基于新型城市的廊道垃圾處理體系的探索與研究

吳 瑤，楊金蕾，袁天旺

（1.西安思源學(xué)院文學(xué)院，陜西 西安 710038；2.西安思源學(xué)院創(chuàng)業(yè)就業(yè)指導(dǎo)與服務(wù)中心，陜西 西安 710038；3.西安思源學(xué)院工學(xué)院，陜西 西安 710038）

城市垃圾的綜合管理是城市化進程中不可忽視的一個重要環(huán)節(jié)。如何在經(jīng)濟發(fā)展的同時保護好人類的生存環(huán)境，已經(jīng)成為各國各政府的關(guān)注。雖然中國城市居民人均年垃圾產(chǎn)生量低于大多數(shù)發(fā)達國家，但其總量卻相當(dāng)高，目前全國生活垃圾的年產(chǎn)生量已達到2億噸，每年還以10%的速度遞增，歷年垃圾的存量已達到66 億噸，全國三分之二的城市陷入垃圾的重重包圍。這些垃圾影響城市景觀，污染了大氣、水和土壤，對城鎮(zhèn)居民的健康構(gòu)成威脅，垃圾處理已成為城市發(fā)展中的棘手問題。

1 研究背景及意義

1.1 研究背景

當(dāng)前中國垃圾分類尚處于起步階段，隨著經(jīng)濟全球化腳步加快，我國經(jīng)濟由高速發(fā)展轉(zhuǎn)向高質(zhì)量發(fā)展，建設(shè)現(xiàn)代城市已經(jīng)刻不容緩，推行“垃圾處理+互聯(lián)網(wǎng)”“垃圾處理+人工智能”是建設(shè)現(xiàn)代化城市的必然要求。2022 年3 月17 日，國家發(fā)改委發(fā)布《2022年新型城鎮(zhèn)化和城鄉(xiāng)融合發(fā)展重點任務(wù)》，提出推進綠色低碳發(fā)展。健全危險廢棄物和醫(yī)療廢棄物集中處理設(shè)施、大宗固體廢棄物綜合利用體系，積極穩(wěn)妥推進生活垃圾分類工作。加快補齊城鎮(zhèn)污水處理能力缺口，開展老舊破損和易造成積水內(nèi)澇問題的污水管網(wǎng)、雨污合流制管網(wǎng)診斷修復(fù)更新。開展綠色生活創(chuàng)建行動，倡導(dǎo)綠色出行和綠色家庭、綠色社區(qū)建設(shè)[1]。基于我國的環(huán)保政策，傳統(tǒng)垃圾處理方式不再適用現(xiàn)代化城市建設(shè)，本文提出城市廊道垃圾處理體系。

1.2 研究意義

針對城市廊道垃圾處理的研究，是一個全新的領(lǐng)域，能夠推進開辟新的市場并且擴大與環(huán)保相關(guān)行業(yè)的市場需求。本文提出運用管廊處理垃圾方法能為環(huán)保產(chǎn)業(yè)提供廣闊市場空間，以先進的技術(shù)為基礎(chǔ)，利用國家在財稅、金融等方面的優(yōu)惠和支持，爭取各方的合作，實現(xiàn)成為該行業(yè)的富有競爭實力的領(lǐng)導(dǎo)者的目標(biāo)。同時適應(yīng)未來城市經(jīng)濟的發(fā)展，轉(zhuǎn)變垃圾處理的現(xiàn)狀，改善人、地關(guān)系，合理調(diào)控。發(fā)揮廊道垃圾處理體系的生態(tài)服務(wù)功能。城市廊道垃圾處理體系在“既能保證當(dāng)代人的利益，也不損壞后代人的利益”的前提下，與城市規(guī)劃相呼應(yīng)，成為一個更加環(huán)保，更加綠色的垃圾處理體系[2]。

2 城市垃圾處理現(xiàn)狀分析

2.1 國內(nèi)城市垃圾處理現(xiàn)狀

自1996 年以來國內(nèi)理論界關(guān)于垃圾處理研究不斷增加，近15 年的研究多集中在居民垃圾分類現(xiàn)狀分析、垃圾處理制度與管理方法等領(lǐng)域。據(jù)估計，中國每年產(chǎn)生的垃圾數(shù)量已經(jīng)超過了2 億噸，而這個數(shù)字還在不斷增長。但目前我國垃圾處理方式依舊很傳統(tǒng)，在固定點設(shè)立垃圾桶，由垃圾車進行統(tǒng)一混合回收運輸?shù)嚼鴪觯旌匣厥绽粌H加大人工分類難度，還降低資源利用率，垃圾車在運輸過程中散發(fā)的氣味污染空氣，有害氣體會損害人們的身體健康，垃圾場對垃圾只是簡單的分類，并未達到垃圾分類的標(biāo)準(zhǔn)，忽視了垃圾分類的重要性[3]。隨著城市化進程的加速，城市垃圾處理已成為一個重要的環(huán)境問題。傳統(tǒng)的垃圾處理方式往往存在著諸多問題，因此，建立城市廊道垃圾處理體系逐漸成為了解決這些問題的有效途徑。

2.2 國外城市垃圾處理現(xiàn)狀

西方部分發(fā)達國家早在20 世紀(jì)60 年代就已經(jīng)開始實施垃圾分類，國外的垃圾處理現(xiàn)狀相對成熟，經(jīng)過長時間的發(fā)展，已經(jīng)形成了比較完整的垃圾處理體系，且垃圾處理的經(jīng)驗豐富，采用的技術(shù)和方式也比較多樣化。德國從1972 年起制定的第一部《廢棄物處理法》之后，就不斷完善該體系，垃圾處理方式采用了垃圾分類制度，注重垃圾的回收利用，同時注重環(huán)保和資源利用，德國采取直接焚燒后發(fā)電，這是目前世界上比較先進的垃圾處理方式，氣體化合物蒸汽可以用作渦輪發(fā)電機的動力，固體化合物經(jīng)過壓縮成為熔渣，可用來筑路或作為建筑材料，但缺點是處理成本高，會產(chǎn)生致癌物并且難以降解；美國由于人口稀少，其垃圾處理方式包括地填、焚燒、回收和堆肥等多種方法，但是填埋和焚燒仍然是主要的處理方式，焚燒處理占14%，不足之處是占用了大量的土地資源，對周圍的水體、土壤、大氣造成嚴(yán)重污染，達不到可持續(xù)發(fā)展的理念[4]。通過研究西方部分發(fā)達國家的垃圾分類處理方式，不難發(fā)現(xiàn)盡管垃圾處理取得了良好的成效，但仍然存在許多不足之處。

3 城市廊道垃圾處理體系設(shè)計思路

城市廊道垃圾處理體系是對廊道與城市結(jié)構(gòu)的設(shè)計，其中主要包括了城市建筑物的分布數(shù)量以及建筑類型來進行分類。在進行廊道垃圾處理體系布局的時候，環(huán)境保護是第一要義，因為城市廊道垃圾處理體系的愿景和標(biāo)準(zhǔn)就是環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展。在此基礎(chǔ)上，廊道布置的景觀性都能予以融入。在城市的規(guī)劃中，廊道垃圾處理體系可分為地上放置和地下填埋。城市廊道垃圾處理體系不同于以往的垃圾處理體系。在城市中呈現(xiàn)出線性或者帶狀空間體系。與整體城市環(huán)境相結(jié)合[5]。具體設(shè)計思路如下：

新型城市建設(shè)前，在城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)時預(yù)埋主廊道。其主要用于垃圾處理體系主干道，可持續(xù)且大量地進行垃圾處理運輸。在主干道上鋪設(shè)支干道，從而保證整個體系的靈活性、全面性。依據(jù)城市規(guī)劃示意圖，在預(yù)建社區(qū)、居民樓、商業(yè)街大型商場、旅游景點等地輔以地上只管廊，用以解決管道靈活度低、造價大、難以維修等問題[6]。在片區(qū)內(nèi)建立地下大型支管道口，用以解決大型垃圾處理問題，確保體系完整。

在城市建立完成以后，在依據(jù)實際建設(shè)鋪設(shè)地面支管道，用以解決施工誤差，在所有預(yù)留口位置安裝智能分揀垃圾桶，解決垃圾分類難題，垃圾桶下連接廊道支管，再有支管鏈接主管最后達到運輸目的。在片區(qū)建設(shè)大型垃圾處理口與廊道運輸動力設(shè)備，從而解決廊道內(nèi)部動力問題。

廊道出口直接連接終端回收廠，廠方可直接對該類垃圾回收利用。從而達到項目最終智能、綠色、生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展理念。將“新基建”與“雙碳”理念結(jié)合進城市垃圾處理問題中，解決困擾環(huán)境發(fā)展的世紀(jì)難題。

圖1 廊道垃圾處理體系流程圖

新型城市的廊道垃圾處理體系主要采用了智能化管理和分散式處理的方式。它通過在城市建立一系列廊道垃圾處理站點，將垃圾處理分散到城市的各個角落，實現(xiàn)了垃圾的就近處理。同時，利用智能化技術(shù)對垃圾處理站點進行管理，實現(xiàn)垃圾分類、垃圾收集、垃圾運輸?shù)拳h(huán)節(jié)的自動化和智能化，提高了垃圾處理效率，降低了處理成本。新型城市的廊道垃圾處理體系還具備了很強的可持續(xù)性[7]。

4 城市廊道垃圾處理體系創(chuàng)新點

新型城市的廊道垃圾處理體系是一種基于智能化管理和多元化處理方式的垃圾處理模式。它能夠有效解決傳統(tǒng)垃圾處理方式存在的問題，實現(xiàn)垃圾的就近處理、自動化管理和循環(huán)利用，具備了很強的可持續(xù)性。

圖2 城市廊道垃圾處理體系的結(jié)構(gòu)原理框圖

用戶登錄單元的輸出端通過導(dǎo)線與中央處理器的輸入端電性連接，稱重傳感器通過無線與分類處理系統(tǒng)實現(xiàn)雙向連接，稱重傳感器的輸出端通過導(dǎo)線與操作端實現(xiàn)雙向連接，且操作端的輸出端通過導(dǎo)線與分類處理系統(tǒng)的輸入端電性連接，稱重傳感器的型號為QS-5t。當(dāng)用戶倒垃圾時回收物輸入模塊的輸出端通過導(dǎo)線與中央處理器的輸入端電性連接。

智能檢測單元通過無線與分類處理系統(tǒng)實現(xiàn)雙向連接，智能檢測單元包括垃圾識別模塊，垃圾分別模塊的輸出端通過導(dǎo)線與分析判斷模塊的輸入端電性連接，且分析判斷模塊的輸出端分別通過導(dǎo)線與確認模塊和提示模塊的輸入端電性連接。

用戶通過查詢模塊查詢個人積分庫內(nèi)部的個人積分情況，個人積分庫通過無線與中央處理器實現(xiàn)雙向連接，個人積分庫通過無線與查詢模塊實現(xiàn)雙向連接，且查詢模塊的輸入端通過導(dǎo)線與中央處理器的輸出端電性連接，查詢模塊的輸出端通過導(dǎo)線與顯示屏的輸入端電線連接，且顯示屏的輸出端通過導(dǎo)線與請求發(fā)送模塊的輸入端電性連接，請求發(fā)送模塊的輸出端通過導(dǎo)線與中央處理器的輸入端電性連接[8]。

綜上所述，面對我國的快速發(fā)展的現(xiàn)代化進程，新型城市垃圾問題亟待解決，只有將“垃圾處理+互聯(lián)網(wǎng)”“垃圾處理+云計算”“垃圾處理+人工智能”結(jié)合起來，才能為我國垃圾治理開辟新的道路。城市廊道垃圾處理體系集綠色、環(huán)保、高效、智能一體化，且符合國家的發(fā)展理念，有利于我國的現(xiàn)代化進程，有助于推動我國從高速度發(fā)展走向高質(zhì)量發(fā)展。城市廊道垃圾處理體系雖有諸多優(yōu)點，但也存在許多不足之處。首先，國家對于垃圾的處理提出了十分高的要求，從設(shè)備制造到運行，以及尾氣、灰渣排放都有嚴(yán)格要求。而垃圾處理又是一個復(fù)雜的綜合處理過程，目前，國內(nèi)大部分技術(shù)在分類處理和大體量運輸問題上均存在著問題。其次，由于城市廊道垃圾處理體系龐大且復(fù)雜，修建成本高，需要政府政策的大力支持。最后，管廊運輸?shù)膭恿栴}需要尋找更好的方法去取代，且制作管廊的材料還有待研究。