智能垃圾分类回收系统的设计研究

张里文 方蓓 吕琳 汪晨

摘要：2017年国家相关部门出台了《生活垃圾分类制度实施方案》，计划到2020年底基本建立垃圾分类相关法律法规和标准体系，形成可复制、可推广的生活垃圾分类模式，形成较高的回收利用率。可见在我国推广实行垃圾分类是未来发展的必然趋势，急需得到人们的广泛关注。为响应国家政策，我们在共建美好城市的愿景下开发设计符合市场需求的智能垃圾分类回收系统。我们以蚌埠市为样本，通过研究市民生活垃圾种类、居民垃圾分类意识、垃圾分类现状及需求，在此基础上开发设计符合市场需求的智能垃圾分类回收系统。智能垃圾分类回收系统致力于垃圾分类回收事业，响应习总书记“垃圾分开来，共识聚起来”让垃圾分类成为一种“新时尚”的号召，让中国的垃圾分类又向前迈进一步。

关键词：垃圾分类;环境保护;回收系统

一、现状

目前，我国城市生活垃圾及其处理问题备受关注，随着人口增长与城市化推进，生活垃圾产量与清运量大幅增加，这给城市生活环境带来了极大压力，尤其是生活垃圾的处理。卫生填埋是目前主要的一种垃圾处理方式，但其处理效率低且浪费大量资源。

我国垃圾处理起步较晚，目前还处于无害化处理的初期阶段。2016年起我国相继出台了一系列政策措施，但成效甚微。

自2019年起我国出台了《关于在全国地级及以上城市全面开展生活垃圾分类工作的通知》政策，其中上海市通过了《上海市生活垃圾管理条例》并正式施行。上海市城管执法局同步出台了《上海市生活垃圾分类违法行为查处规定》和《行政处罚裁量基准》，进一步明确生活垃圾分类违法行为的处罚依据以及裁量基准。上海市作为首个开始实施垃圾分類的试点城市，正式开始强制性实施垃圾分类回收，我国在垃圾无害化处理路上又向前迈进一步。但时至今日真正行动起来的也只有一些一线城市，对属于地级市但没有那么发达的地方，如蚌埠市，我们只看到了一点垃圾分类的影子，真正实施期又在何时，我们还尚未可知。

在上海市垃圾分类政策普及的基础上，我们进行了更为深入的思考：如今国家已经开始着力改善前端垃圾分类，通过制定政策及制度和投放分类垃圾桶帮助人们分类投放。众所周知，垃圾分类其最终目的在于保护环境，减少资源的损失，提高资源利用率。如果我们过于注重垃圾的前端分类，而忽略后端处理，这样的垃圾分类就只是传统意义上的垃圾分类，并不能体现出现代垃圾分类的新理念，可见将垃圾分类投放后，运输各类垃圾进行不同的后续处理也是一件极为重要的事。

二、设计思路

在上述一系列思考的基础上，我们提出智能垃圾分类回收系统的概念，形成垃圾源头分类回收再加工体系，通过强化经济利益刺激帮助居民树立垃圾分类回收意识。该系统是一个系统性的工程，由垃圾分类、垃圾回收、垃圾运输、垃圾再分类、垃圾仓储、垃圾再利用六大环节组成。每一个环节都根据国家相关规定合理设计规划，环环相扣。我们提出此概念是为了形成一套科学的囊括前、中、末端的垃圾分类回收系统，在加强前端垃圾分类工作的实施力的同时科学规划中端运输问题，合理分配末端处理，促进垃圾分类的顺利实施。

三、智能垃圾分类回收系统设计创新点

（一）回收箱创新

智能垃圾分类回收系统以智能垃圾分类回收箱为核心。回收箱可以通过高光谱成像技术、重力传感器对居民投放的垃圾进行识别、称重;通过与微信、支付宝等平台合作录入用户信息，反馈用户积分信息。智能化服务可以减少人工耗费、降低成本、提高垃圾分类投放效率及居民环保意识。

（二）服务创新

在整个垃圾分类回收系统中，我们的核心理念是“服务于人民”。居民正确投放垃圾所获得的积分可用于兑换日常家庭保洁服务，如提供清理油烟机等繁杂的日常家庭服务。将垃圾分类与居民日常生活联系起来，使垃圾分类为人们带来益处，让人们从心里接受垃圾分类回收。

我们致力于将垃圾分类回收与公益服务结合。对行动不便的残障人士以及独居的孤寡老人提供上门分拣垃圾及代扔垃圾的服务，是我们响应国家号召积极扶贫、服务社会的体现。

（三）流程创新

垃圾分类回收系统分为六大部分，为垃圾分类回收处理的整个过程提供了一套科学合理的流程，其中垃圾运输环节提供了专门的垃圾运输车，一改往日垃圾混装混运的现象，并在进行垃圾仓储前根据垃圾再利用现状对分类垃圾再次细分，实现资源高效再利用。

四、智能垃圾分类回收系统具体流程

（一）分类环节

基于对市场的调查分析，我们制定了明确科学的垃圾分类标准，将智能垃圾分类回收标准分为厨余垃圾、废纸、塑料、金属、有毒有害物质五大类，涵盖居民绝大部分生活垃圾种类，其次是评估现有的分类标准和方法，如针对大学城及周边小区，分析其垃圾主要构成成分和产量，比较其差异来设置不同垃圾桶的可承载容量。再设置一些回收的细节，如回收时间及回收频次，对居民进行科学垃圾分类的指导。

（二）垃圾回收

垃圾回收环节分为线上线下两部分，通过线上和线下相结合的方式为用户提供服务。具体内容就是线上操作自主投放和线下上门代为投放，上门代投主要的服务对象是腿脚不便的老年人或者需要处理一些大件物品的居民。

线上投放的核心是智能垃圾分类回收机。回收机利用高光谱识别对投放的垃圾进行识别，通过力传感器对垃圾进行称重，红外线进行监测，坚实的外部与内壁防止垃圾的外露造成二次污染。对各个片区的人口数量、房屋分布进行综合考量，合理放置智能垃圾分类回收机。同时通过小程序生成的用户专属二维码将用户与智能垃圾分类回收机联系起来。

为鼓励居民使用智能垃圾分类回收机，我们决定采用积分激励制度。居民可通过投放垃圾来获取积分，可获得的积分数量由居民投放的垃圾种类和分类质量两部分决定。居民获得积分后可兑换相应的物品或提现。除此之外，通过分析各个片区居民积分获得量可评估各片区环保状况，为日后的工作提供可量化指标。

（三）垃圾运输

运输环节中大型和小型垃圾分类运输车合理化配合使用。小型垃圾分类运输车收取各个回收机存储的垃圾，大型垃圾运输车统一进行装载。综合考虑了各个片区的房屋分布特点后，合理规划运输路线，减少中转环节，及时、经济地完成运输任务。

（四）垃圾再分类

再分类环节严格按照国家分类标准和行业规范进行分类。垃圾运输车到达仓库后，首先对垃圾进行分类堆放，主要分为废纸类、塑料品区、金属制品区、有毒有害垃圾区。搬卸完这些垃圾后，运输车将厨余垃圾直接运送至专门的处理厂，防止厨余垃圾腐坏污染环境。对废纸类，塑料类和金属类进行筛分细选，有毒有害垃圾按相关保护措施暂存，再送至有关处理部门进行处理。

（五）垃圾仓储

细分后的垃圾将严格按照规范进行存储并及时进行处理。我们对仓库的区域进行明确划分，实现仓库区域条理化;然后进行垃圾整理存放，便于查找和統计以及实施后续环节。同时仓库将做好防火和消防措施，安排人员定时巡查。

（六）垃圾再利用

垃圾基本每隔一天就会被运送到不同处理厂进行处理，保证回收效率并严控风险。我们将分拣完成的各类废纸，废塑料，金属制品送至各类资源回收再利用加工厂，实现资源利用率的最大化。其中有一些大件物品如读物和书籍等可二次使用的物品，会经过修理和消毒后捐赠给贫困地区或进行二手交易。

五、应用前景

随着人们对物质生活需求的提高，人们对环境的要求也逐步提高，垃圾分类迫在眉睫。我国目前正在立法推行垃圾分类，这正为实施智能垃圾分类系统提供了广阔的市场。互联网和物联网的飞速发展为垃圾回收实现智能化打下了坚实的基础，同时引入第三方来进行治理，以此来弥补市场缺位。

由于我国城市生活垃圾的性质与国外有所不同，所以不能照抄国外的处理方法。设计并开发符合我国垃圾分类国情的科学有效的智能垃圾分类回收系统有助于改善我国传统垃圾处理方式，同时防止垃圾处理过程中造成的二次污染。智能垃圾分类回收系统将理念与实际结合起来，依据于国内的区域环境最大程度上因地制宜，实现垃圾回收的智能化、科学化、信息化。

六、结语

现如今，垃圾如何处理是一个值得深入思考的问题，它是社会目前城镇化推进所必须要面对的一个问题。除了国家的立法推进以外，法律法规要跟随时势进行更改添加，增强居民的分类环保意识也应该同步推进，可操作的科学技术手段同步升级也十分重要。垃圾分类的前、中、末端都十分重要，只有将垃圾分类的前端处理好，才能更好的实现末端处理，实现将垃圾资源化的构想。我们希望能从根本上解决垃圾分类问题，希望中国变得越来美好。

参考文献：

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[2] 聂伟， 黄晓， 黄俊杰， et al. 基于激励理论的城市生活小区垃圾分类回收系统探讨[J]. 物流技术， 2013（21）：40-43.

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基金项目：

本文系安徽财经大学大学生创新创业训练计划资助，项目编号：201910378135