基于层次分析法的城市生活垃圾收运模式优选

以北京市海淀区的生活垃圾收运和分类为例,运用层次分析法(AHP)对混合收集运输、分类收集运输而转运站功能不变、分类收集运输且转运站功能改变3 种方案进行综合比较分析,探讨与垃圾分类趋势相适应的城市生活垃圾收运模式.结果表明,混合收集运输为最差方案;分类收集运输并且改变转运站功能为最优方案,而分类收集运输而转运站功能不变可作为最优与最差方案的过渡方案.     

整数规划用于固废系统环境影响模型的研究

采用整数线性规划的系统分析方法建立模型,以整数规划解决运输路线及处理方式扩容方案的选择问题,以系统经济成本为优化目标,并着重考虑了运输过程产生的3种恶臭气体扩散对周围特殊区域造成的环境影响,优化固体废弃物运输路线.结果表明:不同时期不同的垃圾回收站适合回收的垃圾类别不同;不同时期不同回收站的运输路线最优选择不同;垃圾填埋处理由于处理费用低,一直是垃圾处理的优选方案,但热解处理量较大,增长幅度最大,且运输处理总费用最低,从长远看,热解厂的未来发展趋势较好;该模型能够有效解决城市固体废弃物系统资源优化配置问题,为决策者提供可靠的依据.     

生活垃圾分类运输能耗分析

我国生活垃圾分类运输能耗高的问题一直未能根本解决。对该环节开展能耗分析是综合评价垃圾分类环境、经济效益的基础,也可为我国城市垃圾分类运输系统设计提供依据。基于分类垃圾性质与产生特征,结合运输车辆运行规律,构建了以居民区、办公区/商业区及学校为主要业态的3类典型城市区域分类垃圾直接运输,以及一级转运运输场景,并对各场景综合能耗进行核算。结果表明:不同典型城市区域生活垃圾分类运输单位能耗差异不显著[直运0.11~0.12 kgce/（t·km）,转运0.06~0.08 kgce/（t·km）],分类运输较混合运输能耗增加77%~116%（直运）和25%~42%（一级转运）,而转运操作对运输能耗的降低与运输距离负相关。对各垃圾组分而言,厨余垃圾运输能耗[直运0.09~0.10 kgce/（t·km）,转运0.05~0.07 kgce/（t·km）]略低于其他垃圾和可回收物[直运0.11~0.13 kgce/（t·km）,转运0.07~0.08 kgce/（t·km）],而有害垃圾运输能耗最高[直运0.21~0.30 kgce/（t·km）,转运0.13~0.20 kgce/（t·km）]。     

基于蚂蚁算法的危险品运输路径优化研究

从危险品道路运输的特性和需求出发,基于蚂蚁算法针对危险道路运输路线优化问题进行了研究。首先将安全需求和经济性要求考虑到危险品货物的运输路线选择过程中,在给定运输起点和终点的情况下,以风险和经济总成本最小作为优化目标,建立目标函数;然后通过对运输路径的路程长度、人口密度、环境破坏、应急救援能力和交通事故状况这5个影响总成本的主要因素进行定性和定量分析,确定了每条路径上的路权值;最后将路权值引入智能蚂蚁算法中,利用蚂蚁算法对目标函数进行解算,并借助Matlab程序获得运算结果和优化路线方案。实例分析表明,加入了对运输路线风险度的计算之后,编写的蚂蚁算法程序能使道路危险品运输车辆成功避开风险度大的路段,迅速搜索到最优路线。     

不确定性城市生活垃圾管理规划及其应用

通过对城市生活垃圾管理过程中的经济成本和环境影响分析,建立了机会约束区间不确定性线性规划模型(ICILP). 将该模型应用于北京市海淀区城市生活垃圾管理规划,并在不同违反概率下进行求解分析. 结果表明:处理设施容量约束的违反概率越大,焚烧和堆肥在垃圾处理中所占比例越大,但系统成本并未随之增加. 提出了海淀区新的城市生活垃圾处理方案,即在现有填埋处理的基础上增加焚烧和堆肥2种处理设施,使城市生活垃圾流量逐渐由填埋转向焚烧和堆肥. 该模型的优化结果虽然会在一定程度上导致系统成本的增加,但是填埋场的寿命被有效延长,并且达到了减小环境污染的目的,从长远的角度看是可行的.      

北京市城区生活垃圾组成及特性分析

生活垃圾的物理组成和特性对于垃圾处理设施的有效规划非常重要。以北京市海淀区和东城区典型居住区的生活垃圾作为研究对象,对4个季度生活垃圾的物理组成、含水率和热值进行了分析。结果表明:海淀区和东城区生活垃圾的主要成分均为厨余垃圾、纸类和塑料垃圾,其总和占垃圾总质量的85%以上,其中厨余垃圾的比例最大;通过与早期文献中垃圾物理组成的比较,北京市垃圾物理组成呈现的新变化是厨余垃圾的含量明显下降,纸类和塑料含量均明显上升,灰土含量保持下降。海淀区和东城区4个季度垃圾的平均含水率分别为58.29%和60.62%,平均低位热值分别为5 796.45,5 060.85 k J/kg,故适宜进行焚烧处理。垃圾中塑料和纸类与垃圾热值呈显著相关,含水率与垃圾热值呈负相关。该研究结果可为北京市生活垃圾的管理和设施规划提供参考依据。     

基于节约法的村镇生活垃圾收运路线优化研究

为了降低垃圾收运成本,减少垃圾收运过程产生的环境和社会影响,对含有多种级别道路的村镇生活垃圾收运路线进行了优化。综合考虑垃圾收运过程的运输距离、路况、环境污染等因素,利用层次分析法确定了不同级别道路的综合权重,并对实际运输距离进行修正,得到综合运输距离。以节约综合运输距离为目标,使用节约法对收运路线进行优化,得出了节约路程多、发生拥堵少、环境污染小的村镇生活垃圾收运路线。并以蒙城县岳坊镇为例,对该地区的垃圾收运路线进行优化设计,验证了方法的可行性。     

垃圾及其衍生燃料水运现状、存在问题及优化建议

集约式综合固废处置产业园是我国垃圾处置的发展趋势。为了实现这一目标,垃圾跨区域协同转运是亟待突破的技术难题。相比传统垃圾陆运模式,水路运输在长距离运输方面优势明显,但当前相关研究却较为缺乏。在分析当前垃圾及其衍生燃料水运发展历程的基础上,详细对比垃圾散装转运、箱车一体式转运、集装箱转运和垃圾衍生燃料打包转运技术的优缺点,针对性地从法规政策完善、作业方式标准化、环保和应急装备配套升级3个方面提出优化建议。研究结果可以为实现垃圾及衍生燃料跨区域水上转运提供技术支持。     

应用含水率评价厨余垃圾和其他垃圾的分类效果以及垃圾的能源利用效率:以张家港市为例

随着垃圾分类的快速推广,厨余垃圾单独处理将会影响城市垃圾的能源回收效率,因此应考虑城市固有处理设施规模合理规划。通过实地调研和文献研究,测定了张家港市20个居民小区生活垃圾的含水率及热值,并预测了该市其他垃圾含水率及热值随着厨余垃圾分离效率的变化。研究发现,根据张家港市现有的生活垃圾处理设施情况,能源回收效率随着厨余垃圾分出率的提高先增加后降低。在最优分出率（70.8%）条件下,全市生活垃圾的管理可实现原生垃圾零填埋,且可实现能源最大化利用。对于垃圾分类新形势下城市管理部门设计垃圾分类投放、收集和处理方案具有一定指导意义。     

聚类分析在生活垃圾分类方法确定中的应用

本文通过对海淀区不同功能区的生活垃圾进行深入调查、取样和测试,分析了海淀区生活垃圾的物理组成和容重,用聚类分析法对垃圾体积进行分析和判别,指出垃圾分类收集的可行性以及垃圾大类粗分的方法.     

城市垃圾中转站选址优化模型的建立及其应用

为寻求一种城市垃圾中转站优化选址方法,根据城市垃圾收运系统的特点,引入逆向物流系统选址规划的理念,选用集合覆盖模型对中转站的位置进行初步优化,确定了垃圾中转站的待选点;在此基础上,运用整数规划构建整个城市垃圾收运系统费用现值最小模型,对城市垃圾中转站的初步规划进行二次优化,从待选点中选出垃圾中转站的最优组合,并计算出其分别接纳的垃圾量.通过实例分析,验证了城市垃圾中转站二次优化选址的可行性、实用性,可为垃圾收运系统的规划与设计提供参考依据.     

Approach of technical decision-making by element flow analysis and Monte-Carlo simulation of municipal solid waste stream

This paper deals with the procedure and methodology which can be used to select the optimal treatment and disposal technology of municipal solid waste （MSW）, and to provide practical and effective technical support to policy-making, on the basis of study on solid waste management status and development trend in China and abroad. Focusing on various treatment and disposal technologies and processes of MSW, this study established a Monte-Carlo mathematical model of cost minimization for MSW handling subjected to environmental constraints. A new method of element stream （such as C, H, O, N, S） analysis in combination with economic stream analysis of MSW was developed. By following the streams of different treatment processes consisting of various techniques from generation, separation, transfer, transport, treatment, recycling and disposal of the wastes, the element constitution as well as its economic distribution in terms of possibility functions was identified. Every technique step was evaluated economically. The Mont-Carlo method was then conducted for model calibration. Sensitivity analysis was also carried out to identify the most sensitive factors. Model calibration indicated that landfill with power generation of landfill gas was economically the optimal technology at the present stage under the condition of more than 58% of C, H, O, N, S going to landfill. Whether or not to generate electricity was the most sensitive factor. If landfilling cost increases, MSW separation treatment was recommended by screening first followed with incinerating partially and composting partially with residue landfilling. The possibility of incineration model selection as the optimal technology was affected by the city scale. For big cities and metropolitans with large MSW generation, possibility for constructing large-scale incineration facilities increases, whereas, for middle and small cities, the effectiveness of incinerating waste decreases.     

生活垃圾收运过程中恶臭暴露的健康风险评估

通过现场采样检测,研究了生活垃圾收运链中氨、硫化物、萜烯化合物、芳香烃、醇类化合物、挥发性有机酸、醛酮类化合物等7类恶臭物质的组成特征;分析了收运链不同环节中恶臭污染物的分布特征及操作方式对其影响;依据恶臭污染物的分布特征,评估了生活垃圾转运场所职业暴露人员的致癌和非致癌风险,并对结果进行了不确定分析.结果表明,收运过程中,末端垃圾码头的恶臭污染物比前端的垃圾箱房高1个数量级以上,与生活垃圾在收运过程中降解程度逐渐提高相对应;不同类别恶臭污染物中,醇类化合物随收运链的延伸而稳定上升,挥发性有机酸(VFAs)和芳香烃化合物则呈阶跃增加,分别在集装箱码头和散装码头处达到峰值(分别为131, 711μg/m3).收运链前端,垃圾箱房的主要致臭化合物为醛酮类化合物;收运链末端,垃圾码头的主要致臭化合物为硫化物和挥发性有机酸.生活垃圾散装运输操作方式,对作业人员和周边人群可能造成较大健康影响.散装码头处恶臭污染导致的致癌和非致癌风险值最高,致癌风险值LCR总为2.64×10-5,超过生活垃圾收运链中的其它作业点,存在较大的健康风险;非致癌风险值HI总为3.01,集装箱码头处的HI总为1.22,超过了USEPA推荐的可接受范围,其余作业点的非致癌风险值HI总<1,在可接受的范围内.     

基于转运站满负荷的北京市新东西城区生活垃圾物流优化方案研究

北京市新东城和新西城成立后迫切需要对现有生活垃圾物流方案进行优化,实现生活垃圾资源化处理.以北京市东西城区生活垃圾为研究对象,利用统计预测模型和GIS空间分析技术与方法,在分析了4个老城区生活垃圾产生量及所属密闭清洁站垃圾流向和流量基础上,提出了基于满负荷运行的三大转运站(马家楼、小武基和大屯)生活垃圾等距离收集运输优化物流模式,分析了现状及新物流模式下生活垃圾物料平衡.结果表明,与现状收集模式相比,等距离优化物流模式可使清运距离减少约9.3×105km.a-1,与现状相比减少10%;同时,基于三大转运站满负荷运转的,部分考虑海淀、丰台和朝阳区跨区运行的生活垃圾优化物流模式下,且充分利用现有的处理处置设施,可减少原生垃圾填埋量约28.3%.在优化模式的基础上若北京市正筹建的3座垃圾焚烧厂建成后,可使新东西城区生活垃圾焚烧、生化、填埋比例由现状1∶4.8∶4.2,达到3.8∶4.5∶1.7,可基本接近北京市2015年生活垃圾焚烧、堆肥和填埋比例达到4∶3∶3规划目标.     

生活垃圾源头沥水的减量提质效应研究

针对我国生活垃圾厨余组分含量高、含水率高和热值低的特点,提出以降低厨余组分含水率为主要手段,实现生活垃圾源头减量和提质为主要目标的源头沥水和选择性分质收集模式.在苏州市两个居民小区进行了为期10个月的项目试点,监测结果显示,居民家庭采取源头沥水措施后,生活垃圾产生量减少6.47%,含水率降低2.23%,低位热值提高10.94%.生活垃圾源头沥水的减量提质效应良好,有助于提高后续焚烧及填埋处理设施运行效率和二次污染控制水平,降低运输及处理成本.     

城市固体废物不确定性多目标优化管理模型

在对城市固体废物管理进行系统分析,以及对各种模型深入研究的基础上,提出了不确定性多目标动态优化固体废物管理模型.模型以系统成本最小和环境影响最小为目标框架,采用不确定性分析、污染损失理论,将城市固体废物管理过程中对环境产生的影响进行货币化,使环境和经济有效地统一起来,以更加客观地解决多目标问题;同时采用完整、合理的约束条件,进一步对模型进行有效补充.将该模型应用于案例城市的优化结果表明:采用该模型可使每t固体废物处置成本较原方案减少8～18元,每年最少可节约2.8×107元,大大减少了运营成本.该模型采用二次污染处理至达标排放的费用,因此可以在系统成本最小的基础上,兼顾固体废物对环境产生影响最小的目标,有效地解决了多目标解法存在的问题.      

物联网技术在城市生活垃圾收运系统中的应用

我国的城市生活垃圾收运系统因其回收率低,监管难等问题,一直受到社会的广泛关注,而物联网技术因其可追溯性、动态性等特点,在解决该问题上表现出其显著优势。简要介绍了物联网技术的作用及其应用领域,总结了国内外基于物联网技术的城市生活垃圾收运情况,以我国上海市餐厨垃圾收运情况为案例,对其现状和目前存在的问题进行了总结,并结合物联网技术对餐厨垃圾信息化收运的管理方法进行了展望。     

我国小城市群生活垃圾优化管理的技术方法

针对小城市群生活垃圾管理中存在的问题,初步建立了适合区域生活垃圾优化管理的技术方法流程。该流程包括基础数据调查、垃圾产量和成分预测、中转设施的确定、处理技术遴选、模型计算和方案决策等6个部分,已达到生活垃圾管理区域优化、时序优化和技术优化的目的。将该技术方法应用于广东佛山市生活垃圾优化管理,取得了良好的效果。