2010年，導演王九良拍攝了紀錄片《垃圾圍城》，用鏡頭講述了一個在離城市不遠的邊緣，時刻存在的，城市的居民卻始終不曾見過的場景。一輛接一輛的垃圾運輸車從市區(qū)開出；羊羔在垃圾堆里啃食著爛菜葉、混合著塑料袋；拾荒者在垃圾堆成的“山”上忍受著惡臭的氣味、腳邊淌著腐爛的綠水，只為撿一些廢品出來去換取微薄的收入；他們的腳邊端著破碗吃飯的是他們的后代，廢棄的、鋒利的針頭或一些其他的垃圾是這些孩子的玩具……
這些場面是城市居民不能想象的。
作為一個快速發(fā)展和崛起的中國，長時間以來，我們把太多的努力放在了對經(jīng)濟效率的追求上，恢弘的經(jīng)濟發(fā)展的巨幕下，很少有人關注那些藏污納垢的陰影，城市里垃圾的處理就是其中之一。
上文提到的垃圾主是指城市生產(chǎn)生活過程中產(chǎn)生的固體廢棄物，從來源上說可以分為三類：
（1）生活固體廢棄物：主要是指城市居民在日常生活及相關活動中產(chǎn)生的生活垃圾，例如居民生活垃圾、商業(yè)垃圾等等；
（2）工業(yè)固體廢棄物：主要是指在工業(yè)生產(chǎn)中產(chǎn)生的固體垃圾，例如廢棄建筑材料、工業(yè)廢渣等；
（3）危險固體廢棄物：主要是指國家標準認定有著一定危害等級的固體廢棄物，例如農(nóng)藥瓶、醫(yī)院廢棄注射器等，這些廢棄物中大多對人體有害。
我國在面對固體廢棄物處理上并非沒有作為，事實上，早在上世紀九十年代，政府就已經(jīng)出臺了相關法律法規(guī)和政策性文件。1995年10月30日第八屆全國人民代表大會常務委員會第十六次會議通過了《中華人民共和國固體廢物污染環(huán)境防治法》，簡稱“固廢法”，這是國家為了防治固體廢物污染環(huán)境，保障人體健康，維護生態(tài)安全，促進經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展而制定的法規(guī)。
上個世紀九十年代末，政府管理層面也己經(jīng)產(chǎn)生了要對城市生活垃圾實行分類的環(huán)保意識，伴隨著環(huán)保問題的頻發(fā)，目前已有不少關于生活垃圾分類管理的法律文件，有法律、行政法規(guī)、地方性法律法規(guī)、政策性文件等。
1我國的固廢處理現(xiàn)狀
1. 生活固體廢棄物的處理
對于普通的市民來說，把垃圾丟盡公共的垃圾桶，就算完成了一次垃圾的處理。事實上，固體廢棄物的處理要經(jīng)過 “產(chǎn)生—收集—儲運—處置” 的流程。
對于生活垃圾的轉運來說，垃圾轉運站均為普通式密閉垃圾轉運站，由可封閉建筑物、轉運箱、吊裝系統(tǒng)組成。各居民小區(qū)、垃圾收集點的垃圾用收集小車運到垃圾轉運站內(nèi)并倒入放置在地坑的垃圾箱中，松散的垃圾裝滿后蓋好箱蓋，操縱垂直式垃圾壓緇機進行壓實，一般經(jīng)過四次壓縮循環(huán)后即可壓好一塊垃圾。
當一塊垃圾壓好后，操縱推鏟機械將壓好的垃圾推進垃圾箱的儲存?zhèn)}重復垃圾傾倒、壓縮循環(huán)，壓好第二塊垃圾，然后提升垃圾箱到一定的高度，將垃圾轉運車駛入站內(nèi)并使車廂與垃圾箱對接，操縱推鏟機械把垃圾箱內(nèi)的兩塊垃圾同時卸入車廂，垃圾轉運車駛出垃圾轉運站，將垃圾運進填埋場，空垃圾箱重新放回地坑內(nèi)進行下一次作業(yè)。
2.危險固體廢棄物的處理
危險固體廢棄物較為特殊，其至少具有以下特性之一：易燃、易爆、有毒、有害及放射性、腐蝕性，可能會對人員、設備、環(huán)境造成傷害或者損傷。不僅對人體健康和生態(tài)安全的直接危害，如果不恰當處置則會造成進一步的污染危害。
針對危險廢棄物的轉運，我國制定了《危險廢物貯存污染控制標準》 嚴格地規(guī)定了其轉運的技術要求和操作程序。對于經(jīng)營許可、運輸許可、貯存前檢驗與登記管理設置是人員的交接安排都做出了明確規(guī)定。除此之外，在普通的處理流程開始之前，要對危險廢物進行預處理。
危險廢物的預處理一般是采用物理、化學、生物的方法改變廢物的物理化學特性，使之便于進一步的處理或者將有害物質轉化為無害的最終產(chǎn)物。
1）物理處理
物理處理是利用各種相分離(如重選、浮選、電選等)及固化技術，目前固化／穩(wěn)定化技術是常用的物理方法，它是工業(yè)危險廢物安全填埋的必要步驟，將工業(yè)危險廢物中的污染組分采用固化基材將廢物固定或包覆來減少廢物有害成分的浸出毒性，減小廢物的遷移性，降低對周圍環(huán)境的污染。而且現(xiàn)在采用的新型固化基材，很好地改善了傳統(tǒng)固化法使廢物容積增大的缺陷。
2）化學處理
化學處理是采用化學方法(如氧化還原處理技術、油水分離技術、中和處理技術)將有害物質轉化為無害的最終產(chǎn)物，或將其轉變成為適于進一步處理、處置的形態(tài)。
其目的在于改變處理物質的化學性質，降低它的危害性。常作為危險廢物最終處置前的預處理措施。但反應過程比較復雜，比較難以掌控，另外成本太高，不適合大規(guī)模處理。
3）生物處理
生物處理是利用微生物分解固體廢物中可降解的有機物，從而可以被土壤和水體所接受。常用的方法有活性污泥法、氣化池法、氧化塘法、堆肥法等。
與化學處理方法相比，生物處理在經(jīng)濟上一般比較便宜，對環(huán)境的影響更小，應用更普遍。但處理過程所需時間長，處理效率不夠穩(wěn)定。
目前，針對固體廢棄物的基本處置技術主要有：
1）堆肥處理
堆肥處理就是在人工控制的條件下，將固體廢棄物保溫至 70℃儲存、發(fā)酵，借助固體廢棄物中微生物的分解能力，將有機物分解為無機養(yǎng)分。
堆肥處理的工藝比較簡單，適合于易腐有機質含量較高的固體廢棄物處理，但是其規(guī)模不宜太大。
2）焚燒與熱解
焚燒是對固體廢棄物進行高溫分解以及深度氧化的處理技術，其優(yōu)勢在于將大量的含有有害物質的廢棄物分解成為無害物質。
選擇焚燒處理的方式占地量少、處理數(shù)量多，處理規(guī)模和效率較大，但是這種處理方法也有明顯的缺點，比如說在焚燒作業(yè)的過程中會產(chǎn)生大量的煙塵，導致環(huán)境受到二次污染等。
而熱解處理是把有機物在無氧或者缺氧的環(huán)境下進行高溫加熱，讓它們能夠分解成為氣、 液、固三種狀態(tài)的產(chǎn)物。
3）填埋處理
填埋處理分為直接填埋和衛(wèi)生填埋兩種。
直接填埋就是將固體廢棄物直接填入已挖好的坑中蓋上壓實，使其含有的有機物通過各種反應得以分解，其優(yōu)點是處理費用低、方法簡單，但是容易造成地下水源的污染;
衛(wèi)生填埋法就是將固體廢棄物倒入具有一定地形特征的場地中，通過采取防滲、覆土和氣體導排設施，消除對地下水源和大氣的污染，其具有投資少、容量大和見效快的優(yōu)點。
4）資源化利用
因為在固體廢棄物中往往具有非常多的能夠回收再次利用的成分，因此我們應當將其資源化利用，這樣不但可以有效降低其對環(huán)境產(chǎn)生的污染，同時還可以讓固體廢棄物轉變?yōu)榻?jīng)濟效益。
垃圾資源化處理技術是近年來應用較多的處理技術，它的主要原理是把混合的陳腐垃圾、建筑工程施工廢棄物以及工業(yè)廢棄物整合粉碎，之后向其加入一定的配物料以及生化制劑，通過強制攪拌的方式讓其產(chǎn)生生物化學作用，最后注模成型，將其制造成為可以再次利用的 復合建筑材料。在這一處理過程中不會存在廢水、廢渣的排放，同時這一處理技術的成本較低、能夠帶來較大的經(jīng)濟效益。
5）粉碎和分選技術
固體廢棄物的類型、大小、結構都各不相同，為了更好的對其進行處理，我們首先應當對固體廢棄物進行預加工。
第一是壓實，對需要進行填埋的固體廢棄物必須壓實，從而有效降低其運輸體積;
第二是粉碎，利用人力或者機械來破壞固體廢棄物內(nèi)部結構，讓其破裂變碎 ;
第三是分選，結合固體廢棄物的物理和化學特性，在對其處理之前必須分選，將其中的有害物質進行分離。
2基于物聯(lián)網(wǎng)的固廢流轉系統(tǒng)
我國的固體廢棄物處理技術與管理一直發(fā)展較緩，成效并不明顯。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展，物聯(lián)網(wǎng)的思維方式為固體廢棄物的處理提供了更為廣闊的思路。
2010年，IBM（International Business Machines Corporation）正式提出了“智慧的城市”愿景，希望為世界和中國的城市發(fā)展貢獻自己的力量。IBM經(jīng)過研究認為，城市由關系到城市主要功能的不同類型的網(wǎng)絡、基礎設施和環(huán)境六個核心系統(tǒng)組成：組織（人）、業(yè)務/政務、交通、通訊、水和能源。這些系統(tǒng)不是零散的，而是以一種協(xié)作的方式相互銜接。而城市本身，則是由這些系統(tǒng)所組成的宏觀系統(tǒng)。在這樣的思路下，我們可以重新思考，構建由宏觀到微觀的城市固體廢棄物管理系統(tǒng)。
利用“智慧城市”概念構建城市固體廢物管理系統(tǒng)，即將物聯(lián)網(wǎng)( Internet of Things) 、云計算(Cloud Computing) 、虛擬化和大數(shù)據(jù)( Big Data) 等技術以“三網(wǎng)融合”形式構建智慧城市固體廢物管理系統(tǒng)，促進城市固廢產(chǎn)生、運輸和處理，整個生命周期可智慧地感知、分析、集成和應對，從而實現(xiàn)管理決策的科學化和高效化，以更加精細和動態(tài)的方式管理城市固廢。
根據(jù)智慧城市固體廢物管理系統(tǒng)的建設目標和需求分析，其體系架構如圖2 所示。
1）基礎設施層
基礎設施層是智慧城市固體廢物管理系統(tǒng)的基礎硬件和軟件運行環(huán)境，包含物聯(lián)網(wǎng)基礎設施( 如 GPS、 RFID、各種傳感器等) 以及服務器、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、網(wǎng)絡硬件和網(wǎng)絡協(xié)議等。物聯(lián)網(wǎng)基礎設施可實現(xiàn)固廢源狀態(tài)、固廢轉運站狀態(tài)等的感知，獲取固廢生命周期的環(huán)境、經(jīng)濟和社會方面的信息要素內(nèi)容。
2）虛擬資源層
虛擬資源層是利用物聯(lián)網(wǎng)、信息物理系統(tǒng) ( cyber-physical system，CPS) 、計算系統(tǒng)虛擬化等技術，將基礎設施層中的計算資源、存儲資源、網(wǎng)絡資源等軟硬件資源形成虛擬資源池，降低物理資源和資源應用的強耦合依賴關系，以支持資源的按需使用及高可靠性、安全性、可用性、普適性的系統(tǒng)服務環(huán)境。
3）數(shù)據(jù)層
數(shù)據(jù)層作為固廢信息要素內(nèi)容的存儲倉庫，包括基礎數(shù)據(jù)、 GIS 數(shù)據(jù)、業(yè)務邏輯、共享數(shù)據(jù)以及包含歷史數(shù)據(jù)和城市固廢管理系統(tǒng)運行數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)中心。
基礎數(shù)據(jù)包括城市固廢管理系統(tǒng)中的各種屬性數(shù)據(jù)以及用于相關服務功能的數(shù)據(jù)；各種屬性數(shù)據(jù)如固廢源類型、固廢源編號、收運人員信息、收運車輛信息、固廢處理企業(yè)信息等；用于相關服務功能的數(shù)據(jù)如人口數(shù)據(jù)、經(jīng)濟數(shù)據(jù)、收運處理成本、環(huán)境影響評價基礎數(shù)據(jù)等。
GIS 數(shù)據(jù)包含系統(tǒng)相關的空間地理信息，如固廢源分布點、收運車實時位置、收運路線等。
業(yè)務邏輯是系統(tǒng)提供服務的規(guī)則和流程，包括領域實體( 如固廢收集點、醫(yī)療固廢處理企業(yè)、熱解氣化焚燒爐等對象) 、業(yè)務規(guī)則、數(shù)據(jù)完整性規(guī)則及工作程序。
共享數(shù)據(jù)是其他信息系統(tǒng)提供的數(shù)據(jù)，如環(huán)保行政部門提供的危險固廢產(chǎn)生企業(yè)跨省轉移信息、固體廢物進口數(shù)據(jù)等。
4）基礎支撐層
基礎支撐層為系統(tǒng)的安全性、可靠性和高效性提供保障，通過虛擬資源的建模定義、封裝/注冊/發(fā)布、實例化和部署管理、智能搜索管理等技術實現(xiàn)虛擬資源的合理分配與自適應動態(tài)調度，以及提供信息系統(tǒng)的系統(tǒng)管理、應用開發(fā)環(huán)境、系統(tǒng)集成支持中間件、高性能與高可靠性支持四項基礎支撐。
其中，系統(tǒng)管理包括系統(tǒng)安全管理、網(wǎng)絡管理、監(jiān)控調度管理及主機系統(tǒng)管理。
應用開發(fā)環(huán)境為應用服務的開發(fā)提供軟件開發(fā)環(huán)境( 如 Java 和 . Net framework 等) 。
系統(tǒng)集成支持中間件為分布式應用軟件在不同技術之間共享資源而提供平臺和通信機制( 如 XML、ODBC、 JDBC 等) ，實現(xiàn)分布式應用之間的互連互通與互操作。
高性能與高可靠性支持包括用于多目標多約束優(yōu)化調度的動態(tài)優(yōu)化管理、用于評估服務質量的 QoS 評價管理以及故障恢復與集群技術等。
5）應用支撐層
應用支撐層為智慧城市固廢管理系統(tǒng)的應用軟件提供輔助支撐，簡化應用系統(tǒng)開發(fā)過程，提高開發(fā)效率，具體包括電子表單、工作流、通信服務、集成管理、即時通信和信息交換等。
6）應用層
應用層是系統(tǒng)的核心部分，通過數(shù)據(jù)交換和執(zhí)行業(yè)務邏輯，實現(xiàn)系統(tǒng)的各種功能，提供包括公共服務、決策支持、指揮調度、經(jīng)濟核算、執(zhí)法管理和規(guī)劃管理等城市固廢管理系統(tǒng)的多種服務。
7）展現(xiàn)層
展現(xiàn)層是通過互聯(lián)網(wǎng)、移動客戶端、 APP 應用等多種媒介為公眾、企業(yè)和政府直接展示呈現(xiàn)系統(tǒng)的服務內(nèi)容。
智慧城市固體廢物管理系統(tǒng)的主要服務功能如 圖3 所示，可分為實時監(jiān)控、基本屬性查詢、輔助決策和經(jīng)濟核算4 個方面。
1）實時監(jiān)控
實時監(jiān)控可以通過 RFID、 GPS 等物聯(lián)網(wǎng)基礎設施獲取固廢收集點、收集車、運輸車等城市固體廢物管理系統(tǒng)相關設備的實時狀態(tài)，是智慧城市固體廢物管理系統(tǒng)運行的基礎和重要功能。
例如，在固廢收集箱貼上 RFID 標簽，通過 RFID 讀寫器可快速非接觸地采集該固廢收集箱內(nèi)的固廢類型、可納固廢量、上次收集時間、處置方式和處置單位等信息; 采集的信息可通過 Zigbee 網(wǎng)絡或 GPRS 網(wǎng)絡傳送到數(shù)據(jù)庫或者云端。
在固廢收集車和運輸車上安裝 GPS 可獲取車輛實時位置、運輸軌跡和運輸時間等信息。
通過實時監(jiān)控，可獲得固廢從產(chǎn)生、運輸、計量、回收、出入站等全程監(jiān)控和全過程數(shù)據(jù)資料，可有效防止固廢遺失和不當處置。
2）基本屬性查詢
基本屬性查詢用于城市固體廢物管理系統(tǒng)各組成( 相關設備、設施、人員等) 的基礎信息查詢。
3）輔助決策
輔助決策功能幫助城市固體廢物管理系統(tǒng)的管理者科學、高效、低成本地做出相關決策，或為決策者提供參考資料和決策依據(jù)。
輔助決策以城市固體廢物管理系統(tǒng)底層基礎信息、業(yè)務邏輯和數(shù)據(jù)分析為基礎，在 GIS 和決策模型支持下，給出決策方案或模擬結果。例如，對于固廢運輸車輛調度，可根據(jù)底層的路況、運輸路線、 GPS 獲取的車輛位置、 RFID 獲取的車輛狀態(tài)( 運輸固廢類型、容量、已納量等) ，調用相應決策模型和算法( 如經(jīng)典的 VSP 模型、各種啟發(fā)式求解算法) ，選擇方法并在 GIS 的支持下安排合理優(yōu)化的車輛調度方案。
4）經(jīng)濟核算
經(jīng)濟核算功能以相關價格、底層基礎信息、固廢作業(yè)流程與活動工作量、成本效益計算方法等為根據(jù)，用于城市固體廢物管理系統(tǒng)的成本效益核算和成本管理，并可作為輔助決策的依
本文介紹了我國目前固廢處理的現(xiàn)狀，以及在“智慧城市”概念支持以及物聯(lián)網(wǎng)技術支撐下的固廢流轉系統(tǒng)的設計。
固廢處理是隱藏在快速的經(jīng)濟發(fā)展和光鮮城市生活背后的問題，也是世界各國都在面對的世界性難題，如何解決生態(tài)與發(fā)展的平衡是中國在進一步發(fā)展中面臨的嚴峻挑戰(zhàn)。在固廢處理問題上，掩耳盜鈴終究是自欺欺人，只有積極應對，才能求得出路。
