浅谈大数据技术在城市垃圾分类工作中的应用

城市生活垃圾中的大部分废弃物是是可利用的再生资源，同时对不同种类的垃圾对环境的危害不同，需要分开进行处理，所以垃圾分类是促进循环经济发展和资源再生的基础。在城市进行垃圾分类工作能发展循环经济必须将生活垃圾变废为宝，充分降低垃圾对环境的危害。当前生活垃圾分类存在总量呈现持续上升趋势、垃圾处理能力与垃圾产生量持平，面临垃圾围城、传统垃圾分类设备落伍，阻碍回收利用效果等问题。对此，我们研究采用大数据技术在城市垃圾分类工作中的应用，配套实施针对性地管理机制，引进有特色的分类设备解决垃圾分类出错的问题，进一步提高城市垃圾分类的工作效率。

为实现城市垃圾的回收、减量和无害化目标，我国城市发展急需解决的首要问题之一便是进行垃圾的分类化处理。然而海量的垃圾进行分类处理是一项艰巨的任务，大数据天然具有收集大量数据和协同管理的能力，应用大数据技术不仅能够提高垃圾分类的管理效率，还能更好地发展循环经济，保护城市的生态环境。

一、城市垃圾分类的现状和问题

自从我国实施垃圾分类后，一些城市示范小区在垃圾分类工作上已经总结了一些行之有效的方法和经验。城市环境管理机构在加强宣传和教育引导的同时，加强志愿者对垃圾分类的督导，在方法上进行创新，如采取垃圾投放积分制、完善行政法规、建立大数据监管平台等。19年的上海市颁布了《上海市生活垃圾管理条例》引起了大家的关注，由此来及分类的概念迅速在大众中普及。实际上，住房城乡建设部表示，自2016年以来，全国各地都在全力推进生活垃圾分类工作，且已取得积极进展。截止到目前，先行先试的46个重点城市，生活垃圾分类居民小区覆盖率达到86.6%，厨余垃圾处理能力从2019年的3.47万吨/天提升到目前的6.28万吨/天；生活垃圾回收利用率平均为30.4%，有15个城市达到或超过35%。在刚刚过去的2020年中很多城市也积极加入到“强制分类”队伍中，并在条例中明确提到运用“信息化”、“科技手段”、“科技创新”、“智能化”等手段提高生活垃圾管理科技化水平，大量运用大数据技术的的成果来支持垃圾分类工作的推广。在大数据管理上，我国实行垃圾分类三级管理来执行垃圾分类的行政监管，如图1.1 应用大数据技术的垃圾分类三层监管体系所示。

图1.1应用大数据技术的垃圾分类三层监管体系

但是大部分的居民依然缺乏执行垃圾分类的专业培训，强制性的垃圾分类监管也没有在二线以下城市推广。同时，垃圾分类回收的很多环节还处于人工管理中，导致一些问题。如居民区来及收集不及时，导致厨余垃圾腐烂变质、垃圾未分类直接填埋导致填埋场剩余库容紧张、粗放分类的垃圾直接焚烧污染环境等等一些列的问题。可以说，垃圾分类在我国的推行才刚刚开始，后期工作任重而道远。

二、基于大数据城市垃圾类型

（一）城市垃圾分类的目的

生活垃圾中含有部分材料具有较高的使用价值，从生活垃圾中回收材料，比从自然界获取更便宜、更经济。再者分类工作将可堆肥垃圾或可焚烧垃圾单独分出来，有利于后端堆肥设施和焚烧设施的稳定处理。其次垃圾分类在源头分流出一些材料，可以减少剩余需要清运和填埋的垃圾量，不仅可以节省清运费用和处理费用，还能节省城市郊外填埋库容并延长填埋场使用年限。当然，分类的目也是要把前面说的一些有毒有害废物分离出来，便于进行针对性的处理。

（二）垃圾分类的原则

如上所述，垃圾分类的目的在于方便回收、处理和无害化。在回收中，材料越纯净越是好原料，价值也相对较高。比如通过科技手段从自然矿物中提取高纯度的材料，如铜、铁、盐等。所有的固体废物都是各种材料的混合体。在各种固体废物中，有的数量巨大但成分相对单一，如粉煤灰、高炉渣等，因为成分单一，于是相对容易资源化利用。而生活垃圾是成分最复杂的一类。其作为原材料的价值很低，一般的原则是采用焚烧或填埋这样广谱性的方法进行处理，但是有效分类可以降低处理的成本。所以，生活垃圾分类的本质就是精细化，而大数据进行垃圾分类的原则就是提高垃圾分类的精细化。

（三）基于大数据的垃圾分类

大数据只是一种数据处理技术，数据的来源还是有各种设备和人采集而来。所以必须为大数据下的垃圾分类制定标准化的分类界定的方法。分类界定应统筹考虑各种情况，分类应详尽；实践层面应因地制宜，选择合适的种类或细分种类开展回收工作。生活垃圾分类的精细化层度至少可以分为五个层次，便于数据管理系统对采集的垃圾信息进行归类，协助工作人员管理。

层次一的混合生活垃圾只是区分垃圾

层次二把垃圾分为可回收和不可回收。

层次三开始从垃圾的来源分为10类左右，废旧金属、报废电子产品、报废机电设备、废造纸原料、废轻化工原料、废玻璃、可降解有机垃圾、砖瓦等惰性垃圾、家庭有害垃圾等。

层次四把垃圾分100类以上，将层次C的固废各细分5-10类便于运输分流

层次五根据工业处理的方式将垃圾细化为1000类以上，将层次E的固废进一步细分。一般来说，在源头仅分类到层次C，在回收站或集散点可细分到层次D，而在专业资源化利用厂可通过提纯或除杂工艺，进一步提升材料的纯度和利用价值。

三、应用大数据的垃圾分类方法

（一）更新智能化垃圾收集设备

以往的垃圾分类中要求居民有较高的自觉性和自律性。而应用大数据的分类管理有助于推进生态环境的发展。但要真正做到大数据管理和监管，首先要做到设备的智能化，便于采集大数据所需要的各种信息。为了更好地管理和分类，这种智能化垃圾分类设备需信息的细化。信息的细化就是将不同功能的垃圾分类设备分开来管理和监管，即某一种智能垃圾分类设备是专门回收可回收利用废旧物，根据以上提高的第三层和第四层及将智能化垃圾箱分为：玻璃、易拉罐和塑料、金属、织物、纸类、电池、灯管灯泡、药片等可回收和需专业处理的类型，以便于分类运输。而另一种智能垃圾分类设备则主要用于收集厨余和其他垃圾等需要填埋和焚烧的类型。更新智能化设备后，大数据会根据垃圾分类的结果指导居民在投放。而且以上当垃圾箱满载以后，数据管理设备会自动通知回收车队来清运，提高垃圾的转运效率。

（二）基于大数据的智能化垃圾分类管理

在城市中，居民生活垃圾主要以生活垃圾和其他垃圾为主，但是投放量不稳定，定期转运效率低。而不定期转运的生活垃圾又极容易产生腐烂、恶臭等问题。我们可以同样从应用大数据来解决该问题。环境保护部门可以为每个家庭配置投放垃圾的二维码。当每家丢弃生活垃圾及其它垃圾时，可以在智能回收机设置提示扫码，发出“分类完毕”则表示该户垃圾按正常程序走，而该智能回收机只有收集厨余垃圾和其他垃圾功能，提示投放者输入垃圾类型。

同时利用智能垃圾箱的传感器初步检测垃圾归类是否存在问题。居民住户绑定的二维码对准回收机扫码窗口，回收机吐出回复，接着把对应的生活垃圾分类放入扫描，点击选择垃圾类型，传感器扫描一致则垃圾可放入。若不一致，则提示居民正确投放，直到分类正确。

（三）基于大数据的垃圾分类监管

做到设备和流程的大数据管理后，城市环境管理部门需要有针对性地设立监管机制来提高居民和企业参与垃圾分类的规范性，并做到正确分类。

1.用大数据采集居民的垃圾分类基本信息

为了便于监管，环保部门可以记录各城区、街道、社区的联系人、联系人地址；记录城区培训教师、街道管理员、社区志愿者的通讯方式。社区下的居民小区菜单记录了小区地址、联系人、户数、通讯方式；垃圾袋发放时间、领用人及地址、数量规格和使用时间、数量规格；垃圾清运时间、分类垃圾桶数量及位置等信息。

2.分类的质量检测

每天按时自动读取居民户号、垃圾投放数量、垃圾投放时间，分类情况等等。智能垃圾收集设备记录了市级和各城区、街道、社区的检查人员、检查日期、分类正确率、投放准确率、存在问题和扣分情况。

3.数据反馈

为了反馈垃圾分类的信息，大数据平台会给予市级、各城区、街道、社区管理系统权限，以便于他们随时对各规格垃圾袋发放使用情况进行统计；市级按月、年对分类垃圾的清运量进行统计，也可随时进行统计，及时掌握动态情况。

4.监管措施

监管的结果可以给予住户关于垃圾分类的评价。监管部门勀在高评价的居民名中给予循环经济的产品回报，对低评价的居民给予再关于垃圾分类的再教育，帮其熟悉分类方法，以各种正面的激励或者教育惩罚等等措施引导城镇居民正确地分类投放垃圾。

（三）应用大数据的智能化分类运输

前端收集的有效分类是垃圾分类前提，垃圾收运也是垃圾分类的必然路径。城市环境监管部门需要在前端垃圾分类回收的基础上把物资运输车辆通过大数据连接起来，组建全信息化的物流车队，以大数据进行垃圾的转运，实现“分类及时清运、日产日清”和规范化、低成本运输。大数据会灵活调配压缩车、厢式垃圾车协同转运废旧物资，将可燃垃圾、厨余垃圾、废旧物资运输统一运输，避免有害垃圾污染、厨余垃圾腐烂和回收垃圾混运等问题。为了，提高转运到的效率，环保部门也可以更具大数据收集的区域垃圾分类信息调整整体布局。在繁忙区域建设若干废旧物资分拣打包中心和废塑料、废纺、废轮胎等可回收物分选线分选可回收物，作为次级产品的原料进行再生利用，提高废旧物资的资源化利用率，同时将分选后的不可回收物转运垃圾处理设施进行无害化处理，有效避免二次污染。

四、结语

大数据技术应用只是提高管理的效率，生活垃圾分类投放智能化，将大大促进城市生活垃圾分类投放和监管水平的提高。垃圾的分类也绝非一日之成就，需要久久为功。应用大数据的垃圾分类工作就是利用信息化技术提高垃圾的分类收集效率，科学高效地对垃圾分类活动进行监管，提高监管的力度，从而确保垃圾分类准确率，杜绝混装混运现象，从而更好地推广实行垃圾分类。