物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在城市生活固廢處置監(jiān)管中的應用分析

謝瑞林

（蘇

州市環(huán)境衛(wèi)生管理處 江蘇蘇州 215000）

1 背景綜述

近年來蘇州經(jīng)濟的迅速發(fā)展和市民生活水平的不斷提高，生活固廢產(chǎn)生量以驚人的速度遞增，相配套的生活固廢處置場所也從速度與規(guī)模上迅速發(fā)展，使用的處置工藝、環(huán)保標準和資源化利用程度也越來越高。同時，隨著固廢處置的專業(yè)性、技術(shù)性的增強，如何利用物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)手段確保固廢處置設(shè)施的規(guī)范及高效的運轉(zhuǎn)、提升全過程監(jiān)管勢在必行。

蘇州市固廢監(jiān)管信息化建設(shè)以生活垃圾及餐廚垃圾為信息化建設(shè)重點，圍繞“焚燒、填埋、餐廚”三大主體展開，以“提高固體廢棄物轉(zhuǎn)移過程的安全與環(huán)保系數(shù)、處置過程全方位智能監(jiān)控與預警、處置后期持續(xù)跟蹤追溯”為建設(shè)目標，實現(xiàn)固廢全生命周期管理。

餐廚垃圾收運處體系與生活垃圾體系相對獨立，所以本文將從生活垃圾焚燒、填埋、餐廚垃圾三方面管理來闡述物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在蘇州生活固廢監(jiān)管中的應用。

2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在垃圾焚燒終端監(jiān)管的應用分析

蘇州垃圾焚燒發(fā)電廠位于蘇州市吳中區(qū)，采用特許經(jīng)營、建設(shè)-運營-移交（BOT）的合作模式建設(shè)，2006年7月正式進入商業(yè)運行，目前日處理能力達3500t/d。隨著城市建設(shè)的不斷擴容與人口劇增，傳統(tǒng)的垃圾填埋因容量及占地兩方面將難以為繼，采取垃圾焚燒處置是蘇州生活固廢處置的必然手段。伴隨著環(huán)保理念、權(quán)益意識的增強，近年來焚燒話題一直是政府與市民垃圾處理問題爭議的焦點，其規(guī)范運作、煙氣排放等問題也越來越引起市民的關(guān)注。對于垃圾焚燒廠的信息化監(jiān)管主體分為三部分：垃圾進場-焚燒過程-煙氣排放。

2.1 焚燒進場監(jiān)管系統(tǒng)

圖1 蘇州市物聯(lián)網(wǎng)固廢監(jiān)管系統(tǒng)實時垃圾進場量示意圖

通過將監(jiān)管信息系統(tǒng)與終端地磅稱重系統(tǒng)的連接，實現(xiàn)焚燒廠進廠稱重數(shù)據(jù)的遠程在線監(jiān)管，監(jiān)管部門可以實時監(jiān)控掌握蘇州各區(qū)進入終端的垃圾量，通過系統(tǒng)在線查詢（看）、統(tǒng)計分析功能，結(jié)合各垃圾處置終端運行情況，及時調(diào)整各終端的垃圾進場量，合理科學分配，確保生活垃圾全量、穩(wěn)定處置。如圖1所示。

2.2 焚燒過程監(jiān)管系統(tǒng)

通過采集生產(chǎn)設(shè)施的關(guān)鍵參數(shù)，結(jié)合企業(yè)生產(chǎn)工藝原理，實現(xiàn)工況過程監(jiān)管，可以有效控制在焚燒過程中對環(huán)境產(chǎn)生的二次污染。

爐溫實時監(jiān)控：系統(tǒng)實現(xiàn)垃圾焚燒爐實時溫度的監(jiān)控，通過曲線圖方式動態(tài)展現(xiàn)焚燒爐爐溫變化情況，并自動以爐溫閾值數(shù)據(jù)，防止溫度的極端變化影響運行工況和尾氣的環(huán)保處理。

輔助噴油監(jiān)管：對輔助燃料系統(tǒng)噴油狀況的實時監(jiān)控，通過配備輔助燃料系統(tǒng)智能監(jiān)控主機，對實時狀況進行遠程監(jiān)控，并對在爐溫低于規(guī)定溫度下未啟動輔助燃料情況進行在線預警，并可通過信息方式發(fā)送到相關(guān)責任人。

輔料投放量監(jiān)管：系統(tǒng)主要實現(xiàn)垃圾焚燒過程中石灰、活性炭、氨水投放量精確化監(jiān)管和統(tǒng)計，確保投放量滿足工況及環(huán)保處理要求。

2.3 焚燒排放監(jiān)管系統(tǒng)

通過對焚燒廠煙氣CEMS系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)采集，監(jiān)管部門在第一時間可以掌握焚燒過程中12個重要指標（包括：煙塵濃度、煙氣濕度、HCL濃度、SO2濃度、NOx濃度、CO濃度、NH3濃度、CO2濃度、HF濃度、煙氣溫度、煙氣壓力、煙氣流量）的實時排放情況，通過對煙氣數(shù)據(jù)的監(jiān)測情況，及時調(diào)整焚燒場內(nèi)各焚燒爐運行工況，確保垃圾焚燒煙氣達標排放。

3 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在垃圾填埋中的應用分析

蘇州市填埋處置監(jiān)管系統(tǒng)建立在各自動監(jiān)測設(shè)施實時運行數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)垃圾填埋場運行及作業(yè)情況的綜合監(jiān)管，系統(tǒng)具有自動采集數(shù)據(jù)實時傳輸、強大的信息管理、信息綜合分析和信息提取功能，以及表格、圖形、圖像等顯示輸出功能，實現(xiàn)填埋作業(yè)管理的信息化和精細化。

3.1 填埋場視頻管理系統(tǒng)

由于蘇州市填埋場屬于山谷型填埋場，庫區(qū)面積大，運行設(shè)施設(shè)備關(guān)鍵點多（作業(yè)平臺、地磅出入口、滲濾液處理站、中間覆蓋區(qū)等），建立視頻監(jiān)控系統(tǒng)可以遠程可視化掌握填埋場全貌，對一些突發(fā)狀況能夠進行及時處理。

3.2 堆體沉降管理系統(tǒng)

填埋場堆體沉降系統(tǒng)運用傳感器、數(shù)據(jù)模型等技術(shù)手段建立沉降和容量分析的三維架構(gòu)，通過對堆體沉降的監(jiān)測，實時了解堆體各區(qū)域的穩(wěn)定性，有效提高填埋場庫容和擴容率。

3.3 三維仿真模擬系統(tǒng)

結(jié)合填埋作業(yè)需要，開展庫區(qū)作業(yè)三維仿真項目，在庫區(qū)設(shè)置采集點，收集填埋場場區(qū)垃圾位移等數(shù)據(jù)，通過數(shù)據(jù)分析比對來模擬填埋場生產(chǎn)運行，并根據(jù)分析結(jié)果調(diào)整庫區(qū)填埋作業(yè)，確保垃圾填埋的安全生產(chǎn)。

4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在餐廚垃圾管理中的應用分析

4.1 傳統(tǒng)餐廚管理模式缺陷分析

餐廚垃圾因為其組成部分性質(zhì)的特殊性及極高的資源回收價值，決定了相應收集、運輸、處置、管理工作的特殊性，也為餐廚垃圾的規(guī)范化管理帶來了相應的難度。在傳統(tǒng)餐廚垃圾管理模式下，主要存在以下問題。

產(chǎn)生環(huán)節(jié)是地溝油的“發(fā)源地”，不少餐飲企業(yè)以營利為目的將餐廚垃圾銷售給食品加工廠或者牲畜飼養(yǎng)場，非正規(guī)的市場化單位私自收集餐廚垃圾而謀取暴利，承諾餐廚垃圾“上繳”餐飲企業(yè)中仍存在產(chǎn)生量與收集量不匹配的現(xiàn)象。在暴利的驅(qū)使下，一些不法商販回收餐廚垃圾產(chǎn)生過程中的潲水，通過加熱，過濾，蒸餾等一系列手段提取油脂，出售給一些食品加工點、餐館等來牟取暴利。

運輸環(huán)節(jié)中收集車不密閉致餐廚垃圾遺撒，甚至隨意傾倒，嚴重影響市容市貌，同時餐廚垃圾收運企業(yè)存在非法倒賣餐廚垃圾的可能，甚至通過在運輸過程在餐廚垃圾中摻水而獲得更高額的補貼費用，使得餐廚垃圾管理難度加大。

處置環(huán)節(jié)中，對于餐廚垃圾收集量與處置量缺乏有效監(jiān)管，無法核實收集量的合理性、收集量與實際進廠量之間的偏差。“量”作為衡量餐廚垃圾實際管理效率的一大重要指標，必須實現(xiàn)溯源管理、終端管理兩種方式的結(jié)合。同時，餐廚垃圾處置工藝過程中產(chǎn)生的排放物質(zhì)如廢渣、廢水等如果未達標排放，會造成二次污染，處置過程的環(huán)保管理也是該環(huán)節(jié)監(jiān)管的重點與難點。

4.2 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在餐廚垃圾管理中的應用

蘇州餐廚垃圾信息化監(jiān)管是基于當前餐廚垃圾管理與處置現(xiàn)狀量身打造的，其中信息化監(jiān)管平臺旨在解決當前餐廚垃圾收運處置過程中摻水、漏收等違規(guī)行為，從而有效規(guī)范餐廚垃圾流程。系統(tǒng)基于M2M（即Machine-to-Machine，即機器和機器連接）理念，運用RFID電子標簽實現(xiàn)餐廚垃圾專用桶“身份”標示，餐廚垃圾收運車輛收運過程中使用電子標簽手持機快速讀取專用桶數(shù)據(jù)并實時傳輸至服務端，同時實現(xiàn)抓拍、垃圾車視頻以及定位等功能，完善收運信息，將餐廚垃圾監(jiān)管的范圍從終端處置延伸到現(xiàn)場收集、運輸監(jiān)管全過程，從而輔助對餐廚垃圾收運進行規(guī)范管理，規(guī)避違規(guī)收運等問題。

4.2.1 餐飲企業(yè)管理系統(tǒng)

餐飲企業(yè)可通過管理平臺實現(xiàn)在線申報，由管理員進行審核，審核通過后信息錄入系統(tǒng)。系統(tǒng)記錄監(jiān)管企業(yè)的各種基本信息，建立餐飲企業(yè)相關(guān)管理信息電子檔案。

4.2.2 收集記錄管理系統(tǒng)

餐廚垃圾管理必須從源頭抓起，才能真正保證后期工作的有效性，所以加強餐飲企業(yè)管理，是蘇州市餐廚垃圾管理的重點。建立蘇州市餐廚垃圾專用桶數(shù)據(jù)庫，將具有防水功能的RFID標簽嵌在餐廚垃圾桶上，RFID電子標簽選用防拆卸標簽。通過餐廚垃圾收集車安裝車載稱重系統(tǒng)以及固定式RFID終端，可讀取標簽中的相關(guān)信息，對產(chǎn)生單位進行“身份標識”，稱重數(shù)據(jù)實時回傳。如圖2所示。

4.2.3 車輛運行管理

餐廚車具有作業(yè)點廣，作業(yè)地點相對固定等特點，車輛必須按照預定線路、餐飲店進行收運，所以加強餐廚車的運行管理是餐廚監(jiān)管的重點內(nèi)容。蘇州市餐廚垃圾車輛管理基于GPS定位系統(tǒng)，可實時或歷史查看車輛當前的位置和走向。通過車輛與餐飲的信息綁定，可實時查看該車輛所負責收集的餐飲企業(yè)，包括如下詳細信息：名稱、地址、上次收集時間、桶數(shù)、重量、日均量、月均量、合約履行情況。

4.3 餐廚信息化建設(shè)效益分析

蘇州餐廚垃圾信息化管理系統(tǒng)作為“十二五”階段加強餐廚垃圾監(jiān)管能力建設(shè)的重要舉措，確保餐廚垃圾的全過程規(guī)范化管理及終端無害化處置，保證了收集、運輸、處置過程的規(guī)范化作業(yè)，信息化平臺的建設(shè)大大彌補了傳統(tǒng)管理方式的弊端，成為蘇州市餐廚垃圾管理的重要手段，具體效益如下。

圖2 餐廚垃圾信息系統(tǒng)收運記錄示意圖

保障規(guī)范收運：從餐廚垃圾產(chǎn)生源頭至處置終端實現(xiàn)全過程多角度監(jiān)督，有效杜絕隨意傾倒、不密閉車廂、拋灑滴漏、中途摻水、不規(guī)范行車等影響市容環(huán)境、交通、弄虛作假等不規(guī)范現(xiàn)象。

打擊“地溝油”等黑色價值鏈：實現(xiàn)對前端產(chǎn)生單位餐廚垃圾量的監(jiān)控，有效引導產(chǎn)生單位進行規(guī)范處置，徹底截斷“地溝油”產(chǎn)業(yè)的后路，少一滴地溝油，多一分食品安全。

助力實現(xiàn)餐廚垃圾資源化[1]：餐廚垃圾通過資源化利用的產(chǎn)品主要有生物柴油、蛋白飼料添加劑和沼氣，利用餐廚垃圾生產(chǎn)的二次能源物質(zhì)，在取得相應經(jīng)濟效益的同時也為餐廚垃圾的資源化提供了可能。

提升政府的執(zhí)政形象：在餐廚垃圾重視程度空前的今天，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)助推餐廚垃圾監(jiān)管，城市市容和周邊環(huán)境明顯改善，居民食品安全得到保障，政府的重復清運、管理成本明顯降低，市民對政府工作滿意度提高。

5 結(jié)語

蘇州市生活固廢管理部門積極探索“固廢管理信息化”模式，打破了傳統(tǒng)的管理思路，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在固廢監(jiān)管中的成功應用，也為國內(nèi)行業(yè)監(jiān)管帶來了新的思考。我國固廢監(jiān)管信息化正處于發(fā)展階段，其管理模式也正經(jīng)歷關(guān)鍵的轉(zhuǎn)型期。從職能層面上，隨著公共服務行業(yè)BOT運營模式發(fā)展，對應的政府職能也逐漸轉(zhuǎn)向合約監(jiān)管方，必將需要借助第三方的技術(shù)手段對運營企業(yè)進行監(jiān)管，此模式將成為行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。從業(yè)務層面上，保證固廢收、運、處全過程規(guī)范化作業(yè)是固廢監(jiān)管的總體目標，純粹人力的監(jiān)管隨著作業(yè)區(qū)域的擴增及監(jiān)管細節(jié)的繁多而逐漸無法滿足管理需要，隨著科技的發(fā)展，固廢監(jiān)管尋求與信息化的結(jié)合成為必然。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在蘇州市固廢監(jiān)管中取得的建設(shè)、管理效益，開啟了我國固廢數(shù)字化、智能化管理的新時代。同時，也論證了我國固廢管理走向信息化的可行性與必要性，固廢監(jiān)管“蘇州模式”也為國內(nèi)其它城市提供參考與借鑒。

[1]高晶文.環(huán)衛(wèi)科技網(wǎng)--餐廚垃圾處理的“蘇州模式”.2013.