物聯網技術在城市生活固廢處置監管中的應用分析

謝瑞林

（蘇

州市環境衛生管理處 江蘇蘇州 215000）

1 背景綜述

近年來蘇州經濟的迅速發展和市民生活水平的不斷提高，生活固廢產生量以驚人的速度遞增，相配套的生活固廢處置場所也從速度與規模上迅速發展，使用的處置工藝、環保標準和資源化利用程度也越來越高。同時，隨著固廢處置的專業性、技術性的增強，如何利用物聯網信息技術手段確保固廢處置設施的規范及高效的運轉、提升全過程監管勢在必行。

蘇州市固廢監管信息化建設以生活垃圾及餐廚垃圾為信息化建設重點，圍繞“焚燒、填埋、餐廚”三大主體展開，以“提高固體廢棄物轉移過程的安全與環保系數、處置過程全方位智能監控與預警、處置后期持續跟蹤追溯”為建設目標，實現固廢全生命周期管理。

餐廚垃圾收運處體系與生活垃圾體系相對獨立，所以本文將從生活垃圾焚燒、填埋、餐廚垃圾三方面管理來闡述物聯網技術在蘇州生活固廢監管中的應用。

2 物聯網技術在垃圾焚燒終端監管的應用分析

蘇州垃圾焚燒發電廠位于蘇州市吳中區，采用特許經營、建設-運營-移交（BOT）的合作模式建設，2006年7月正式進入商業運行，目前日處理能力達3500t/d。隨著城市建設的不斷擴容與人口劇增，傳統的垃圾填埋因容量及占地兩方面將難以為繼，采取垃圾焚燒處置是蘇州生活固廢處置的必然手段。伴隨著環保理念、權益意識的增強，近年來焚燒話題一直是政府與市民垃圾處理問題爭議的焦點，其規范運作、煙氣排放等問題也越來越引起市民的關注。對于垃圾焚燒廠的信息化監管主體分為三部分：垃圾進場-焚燒過程-煙氣排放。

2.1 焚燒進場監管系統

圖1 蘇州市物聯網固廢監管系統實時垃圾進場量示意圖

通過將監管信息系統與終端地磅稱重系統的連接，實現焚燒廠進廠稱重數據的遠程在線監管，監管部門可以實時監控掌握蘇州各區進入終端的垃圾量，通過系統在線查詢（看）、統計分析功能，結合各垃圾處置終端運行情況，及時調整各終端的垃圾進場量，合理科學分配，確保生活垃圾全量、穩定處置。如圖1所示。

2.2 焚燒過程監管系統

通過采集生產設施的關鍵參數，結合企業生產工藝原理，實現工況過程監管，可以有效控制在焚燒過程中對環境產生的二次污染。

爐溫實時監控：系統實現垃圾焚燒爐實時溫度的監控，通過曲線圖方式動態展現焚燒爐爐溫變化情況，并自動以爐溫閾值數據，防止溫度的極端變化影響運行工況和尾氣的環保處理。

輔助噴油監管：對輔助燃料系統噴油狀況的實時監控，通過配備輔助燃料系統智能監控主機，對實時狀況進行遠程監控，并對在爐溫低于規定溫度下未啟動輔助燃料情況進行在線預警，并可通過信息方式發送到相關責任人。

輔料投放量監管：系統主要實現垃圾焚燒過程中石灰、活性炭、氨水投放量精確化監管和統計，確保投放量滿足工況及環保處理要求。

2.3 焚燒排放監管系統

通過對焚燒廠煙氣CEMS系統進行數據采集，監管部門在第一時間可以掌握焚燒過程中12個重要指標（包括：煙塵濃度、煙氣濕度、HCL濃度、SO2濃度、NOx濃度、CO濃度、NH3濃度、CO2濃度、HF濃度、煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣流量）的實時排放情況，通過對煙氣數據的監測情況，及時調整焚燒場內各焚燒爐運行工況，確保垃圾焚燒煙氣達標排放。

3 物聯網技術在垃圾填埋中的應用分析

蘇州市填埋處置監管系統建立在各自動監測設施實時運行數據的基礎上，實現垃圾填埋場運行及作業情況的綜合監管，系統具有自動采集數據實時傳輸、強大的信息管理、信息綜合分析和信息提取功能，以及表格、圖形、圖像等顯示輸出功能，實現填埋作業管理的信息化和精細化。

3.1 填埋場視頻管理系統

由于蘇州市填埋場屬于山谷型填埋場，庫區面積大，運行設施設備關鍵點多（作業平臺、地磅出入口、滲濾液處理站、中間覆蓋區等），建立視頻監控系統可以遠程可視化掌握填埋場全貌，對一些突發狀況能夠進行及時處理。

3.2 堆體沉降管理系統

填埋場堆體沉降系統運用傳感器、數據模型等技術手段建立沉降和容量分析的三維架構，通過對堆體沉降的監測，實時了解堆體各區域的穩定性，有效提高填埋場庫容和擴容率。

3.3 三維仿真模擬系統

結合填埋作業需要，開展庫區作業三維仿真項目，在庫區設置采集點，收集填埋場場區垃圾位移等數據，通過數據分析比對來模擬填埋場生產運行，并根據分析結果調整庫區填埋作業，確保垃圾填埋的安全生產。

4 物聯網技術在餐廚垃圾管理中的應用分析

4.1 傳統餐廚管理模式缺陷分析

餐廚垃圾因為其組成部分性質的特殊性及極高的資源回收價值，決定了相應收集、運輸、處置、管理工作的特殊性，也為餐廚垃圾的規范化管理帶來了相應的難度。在傳統餐廚垃圾管理模式下，主要存在以下問題。

產生環節是地溝油的“發源地”，不少餐飲企業以營利為目的將餐廚垃圾銷售給食品加工廠或者牲畜飼養場，非正規的市場化單位私自收集餐廚垃圾而謀取暴利，承諾餐廚垃圾“上繳”餐飲企業中仍存在產生量與收集量不匹配的現象。在暴利的驅使下，一些不法商販回收餐廚垃圾產生過程中的潲水，通過加熱，過濾，蒸餾等一系列手段提取油脂，出售給一些食品加工點、餐館等來牟取暴利。

運輸環節中收集車不密閉致餐廚垃圾遺撒，甚至隨意傾倒，嚴重影響市容市貌，同時餐廚垃圾收運企業存在非法倒賣餐廚垃圾的可能，甚至通過在運輸過程在餐廚垃圾中摻水而獲得更高額的補貼費用，使得餐廚垃圾管理難度加大。

處置環節中，對于餐廚垃圾收集量與處置量缺乏有效監管，無法核實收集量的合理性、收集量與實際進廠量之間的偏差。“量”作為衡量餐廚垃圾實際管理效率的一大重要指標，必須實現溯源管理、終端管理兩種方式的結合。同時，餐廚垃圾處置工藝過程中產生的排放物質如廢渣、廢水等如果未達標排放，會造成二次污染，處置過程的環保管理也是該環節監管的重點與難點。

4.2 物聯網技術在餐廚垃圾管理中的應用

蘇州餐廚垃圾信息化監管是基于當前餐廚垃圾管理與處置現狀量身打造的，其中信息化監管平臺旨在解決當前餐廚垃圾收運處置過程中摻水、漏收等違規行為，從而有效規范餐廚垃圾流程。系統基于M2M（即Machine-to-Machine，即機器和機器連接）理念，運用RFID電子標簽實現餐廚垃圾專用桶“身份”標示，餐廚垃圾收運車輛收運過程中使用電子標簽手持機快速讀取專用桶數據并實時傳輸至服務端，同時實現抓拍、垃圾車視頻以及定位等功能，完善收運信息，將餐廚垃圾監管的范圍從終端處置延伸到現場收集、運輸監管全過程，從而輔助對餐廚垃圾收運進行規范管理，規避違規收運等問題。

4.2.1 餐飲企業管理系統

餐飲企業可通過管理平臺實現在線申報，由管理員進行審核，審核通過后信息錄入系統。系統記錄監管企業的各種基本信息，建立餐飲企業相關管理信息電子檔案。

4.2.2 收集記錄管理系統

餐廚垃圾管理必須從源頭抓起，才能真正保證后期工作的有效性，所以加強餐飲企業管理，是蘇州市餐廚垃圾管理的重點。建立蘇州市餐廚垃圾專用桶數據庫，將具有防水功能的RFID標簽嵌在餐廚垃圾桶上，RFID電子標簽選用防拆卸標簽。通過餐廚垃圾收集車安裝車載稱重系統以及固定式RFID終端，可讀取標簽中的相關信息，對產生單位進行“身份標識”，稱重數據實時回傳。如圖2所示。

4.2.3 車輛運行管理

餐廚車具有作業點廣，作業地點相對固定等特點，車輛必須按照預定線路、餐飲店進行收運，所以加強餐廚車的運行管理是餐廚監管的重點內容。蘇州市餐廚垃圾車輛管理基于GPS定位系統，可實時或歷史查看車輛當前的位置和走向。通過車輛與餐飲的信息綁定，可實時查看該車輛所負責收集的餐飲企業，包括如下詳細信息：名稱、地址、上次收集時間、桶數、重量、日均量、月均量、合約履行情況。

4.3 餐廚信息化建設效益分析

蘇州餐廚垃圾信息化管理系統作為“十二五”階段加強餐廚垃圾監管能力建設的重要舉措，確保餐廚垃圾的全過程規范化管理及終端無害化處置，保證了收集、運輸、處置過程的規范化作業，信息化平臺的建設大大彌補了傳統管理方式的弊端，成為蘇州市餐廚垃圾管理的重要手段，具體效益如下。

圖2 餐廚垃圾信息系統收運記錄示意圖

保障規范收運：從餐廚垃圾產生源頭至處置終端實現全過程多角度監督，有效杜絕隨意傾倒、不密閉車廂、拋灑滴漏、中途摻水、不規范行車等影響市容環境、交通、弄虛作假等不規范現象。

打擊“地溝油”等黑色價值鏈：實現對前端產生單位餐廚垃圾量的監控，有效引導產生單位進行規范處置，徹底截斷“地溝油”產業的后路，少一滴地溝油，多一分食品安全。

助力實現餐廚垃圾資源化[1]：餐廚垃圾通過資源化利用的產品主要有生物柴油、蛋白飼料添加劑和沼氣，利用餐廚垃圾生產的二次能源物質，在取得相應經濟效益的同時也為餐廚垃圾的資源化提供了可能。

提升政府的執政形象：在餐廚垃圾重視程度空前的今天，物聯網技術助推餐廚垃圾監管，城市市容和周邊環境明顯改善，居民食品安全得到保障，政府的重復清運、管理成本明顯降低，市民對政府工作滿意度提高。

5 結語

蘇州市生活固廢管理部門積極探索“固廢管理信息化”模式，打破了傳統的管理思路，物聯網技術在固廢監管中的成功應用，也為國內行業監管帶來了新的思考。我國固廢監管信息化正處于發展階段，其管理模式也正經歷關鍵的轉型期。從職能層面上，隨著公共服務行業BOT運營模式發展，對應的政府職能也逐漸轉向合約監管方，必將需要借助第三方的技術手段對運營企業進行監管，此模式將成為行業發展的必然趨勢。從業務層面上，保證固廢收、運、處全過程規范化作業是固廢監管的總體目標，純粹人力的監管隨著作業區域的擴增及監管細節的繁多而逐漸無法滿足管理需要，隨著科技的發展，固廢監管尋求與信息化的結合成為必然。

物聯網技術在蘇州市固廢監管中取得的建設、管理效益，開啟了我國固廢數字化、智能化管理的新時代。同時，也論證了我國固廢管理走向信息化的可行性與必要性，固廢監管“蘇州模式”也為國內其它城市提供參考與借鑒。

[1]高晶文.環衛科技網--餐廚垃圾處理的“蘇州模式”.2013.