基于高职院校智能垃圾分类系统创新实践研究

邱 菊，崔新宇，彭 赫

（沈阳大学应用技术学院，辽宁 沈阳 110044）

为了加快生态文明建设步伐，切实推行生活垃圾分类，国务院办公厅印发了《国务院办公厅关于转发国家发展改革委住房城乡建设部生活垃圾分类制度实施方案通知》（国办发〔2017〕26号）。目前，我国大多数城市生活垃圾都是采用“集中混合收集—集中运输—集中处理”的传统模式，这种粗放的处理方式不仅浪费了垃圾中的有用成分，而且增加了垃圾的处理量和处理难度，造成了巨大的物质、人力、土地资源的浪费[1]。而随着我国高等教育事业的发展，在校大学生群体日益扩大，高校数量也不断增多。据国家统计局公布的数据显示：我国共有普通高校2 442所，其中高职（专科）院校1 297所，占到全国普通高校总数的53%以上。高职院校学生集中且数量大，生活消费品消耗量巨大导致垃圾的产量多、种类复杂，这使得高职院校成为实施垃圾分类的主战场。国家在“十二五”规划中明确提出“建立健全垃圾分类回收制度”[2]。大学生作为未来社会的主力军，提高环保意识刻不容缓。如果能调动起高职院校参与垃圾分类的积极性，并向全社会扩展开来，必将产生更大的扩散效应，这对垃圾分类工作将起到很强的促进作用。

一、高职院校实行垃圾分类的问卷调查分析

据了解，有很多发达国家早在很多年前就开始实施垃圾分类，并且做得很好。就日本而言，小学的午餐多会配以盒装牛奶，孩子们在饮用完后，会自行拆分盒子，去水龙头下冲洗干净，晾干后再整齐地收放到专门的垃圾袋里。垃圾分类，是孩子们生活的日常行为，无需特意地监督提醒。经济发达的国家一般都拥有先进的环境意识[3]，环保意识是自小就养成的。中国经济快速发展对国民道德文明提出了更高要求。如果我们不能跟上垃圾分类的步伐，那么道德文明也将落后于高度发展的经济。高职院校作为培养人才的重要基地，对大学生素质的培养也是其重要任务之一。

（一）研究主题

高校学生是综合素质较高的一个群体，他们对垃圾分类知识认识能够侧面反映城市居民的认识程度，具有较好的代表性。因此，以校园学生为研究对象，进行校园垃圾分类的研究是有效推进垃圾分类政策的普及和解决资源再利用问题的途径之一[4]。为了解大学生对垃圾分类的认知程度和看法，以及在校园实施垃圾分类行为的可行性，针对高职院校学生我们进行了问卷调查和面对面访谈，并对收集的信息进行系统的分析与总结。问卷和面谈内容主要包括：大学生是否能清楚分辨可回收和不可回收垃圾；大学生平时在处理垃圾时是否有将垃圾分类的习惯；没有将垃圾分类的原因是什么等问题。

（二）问卷的发放与回收

本次调查问卷的调查对象为沈阳市部分高职院校学生。2019年11月，通过问卷星APP线上发布问卷进行市场调查，共发放调查问卷465份，回收问卷451份，其中有效问卷426份，回收率为97%，问卷的有效率为91.6%，已经达到了问卷调查的数据要求。在数据的统计汇总方面，运用统计软件SPSS和EXCEL等，为后续的数据分析奠定基础。

（三）市场调查结果分析

1．目标群体背景分析

大学生产生的垃圾大致分为以下几种：一是每天吃饭剩下的食物残渣，快餐盒、矿泉水瓶、快递包装等白色固体垃圾；二是遗弃不用的旧物，旧的学习资料，旧书旧报纸等；三是女生的化妆用品等。调查对象在性别方面，男生占40.56%，女生占59.44%。本次调研的女生占比较大，校园垃圾和情况汇总也会以女性角度居多。

2．垃圾分类意识调查分析

大学生的素质相对较高，执行力较强，根据调查结果来看，70.99%的大学生都愿意主动去了解垃圾分类的知识并且也愿意参与到垃圾分类的活动中去，这更有利于学校生活垃圾处理方法的推行[5]。除此之外，高职校园相对较小，利于宣传。如今同学们的环境保护意识相比从前有了较大的改变，素质较高，媒体的宣传力度也较大，一些政策的实施较彻底。环境保护意识随着时代的发展，文明的进步有了质的飞跃，但是仍存在许多不足的地方需要我们不断改善。具体分析如下：

第一，从问卷问题“能否正确区别可回收和不可回收垃圾?”的回答分析出，虽然大学生的环保意识比较高，但具体到垃圾分类意识，就不太乐观了，只有34.08%的学生经常会把垃圾分类。同时大学生目前所拥有的环保知识尤其是垃圾分类知识不足以应对实际生活中的问题。

第二，从问卷问题“没有将垃圾分类的原因是什么？”的回答分析出可以看出，52.68%的大学生只是偶尔会将垃圾分类，对分类所持态度不甚明确，惰性较强，还没有养成垃圾分类的习惯，也不知如何分类，垃圾分类行为不能令人满意。

第三，从问卷问题“是否考虑增设垃圾桶?”的回答分析可以看出，高职校园内资金投入不足，垃圾分类设施还不够完善，大多数学校还处在垃圾分类的初期，相应的处理方案较少。也因为如今环境与过去相比差之甚远，我们更要竭尽全力地爱护我们的环境。

3．垃圾分类活动宣传调查分析

从调查问卷来看，大学生觉得通过电视广告（占72.39%）、网络媒体（占56.9%）、政府号召（占58.59%）等途径的宣传模式可以更加方便垃圾分类，也更能增加垃圾分类意识，进一步推动垃圾分类走进校园。

此外，有13.52%学生认为垃圾分类对周围环境没有改善或者没有必要。其实垃圾分类对环境的保护起着很大的作用，不同的垃圾归纳在一个地方，就会对环境有很好的保护作用：有一些垃圾是可以回收的，那么就可以再利用；不能用的垃圾就进行处理，很好地保护了环境。这显示了垃圾分类活动或者相关知识还需要进一步的宣传。垃圾分类对于未来的环境保护将起到翻天覆地的变化，也改变了人类对垃圾的认可。在校园内垃圾分类活动宣传对象应该是全校师生、在职工作人员以及学生家长，生活垃圾分类教育要从学生做起，校领导与教师更应该高度重视，争作表率，引领推普教育。学生可以布置校园环境，营造宣传氛围[6]。以学生为宣传纽带，通过学生自身的实践与宣传，加强社会市民垃圾分类意识，大力宣传垃圾分类的意义，真正做到垃圾分类齐动手，共同保护我们的生态环境。

4．生活区域调查分析

校园内产生的垃圾有着它独有的特点，比如产生量大、不同区域垃圾种类不同且各区域产生垃圾种类集中。例如学生在食堂就餐，不需要自己做饭，所以学生宿舍的垃圾大多是纸张、包装袋、饮料瓶、餐盒、电池等，基本没有厨余垃圾。

如今外卖众多，给学生们更多的选择。外卖商家也会根据学生口味做调整，因此很多学生不止会选择在食堂吃饭，在很多时候也会选择点一份外卖在宿舍吃，这就导致外卖垃圾越来越多——残余食物、外卖的塑料包装盒、塑料袋以及一次性筷子等。这类垃圾数量庞大，不好分类。调查也发现63.1%的大学生都觉得单独设立外卖垃圾区域很有必要。

其实校内垃圾桶总量不少，主要垃圾产生区都有分布，这说明学校在这方面的投入还是很大的，但是部分垃圾桶设置得并不合理[7]。比如，篮球场是大多数学生活动的场所，甚至连一些重大的露天晚会都在这里举行，但这里只有两个垃圾桶。另外，学校缺乏治理垃圾的好方法，对于校园垃圾缺少重视，也是造成这种情况的原因。

二、创新高职院校智能垃圾分类系统的对策

通过问卷调查和面对面访谈等调查方法，了解了学生对于垃圾分类相关知识的认识程度，以及现有环境下垃圾分类实施会遇到的问题等。针对高职院校垃圾分类的技术创新角度，从研发创新产品的层面提出建立智能垃圾分类系统，解决现有的技术问题，提出改进的对策和建议。创新建立智慧垃圾分类系统，即利用“互联网+”和大数据的平台背景，实施从智能垃圾分类、“高效”回收到“科学有效”处理等一系列的全过程[8]。项目任务具体包括：通过互联网进行垃圾分类产品的智慧研发；协助高职院校进行垃圾分类行动的实施；科学高效地进行垃圾回收处理等三大模块。

（一）垃圾分类APP模块

垃圾分类APP是本项目的核心模块（见图1）。它主要由四个板块构成：垃圾分类识别板块、预约回收垃圾板块、垃圾分类知识拓展板块和娱乐和交流板块。其目的是让学生们更加方便快捷地对垃圾进行分类，在使用的过程中更有趣味性，在娱乐中了解垃圾分类的常识，辅助后期垃圾分类，减轻后期垃圾分类工作量。

图1 垃圾分类APP界面图

1．垃圾分类识别板块功能

垃圾分类识别板块包括以下功能：拍照自动识别垃圾的分类；查看不同分类的垃圾包含哪些垃圾；支持搜索垃圾名，显示分类结果；了解不同分类垃圾的定义，以及投放方法。

用法如下：打开软件，在首页最上方有查询垃圾条形框，点击它，输入垃圾名称、点击搜索，任何垃圾“一键搜索”即可快速精准定位“垃圾分类大全”提供百科全书式的专业解答。在查询垃圾条形框的右边有个相机的logo，点击它，允许相机授权，即可拍照识别垃圾分类。

2．预约回收垃圾功能

上门回收功能：当学生有分好类的垃圾想要求回收时，打开软件，点击预约回收，点击上门回收。这时界面会弹出回收垃圾的商家，选择一个点进去，界面会显示垃圾回收的价位，如果觉得价格可以，点击立即预约，选择时间，下单，商家会在指定时间到学校上门服务。

代理回收功能及用法：当学生有垃圾不想自己分类时，打开我们的软件，点击预约回收，点击代理回收。这时界面会弹出每个团队，自行选择。进入界面后，会有相应的价位，点击立即预约，选择时间，下单，我们的团队会在指定时间上门服务。

3．垃圾分类知识拓展功能

拓展功能内容主要是相关新闻。进入软件的首页，会看到每天为你推送的相关环保新闻。我们的界面还会推送一些“变废为宝”的视频。这个功能在我们的软件首页的下方，当闲暇时，可以点开，会有一个一个的小视频，可以滑动进行观看。

4．娱乐和交流功能

娱乐功能：在软件中，我们会设置一些小游戏，丰富大家的生活，增加大家对垃圾分类的积极性。用法如下：在软件界面左下方，有一个“小游戏”，点击进入，选择单人游戏或双人游戏，双人游戏可以邀请好友。之后开始游戏即可。我们的游戏界面是以卡通的垃圾形象设定，闯关形式排名。

交流功能及用法：在软件下方还有一个“动态”，点击进去之后可以查看别人当天分享的心情，如果你也想发表自己的心情，点击右上方的摄像头，即可发表自己的想法。

（二）智能垃圾桶模块

这款全新智能垃圾桶是由楼内智能操作板、楼外垃圾运输管道和最后的压缩收集箱组成（智能垃圾桶见图2）。它与市面上那些垃圾桶相比多了运输管道，实现了足不出户也能扔垃圾，并且它的积分模式能够鼓励学生更好地对垃圾进行分类[9]。

图2 智能垃圾桶组成示意图

一是楼内智能操作板。主要是由一块智能屏幕和四块投放垃圾口组成。智能屏幕可以进行身份的识别，选择要扔垃圾的类型，控制垃圾口的开关以及进行积分。先由信号检测电路模块检测环境周围是否有人经过，当使用者投放垃圾时，AI识别系统自动扫描，摄像头同步到后台，有语音模块协助操作选择垃圾类型，由芯片控制模块打开相应的投放口，当垃圾类型完全正确投放口关闭并进行相应的积分。

二是楼外垃圾运输管道。垃圾运输管道主要是由外面的管道、称重板、自动感应阻隔板构成。每一种类型的垃圾都有独立的运输管道。称重板主要是用来放置垃圾并对其进行称重。自动感应阻隔板主要是用来隔断上方扔下的垃圾。当两处或两处以上同时有垃圾经过时，阻隔板弹出，等垃圾分类后，再让阻隔的垃圾下来。既方便下方操作人员进行操作又预防高空坠物的危险。并且阻隔板的背面有垃圾扫描识别的摄像头，可以提高垃圾分类的准确度。

三是压缩收集箱。压缩收集箱主要功能是用来收集垃圾，从上方扔下来的垃圾落到压缩收集箱，会造成垃圾的堆积。针对这一点，可以设计一个压缩的功能，将可以压缩的垃圾进行压缩，节省空间，更方便后期垃圾的处理。对于容错率的问题，我们决定将在夏季每天回收厨余垃圾，每周一、三、五、日回收可回收垃圾和不可回收垃圾，每周二、四、六回收其他垃圾。在其他季节，我们将每周一、三、五、日回收可回收垃圾和不可回收垃圾，每周二、四、六回收其他垃圾和厨余垃圾。如果碰见完整的过期牛奶这类的东西，涉及两种垃圾成分的，请同学们自行分离出来，再进行回收。

（三）垃圾回收处理模块

学校应选择清运车定期到校处理垃圾箱中的垃圾。在垃圾车的选择上，我们决定把垃圾分开存放，不同的垃圾有不同的运输地点。例如有害垃圾，就将被运输到不同的危险废物处置场所，然后通过危险废物处理设施进行无害化处置。

湿垃圾：易腐的湿垃圾则被运输到了餐厨垃圾处理厂等易腐垃圾处置场所，通过易腐垃圾处理设施进行资源化利用和无害化处置，经厌氧消化可以生产出沼气、生物柴油等资源。也可以经生物技术就地处理堆肥，每吨可生产0.3顿有机肥料。

干垃圾：其他垃圾最后被运输到生活垃圾焚烧发电厂进行焚烧发电，或者被运输到生活垃圾填埋场进行无害化处置。

可回收物：可回收物将被运输到再生资源企业进行分拣和资源化利用，实现变废为宝。如每回收1吨废纸可造好纸0.85吨，节省木材0.3吨，比等量生产减少污染74%；每回收1吨塑料瓶可获得0.7吨二级原料；每回收一吨废钢铁可炼好钢0.9吨，比用矿石冶炼节约成本47%，减少空气污染75%，减少97%的水污染和固体废物。

垃圾后续的处理工作是很严峻的，在资金上也有很高的要求，因此，选择的公司应被国家认可，具有权威性，或者在资金上有强大的支撑，这样才能保证垃圾无害化处理，实现资源循环再利用。

三、结论

近年来，我国加速推行垃圾分类，全国垃圾分类工作由点到面、逐步启动、成效初显。但在垃圾处理实施过程中仍存在很多问题，比如：垃圾产生量大；居民垃圾分类知识比较缺乏；垃圾处理能力不足和垃圾分类收集管理有难度、成本高；等等[10]。此外，在城市管理体系中，校园垃圾是生活垃圾的重要组成部分，建立完善和科学的校园垃圾分类体系具有重要的意义。其实倡导垃圾分类回收不如减少垃圾的产生，除了在大学校园中采取垃圾的分类处理外，还应该鼓励大学生多采用可降解的塑料制品，采用环保制品，这样才能从根本上减少垃圾的产生。由于大学生知识水平较高，思想较为开放，易于接受新事物，所以有利于环保制品和新的环保观念的宣传，可以从校园辐射到社会，通过学生向身边的亲戚朋友宣传，从而减少垃圾的产生。此外，如果这些垃圾分类回收的方法能够在大学中推行，那么可以取其精华，去其糟粕，将这些措施进一步推行到社区，从而实现社会垃圾的分类回收，产生经济效益，有利于改变人们的环保观念，减少垃圾对环境的污染，缓解全球自然环境面临的急剧恶化的局面，以及人类生存环境受到的资源枯竭、气候变暖、垃圾成山、沙尘雾霾、产能过剩等问题[11]。