基本信息
- 项目名称：
- 重庆市生活垃圾的最优化分类处理研究
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 数理
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 本作品首先利用灰色系统模型和线性回归模型预测重庆市生活垃圾产量，再运用线性加权法对预测结果进行纠正，并进行误差分析，用MATLAB软件画出拉产量的增长曲线。建立了以所需经费为目标的函数，通过对比不同的处理方式的优缺点，提出重庆市城市生活垃圾的最优化分类及处理方案。
- 详细介绍：
- 随着经济的高速发展,人民的生活水平迅速提高,城市化进程不断加快,城市垃圾产生量急剧增加,且增长势头不减。重庆市是我国长江上游和西南地区的经济中心，因此重庆市的经济发展也有着良好的机遇，但是重庆市生态环境的破坏对其经济发展有了一定程度的影响。由于重庆市人口稠密，数量庞大的生活垃圾对生态环境造成了很大的压力，所以生活垃圾的处理，关系到保护和改善生活和生态环境，防止污染，是经济发展和环境保护相协调的重要内容，而且有效的处理生活垃圾也可以带来经济效益。 本论文在对国内外城市固体垃圾及处理现状进行分析的基础上，阐述了在我国实行垃圾分类收集的意义，并指出了现行垃圾收运处理系统中存在的问题。论文以重庆市生活垃圾为研究对象，着重研究了以下几个问题： 1. 在分析重庆市生活垃圾及治理现状的基础上，应用数理经济学方法建立垃圾产量，并应用模型对近五年内重庆市的垃圾产量； 2. 根据目前重庆市垃圾运输、收集、处理和管理等方面存在的问题，借鉴发达国家在垃圾收集和分类处理方面的经验，提出适合于重庆市的垃圾分类模式； 本作品建立了垃圾产量的预测模型，并以重庆市沙坪坝区为例，对其生活垃圾进行合理细致地分类。在每一种分类的基础上，建立以不同处理方式所需经费为目标的目标函数，找出各种约束条件，从而构造出重庆市生活垃圾处理方案的数学规划模型。利用灰色系统模型和线性回归模型预测重庆市生活垃圾产量，并运用线性加权法对预测结果进行纠正，用MATLAB软件画出拉产量的增长曲线。重点建立了以所需经费为目标函数，通过对比不同的处理方式的优缺点，提出重庆市城市生活垃圾的最优化分类及处理方案。本作品结合重庆市沙坪坝等区的具体特点，建立重庆市的生活垃圾处理方案的最优化模型，并采用较新的优化与运筹学知识，对模型进行有效求解。本作品的成果有效的处理重庆市的生活垃圾问题，并具有较广泛的推广价值。 建立模型得出重庆市垃圾产量的预测值为： 表4-1 重庆市生活垃圾产量预测表 年份 2010 2011 2012 2013 2014 序号 1 2 3 4 5 垃圾产量（吨／年） 393.5 419.2 444.9 470.6 496.3 基于垃圾分类的意义 (1) 在收运过程中容易做到全封闭，减少了环境污染和疾病的传播； (2) 有利于采用不同的处理方式，改进处理效果： (3) 垃圾分类收集后，使垃圾后续处理简单化，相应地减少了垃圾的最终处理总量，提高了垃圾处理效率，节约了处理资金； (4) 通过垃圾分类收集，可以将可利用废品回收进行再利用，废物变成了再生资源，在节约原始资源的同时还可以取得可观的经济效益。以及重庆市生活垃圾成分收运与处理现状： 重庆市生活垃圾成分复杂，根据调查分析，重庆市生活垃圾中细小动植物碎屑类含量较高，易降解物为动植物残体部分，可降解物为纸类等，难降解物为竹木、布织物和骨类等；不可降解物是橡塑类等。根据市环卫监测站近期对全市部分区县城市生活垃圾抽样调查结果，全市生活垃圾厨余垃圾平均含量约占65％，可回收垃圾平均含量约占22％。 重庆市生活垃圾基本上采用混合收集、压缩运输方式。大量的废纸、废塑料、废玻璃瓶等混在其中，造成了资源的极大浪费；也增大了垃圾的运输量和无害化处理的难度，不利于后续处理与处置。因此，分类收集是城市生活垃圾处理的首要环节，是实现减量化、无害化、资源化的必要条件。 现今垃圾处理的方法主要有卫生填埋、焚烧处理和综合利用(如生产有机堆肥、生产建筑材料、供热和发电等)三种方式，各有各的利弊。而重庆市只有主城区采取生活垃圾发电处理，其余县区用的是生活垃圾卫生填埋或简单的填埋处理。由于现有垃圾填埋场大多趋于饱和，填埋方式又很难达到令人满意的卫生要求。随着垃圾产量的逐年增加，势必要占用大量土地，对周围环境和居民生活带来更多不利的影响。虽然垃圾焚烧发电是一种较好的处理方式，但是政府投入相对比较高，燃烧产生的二噁英、二氧化硫等有害气体对大气污染严重。 提出适合于重庆市的垃圾分类模式： 按收运时垃圾分类的粗细和地点划分 ①源头细分类方式。是由垃圾产生者或收集者将垃圾中的“可回收资源分类”后，送至垃圾房堆积，但积存到一定量后，由废品公司或废物资源化工厂定时收集或收购。 ②源头粗分类方式。使垃圾先在生活区进行粗分。然后在处理厂进行细分。垃圾产生者或收集者将经过粗分类的垃圾送至垃圾房，然后统一在一个可回收资源分捡中心进行分类后，分别由废品公司收购或销售到废品市场。 ③混合收集、集中分捡方式。是对垃圾混合收集，然后通过压缩或流动压缩方法送至全区的集中分捡中心。在集中分捡中心用机械化和自控的分捡设备将各种垃圾资源分门别类，用专用车辆运送到指定收购点，也可以由收购点或加工工厂驱车运走。 本作品还提出生活垃圾处理可持续发展对策 1. 建立并推行城市垃圾分类制度，发挥政府的宏观调控作用 我国也应及时出台相关法律法规，大力倡导垃圾分制度，各个城市应该根据各自城市的垃圾终端处置情况制定科学并符合自己城市的垃圾分类标准，分区域、分阶段地渐进推行。同时通过立法加大政府对推行垃圾分类制度的资金投入，建立垃圾分类收集运输体系，并提供各种优惠措施，吸引更多的个人和企业进入垃圾分类回收事业，推进垃圾分类事业的市场化。 2. 加强宣传工作，提高居民的垃圾分类的思想意识和行为习惯 公众是垃圾的制造者,垃圾的分类收集需要公众的参与和积极支持。对公众进行系统而细致的循环经济的知识教育,加强相关法律法规的宣传教育工作, 加强居民进行垃圾分类的法律责任，提高公民环境保护从我做起的意识,改变居民的垃圾投放习惯,使之自觉地进行分类。利用垃圾分类收集方式,在机关、学校、工矿企业、机场、商场、车站以及餐饮娱乐场所,设置分类收集垃圾容器,大力提倡居民在家中将垃圾分类后再投放。 3. 健全管理机制，提高环境卫生部门、物业机构的管理水平 建立垃圾分类回收促进会,制定垃圾分类回收管理办法,成立专业的垃圾分拣中心和垃圾分类处理中心,重视废电池等危险废物的分类收集工作。 4. 完善资源化市场体系 要顺利实现生活垃圾由废物向资源的转变,需建立相应的再生资源交易、资源化利用的市场体系。因此,我国要出台相关的政策措施,完善再生资源流通体系的建设,为生活垃圾的回收利用解除后顾之忧。 同时，本作品内容具体，针对性强，实现了数学基础理论与实际生活的完美结合，对实际生活有一定的指导性意义，并以长远的眼光提出了垃圾分类及处理的可行性方案。 本作品将对模拟结果进行分析和评价，并建立一套城市垃圾优化管理模型，从而实现生活垃圾回收成本和利用效率的最优化，创造可观的经济效益，促进经济的可持续发展，并且从长远的角度来看对环境保护也有重要意义。 本作品在充分考虑环境可持续性、经济可负担性、社会可接受性等因素的基础上，提出了一套符合本地区实际情况的垃圾分类收集管理体制，以加速实现垃圾处理“减量化”、“无害化”、“资源化”的最终目标。
作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 撰写目的：本作品建立了垃圾产量的预测模型，并以重庆市沙坪坝区为例，对其生活垃圾进行合理细致地分类。基本思路：利用灰色系统模型和线性回归模型预测重庆市生活垃圾产量，并运用线性加权法对预测结果进行纠正，用MATLAB软件画出拉产量的增长曲线。重点建立了以所需经费为目标函数，通过对比不同的处理方式的优缺点，提出重庆市城市生活垃圾的最优化分类及处理方案。
科学性、先进性及独特之处
- 本作品结合重庆市沙坪坝等区的具体特点，建立重庆市的生活垃圾处理方案的最优化模型，并采用较新的优化与运筹学知识，对模型进行有效求解。本作品的成果有效的处理重庆市的生活垃圾问题，并具有较广泛的推广价值。 同时，本作品内容具体，针对性强，实现了数学基础理论与实际生活的完美结合，对实际生活有一定的指导性意义，并以长远的眼光提出了垃圾分类及处理的可行性方案。
应用价值和现实意义
- 本作品将对模拟结果进行分析和评价，并建立一套城市垃圾优化管理模型，从而实现生活垃圾回收成本和利用效率的最优化，创造可观的经济效益，促进经济的可持续发展，并且从长远的角度来看对环境保护也有重要意义。 本作品在充分考虑环境可持续性、经济可负担性、社会可接受性等因素的基础上，提出了一套符合本地区实际情况的垃圾分类收集管理体制，以加速实现垃圾处理“减量化”、“无害化”、“资源化”的最终目标。
学术论文摘要
- 随着经济的高速发展，人民生活水平迅速提高，重庆市城市垃圾产生量急剧增长，城市垃圾对人们居住的环境各方面已造成的污染。如何妥善解决城市垃圾，为城乡居民创造一个清洁、健康 的生存和工作环境，已成为我市政府和人民关心的重要问题之一。 本作品首先利用灰色系统模型和线性回归模型预测重庆市生活垃圾产量，再运用线性加权法对预测结果进行纠正，并进行误差分析，用MATLAB软件画出拉产量的增长曲线。建立了以所需经费为目标的函数，通过对比不同的处理方式的优缺点，提出重庆市城市生活垃圾的最优化分类及处理方案。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 未知
参考文献
- [1] 苏婧，席北斗，刘鸿亮，陈祥荣，姜永海，纪丹凤，杨天学.中国环境科学[J].北京市生活垃圾管理的多重不确定性长期规划模型.2009,29(10):1105～1110. [2] 周学良，吴海英.城市生活垃圾的总体预测与最优化处理率研究[J].工程与建设.2009,23,04:467～469. [3] 吴文伟. 借鉴发达国家先进经验建立和完善北京垃圾管理模式[J].城市管理与科技.2009(04):76～78. [4] 刘海燕．韦新东等．我国城市生活垃圾处理现状及措施[J]．吉林建筑工程学院2009(03):71~73.
同类课题研究水平概述
- 在《中国环境科学》2009年第10期上，由研苏婧等人撰写的论文“北京市生活垃圾管理的多重不确定性长期规划模型”，在对北京市生活垃圾产生、运输和处理系统研究的基础上,考虑垃圾管理系统中各种参数、约束条件等因素的不确定性,将区间参数、机会约束规划和整数规划相结合,建立了城市生活垃圾管理的不确定性机会约束混合整数规划模型。 在《工程与建设》2009年04期上，周学良、武海英在“城市生活垃圾的总体预测与最优化处理率研究”一文中，作者以合肥市为例,对北京城市生活垃圾的产生总量进行预测,推算出合肥市生活垃圾的最优处理率和2010年需处理的垃圾总量,为城市建设与发展提供一些决策。 在《城市管理与科技》2009年04期上，由吴文伟撰写的论文“借鉴发达国家先进经验建立和完善北京垃圾管理模式”提到，北京市委、市政府在《关于全面推进生活垃圾处理工作的意见》中,明确生活垃圾处理是关系民生的基础性公益事业；明确生活垃圾处理工作的目标是增强处理能力，调整处理结构，促进垃圾减量。所以，如何实现生活垃圾处理工作目标,已成为垃圾管理的核心问题。 在《吉林建筑工程学院学报》2009年03期，由刘海燕、韦新东等撰写的论文“我国城市生活垃圾处理现状及措施”一文中，随着我国经济的快速发展和城市化进程的加快,城市生活垃圾问题日益严重，作者分析了我国城市生活垃圾的现状和处理方法,并根据可持续发展的规划提出了相关措施。 在《阴山学刊（自然科学版）》2009年01期上，张乃遐在“城市生活垃圾多元减量化及分类收集”一文中，针对城市生活垃圾种类日趋复杂,产生量逐渐增多,污染环境等问题,提出只有把"减量化"摆到垃圾管理的优先地位,并将多元减量化及分类收集的理念贯穿于垃圾处理的各个环节才能更好更快地达到减量化、无害化、资源化的目标。 在《中国环境管理干部学院学报》上，由霍保全等人撰写的“高校生活垃圾分类回收及资源化探讨”中，本文通过对高校生活垃圾组成的调查,探讨了教学区、宿舍区、食堂等区域生活垃圾的分类回收模式,并对废纸、废塑料、废金属、废电池、餐厨垃圾等资源化利用的可行性进行了分析,建议通过加强宣传工作,健全管理机制,完善资源化市场体系等途径对高校生活垃圾进行分类回收及资源化。
