韌性城市理念下城市廢棄物的利用設(shè)計(jì)研究

鄭馨 盧萌萌

摘 要：在城市發(fā)展過程中產(chǎn)生的諸多廢棄物占用了大量的土地資源，導(dǎo)致了城市生活空間用地緊張。城市廢棄物的“堆積”現(xiàn)象，威脅了城市環(huán)境的生態(tài)狀況，一定程度上也阻礙了城市環(huán)境與城市建設(shè)的健康發(fā)展。在對城市的規(guī)劃和設(shè)計(jì)中，將韌性設(shè)計(jì)理念與城市廢棄物再利用相結(jié)合，改善居民生活環(huán)境、提高城市生態(tài)自主修復(fù)力，總結(jié)出城市廢棄物在創(chuàng)建韌性城市中的利用原則和方法，制定合理的規(guī)劃方案，提出有效的建議，并利用于重塑城市空間環(huán)境，降低城市環(huán)境負(fù)荷力，抵御城市環(huán)境危機(jī)，建設(shè)城市生態(tài)安全。

關(guān)鍵詞：韌性城市；合理利用廢棄物；環(huán)境危機(jī)；生態(tài)健康

一、概念及分類

（一）韌性城市的概念

近年來，自然災(zāi)害和人為破壞等不確定性風(fēng)險(xiǎn)不斷增加，對城市安全構(gòu)成巨大威脅。在新形勢和新挑戰(zhàn)下，“韌性城市”的建設(shè)為應(yīng)對城市危機(jī)、保障城市安全提供了新的思路和方向，逐漸成為當(dāng)前城市發(fā)展的新趨勢?！绊g性”一詞源于拉丁文，意為“彈回”，最早是由物理學(xué)家用于描述物質(zhì)在受到外力作用下產(chǎn)生形變，并恢復(fù)的能力。1973年加拿大生物學(xué)家首次將“韌性”概念運(yùn)用到了生態(tài)系統(tǒng)中，用來形容生態(tài)系統(tǒng)在外界干擾下回復(fù)原來狀態(tài)的能力。怎樣提高城市生態(tài)系統(tǒng)在面對不確定性因素的抵御能力、恢復(fù)能力和適應(yīng)能力，已經(jīng)逐步成為目前城市規(guī)劃領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)問題。

（二）城市廢棄物的概念

隨著全球工業(yè)化和城市化的發(fā)展，城市和城市人口的增加，城市廢棄物也逐年增加，環(huán)境問題已經(jīng)被世界各地區(qū)廣泛重視起來。在城市化的迅速發(fā)展過程中，城市所產(chǎn)生的廢棄物已經(jīng)向人們敲響了警鐘。城市廢棄物包括生活污水、生活廢物和工業(yè)污水、工業(yè)廢物兩大類。城市廢棄物是指廢水、垃圾、工業(yè)固體廢物等被人們利用過后所拋棄的物質(zhì)。

（三）城市廢棄物的分類

城市廢棄物主要包括生活污水、生活廢物及工業(yè)污水、工業(yè)廢物兩大種類。城市廢棄物具體是指工業(yè)固體廢物、廢水和垃圾，其中工業(yè)固體廢物中的有機(jī)固體廢物是一大生物質(zhì)資源，其包括食品加工、釀造、紡織等行業(yè)的廢渣，可生化性強(qiáng)。

二、城市廢棄物的“堆積”現(xiàn)狀

（一）城市廢棄物堆積現(xiàn)象的主要分布區(qū)域

隨著城市的發(fā)展，城市人口不斷增加，處理因建設(shè)城市產(chǎn)生的廢棄物及大量的生活垃圾成為一大難題，而這些廢棄物有時(shí)得不到良好的處理，隨意堆積在路邊，造成了亂堆亂放的現(xiàn)象。在城市的外圍或者道路旁往往會(huì)出現(xiàn)許多區(qū)域建筑垃圾及生活垃圾未處理干凈，正在施工或者停止施工的建筑工地的廢棄物往往也不能得到妥當(dāng)處理；城市拆遷地由于居民的搬離，通常會(huì)成為亂丟、亂堆垃圾的場所。

（二）城市廢棄物堆積現(xiàn)象的占地類型

城市廢棄物多堆積在人群密度較低的地方，但這些所謂的廢棄物堆放地通常都是可以利用開發(fā)的土地。例如，建筑用地、道路規(guī)劃用地、居住區(qū)用地、農(nóng)業(yè)種植用地還有部分其他用地。在許多城市中，山腳下成為了垃圾集中堆放區(qū)，有擋墻的荒地、溝壑也有了廢棄物的一席之地。堆積現(xiàn)象每天都在重復(fù)發(fā)生，這給城市環(huán)境造成了巨大的壓力。

（三）城市廢棄物堆積現(xiàn)象對城市環(huán)境的影響

如何健康、安全地處理城市廢棄物已成為困擾中國大部分城市人民生存環(huán)境的嚴(yán)重問題。部分城市采用露天堆放或只通過簡單的處理進(jìn)行填埋，而亂堆亂放現(xiàn)象還是相當(dāng)普遍的。廢棄物露天堆放會(huì)散發(fā)惡臭，污染空氣，滋生蚊蠅傳播疾病。而簡單的填埋，會(huì)造成土壤污染，影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，雨水浸入垃圾填埋區(qū)會(huì)造成污水下滲，污染地下水等問題的發(fā)生。

三、合理利用城市廢棄物建設(shè)韌性城市的設(shè)計(jì)方法

（一）分散式整合廢棄物進(jìn)行分類回收

在廢棄物收集過程中，往往出現(xiàn)許多問題。比如各式各樣的廢棄物混為一談，區(qū)域性處理劃分不明確；居住小區(qū)處理垃圾往往是一棟樓一個(gè)垃圾桶解決所有問題，可回收利用的與不可回收的堆積在一起，細(xì)小零散物件較多，分化處理過程困難等。這些問題的原因歸結(jié)于廢棄物的分類回收不明確。我們應(yīng)制定一套完整的、細(xì)致的垃圾回收方案，比如設(shè)置分類回收箱、區(qū)域性垃圾分類點(diǎn)等。在大街小巷、居住區(qū)等地點(diǎn)設(shè)置分類回收箱，將人們丟入分類回收箱中的垃圾按分類分別運(yùn)輸?shù)絽^(qū)域性垃圾分類點(diǎn)，再進(jìn)行一步的劃分，及回收利用。

（二）廢棄物生態(tài)化的安全處理

要實(shí)現(xiàn)廢棄物生態(tài)化，首先要確保其對生態(tài)沒有危害，即將廢棄物通過技術(shù)進(jìn)行無害化處理，達(dá)到不損害人體健康、不污染周圍環(huán)境的目的。在尋求生態(tài)化的過程中我們的關(guān)注點(diǎn)應(yīng)該是怎么利用已被拋棄的、看似沒有價(jià)值的“垃圾”，將其變?yōu)榭稍倮玫馁Y源，并在對廢棄物改造的過程中不會(huì)對環(huán)境造成二次污染，在再利用過程中對環(huán)境也不會(huì)造成二次污染，這是我們主要考慮并需要解決的問題。

四、城市廢棄物建設(shè)韌性城市中的技術(shù)

（一）磚渣在雨水收集過濾中的技術(shù)

所謂磚渣，就是磚的下腳料，或者是已經(jīng)廢棄的磚。將磚渣安全處理成塊狀，利用到雨水收集中去，既保障了廢棄物的回收利用，又起到了節(jié)約水資源的效果。在路旁設(shè)置低勢綠地——低于路面的景觀隔離帶，通過填加磚渣對土壤上層進(jìn)行改造，并填加石英砂、炭灰等提高土壤的滲透性，同時(shí)在地下設(shè)置排水管、穿孔管，周圍用磚渣或其他多空隙材料填充，使其具有較大的蓄水空間，將路面、廣場等各種硬質(zhì)鋪裝表面形成的雨水徑流匯入到低勢綠地中進(jìn)行蓄滲，磚渣可以過濾掉樹葉等較大的雜物，對水進(jìn)行初步的凈化。這類設(shè)施提高了景觀隔離帶的調(diào)蓄能力和下滲能力，同時(shí)也能保證景觀植物的正常生長。

（二）農(nóng)林廢棄物的蚯蚓處理技術(shù)

利用蚯蚓分解廢棄物的過程，其實(shí)就是蚯蚓和微生物共同作用的過程。兩者之間形成了以蚯蚓為主導(dǎo)的蚯蚓-微生物處理模式。蚯蚓通過吞食固體廢物進(jìn)行消化，將其轉(zhuǎn)變成蚓糞，而蚓糞又是植物生長的有機(jī)肥料。另一方面微生物分解或半分解的有機(jī)物質(zhì)是蚯蚓的優(yōu)質(zhì)食物，二者形成了相互依存關(guān)系，能夠共同促進(jìn)有機(jī)固體廢物的分解。

在城市中的農(nóng)林廢棄物主要是指各種樹葉、花卉殘枝、蔬菜瓜果等。蚯蚓是雜食性動(dòng)物，喜歡吞噬腐爛的落葉、枯草、蔬菜碎屑等。其消化力極強(qiáng)，其消化道所分泌的蛋白酶、脂肪分解酶、淀粉酶等消化液，除金屬、玻璃、塑料及橡膠外，幾乎所有的有機(jī)物質(zhì)都可以被消化。利用蚯蚓處理農(nóng)林廢棄物主要有以下幾個(gè)步驟：

1.將農(nóng)林廢棄物進(jìn)行發(fā)酵腐熟

（1）廢棄物的預(yù)處理：將雜草樹葉等粉碎成1cm左右，蔬菜瓜果等要切成小塊，方便發(fā)酵腐爛。

（2）廢棄物發(fā)酵腐熟條件：要保證良好的通氣效果，一定的水分濕度，及微生物所需要的營養(yǎng)物質(zhì)，適宜的溫度，適宜的酸堿度。

（3）堆制發(fā)酵：第一，預(yù)濕，使廢棄物浸泡吸足水分。第二，建堆，原料為植物秸稈約40%、糞料約60%和適量的土。第三，翻堆，翻堆后溫度第二天會(huì)上升。等溫度下降時(shí)，再次進(jìn)行翻堆，以便于二次發(fā)酵。以此類推，共需要重復(fù)3～4次。

2.發(fā)酵腐熟料的蚯蚓分解轉(zhuǎn)化

（1）物料腐熟程度的鑒定：發(fā)酵物料應(yīng)沒有臭、酸味，呈褐色，有彈性，有異香味散出。

（2）投喂前腐熟料的處理：將物料攤開調(diào)和均勻，后進(jìn)行堆積擠壓，用清水從料堆頂部將其沖洗，當(dāng)有水從底部流出時(shí)，用手進(jìn)行測試，若握住的物料有水從指縫流出，表示處理完成。

（3）蚯蚓對飼料的分解轉(zhuǎn)化：將少數(shù)蚯蚓用飼料飼養(yǎng)，若無問題，即可大量飼養(yǎng)。

（4）蚯蚓和蚯蚓糞的分離：在廢棄物的蚯蚓處理過程中需要定期將蚯蚓與蚓糞分離出來，這是保證蚯蚓正常生長的重要環(huán)節(jié)。

五、韌性理念下的城市廢棄物在設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

（一）建筑廢棄物的資源化規(guī)劃設(shè)計(jì)

隨著中國社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，建筑廢棄物的數(shù)量也在不斷增加。我國每年因新建、拆除、裝修等產(chǎn)生的建筑垃圾總量大概在15.5億—24億噸之間。與美國、日本等一些發(fā)達(dá)國家相比，我國的建筑廢棄物再利用率是迫切需要提高的。廢棄物資源化是將淘汰掉的產(chǎn)品中存在利用價(jià)值的部分，通過技術(shù)手段重新組合成新的產(chǎn)品，并且投入到使用中去，就是所謂的回收廢棄物處理再利用過程。

在建筑廢棄物回收利用過程中，房屋的拆除所產(chǎn)生的大量碎磚，通過破碎等加工過程，可以重制成各種粒徑的級配骨料，用作路面的基礎(chǔ)材料。而廢棄的瀝青、混凝土等，經(jīng)過加工處理并與再生劑和新骨料相搭配，可轉(zhuǎn)化成再生的瀝青混凝土，再次投入到使用中去。

（二）城市廢水的資源化規(guī)劃設(shè)計(jì)

城市廢水種類有生活污水、工業(yè)廢水和徑流污水等，我們在對城市廢水進(jìn)行處理時(shí)，可以在城市公園或大型綠化區(qū)設(shè)立人工濕地。人工濕地是由人工建造和受監(jiān)控的，利用生態(tài)系統(tǒng)中生物、化學(xué)和物理的共同作用來對污水進(jìn)行凈化。在處理低濃度污水和受污染的地表水時(shí)，可以將天然的河流、湖泊或者其他地表生態(tài)系統(tǒng)改造成人工濕地處理系統(tǒng)。對城市的廢水特別是易流失的地表污水進(jìn)行一個(gè)系統(tǒng)化且資源化的規(guī)劃設(shè)計(jì)。

（三）固體廢棄物資源化下的規(guī)劃設(shè)計(jì)

固體廢棄物“資源化”是指從固體廢棄物中回收有用的物質(zhì)和能源，使物質(zhì)進(jìn)行快速循環(huán)，創(chuàng)造出有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的技術(shù)和方法。資源化應(yīng)遵循的原則是：在技術(shù)上可行，經(jīng)濟(jì)效益好，就地利用產(chǎn)品，不產(chǎn)生二次污染，要有良好的資源化的環(huán)境效益，符合國家相應(yīng)產(chǎn)品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

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作者簡介：

鄭馨，博士，吉林建筑大學(xué)副教授。研究方向：寒地城鄉(xiāng)景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)、景觀生態(tài)修復(fù)與景觀遺產(chǎn)保護(hù)。

盧萌萌，吉林建筑大學(xué)研究生。研究方向：寒地城鄉(xiāng)景觀規(guī)劃設(shè)計(jì)、景觀生態(tài)修復(fù)與景觀遺產(chǎn)保護(hù)。