浅述智能化技术在城市生活垃圾收运处置过程中的应用*

2021-06-01 05:44常燕青常中龙于强吴海锁杨婧
中国科技纵横 2021年4期
关键词:输送机材质垃圾

常燕青 常中龙 于强 吴海锁 杨婧

(1.维尔利环保科技集团股份有限公司,江苏常州 213125;2.常州金源机械设备有限公司,江苏常州 213126;3.江苏省固体废弃物处理环保装备工程技术研究中心,江苏常州 213126;4.北京起重运输机械设计研究院,北京 100007;5.江苏环保产业技术研究院股份公司,江苏南京 210036;6.中交第三公路工程局有限公司,北京 101300)

0.引言

随着国民经济的发展和人民生活水平的提高,固体废弃物产生量逐年增加,2019年,196个大、中城市生活垃圾产生量23560.2万吨[1],目前每年以8%~10%的速度增长[2],特别是城乡生活垃圾不仅是量的增加,垃圾组分也不断发生变化,尤其网购时代带来的快递包装物增加,给现有环卫处理设施的压力越来越大,垃圾围城,邻避效应,选址困难,处理费用不断攀升,政府的压力不断增大。

欧洲以德国为代表的先进国家在垃圾分类收集处置为典范,德国是城市矿产发展水平最高的国家之一。2000年德国50%的生活垃圾得到再利用,废纸回收率达到60%,废塑料回收再利用率37%左右,在1990年开始创建废物回收二元回收体系(DSD)[3]。据2018年德国BMU官方资料,2022年废塑料回收再利用率将达到63%左右,废纸及纸板、铝、金属及白口铁、玻璃等回收率将达到90%。垃圾分类和从垃圾中回收可回收物的再利用,已是各国法规和市民遵守的义务,由此推动了相应的可回收物分选回收技术设备的进步。德国在20世纪90年代末开始采用自动化分选技术设备分选包装物及可回收垃圾的终端处理,特别是近几年中国带头禁止洋垃圾进口后,为了降低处理成本,提高分选效率,欧洲国家普及应用了自动化和智能分选技术。

近几年来,党中央加强生态文明建设,国家发展改革委、住房城乡建设部于2017年发布了《生活垃圾分类制度实施方案》,并在全国46个城市先行实施生活垃圾强制分类。2019年6月,住房和城乡建设部等9部门印发了《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》,决定在全国地级及以上城市全面启动生活垃圾分类工作。2020年9月1日起施行新的《固体废物污染环境防治法》,规定了在全国推行生活垃圾分类制度。中央全面深化改革委员会第十五次会议审议通过《关于进一步推进生活垃圾分类工作的若干意见》,将分类收集、分类运输、分类处理的提高一个政治和社会、企业、居民、公共机构的责任的高度,将源头减量作为生产及服务类等应尽的社会责任。

人类生活每天都产生各种垃圾,各种生活用品和包装物废弃物迅猛增加,无论家庭和社会、企业及商业,时代的变迁,工业化和互联网时代,改变了传统生活方式。本世纪互联网技术和智能技术的普遍应用,垃圾分类收集和处理,资源回收再利用,智慧城市,智慧环卫,垃圾智能化收集和处理,已列入国家政府和城市管理的政治高度,也是城市文明程度的人民幸福指数的标志之一。

由此,各地对各类垃圾收集、运输、中端预处理和终端处理技术设施的建设和使用要求不断提高,不仅要减量化、无害化,资源化,随着当今信息技术迭代和“互联网+”环卫技术应用日益广泛,而且要求处理设施要智能化,从而适应智慧城市和智慧环卫的时代要求。本文简要浅述几种智能化环卫处理设施技术在垃圾收集、运输、中转和终端处置中的应用。

1.智能化垃圾处理概述

智能化收运和处置技术基于智慧环卫平台,智慧环卫基于智能城市平台,当今互联网和5G及智能技术迭代和融合,提高了垃圾处理技术向智能化的发展[4]。智能垃圾处理已不单独是环卫部门的责任和设施,而是融入到整个城市生活和社会各个部分,信息和大数据的交换和共享协同,应急和突发公共事件的垃圾处理显现出智能化和大数据及协同的重要性。在智慧城市中,智慧环卫与智慧政府、智慧交管、智慧城管、智慧环保等通过大数据相互协同联动,为社会的公共安全有力保障[5](见图1) 。

图1 智能化垃圾收集运输处置条块图

无论在城市垃圾的源头智能投放和收集,压缩中转运输,还是到终端精细分类处置过程中,互联网技术和机器人技术及近红外识别、激光识别、雷达识别、金属感应、光电识别、X射线识别等扫描技术结合人工智能分选技术,在智能收集运输、压缩转运、终端智能分选和处置在城市垃圾处理领域都不同程度得到了有效应用,提高了垃圾处理现代化技术水平,应用智能分选技术将是未来垃圾处理的有效手段之一。

本文重点浅述智慧环卫系统中智能化技术在垃圾收集、运输、处置过程中的应用情况,从源头智能化垃圾清扫车、智能垃圾收集机器人、智能垃圾收集站(房)、分类收集车,中端收运车智能化调度、压缩中转,到终端的智能化垃圾分选处理,如智能机器人预分拣、智能颜色识别分选、智能材质识别分选、智能金属感应分选、智能X射线识别分选、智能激光识别分选、智能近红外识别分选、智能机器人后提纯分拣和智能终端产品组分分析质量控制等技术设施的应用。

2.设施与方法

2.1 智能垃圾源头清扫收集设施

2.1.1 智能环卫扫地车和无人扫地收集车

(1)技术原理。智能环卫扫地车和无人扫地收集车,基于清扫车辆的清扫功能,加上互联网技术、4G和5G无线网、雷达扫描、红外线扫描和数字地图和GPS(北斗),大数据、云平台存储的应用按照地图街道路线行驶和识别垃圾,实现无人智能清扫城区街道污染物。其中汽车车辆是主体,完成行走运输和承载全部其他系统;清扫洒水装置系统实现路面的洒水和清扫;垃圾收集储存系统实现清扫过程中垃圾和尘土的收集存储;吸尘和除尘系统收集粉尘和除尘;红外线和雷达扫描传感识别系统、智能中央控制系统,信息传输系统通过传感器实现场景、人流、障碍物、路线、垃圾等扫描识别,由智能中央控制系统实现运算分析和数据交换和传输,通过复杂算法运算决策判断指挥各个系统执行实现智能无人清扫收集和运输功能。

(2)技术设备。大中小型发动机式、蓄电电动式汽车,清扫洒水装置系统,垃圾收集储存系统、吸尘系统、除尘系统、红外线和雷达扫描传感识别系统、智能中央控制系统,信息传输系统等组成。

1)应用场景:主要用于城区街道和广场等场馆的清洁应用。

2)技术成熟度和成本:互联网+环卫设施,部分城市试点,技术日趋成熟。投资约在30~200万元。

2.1.2 智能可回收物(垃圾)收集机器人

(1)技术原理。机器人具有模仿人收集垃圾的功能,采用AI人工智能技术,加上互联网、4G和5G无线网、通过雷达扫描、红外线扫描和数字地图和GPS,图像大数据、云平台存储的应用,通过感知视觉系统识别垃圾图像和机械手夹持及行走,完成一定粒度的垃圾的收集。其中核心是雷达扫描、红外线扫描识别系统识别垃圾的形状颜色,AI人工智能决策系统分析运算比对,发出指令决定放入相应的桶内,实现分类收集,同时对周围场景的判断,障碍物和人、动物的避让和提示,保证安全。

(2)技术设备实施方法。行走机器人,手背夹持装置,行走机构,扫描识别系统,中央智能决策分析系统,储料桶,语音报警提示系统等组成。

(3)应用场景。街道和广场及步行商业街的垃圾收集。

(4)技术成熟度和成本。技术相对成熟,部分城市试点阶段,智能城市的一员,代替环卫工人和减轻工作量,城市亮点。投资约在10~50万元。

2.1.3 智能垃圾投放收集箱(站,房)

(1)技术原理。随着垃圾分类政策实施的强力推进,街道、小区、社区垃圾投放智能收集桶、站(房)大量铺设和使用,采用互联网、4G和5G无线网、投放人脸身份识别,IC或RFID磁卡扫描、二维码垃圾袋识别,无论四分法还是三分法,均以不同可回收物和湿垃圾及危险废弃物分别设置桶、箱,通过称重计量统计,容量检测,物品拍照图像处理等技术手段统计汇总上传数据到环卫智能数据平台,为环卫车辆运输提供清运信息。市民按照垃圾分类进行分类投放,首先识别投放人身份,人脸识别或IC卡或手机扫码,投放垃圾种类和实时重量统计,后台计算通过价值折算兑换积分反馈给投放人IC卡或App,垃圾桶配备RFID芯片,满桶提示和垃圾来源信息在扫描时实时数据传输到环卫数据管理平台,分析调度运输车辆,实现垃圾智能化收集。为鼓励市民分类投放,设置积分卡和兑换机制,同时可以与社区楼宇物业系统联网实现数据共享,可对投放垃圾进行溯源。

(2)设备方案。智能分类投放站(箱或房)主要由电源或太阳能供电板、照明装置、摄像头、操作屏幕、人脸识别身份系统、IC或RFID读卡器、4G或5G无线(有线)网数据传输系统、物料识别拍照或扫描系统、称重系统、垃圾桶满桶料位提示报警、自动投递门(口)机构、垃圾桶、除臭和清洗装置、烟雾安全报警、外部房屋(站)或蓬等密闭式外壳造型组成。

(3)应用场景。公开场所、企事业单位、学校、街道社区等垃圾投放点等城市垃圾收集。

(4)技术成熟度和成本。技术上相对成熟,各式各样的造型,投资约在3~30万元。

2.2 智能化垃圾的中端运输和压缩分类转运

2.2.1 智能垃圾运输车

(1)技术原理。垃圾分类后运输智能数字化,环卫数据平台获得垃圾来源和种类重量的数据信息,调度系统发出指令,派出相应运输车(可回收垃圾,湿垃圾、危险废弃物垃圾,其他垃圾等),运输车辆配备由GPS(北斗)定位,摄像系统,无线数据传输4G或5G,按照指令去不同网点按照最佳行驶路线去收运,驾驶员和车辆信息,导航系统和智慧交通指挥平台数据传输,优化行驶路线,避免交通拥堵,车辆的行驶路径记录,交通违章记录,垃圾来源和重量信息等传输到中端转运站或终端处理厂以及环卫一体化数据平台。将垃圾桶配备RFID芯片的垃圾来源信息,在扫描时实时数据传输到环卫数据管理平台和中转站数据平台,根据垃圾量和种类分析调度指挥运输车辆按时到达中转站或终端处置中心,实现垃圾智能化运输和管理。同时运输过程中物流监控,行驶路线,司机和车辆身份,垃圾来源区域和种类信息、重量等统计报表汇总等。

(2)设备方案。智能无人驾驶(有人驾驶)垃圾运输车、压缩车、导航系统、摄像系统、4G或5G、IC卡计费器、RFID读卡器、雷达扫描系统等组成。

(3)应用场景。公开场所、企事业单位、学校、街道社区等垃圾投放点等城市垃圾运输。

(4)技术成熟度和成本。技术成熟度高,很多城市的智慧环卫已采用垃圾的智能收运(无人驾驶运输车在某些城市处在试验阶段),投资约在10~100万元。

2.2.2 智能化垃圾压缩中转站

(1)技术原理。智能垃圾的中端压缩分类转运,将智能垃圾收集站的垃圾运输到中转站,集中压缩再转运到终端处置中心再智能分类处理。通过中央控制平台,控制卸料、上料、破碎设备,压缩设备,卸料装车设备,自动称重,各个设备参数协同闭环处理,集中控制数据监控平台与智慧环卫平台共享交换。来自各垃圾收集点的垃圾集中运输到中转站,通过卸料、上料、破碎、压缩处理增加密度和减小体积,同时挤出部分渗沥液,再用大吨位运输车运输到终端处理厂进行深度处理,实现资源化和减量化。

(2)技术设备。中央控制平台,卸料仓设备、上料输送设备、破碎设备,压缩设备,垃圾箱移换设备,车辆设别系统,自动称重计量,垃圾装车设备,污水处理设施,臭气处理设施,互联网大数据信息处理系统和传输系统。

(3)应用场景。城乡垃圾大中型中转站。

(4)技术成熟度和成本。技术成熟度高,垃圾压缩减小体积,降低运输成本。300~1000t/d中大型转运站约在1200~35000万元。

2.3 终端集中智能分选处理系统

2.3.1 智能机器人垃圾前分拣和后提纯分选

(1)技术原理。机器人技术的普及应用,可代替垃圾人工分拣,减轻劳动强度和改善工作环境。采用人工智能技术,通过大量自学习训练,在输送带上垃圾物料特征被识别后通过后台运算比对判断给执行机构发出执行指令进行分拣,按照设定好目标分拣出垃圾物料,投放到指定箱内。常见的特征识别方式有CCD摄像机、2D和3D照相机(CMOS)拍照图像设别,近红外线光谱识别,激光识别了物料的形状和颜色特征。计算机算法处理解析提取目标特征,与数据库图库图像比对核实后发出分拣指令,通过的工业机器人执行机构抓取目标物,实现垃圾智能分拣,代替人工分拣。各种识别系统固定前端扫描固定支架上对物体扫描拍照,不同的识别系统性价比不同,对物体的识别精度和准确率不同,照相机和摄像机均获得不同分辨率的图像,通过软件解析处理和数据库样板图像的比对来识别物体(垃圾)目标特征,中央控制系统发出分拣执行指令,传输给工业机器人位置和物体特征信号,实时抓取目标到相应的分拣箱,实现不同物体(垃圾)的分拣。一般分拣效率在70%~90%,准确率85%以上,每分钟分拣60~300次。效率是人工的2~5倍,可24h工作。

(2)技术设备。识别系统由CCD摄像机、2D和3D照相机(CMOS)、激光摄像机、照相机、光源装置、固定支架;驱动模块、工业机器人、气动或电动抓手夹头、输送机、分拣物料储存箱、控制柜、触摸屏等。

(3)应用场景。垃圾处理预分拣,可回收物的分拣,建筑垃圾预分拣等(木头等)。在恶劣环境下代替人工分拣,降低劳动强度。垃圾分拣机器人能够根据客户要求前分选和后提纯分选,将不同物品、不同材质的废弃物如生活中各种塑料PET、HDPE、PP、玻璃、利乐包、易拉罐、衣服、鞋子、纸张等多种可回收物分拣。

(4)技术成熟度和成本。技术成熟、工业化推广应用、效率高,投资约在80~220万元。

2.3.2 智能物料颜色分选机

(1)技术原理。根据物料的颜色识别分选出不同颜色的物料,给料设备使物料均匀分布在输送机(或滑道)上,高速输送机将物料拉薄避免重叠,物料通过识别桥架时被摄像机或2D和3D照相机(CMOS)拍照图像或扫描设别目标物的颜色和形状,计算机算法处理解析提取目标颜色特征,与数据库图库图像比对核实后发出分选指令,通过分选机出料端的高压气流喷嘴,将相对应位置目标分选物料改变抛物线轨迹喷出,目标物料和非目标物料落在不同的出口,实现垃圾智能颜色分选。处理能力根据不同物料的比重而不同,设备分选宽度250mm~2800mm,长度3000mm~5000mm。

(2)技术设备。智能物料颜色分选机由均匀给料设备,高速输送机(或滑道),摄像机或2D 和3D照相机(CMOS)照相机识别桥架,识别控制系统,物料出料分离器,高压气流喷嘴电磁阀组总成等组成。

(3)应用场景。垃圾分选,可回收物的颜色分选,各种塑料的颜色分选。也可用于粮食和其他行业的颜色分选。

(4)技术成熟度和成本。技术成熟,在垃圾处理和资源回收、废塑料、工商业垃圾分选等广泛应用。不同输送宽度不同处理能力,投资约在120~300万元左右。

2.3.3 智能金属感应分选机

(1)技术原理。给料设备使物料均匀分布在输送机(或滑道)上,高速输送机将物料拉薄避免重叠,位于物料输送机输送带下方的金属格栅感应传感器,根据各种金属通过感应磁栅磁场时微磁场改变识别判断是否有金属通过,并确定其在输送机宽度上的位置,给计算机发出感应信号,经过计算处理后发出分选信号给相应位于分选机出料端的高压气流总成的电磁阀组喷嘴,目标分选物料在输送机末端物料抛物线离开时被喷出高压气流将相对应位置目标金属物料改变抛物线轨迹喷出,实现垃圾智能金属分选。该感应器可与其他近红外线、X射线、颜色、激光识别分选设备组合,完成金属(包括有色金属和不锈钢)与其他物质的组合分选。处理能力根据不同物料的比重而不同,设备分选宽度250mm~2800mm,长度3000mm~5000mm。

(2)技术设备。智能金属物料分选机由均匀给料设备,高速输送机(或滑道),金属格栅感应传感器识别控制系统,物料出料分离器,高压气流喷嘴总成,电气控制系统等组成。

(3)应用场景。主要用于垃圾分选线的非磁金属和细小金属分选。电子垃圾破碎物料有色金属的精细分选。也可用于粮食和食品等行业的金属去除。

(4)技术成熟度和成本。技术成熟,可组合使用。造价在30~80元左右。

2.3.4 智能X射线分选

(1)技术原理。X射线识别分选原理是利用X射线的特性,X射线的波长在0.05nm~10nm[6],物料在X射线辐射下产生能量特性差异,物料的每一种元素原子能级机构都是特定的,从而激发后跃迁时释放出的X射线能量特征光谱是一定的,不同的物料有不同的X射线光谱特性,根据不同的能量强度差异来识别不同的物料材质种类。给料设备使物料均匀分布在输送机(或滑道)上,高速输送机将物料拉薄避免重叠,物料通过识别桥架时被位于上方或下方的X射线管对物料辐射扫描(或穿透)识别,计算机算法处理解析提取目标X射线能量特征反馈给计算机解析分析与数据库比对决策后,发出分选指令给高压气流喷嘴总成的电磁阀组,在输送机末端物料抛物线离开时喷出高压气流,从而使目标材质物料改变飞行轨迹,与非目标物料分离开来,实现垃圾(可回收物)的材质智能X射线材质分选。X射线智能分选不仅可以识别有机物,而且可以识别无机物如陶瓷、惰性物、黑色PVC等近红外线不能识别的物料分选。各种金属和矿物的分选还可以采用X 射线荧光光谱识别。机器设备处理能力根据不同物料的比重而不同,设备分选宽度1000mm~2000mm,长度3000mm~5000mm。

(2)技术设备。X射线智能物料材质分选机由均匀给料设备,高速输送机(或滑道),X射线管识别桥架,X射线识别控制系统,物料出料分离器,高压气流喷嘴总成等组成。

(3)应用场景。垃圾中有机物和无机惰性物的材质分选,适合厌氧前有机物中惰性干扰物的去除分选。其他无机物如陶瓷、惰性物、黑色PVC等近红外线不能识别的物料分选。矿物、废汽车、废金属等行业破碎物料的分选。

(4)技术成熟度和成本。技术成熟,国内外垃圾处理厂和选矿厂应用,每台设备造价在350~1000万元。

2.3.5 智能激光分选

(1)技术原理。激光分选原理是利用激光光谱分析识别方法判断物质的差异,每种材料都有特定的光谱,即可以用来清楚识别它的特定物理指纹,激光具有光谱宽的特点,涵盖可见光和近红外光,激光扫描不仅可以使一般的物料产生光谱,而且可以克服近红外识别黑色物料和惰性物等不足,激光传感扫描可以使不同物料包含黑色塑料、橡胶、玻璃、石头等惰性物料产生特定的激光光谱,利用不同的物料在激光扫描下反射出不同的光谱特性,根据不同的能量强度和波长差异来识别不同的物料材质种类[7]。给料设备使物料均匀分布在输送机(或滑道)上,高速输送机将物料拉薄避免重叠,物料通过识别桥架时被激光扫描识别不同材质,反馈给计算机解析分析提取目标的激光光谱特征,与数据库激光光谱比对核实后发出分选指令,最后通过分选机出料端的高压气流阀组喷嘴,将相对应位置目标分选物料改变抛物线轨迹喷出,目标物料和非目标物料落在不同的出口,实现垃圾(可回收物)的材质激光智能分选。激光扫描的另一个应用,可在智能分选方面还可以实现物料的3D形状识别,与其他分选技术组合实现材质加形状的组合分选。机器设备处理能力根据不同物料的比重而不同,设备分选宽度1000mm~2000mm,长度3000mm~5000mm。

(2)技术设备。激光分选机由均匀给料设备,高速输送机(或滑道),激光扫描识别桥架,激光识别控制系统,物料出料分离器,高压气流喷嘴总成,电气控制系统等组成。

(3)应用场景。生活、工商垃圾中惰性物如玻璃、陶瓷、石头、金属、各种塑料、橡胶等物质的分选,适合厌氧前有机物中惰性干扰物的去除分选。废汽车、废金属等行业破碎物料的分选。

(4)技术成熟度和成本。技术成熟,国内外垃圾处理厂、废塑料、废旧汽车破碎物料分选,每台设备造价在300~1000万元左右。

2.3.6 智能NIR近红外材质分选

(1)技术原理。NIR近红外线是不可见光,波长在780nm~2526nm,物料在外部光照射下低能电子和氢原子或分子原子团等运动跃迁合频和倍频产生光谱,不同的物料有不同的近红外光谱特性,根据不同的波长和强度差异来设别不同的物料材质种类,利用近红外摄像机或照相机进行光谱扫描识别,在物料输送宽度上分点扫描和线扫描二种方式[8]。在此波长范围内点扫描一般每个扫描点有8~16个波长点和识别强度形成光谱(德国Steinert公司256个波长点和识别强度,识别精度提高了20~30倍,可对物质更精确地识别判断),扫描频次一般在70Hz左右;线扫描则是在物料输送宽度方向上连续扫描,物料输送方向每秒可达320线(320Hz)。给料设备使物料均匀分布在输送机(或滑道)上,高速输送机将物料拉薄避免重叠,当物料在高速输送过程中通过NIR近红外识别摄像机(或照相机)桥架,输送机上的物料被扫描出光谱,计算机算法处理解析提取目标光谱特征,根据不同的材质有着不同的光谱特性,反馈给计算机解析分析与数据库比对决策后,与数据库光谱比对核实后发出分选指令,通过的分选机出料端的高压气流阀组喷嘴,将相对应位置目标分选物料改变抛物线轨迹喷出,目标物料和非目标物料落在不同的出口,实现垃圾(可回收物)的材质智能分选。机器设备处理能力根据不同物料的比重而不同,设备分选宽度1000mm~2800mm,长度3000mm~5000mm。

(2)技术设备。智能物料材质分选机由均匀给料设备,高速输送机(或滑道),摄像机或照相机识别桥架,识别控制系统,物料出料分离器,高压气流喷嘴总成,自动控制系统等组成。

(3)应用场景。垃圾中非黑色或深色可回收物的材质分选,各种塑料,纸,木头的材质分选,衍生燃料RDF分选。废塑料、废汽车、电子垃圾、建筑垃圾、造纸等行业的破碎物料材质分选。在一定条件下黑色塑料的特定材质也可以分选。

(4)技术成熟度和成本。技术成熟,国内外垃圾处理厂大量工业应用,每台设备造价在100~300万元左右。

2.3.7 智能物料材质在线分析系统(热值、水分、成分等)

(1)技术原理。NIR近红外线识别原理同前,终端产品物料均匀分布在输送机(或滑道)上,当物料输送过程中通过NIR近红外识别摄像机桥架,输送机上的物料被扫描出光谱,计算机算法处理解析提取目标光谱特征,根据不同的材质有着不同的光谱特性,与数据库光谱比对核实后计算出所通过物料的材质成分组成和热值及含水率,对物料进行在线分析统计,特别是RDF衍生燃料的生产,PVC的含量,热值等作为最终入炉指标。此分析系统与中央控制平台通讯反馈,可实现垃圾处理线不同设备分选物料的匹配,以实现控制终端产品的RDF质量要求。机器设备处理能力根据不同物料的比重而不同,设备分选宽度1000mm~2800mm,长度3000mm~5000mm。

(2)技术设备。智能物料在线材质分析分选机由输送机(或滑道),摄像机或照相机识别桥架,触摸屏,材质识别控制系统,数据传输集成系统等组成。

(3)应用场景。MBT机械生物处理厂或水泥、RDF发电厂在线衍生燃料材质在线分析和统计。

(4)技术成熟度和成本。技术成熟,国外垃圾处理RDF厂大量工业应用,每台设备造价在60~150万元左右。

3.结果与讨论

(1)智能源头清扫收集,在国家垃圾分类的大形势下,城市智能垃圾清扫和分类垃圾智能源头投放和收集已在国内如火如荼,技术设备研发发展迅速,形式和功能百花齐放,是智慧城市和智慧环卫的组成部分,对环卫行业是革命性的进步,也是居民社区精神文明体现。

(2)智能中端处置智能运输车和智能压缩转运站,从城市各个角落分散收集运输到集中在压缩转运站再转运,实现了垃圾中端处置运输智能化和数字化管理。

(3)智能终端处置,分类垃圾配套智能终端处置,采用各种传感器设别(图像、近红外、金属感应、激光、雷达等)智能分选技术。大型城市垃圾处理工业化集中分选处置中心成为趋势,降低处置成本,提高资源回收利用率,可以实现最大化资源循环再利用,节能减排和碳减排,为碳达峰和碳中和目标实现具有重要贡献意义。

(4)上述智能化技术在源头投放、收集、中转压缩、运输、分类垃圾终端处理中应用逐渐技术成熟和普及,特别是物联网和5G及人工智能技术在环卫行业的应用,垃圾分类收集,分类运输,分类处理及处置,使垃圾分类后可回收物再循环利用率提高。为可燃物清洁燃烧,资源和能源循环再利用提供了技术保证,环境更友好,同时为智慧环卫、智慧城市奠定了基础。

(5)问题和建议,目前我国一些大中城市实行垃圾分类,源头智能收集和运输已经开始许多试点应用,但中末端处置仍然不配套,存在很多工艺设备环节缺失。智能垃圾分类处理是系统工程,从源头到终端最终处置,不仅是可回收物的资源最大化和再利用,也包括其他不可回收再利用物和低质物的能源化处置,有机物和惰性物的最终处置,全产业链统筹考虑,配套建设相应中端和终端设施,才能解决垃圾的最终处理,实现分类垃圾处理的减量化、无害化、资源化、能源化、智能化、生态化的目标。

4.结论

随着我国城乡垃圾分类的试点和推广,城市生活垃圾的处理技术不断创新,无论在城市垃圾的源头清扫过程,居民点社区和街道收集,中转运输压缩,还是到终端精细分类处置过程中,机器人技术和近红外识别、激光识别、雷达识别、金属感应、光电识别、X射线识别等扫描技术结合人工智能分选技术,在城市垃圾处理领域都不同程度采用了物联网、互联网、人工智能和云技术等相结合的现代智能处理技术,解决了生活垃圾的收运和处置,实现资源利用最大化,提高了效率和精度及纯度,减少和代替大量人工,减轻劳动强度和改善了工作环境,大大提升了环卫设施的处理能力,提高了垃圾处理技术现代化和智能化水平,为人类美好生活改善了生活环境。垃圾中可回收物的精细分选回收再利用,对碳达峰和碳中和具有重要的贡献意义。

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