物联网技术在城市生活固废处置监管中的应用分析

谢瑞林

（苏

州市环境卫生管理处 江苏苏州 215000）

1 背景综述

近年来苏州经济的迅速发展和市民生活水平的不断提高，生活固废产生量以惊人的速度递增，相配套的生活固废处置场所也从速度与规模上迅速发展，使用的处置工艺、环保标准和资源化利用程度也越来越高。同时，随着固废处置的专业性、技术性的增强，如何利用物联网信息技术手段确保固废处置设施的规范及高效的运转、提升全过程监管势在必行。

苏州市固废监管信息化建设以生活垃圾及餐厨垃圾为信息化建设重点，围绕“焚烧、填埋、餐厨”三大主体展开，以“提高固体废弃物转移过程的安全与环保系数、处置过程全方位智能监控与预警、处置后期持续跟踪追溯”为建设目标，实现固废全生命周期管理。

餐厨垃圾收运处体系与生活垃圾体系相对独立，所以本文将从生活垃圾焚烧、填埋、餐厨垃圾三方面管理来阐述物联网技术在苏州生活固废监管中的应用。

2 物联网技术在垃圾焚烧终端监管的应用分析

苏州垃圾焚烧发电厂位于苏州市吴中区，采用特许经营、建设-运营-移交（BOT）的合作模式建设，2006年7月正式进入商业运行，目前日处理能力达3500t/d。随着城市建设的不断扩容与人口剧增，传统的垃圾填埋因容量及占地两方面将难以为继，采取垃圾焚烧处置是苏州生活固废处置的必然手段。伴随着环保理念、权益意识的增强，近年来焚烧话题一直是政府与市民垃圾处理问题争议的焦点，其规范运作、烟气排放等问题也越来越引起市民的关注。对于垃圾焚烧厂的信息化监管主体分为三部分：垃圾进场-焚烧过程-烟气排放。

2.1 焚烧进场监管系统

图1 苏州市物联网固废监管系统实时垃圾进场量示意图

通过将监管信息系统与终端地磅称重系统的连接，实现焚烧厂进厂称重数据的远程在线监管，监管部门可以实时监控掌握苏州各区进入终端的垃圾量，通过系统在线查询（看）、统计分析功能，结合各垃圾处置终端运行情况，及时调整各终端的垃圾进场量，合理科学分配，确保生活垃圾全量、稳定处置。如图1所示。

2.2 焚烧过程监管系统

通过采集生产设施的关键参数，结合企业生产工艺原理，实现工况过程监管，可以有效控制在焚烧过程中对环境产生的二次污染。

炉温实时监控：系统实现垃圾焚烧炉实时温度的监控，通过曲线图方式动态展现焚烧炉炉温变化情况，并自动以炉温阈值数据，防止温度的极端变化影响运行工况和尾气的环保处理。

辅助喷油监管：对辅助燃料系统喷油状况的实时监控，通过配备辅助燃料系统智能监控主机，对实时状况进行远程监控，并对在炉温低于规定温度下未启动辅助燃料情况进行在线预警，并可通过信息方式发送到相关责任人。

辅料投放量监管：系统主要实现垃圾焚烧过程中石灰、活性炭、氨水投放量精确化监管和统计，确保投放量满足工况及环保处理要求。

2.3 焚烧排放监管系统

通过对焚烧厂烟气CEMS系统进行数据采集，监管部门在第一时间可以掌握焚烧过程中12个重要指标（包括：烟尘浓度、烟气湿度、HCL浓度、SO2浓度、NOx浓度、CO浓度、NH3浓度、CO2浓度、HF浓度、烟气温度、烟气压力、烟气流量）的实时排放情况，通过对烟气数据的监测情况，及时调整焚烧场内各焚烧炉运行工况，确保垃圾焚烧烟气达标排放。

3 物联网技术在垃圾填埋中的应用分析

苏州市填埋处置监管系统建立在各自动监测设施实时运行数据的基础上，实现垃圾填埋场运行及作业情况的综合监管，系统具有自动采集数据实时传输、强大的信息管理、信息综合分析和信息提取功能，以及表格、图形、图像等显示输出功能，实现填埋作业管理的信息化和精细化。

3.1 填埋场视频管理系统

由于苏州市填埋场属于山谷型填埋场，库区面积大，运行设施设备关键点多（作业平台、地磅出入口、渗滤液处理站、中间覆盖区等），建立视频监控系统可以远程可视化掌握填埋场全貌，对一些突发状况能够进行及时处理。

3.2 堆体沉降管理系统

填埋场堆体沉降系统运用传感器、数据模型等技术手段建立沉降和容量分析的三维架构，通过对堆体沉降的监测，实时了解堆体各区域的稳定性，有效提高填埋场库容和扩容率。

3.3 三维仿真模拟系统

结合填埋作业需要，开展库区作业三维仿真项目，在库区设置采集点，收集填埋场场区垃圾位移等数据，通过数据分析比对来模拟填埋场生产运行，并根据分析结果调整库区填埋作业，确保垃圾填埋的安全生产。

4 物联网技术在餐厨垃圾管理中的应用分析

4.1 传统餐厨管理模式缺陷分析

餐厨垃圾因为其组成部分性质的特殊性及极高的资源回收价值，决定了相应收集、运输、处置、管理工作的特殊性，也为餐厨垃圾的规范化管理带来了相应的难度。在传统餐厨垃圾管理模式下，主要存在以下问题。

产生环节是地沟油的“发源地”，不少餐饮企业以营利为目的将餐厨垃圾销售给食品加工厂或者牲畜饲养场，非正规的市场化单位私自收集餐厨垃圾而谋取暴利，承诺餐厨垃圾“上缴”餐饮企业中仍存在产生量与收集量不匹配的现象。在暴利的驱使下，一些不法商贩回收餐厨垃圾产生过程中的潲水，通过加热，过滤，蒸馏等一系列手段提取油脂，出售给一些食品加工点、餐馆等来牟取暴利。

运输环节中收集车不密闭致餐厨垃圾遗撒，甚至随意倾倒，严重影响市容市貌，同时餐厨垃圾收运企业存在非法倒卖餐厨垃圾的可能，甚至通过在运输过程在餐厨垃圾中掺水而获得更高额的补贴费用，使得餐厨垃圾管理难度加大。

处置环节中，对于餐厨垃圾收集量与处置量缺乏有效监管，无法核实收集量的合理性、收集量与实际进厂量之间的偏差。“量”作为衡量餐厨垃圾实际管理效率的一大重要指标，必须实现溯源管理、终端管理两种方式的结合。同时，餐厨垃圾处置工艺过程中产生的排放物质如废渣、废水等如果未达标排放，会造成二次污染，处置过程的环保管理也是该环节监管的重点与难点。

4.2 物联网技术在餐厨垃圾管理中的应用

苏州餐厨垃圾信息化监管是基于当前餐厨垃圾管理与处置现状量身打造的，其中信息化监管平台旨在解决当前餐厨垃圾收运处置过程中掺水、漏收等违规行为，从而有效规范餐厨垃圾流程。系统基于M2M（即Machine-to-Machine，即机器和机器连接）理念，运用RFID电子标签实现餐厨垃圾专用桶“身份”标示，餐厨垃圾收运车辆收运过程中使用电子标签手持机快速读取专用桶数据并实时传输至服务端，同时实现抓拍、垃圾车视频以及定位等功能，完善收运信息，将餐厨垃圾监管的范围从终端处置延伸到现场收集、运输监管全过程，从而辅助对餐厨垃圾收运进行规范管理，规避违规收运等问题。

4.2.1 餐饮企业管理系统

餐饮企业可通过管理平台实现在线申报，由管理员进行审核，审核通过后信息录入系统。系统记录监管企业的各种基本信息，建立餐饮企业相关管理信息电子档案。

4.2.2 收集记录管理系统

餐厨垃圾管理必须从源头抓起，才能真正保证后期工作的有效性，所以加强餐饮企业管理，是苏州市餐厨垃圾管理的重点。建立苏州市餐厨垃圾专用桶数据库，将具有防水功能的RFID标签嵌在餐厨垃圾桶上，RFID电子标签选用防拆卸标签。通过餐厨垃圾收集车安装车载称重系统以及固定式RFID终端，可读取标签中的相关信息，对产生单位进行“身份标识”，称重数据实时回传。如图2所示。

4.2.3 车辆运行管理

餐厨车具有作业点广，作业地点相对固定等特点，车辆必须按照预定线路、餐饮店进行收运，所以加强餐厨车的运行管理是餐厨监管的重点内容。苏州市餐厨垃圾车辆管理基于GPS定位系统，可实时或历史查看车辆当前的位置和走向。通过车辆与餐饮的信息绑定，可实时查看该车辆所负责收集的餐饮企业，包括如下详细信息：名称、地址、上次收集时间、桶数、重量、日均量、月均量、合约履行情况。

4.3 餐厨信息化建设效益分析

苏州餐厨垃圾信息化管理系统作为“十二五”阶段加强餐厨垃圾监管能力建设的重要举措，确保餐厨垃圾的全过程规范化管理及终端无害化处置，保证了收集、运输、处置过程的规范化作业，信息化平台的建设大大弥补了传统管理方式的弊端，成为苏州市餐厨垃圾管理的重要手段，具体效益如下。

图2 餐厨垃圾信息系统收运记录示意图

保障规范收运：从餐厨垃圾产生源头至处置终端实现全过程多角度监督，有效杜绝随意倾倒、不密闭车厢、抛洒滴漏、中途掺水、不规范行车等影响市容环境、交通、弄虚作假等不规范现象。

打击“地沟油”等黑色价值链：实现对前端产生单位餐厨垃圾量的监控，有效引导产生单位进行规范处置，彻底截断“地沟油”产业的后路，少一滴地沟油，多一分食品安全。

助力实现餐厨垃圾资源化[1]：餐厨垃圾通过资源化利用的产品主要有生物柴油、蛋白饲料添加剂和沼气，利用餐厨垃圾生产的二次能源物质，在取得相应经济效益的同时也为餐厨垃圾的资源化提供了可能。

提升政府的执政形象：在餐厨垃圾重视程度空前的今天，物联网技术助推餐厨垃圾监管，城市市容和周边环境明显改善，居民食品安全得到保障，政府的重复清运、管理成本明显降低，市民对政府工作满意度提高。

5 结语

苏州市生活固废管理部门积极探索“固废管理信息化”模式，打破了传统的管理思路，物联网技术在固废监管中的成功应用，也为国内行业监管带来了新的思考。我国固废监管信息化正处于发展阶段，其管理模式也正经历关键的转型期。从职能层面上，随着公共服务行业BOT运营模式发展，对应的政府职能也逐渐转向合约监管方，必将需要借助第三方的技术手段对运营企业进行监管，此模式将成为行业发展的必然趋势。从业务层面上，保证固废收、运、处全过程规范化作业是固废监管的总体目标，纯粹人力的监管随着作业区域的扩增及监管细节的繁多而逐渐无法满足管理需要，随着科技的发展，固废监管寻求与信息化的结合成为必然。

物联网技术在苏州市固废监管中取得的建设、管理效益，开启了我国固废数字化、智能化管理的新时代。同时，也论证了我国固废管理走向信息化的可行性与必要性，固废监管“苏州模式”也为国内其它城市提供参考与借鉴。

[1]高晶文.环卫科技网--餐厨垃圾处理的“苏州模式”.2013.