智能垃圾分類回收系統的設計研究

張里文 方蓓 呂琳 汪晨

摘要：2017年國家相關部門出臺了《生活垃圾分類制度實施方案》，計劃到2020年底基本建立垃圾分類相關法律法規和標準體系，形成可復制、可推廣的生活垃圾分類模式，形成較高的回收利用率。可見在我國推廣實行垃圾分類是未來發展的必然趨勢，急需得到人們的廣泛關注。為響應國家政策，我們在共建美好城市的愿景下開發設計符合市場需求的智能垃圾分類回收系統。我們以蚌埠市為樣本，通過研究市民生活垃圾種類、居民垃圾分類意識、垃圾分類現狀及需求，在此基礎上開發設計符合市場需求的智能垃圾分類回收系統。智能垃圾分類回收系統致力于垃圾分類回收事業，響應習總書記“垃圾分開來，共識聚起來”讓垃圾分類成為一種“新時尚”的號召，讓中國的垃圾分類又向前邁進一步。

關鍵詞：垃圾分類;環境保護;回收系統

一、現狀

目前，我國城市生活垃圾及其處理問題備受關注，隨著人口增長與城市化推進，生活垃圾產量與清運量大幅增加，這給城市生活環境帶來了極大壓力，尤其是生活垃圾的處理。衛生填埋是目前主要的一種垃圾處理方式，但其處理效率低且浪費大量資源。

我國垃圾處理起步較晚，目前還處于無害化處理的初期階段。2016年起我國相繼出臺了一系列政策措施，但成效甚微。

自2019年起我國出臺了《關于在全國地級及以上城市全面開展生活垃圾分類工作的通知》政策，其中上海市通過了《上海市生活垃圾管理條例》并正式施行。上海市城管執法局同步出臺了《上海市生活垃圾分類違法行為查處規定》和《行政處罰裁量基準》，進一步明確生活垃圾分類違法行為的處罰依據以及裁量基準。上海市作為首個開始實施垃圾分類的試點城市，正式開始強制性實施垃圾分類回收，我國在垃圾無害化處理路上又向前邁進一步。但時至今日真正行動起來的也只有一些一線城市，對屬于地級市但沒有那么發達的地方，如蚌埠市，我們只看到了一點垃圾分類的影子，真正實施期又在何時，我們還尚未可知。

在上海市垃圾分類政策普及的基礎上，我們進行了更為深入的思考：如今國家已經開始著力改善前端垃圾分類，通過制定政策及制度和投放分類垃圾桶幫助人們分類投放。眾所周知，垃圾分類其最終目的在于保護環境，減少資源的損失，提高資源利用率。如果我們過于注重垃圾的前端分類，而忽略后端處理，這樣的垃圾分類就只是傳統意義上的垃圾分類，并不能體現出現代垃圾分類的新理念，可見將垃圾分類投放后，運輸各類垃圾進行不同的后續處理也是一件極為重要的事。

二、設計思路

在上述一系列思考的基礎上，我們提出智能垃圾分類回收系統的概念，形成垃圾源頭分類回收再加工體系，通過強化經濟利益刺激幫助居民樹立垃圾分類回收意識。該系統是一個系統性的工程，由垃圾分類、垃圾回收、垃圾運輸、垃圾再分類、垃圾倉儲、垃圾再利用六大環節組成。每一個環節都根據國家相關規定合理設計規劃，環環相扣。我們提出此概念是為了形成一套科學的囊括前、中、末端的垃圾分類回收系統，在加強前端垃圾分類工作的實施力的同時科學規劃中端運輸問題，合理分配末端處理，促進垃圾分類的順利實施。

三、智能垃圾分類回收系統設計創新點

（一）回收箱創新

智能垃圾分類回收系統以智能垃圾分類回收箱為核心。回收箱可以通過高光譜成像技術、重力傳感器對居民投放的垃圾進行識別、稱重;通過與微信、支付寶等平臺合作錄入用戶信息，反饋用戶積分信息。智能化服務可以減少人工耗費、降低成本、提高垃圾分類投放效率及居民環保意識。

（二）服務創新

在整個垃圾分類回收系統中，我們的核心理念是“服務于人民”。居民正確投放垃圾所獲得的積分可用于兌換日常家庭保潔服務，如提供清理油煙機等繁雜的日常家庭服務。將垃圾分類與居民日常生活聯系起來，使垃圾分類為人們帶來益處，讓人們從心里接受垃圾分類回收。

我們致力于將垃圾分類回收與公益服務結合。對行動不便的殘障人士以及獨居的孤寡老人提供上門分揀垃圾及代扔垃圾的服務，是我們響應國家號召積極扶貧、服務社會的體現。

（三）流程創新

垃圾分類回收系統分為六大部分，為垃圾分類回收處理的整個過程提供了一套科學合理的流程，其中垃圾運輸環節提供了專門的垃圾運輸車，一改往日垃圾混裝混運的現象，并在進行垃圾倉儲前根據垃圾再利用現狀對分類垃圾再次細分，實現資源高效再利用。

四、智能垃圾分類回收系統具體流程

（一）分類環節

基于對市場的調查分析，我們制定了明確科學的垃圾分類標準，將智能垃圾分類回收標準分為廚余垃圾、廢紙、塑料、金屬、有毒有害物質五大類，涵蓋居民絕大部分生活垃圾種類，其次是評估現有的分類標準和方法，如針對大學城及周邊小區，分析其垃圾主要構成成分和產量，比較其差異來設置不同垃圾桶的可承載容量。再設置一些回收的細節，如回收時間及回收頻次，對居民進行科學垃圾分類的指導。

（二）垃圾回收

垃圾回收環節分為線上線下兩部分，通過線上和線下相結合的方式為用戶提供服務。具體內容就是線上操作自主投放和線下上門代為投放，上門代投主要的服務對象是腿腳不便的老年人或者需要處理一些大件物品的居民。

線上投放的核心是智能垃圾分類回收機。回收機利用高光譜識別對投放的垃圾進行識別，通過力傳感器對垃圾進行稱重，紅外線進行監測，堅實的外部與內壁防止垃圾的外露造成二次污染。對各個片區的人口數量、房屋分布進行綜合考量，合理放置智能垃圾分類回收機。同時通過小程序生成的用戶專屬二維碼將用戶與智能垃圾分類回收機聯系起來。

為鼓勵居民使用智能垃圾分類回收機，我們決定采用積分激勵制度。居民可通過投放垃圾來獲取積分，可獲得的積分數量由居民投放的垃圾種類和分類質量兩部分決定。居民獲得積分后可兌換相應的物品或提現。除此之外，通過分析各個片區居民積分獲得量可評估各片區環保狀況，為日后的工作提供可量化指標。

（三）垃圾運輸

運輸環節中大型和小型垃圾分類運輸車合理化配合使用。小型垃圾分類運輸車收取各個回收機存儲的垃圾，大型垃圾運輸車統一進行裝載。綜合考慮了各個片區的房屋分布特點后，合理規劃運輸路線，減少中轉環節，及時、經濟地完成運輸任務。

（四）垃圾再分類

再分類環節嚴格按照國家分類標準和行業規范進行分類。垃圾運輸車到達倉庫后，首先對垃圾進行分類堆放，主要分為廢紙類、塑料品區、金屬制品區、有毒有害垃圾區。搬卸完這些垃圾后，運輸車將廚余垃圾直接運送至專門的處理廠，防止廚余垃圾腐壞污染環境。對廢紙類，塑料類和金屬類進行篩分細選，有毒有害垃圾按相關保護措施暫存，再送至有關處理部門進行處理。

（五）垃圾倉儲

細分后的垃圾將嚴格按照規范進行存儲并及時進行處理。我們對倉庫的區域進行明確劃分，實現倉庫區域條理化;然后進行垃圾整理存放，便于查找和統計以及實施后續環節。同時倉庫將做好防火和消防措施，安排人員定時巡查。

（六）垃圾再利用

垃圾基本每隔一天就會被運送到不同處理廠進行處理，保證回收效率并嚴控風險。我們將分揀完成的各類廢紙，廢塑料，金屬制品送至各類資源回收再利用加工廠，實現資源利用率的最大化。其中有一些大件物品如讀物和書籍等可二次使用的物品，會經過修理和消毒后捐贈給貧困地區或進行二手交易。

五、應用前景

隨著人們對物質生活需求的提高，人們對環境的要求也逐步提高，垃圾分類迫在眉睫。我國目前正在立法推行垃圾分類，這正為實施智能垃圾分類系統提供了廣闊的市場。互聯網和物聯網的飛速發展為垃圾回收實現智能化打下了堅實的基礎，同時引入第三方來進行治理，以此來彌補市場缺位。

由于我國城市生活垃圾的性質與國外有所不同，所以不能照抄國外的處理方法。設計并開發符合我國垃圾分類國情的科學有效的智能垃圾分類回收系統有助于改善我國傳統垃圾處理方式，同時防止垃圾處理過程中造成的二次污染。智能垃圾分類回收系統將理念與實際結合起來，依據于國內的區域環境最大程度上因地制宜，實現垃圾回收的智能化、科學化、信息化。

六、結語

現如今，垃圾如何處理是一個值得深入思考的問題，它是社會目前城鎮化推進所必須要面對的一個問題。除了國家的立法推進以外，法律法規要跟隨時勢進行更改添加，增強居民的分類環保意識也應該同步推進，可操作的科學技術手段同步升級也十分重要。垃圾分類的前、中、末端都十分重要，只有將垃圾分類的前端處理好，才能更好的實現末端處理，實現將垃圾資源化的構想。我們希望能從根本上解決垃圾分類問題，希望中國變得越來美好。

參考文獻：

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基金項目：

本文系安徽財經大學大學生創新創業訓練計劃資助，項目編號：201910378135