采取混合方式，即在厨余垃圾产生较多的地方，垃圾桶配置比例为可回收:厨余:其它=1:1:1，其余地方则为可回收:厨余:其它=1:0:1，这些情况与宾馆同时包含餐饮和住宿两大主要活动相符，当分类率大于50%时，配置比例为可回收:厨余:其它=2:1:。
表3 50%分类率情况下不同垃圾产生源的垃圾桶理论配置量及判别系数值

通过上面的讨论可知，不同类型的产生源，由于产生的垃圾成分不同，垃圾桶也有不同的配置方式。对于学校、写字楼、商场、事业区、宾馆，随着源头分类率的变化，垃圾桶配置形式可以进行相应的调整，而居民区则可以采取不变的方式。
2.3分类垃圾桶需求量的修正
表3中“总计”一列所示的某一产生源垃圾桶的理论需求总量，是3种垃圾桶理论计算值的简单加和，并没有考虑到3种垃圾桶的配置比例的影响。根据配置比例对分类垃圾桶需求量的修正称为一次修正。表4是考虑了配置比例后垃圾桶的计算结果。另外，考虑到实际的垃圾桶数是整数，在计算过程中出现小数位的时候都按1处理。如写字楼100%分类率时的配置比例为可回收:厨余:其它=2:1:1，理论需求总量为69，则需要69/(2+1+1)=17.25组的垃圾桶，这里就将0.25按1处理，最后的垃圾桶总量是18组，因此修正后的垃圾桶的总需求时为18×(2+1+1)=72个。依次类推，得到6个产生源不同分类率情况下需求量的一次修正值(表4)。
最终垃圾桶的估算需要明确垃圾桶的配置系数λ(式(4))。λ根据典型社区垃圾桶计算值与调查值反算得到。在北京市选取各种类型的比较成熟的垃圾分类小区(代表不同垃圾产生源)，为计算方便相应产生源的理论需求量取50%分类率情况下的数值，这里假定不同分类率情况下配置系数相同。以居住区垃圾桶配置系数的计算为例。实际小区选择的是北京市宣武区建功南里小区，该小区垃圾日产量0.747t，小区内共配置240L垃圾桶25个。模型社区里居住区的垃圾日产量为2.69t(表2)，分类率50%时垃圾桶的理论需求量为42个(表4)，由此根据定义可计算出居住区实际垃圾桶需求量和理论需求量之间的配置系数2.14。以此类推，求出其它产生源的垃圾桶配置系数如表5所示。需特别指出的是，这里的学校主要指高等院校，其活动可看做居住区和写字楼的综合，因此学校的垃圾桶配置系数取二者系数的平均值为3.02；另外，由于商场缺乏相应的资料，相应的垃圾桶配置系数估值为2。
表4不同垃圾产生源的理论需求量的修正值

表5不同垃圾产生源的垃圾桶配置系数λ

根据各产生源垃圾桶的理论需求量和配置系数，分别求出学校、居民、写字楼、商场、事业区、宾馆不同源头分类率下垃圾桶的实际需求量，模型社区垃圾桶的实际需求量则为六者的加和，如表6所示。
可见，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。
模型社区中垃圾桶配置量较大的小区是学校和写字楼，较小的小区是事业区和宾馆，而居民区和商场约处于中等水平，这不仅与各自的垃圾产量有关，而且还受到垃圾组分和小区结构的影响。模型社区中垃圾桶的总需求量随源头分类率增加而增加，即在模型社区中源头分类率每增加10%，垃圾桶的实际需求量约增加3.1%。
模型社区作为北京市的一个缩影，可以为北京全市范围内的垃圾分类推广工作提供参考。
表6不同分类率下模型社区所需的垃圾桶(120L)数量
（来源：互联网）
3结论
1)在综合传统垃圾桶计算方法的基础上，提出了分类垃圾桶在不同分类率条件下的配置方法及相应的计算模型，其中包括了垃圾桶配置比例的判定指标和判定方法，小区结构对垃圾桶需求量的修正系数。该方法比较全面地考虑了影响分类垃圾桶配置的因素，具有一定参考价值。
2)根据北京市垃圾产量、成分、分类方式，建立了包括北京市不同类型垃圾分类小区的模型社区，据此估算了各类小区分类垃圾桶的配置比例。不同小区的垃圾桶配置比例对分类率变化的敏感程度不同，其中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可以采取不变的方式，均为1:1:1；学校、写字楼、商场和事业区配置方式随着源头分类率的变化需要进行相应调整，在分类率低于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。
3)学校、写字楼、商场、事业区的配置量随分类率的提高而增加，而居民和宾馆的配置量变化不大。源头分类率每增加10%，整个模型社区的垃圾桶总需求量增加约3.1%。
致谢感谢北京市垃圾渣土管理处在分类小区调研过程中给予的支持和帮助。
参考文献略