循環經濟下城市生活垃圾智能化分類技術及實施策略

狄圓敏

（溧陽市環境衛生管理中心，江蘇 常州 213300）

1 前言

據統計，我國2019年的城市生活垃圾清運量已達到2.4億噸。隨著我國城市居民生活消費能力的不斷提高，這個數據仍在不斷地增長變化中。然而，傳統的焚燒、掩埋、堆肥等垃圾處理方式不僅對當前環境造成嚴重影響，而且效率低，難以跟上城市生活垃圾的增量速度[1]。因此，做好城市生活垃圾的分類，對于提高城市生活垃圾處理效率，減輕城市垃圾處理負擔，保證可回收資源的再生利用，實現城市的良性健康發展具有至關重要的作用。

2 循環經濟與垃圾分類的關系

做好城市生活垃圾的處理，垃圾分類必須先行。而在現實生活中，垃圾種類多樣，干濕混雜，難以產生資源效益。

2.1 循環經濟是垃圾分類的目標

循環經濟是指在經濟發展的過程中，實現產品設計、資源利用、生態環境影響的“減量化、再利用、再循環”，實現物資資源的輕消耗、回收再利用，實現生態環境的再生與修復，實現經濟長期可持續發展。垃圾分類是實現對可再生資源的回收再利用，這對城市人文環境及自然環境起到積極的保護作用，符合循環經濟發展的重要原則，是實現經濟可持續發展的重要舉措。

2.2 垃圾分類是實現循環經濟的重要環節

垃圾分類工作是有效處理城市生活垃圾的重中之重，是有針對性地解決垃圾問題的第一步驟。當前城市生活垃圾種類繁多，傳統的垃圾收集存在質地不一、干濕混裝、有害垃圾與普通垃圾混裝，造成無法針對性地處理某一特性的垃圾進行資源回收處理，必然在后期處理垃圾的過程中出現二次分揀，造成成本的陡然提高。因此城市居民從源頭做好生活垃圾的分類工作，能更加有效地處理垃圾問題，減輕城市垃圾處理負擔，是實現資源再循環利用、生態環境保護的重要環節。

3 循環經濟下城市生活垃圾智能化分類的現狀

隨著生活水平的不斷提高和快遞物流行業的蓬勃興起，人們的消費變得多種多樣，產生的城市垃圾多樣化的特征越來越明顯。垃圾的種類直接制約著垃圾的處理方式，而我國目前垃圾分類主要是通過居民端及中轉端的人工分揀為主，垃圾智能分類還處于試點探索階段，垃圾分類效率不高。總體來看，當前的城市生活垃圾的智能化分類現狀仍亟待提高，主要表現在以下幾個方面。

3.1 垃圾分類宣傳力度不夠

首先，對垃圾分類的重視度不夠、認識不足，缺乏長遠的危機意識。當前的垃圾產生速度大于處理速度，掩埋方式不僅僅周期長，而且對地點有特殊的要求，焚燒對環境的破壞程度也逐漸加大；另外，分類不明確也嚴重影響了垃圾處理效率，長此以往城市很可能會被生活垃圾所包圍，嚴重影響居民的生活質量與城市發展[2]。其次，居民對垃圾分類的知識了解不夠，造成在居家清掃裝袋過程中混裝嚴重。例如垃圾的分類沒有明確標識，居民將有害垃圾與干垃圾混淆、可回收垃圾與干垃圾混淆、其他垃圾與廚余垃圾混淆的情況時有發生，這都是垃圾分類宣傳力度不夠的重要表現。

3.2 傳統垃圾收集及清運處理方式單一化

當前很多城市的生活垃圾分類主要是靠傳統的塑料垃圾桶進行分類，桶面標識不明確。在垃圾清運方面，即使居民端已經把垃圾按桶進行了分類，很多垃圾車還是以混拉一次性清運為主，并沒有實現垃圾分類的效果。

3.3 智能化垃圾分類技術存在大量弊端

當前的智能化垃圾分類技術雖然有了一定程度的發展，但垃圾多樣化的特性使得智能化垃圾分類技術不能充分發揮其作用，只能作為垃圾的中間篩選手段，代替部分人工分揀，也就凸顯了城市生活垃圾在首次垃圾分類過程中力求準確的重要性。例如，通過磁類分揀技術只能對生活垃圾中的磁性物質與非磁性物質進行分離，電磁類僅可用于分離導體與非導體物質。而篩選完成后，需要根據篩選的同性質垃圾細化分類，最終才有利于實現對細化垃圾的集中處理。

3.4 智能化垃圾分類設備投放還處于試點階段，覆蓋面較小

當前智能化垃圾分類設備逐漸興起，許多試點城市已經開始陸續使用。例如，當前城市智能環保垃圾房，標識明確、模塊清晰，往往根據某一地區的垃圾基本類型定制，但跨地域性使用時，限制較大，推廣區域仍處于低覆蓋水平。

4 不同原理的垃圾智能分類技術

4.1 基于重力的垃圾智能分類技術

重力分選技術，主要是針對固體垃圾進行的分選技術，由于不同材質類型在同頻外力作用下有不同的表現。主要有風力分選與同頻震動分選技術。風力分選技術主要是把固體垃圾材料打碎成同等規格，然后在不同風力的作用下，篩選出不同質地的固體垃圾。同頻震動分選技術主要是由于不同材質在同一震動頻率下會產生不同的松散分層，從而得到不同質地的固體垃圾[3]。這兩種重力分選技術應用的設備原理簡單，制造成本相對較低，對于密度差相對較大的固體垃圾分選效果優良，但對于相似密度的固體垃圾材料篩選效果并不明顯。

4.2 基于電磁特性的垃圾智能分類技術

基于電磁特性的分類技術，主要是在電力作用下，對生活垃圾的導電性能表現與磁場表現實現垃圾分離。這兩種智能垃圾的分選技術對不同類型的金屬與橡塑、廢紙、纖維垃圾種類相對較少的分選效果較為明顯。但是這種技術的垃圾智能分類方法存在分類對象相對單一，對于單一導電性能下的不同種類垃圾，以及單一磁性性能下的不同金屬垃圾，分類效果不明顯。

4.3 基于熱成像的垃圾智能分類技術

當前的熱成像技術發展相對迅速，通過紅外探測對物體表面的紅外輻射差異形成的熱成像圖來識別某一類材料，這種垃圾智能分類技術集圖像處理、計算機技術和定置定位技術于一體，科技含量較高，有較大的提升空間。缺點是主要存于物體表面，對于從體積較大或者面積相對較大的垃圾中分離某一價值較高的資源效果較好，相對精密。

4.4 化學類垃圾智能分類技術

化學類垃圾智能分類技術對廚余垃圾的油脂類及金屬分類效果明顯。我國城市生活水平的不斷提高，酒店、餐廳的廚余垃圾中包含大量的油脂，這些廚余垃圾可通過加溫油水分離，溶解、過濾氧化、脫酸、添加助燃劑之后，變廢為寶，成為燃油。

此外，基于圖像識別、聲波探測等技術的不斷發展，使得垃圾分類技術得到不斷提高，但由于這些技術手段往往是針對垃圾的某一類屬性進行的分類，都或多或少存在著分類不精確的弊端。

5 城市生活垃圾智能化分類的實施策略

5.1 打造城市智能化垃圾分類，宣傳先行

首先，宣傳垃圾分類的主要知識，讓居民充分認識垃圾分類的好處，妥善地根據小區生活垃圾的主要類型進行分類，提高人民垃圾分類的自律性與自覺性。其次，宣傳智能化垃圾分類設備的主要功能及操作方法，讓居民更快更好地掌握智能化垃圾分類終端設備運維機制，保證把垃圾分類工作落到實處。另外，利用手機垃圾分類APP，公眾平臺宣傳等方式不斷深化學習垃圾分類知識，細化垃圾分類，并通過積分兌換獎勵機制激發居民對垃圾分類參與的積極性。

5.2 打造城市的智能化垃圾分類，必須健全智能服務體系

首先，以循環經濟為導向，加強垃圾智能分類相關技術人才培養，對城市生活垃圾從源頭到回收再利用的整個過程重提供技術支撐。其次，增加配套垃圾智能分類設備的布置。細化小區居民回收終端的種類，增加垃圾清運車的智能分類存放功能，避免垃圾從產生到處理階段的混裝局面。再次，在垃圾智能分類的末端，建造基于各種適應于當前生活垃圾種類的大型垃圾智能分類基地和環保處理基地，保證垃圾的處理速度大于城市生活垃圾的產生速度。另外，需建立智能化數據處理中心與環保舉報監督中心，實施監測各居民小區的垃圾詳細情況，根據每一天的生活垃圾分類情況做好及時地統計與處理預案，并通過監督舉報機制有效地避免或彌補在智能化垃圾分類管理中的不足與短板。

5.3 打造城市的智能化垃圾分類，需加大分選科學技術的研發應用與投入

一方面，當前垃圾智能分類技術的科技轉化率低，只能針對垃圾的某一特性進行分選，無法達到細化分選，亟需通過科學技術的深入研發來規避。另一方面，智能化的垃圾分選設備成本較高，如何建造經濟可行、質優價廉分選設備也是智能化垃圾分類技術研究的重要課題。

5.4 加強國際間垃圾分選處理的交流與合作

當前垃圾分類處理技術是世界性的難題，加強國際間的交流與合作，學習各國在城市生活垃圾處理中的優良經驗，對促進我國城市生活垃圾智能化分類的實施具有借鑒意義。

6 結語

總之，城市生活垃圾日益增長與當前城市生活垃圾處理能力的矛盾越發嚴重，傳統的分類分揀方式難以滿足垃圾處理的要求，加強物理與化學技術在垃圾智能分類中的應用越來越迫切。做好垃圾智能分類的宣傳工作，建立健全垃圾智能服務體系，通過自主研發與國際交流合作，實現對垃圾智能分類的突破，是我國發展循環經濟的重要一環。