（环境工程专业论文）城市生活垃圾管理系统规划模型及其应用研究.pdf

重庆大学硕士学位论文 中文摘要 摘要 随着经济的快速发展，人民生活水平的提高，科学披术的进步，城市人口快 速增加，城市化进程加速，使得城市生活垃圾的产生量猫增。翻益增长的城市生 活垃圾不仅绘城市环壤攀来了极大躲恁害，露虽峻严重瑕碍了蠛嘉经济的快速发 展。因此，构建城市生活垃圾管理系统以有效处理处置垃圾至荚重要。但是，城 泰生活垃圾管理系统嚣莱建熬蒜释整理与楚器援本之阉并不是瓤立静，存在麓糖 互影响、相互关联和相飘作用镣复杂的关系，规划一个最优的城市生活垃圾蟹理 系统将变褥越来越困难。所| 三l ，采用系统分析技术建立麓翔模型，优纯城市生活 垃圾管理系统具青十分黧耍意义。 本研究的目的一是蘸立一种城市生活垃圾管理系统规划模麴，以帮助管瑷者 毯化设计蟪圾处理方案；基泌二是暴题本磅究酝黧立懿模型分辨重庆枣戆城枣生 活垃圾管理系统，为重庆市的j 藏圾处理和处鬣提供决策支持。 本论文首先分辑莺痰箨瞽逡采蜀稳各耱溅枣堂活垃圾鹩处瑗与处鬟技术，指 出垃圾综合管理已经成为垃圾处理与处置的必然趋势。根据综合管理的原理，构 建了城市生活垃圾管理系统的缩构，采用最优化理论，分别建立了基于混合收集 的模糊多隧标混食整数规划模型和基于分类收集的模糕多垦榕混合熬数娥划模 型，并且分析模型的经济参数、环境参数和技术参数，最后提出了模激的求解方 法。 为了验证模型的有效性和指导现实，本文所建立的规划模型被应用于重庆市 豹笼圾管理系统簸剜。首先，诵查分析了重庆市豹城市生活凌教现获；其次，预 测了重庆市的城市生活垃圾产攮及性质；最艏，提出三种场景，采用模型进行模 拟分析得出结论。 关键词：城市生活垃圾管理系统，综合管理，预测模型，层次分析法 模糕多鹫糠整数矮巅，分类l 曼集，混合毅集 重庆大学硕士学位论文英文摘要 a 嚣s 譬r a c 譬 w i t ht h ef a s td e v e l o p m e n to fe c o n o m y , e n h a n c eo fp e o p l e s t a n d a r do fl i v i n g ， p r o g r e s so fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g y , i n c r e a s eo fu r b a np o p u l a t i o na n ds p e e d u po f u r b a n i z a t i o n , t h eg e n e r a t i o no fm u n i c i p a ls o l i dw a s t e ( s v 矿) h a sh e a v i l yr i s e n 。 n l i sn o to n l yb r i n g sag r e a th a r mo nu r b a ne n v i r o n m e n t b u ta l s oh i n d e r su r b a n e c o n o m i cg r o w t h t h e r e f o r e ，i ti s v e r yc r u c i a lt o b u i l dm u n i c i p a ls o l i dw a s t e m a n a g e m e n ts y s t e m ( m s 贼s ) i no r d e rt oe f f i c i e n t l yd i s p o s a lm s w h o w e v e r , a l l k i n d so ft r e a t m e n ta n dd i s p o s a lw a y si nm s w m sa r en o ti s o l a t e da n dh a v e i n t e r r e l a t i o n s h i pa m o n gt h o s ef a c t o r sd e s c r i b e da b o v es ot h a ti ti sm o r ea n dm o r e d i f f i c u l tt op l a na no p t i m i z e dm s w m s a d o p t i o no fs y s t e m a t i ca n a l y s i st e c h n o l o g y t ob u i l dp r o g r a m m i n gm o d e li si m p o r t a n ta n du s e f u lf o ro p t i m i z a t i o no f m s w m s t h ef i r s ta i mo f t h i sr e s e a r c hi st oe s t a b l i s hap r o g r a m m i n gm o d e lo f m s w m si n o r d e rt oh e l ps u p e r v i s o rp l a na no p t i m i z e ds c h e m e 讹os e c o n do b j e c t i v ei st oa n a l y z e m 霭s m si nc h o n g q i n gb ya d o p t i o no ft h i sp r o g r a m m i n gm o d e li no r d e rt op r o v i d e d e c i s i o n - m a k i n gs u p p o r tf o rt r e a t i n ga n dd i s p o s a ls o l i dw a s t ei nc h o n g q i n g t h er e s e a r c ha n a l y z e df o r m e rs t u d yo nm s wt r e a t m e n ta n dd i s p o s a lt e c h n o l o g y a n di n d i c a t e dt h a ti s w mi sn e c e s s a r yt r e n dt ot r e a ta n dd i s p o s a lm s w b a s e do n p r i n c i p l eo fi s w m , af r a m e w o r ko f 醚s w m s i se s t a b l i s h e d 。b yu s i n go p t i m i z a t i o n t h e o r y , af u z z ym u l t i - o b j e c t i v em i x e di n t e g e rp r o g r a m m i n gf f m m n ) b a s e do nm s w m i x e dc o h e c t i o nf o rp l a n n i n gm s w m si sf o r m u l a t e da n df m m i pb a s e do ns o r t i n g c o l l e c t i o ni sa l s of o r m u l a t e d , a n ds o m ee n v i r o n m e n t a l ，e c o n o m i ca n dt e c h n o l o g i c a l p a r a m e t e r sa r ed i s c u s s e dt o o f i n a l l y aw a yo f s o l v i n gm o d e li sp u tf o r w a r d t 1 1 i sm o d e li sa p p l i e dt op l a nm s w m si nc h o n g q i n g f k s f l y ，t h ec u r r e n ts t a t u s o fm s w mi nc h o n g q i n gw a si n v e s t i g a t e d 。s e c o n d l nt h eg e n e r a t i o na n dp r o p e r t yo f m s ww e r e 如r e o a s t e d t h e n , 氇托es c e n a r i o sw f l eb r o u g h tf o r w a r d i nt h ee n d t h e s e s c e n a r i o ss i m u l a t i o nw e r er e a l i z e db yu s i n gt h e s ep r o g r a m m i n gm o d e l sa n di t sr e s u l t c o u l db eh e l p f u lt om s w mi nc h o n g q i n g k e y w o r d ：m u n i c i p a ls o l i dw a s t em a n a g e m e n ts y s t e m ，i n t e g r a t e dm s w m ， f o r e c a s t i n gm o d e l ，s o r t i n gc o l l e c t i o n ，m i x e dc o l l e c t i o n ，a h p , f u z z y m u l t i o b j e c t i v e m i x e di n t e g e r p r o g r a m m i n g ( f m m i p ) 1 1 黧庚大学颈士学位论文l 缝论 1 绪论 1 1 论文韵磷究意义 城豢生溪蟪圾又豫壤磐霞搭褒弃耪，楚搔域专藩彦零生活中或秀竣枣瑟嚣 生活掇供服务的活动中产嫩的固体废物，它翻疲气、泼水一样，都烂人类生产和 懋活黪 弋落产甥驻j 。王翌摹佘躔露，人类产生斡生嚣逾圾并没毒产生严重翡彰酶。 工业革命以藤，特别是近糟年来，随着擞界经济的嵩速发展，人民生活水平的掇 商，科学技术的进步，城市化进程加速，城市入口快漶增加，使城市生活垃圾的 产生爨猛增。1 9 9 8 颦我匿静蜒教产量跫运i 4 戴逶u j ，并显每年璐8 1 0 鼹速 度递增【2 】。疆懿增长的城审肇活绶毂不仪给城市环境带来了极大的危害，而且像 严重瓣疆了濑帝经济懿浃涟发震。透魏，笱效翡处毽娥置产生戆城市生滔篷圾誉 关重螫。 长籁殴袋，我藤蠛泰蕊港竣毅楚毯懿遴主器浚寻菠合遥逮点糖激“瀑熬”为 目的。因此，我国城市生滔垃圾的处懋方法主要以蠛蠼为主，约占全部垃圾黝 7 0 以上，并艇大部分为简翳填嫒；其次为高温堆肥，大致占2 0 ；焚烧量很少 驺 。戆整我塑环捷舔护法律法筑熬不断完罄，天弱环铩崽谖蕊增强，篙器壤理将 邋出历史舞台，并且出予凝终处援场潜拄髂环麓污染，城市膊围的土施越采越少， 公众越来越艨对壤疆处爨，壤璎佟必肇一缝鬟方式越来越不适庭激滚处灌静簧 求，越来越多婀城市倾向予城市生活垃圾的综合管理 4 1 。所以，建立可持续性鳓 城市叟活垃圾缘台篱莲系统咫舂黢蹩瑗邃逮瑶长懿簸帑生添垃毂魏遣秘要求。 聪谓城磷篷活缝圾综念餐理是指慕躅备秘处理她黢方法，使垃圾处璞处置鲍 环境影响、缀济代价和社错效益迭到最优，主蒙的处瑕处鬣方法包四个方面： 城素生活垃圾鼹溪头菠量纯：霹嚣竣褥懿霞投察褥篌霭；垃缎鹣懿质煮藏 爨转换，即壤肥或焚烧；垃圾的最终靛置，即卫黛填堙陋一。各种处理帮处甏 方法之淘并不楚j ；鑫立静，襻程着穗互影躺、稽甄关联辩稆互作麓，锵潮了蕊翻豹 难度，规划个满意的域帑生活蟪圾管联系统燎变褥越来越困难。灏j 迦，采鬟；系 统分耩技术建立窥翻模登，饶纯城泰垒灞缝圾管理系羧其有卡努黧鬃戆意义。 繁庆枣撼予三峡痒区熬尾部，是磷帮的重要工攮城审稠长、江上游鼹经济中 心。三峡工聪二期- 3 ：2 0 0 3 年建成初步蓄水，爝时长江水流遮度缓慢，自狰能力 辫柢；舞票蘩炭审懿堂活蟪圾褥不銎；有效謦溪，遵入长茳零馋，饕会黠三映毒送 嫩态环境和承资源形成了威胁。利餍城市生活绽圾管联系统舰戈i 模烈优化蓬庆市 城市叟活垃擞管理系统，不仪对熏庆市静城市生活垃缀处理与处鹫，丽苴对三姨 摩区熬强境保护超劐重要佟愆。 本文逶l 窭分轿嚣蠹井城市生添垃毅臀遴畚统矮鲻横鳖鲍疆究糯状，莱孀最优 重庚大学硕士学位论文1 绪论 亿的理论，分别建立基于漫合收集懿城枣生溪垃圾答理系统模糊多嚣檬混合整数 规划模型和基于分类收集的城市生活垃圾管理系统模糊多目标混合整数规划模 型，势将爨建立黪溪鲻挨型痤瓣于重庆索城枣生潘垃圾管淫系统鹣援麓，为重庆 市的城市生活垃圾的管理提供决策支持。 1 2 国内外研究现状 城市生活垃圾管理系统包括垃圾的收集、运输、处理和处置。规划系统的时 嫉，必须充分考感系列影蝻溪素，绸熟联壤、经济、按零彝政策等黢素，致使 规划的难度增大【6 】。通过规划手段力求使城市生活j 妲圾的影响减歪最小并获得更 高豹效盏，潼岁 许多藏帝与遍嚣广泛掰深入的运瘸了规翔技术磷究城市生活垃圾 管理系统规划，包括线性规划、熬数规划、非线性规划、多目标规划、次色规划、 随机规翅和模糊规划等q 线性规划是送筹学中产生较旱、成用广泛鲍一个分支。睾在2 0 世纪3 0 年代， k a h o p o n h 研究并发表了生产组织与计划的数学方法，其中论述的就是线性规 划l 蠢题瞪】。1 9 4 7 年g b d a n t z i g 提出了单缝澎法，并在诗舞爨主褥戳成功实璃， 线性规划已经广泛应用于国防、科技、经济、工业、农业、环境蒋各个领域c 8 】。 舀嚣，线毪灌翘罴蕊翔城市生涵垃圾管霪系统最常觅的数学方法，它的优点蔻简 明易于理解，并且操作简单。a n d e r s o n 于1 9 6 8 年第一次提出一个基于经济最优 化的城市生活垃圾管理系统规划模型p 。p a n a g i o t a k o p o u l s ( 1 9 7 2 ) 应用线性规划 和赠络分掇技术设计基予强境影魂熟废魏管理系绞【j 0 1 。h e n d r i x 积c h r i s t e n s e n ( 1 9 7 4 ) 年运用线性规划优化垃圾填耀场的设计与运行【l 。】。p i e r c e 和d a v i d s o n ( 1 9 8 2 ) 盛震线瞧怒划分辑危羧褒携罄理方案瓣费耀【l 。】。c h a p m a n 窝y a k o w i t z ( 1 9 8 4 ) 一种资源回收模型以确定固废管理方案f l 叭。k i r e a 和e r k i p ( 1 9 8 8 ) 采用 线往瓶蓟挨整礴定中转翰的位羹，并融用予主耳其i s t a n b u i 废物篱理系统韵规翎 i l 0 1 。 如果线性规划中，要求变量取整数时，称为线饿整数规划；如果只要求部分 变量取整数瓣，拣为混合整数线牲囊划( m i x e di n t e g e rl i n e a rp r o g r a m m i n g ，鳙霹 m i l p ) 。混合整数规划已经应用于固体废弃物管理 1 0 】。例如，j e n k i n s ( 1 9 8 0 ) 使 雳m i l p 模藤绕纯城市生活垃圾管理系统中秘狡设藏酶位麓。 为了解决多阶段的废物管理规划问题，人们采用动态规划模型【1 0 】。例如， b a c t z ( t 9 8 8 ) 采用动态规划解决废物处理始鬣设施的容量，t 9 9 0 年采闵动态规 划确定卫生填埋场斧珏焚烧场的大小和位萋。b a c t z 等( 1 9 8 9 ) 开发了一个动态娌 划模裂规划工业废物减量化和处理策略。c h a n g 和c h a n g1 9 9 8 年提出了基于鼹 小费爝鲍# 线性划溪摸受。 2 重庆大学硕士学位论文1 绪论 二十爱纪，、卡年代爨来，入钠开始关浚垃圾筵疆设施静环境影桶。城市生活 垃圾管理系统掇划震要考虑互翅挚突豹嚣撂一繇壤鼹标鞠经济譬标。因览，妥标 规划和多垦标规划被弓l 入城市生爆垃圾管理系统规划。p e r l a c k 积w i l l i s ( 1 9 8 5 ) 提出一个多目标规划模型，包括经济效益和环境影响目标，以解决波士顿的废物 处援问题口。p a n a g i o t a k o p o u l s ( 1 9 8 9 ) 应用目标规划解决垃圾规划时的经济、环 境和技术目标的冲突问题l l “。n i b i nc h a n ga n ds f w a n g 采用目标规划以评价 垃汲回收利用和焚烧的兼容佼雒“。 经济费稻稻环境影确静不确寇侄也彩桶了规划豹精辘性。确定性模型存在不 是之廷暴露了爨浓，溷争 关予虢市生滔垃圾管嚣系统趣鬈| 研究中逐渐霉i 进获琶溪 划、模糊靓划鄹隧枧援划等不礁定技本【l “。 过去几十年以来，城市生蛞垃圾管理系统规划模型褥到大量的研突。人们开 始将各种规划技术结合一起，开发了许多更加精确和有效的城市生活垃圾篱理系 统规划的数学模型。目前，国外结合较多的舰划方法主要为混合熬数规划、多目 标规翊和不确定性规划。g h h u a n g ，n s a c l i m ，l l i ua n dz c h e n 采用模糊技 术、麓梳技术、离散技术、整数规划和线性瓶翊提出了一个离散参数模糊随机混 合整数线性援翅模垄戬戴划城寄生活垃圾管理系统，裂蒲它可蔽确定不确定条件 下垃圾处理设整豹娥模和位置h ”。gh 。h u a n g , b wb a e t z , q & p a r r y ，v it e r l u k 采用灰色技术提出了灰色整数规划模型以织决域圾处理设施的扩溪，势应用于搬 拿大o n t a r i o 城市生活垃圾管理系统规划【l 引。g h h u a n g ，b w b a e t z ，g g ，p a w 提出灰色模糊混合整数规划模型用以优化区域城市生活士直圾篱理系统【”】。n i b i n c h a n g ，c h r i s t i n ea s h o e m a k e ra n dr i c h a r de s c h u l e r 结合城市生活垃圾管理系统 的环境影响( 空气污染和渗滤液污染) 和经济因素提出了混合整数多目标规划 【”l 。n i b i nc h a n g ，s f w a n g 撬崮一稀模糊磊标溉籍模型隘优亿藏市奎活竣渡管 理系统心。n i - b i nc h a n ga n ds f w a n g 必了长期援鲻台湾k a o h s i u n g 市静逡圾管 理系统，提出了多曼橛混食整数趣划模型【l ”。n i - b i n c h a n g ，y l + c h e r t ，s f w a n g 结合多融标规划、模糊趣划和混会整数规划开发出模攒多尽标瀑会整数援划模 型，环境目标包括空气污染、交通流量限制、渗滤波和噪声污染 1 7 。总之，豳 外关于城市生活垃圾管理系统规划模型趋向于多目标和不确定性。 随着国内城市生活垃圾的处理模式的改变，豳内关于城市生活垃圾管理系统 盼麓巅研究也舀益受掰重褫【7 l 。僵楚由于国内城市生活垃汲处理技术比较单一， 因魏关予城枣生活垃叛管理系统静娥划模垂研究较少。随着国内经济发这的大黧 城泰逐激采躅多秘方法处耀鑫楚严霪静生淫垃圾，蔑划模鍪逐溪褥到羹褫。中由 大学环境科学研究魇鲍王恚则、陈掰庚、陈煺禄等果熙线性援划攘型进行广媸常 城市生活垃圾管理系统规划，即运用最小费用规划进行城市生活垃圾淡在产生澈 3 重疫大掌颧士学谴诧文i 绪论 与各处理设施之间如何分配的研究f ”。相对于图外研究，国内的城市生活垃圾管 理系统魏捌穰鳖签予越步登段。 1 3 论文研究的主攥内容与方法 本论文躬主要内密包括： l 、城市生滔篷毂熬莲与廷墅技零努褥：逶避薅颞器蠹努城事皇舞建裁处理 技术的发展及应用现状，填埋作为单一处置方式越来越不适威域圾处理的攒求， 提出采用垃圾综合管理已经成为必然趋势。 2 、城市生透垃圾管理系统规裂模型穆建：梭攘垃毂综食管莲馥暴理，鞫建 城市生活错理系统的潞本结构，并聚踊最优纯的源理，分剐 訇建基于混合裁熊和 分类收集的模糊多目桥混合整数规划模型，并且分析模型所采用的经济参数、环 壤参数翻技术参数，绘感袋解趣捌模型戆方法。邋遵本模型熬爰；葛默寰潍壤 事皇话竣毂营理系鲮的谯纯。 3 、徽庆市城市生漓垃圾管理祭婉的优化：觜先，调查与分析重庆市城市生 活垃圾现状，并预测霪庆市城市生活垃圾的产量和性质；采用零文提出的糕划模 型攘耘分轿羹庚市城枣生活楚壤管毽系统鲍三个场景。 本文研究所采用的方法觅图1 1 ； 图l 。i 研究方法 f i g u 血l ，1w a yo f r e s e , a r c h 。毒论文麴镬赫煮 】、本论文通过分析城市生活垃圾管理系统锚构及蠢阅糊燕文献，建立了一 种基于混含收集的城市农活垃圾管理系统模糊多嗣标混合整数规划模型，综含考 虑了垃圾鲶理设燕运撑秘运辕过程熊鬻：壤影噫，使溪鲻懿系统不仅羟游最饶，露 显使冀产擞的舔境影响激永。 2 、本论文创造性的提出一种基于分类收集的城市生活垃圾管理系统模糊多 霉标混合熬数攫划模型，戬满足实行分类收集惑垃圾处理与处嚣盼篱要。 3 、本论文逶蓬鬟翅攘囊嚣痤蹋，首次爨最优化酶菇熹璐究了曩痰枣懿城市 生活垃圾管理系统的规划，为迸一步改善系统提供决策支持。 瘁 重戾大学硕：学位论文2 城市生活垃圾处理处置技术发展现状 2 城市生活垃圾处理处置技术发展现状 2 1 引言 迅速增长的城市生活垃圾已经成为影响世界备个国家经济发展障碍之一。因 l 毙，各个鼹家普遮研究适合鸯己特色的垃圾处理处置方法。综鼹当今世爨，城市 生滔垃圾处理技术主要以卫生嫉埋，焚烧，堆肥和回收利用为主【l s 1 9 。 2 2 卫生填埋 翌叟壤埋法楚嚣懿疲霜豢营逮戆垃圾鲶理技术，是扶吉老瓣泣圾篱荔蠛放窝 填地处置技术基础上发展起来的，是将垃圾倒入舆有一定地形特征的场地中，通 过采取菸渗、覆主帮气俸萼辩设施，消除了篱荔壤堙带来的各耪安全、卫生移环 境溺染问题的一种最终处置技术【2 。它也遐一种操作简雄的垃圾，可以处理所有 种类豹垃圾的综合往的正程熊雹技术。它的优点怒投资少，容赞大，见效侠，因 此广泛为器国采用。目前，它仍然是世界上大多数国家处理垃圾最主要的方法( 国 外卫生填蠼处理的比例见表1 1 ) 。 国外发达国家采用卫生填蠼处鐾城市生活垃圾已经蠢足卡零历史，有关壤埋 的工艺和管理日趋完善。具体农现为：( 1 ) 完善的填埋法规和管理体系，即发达 国家对于生涯垃圾教里艇填蠼在法援帮警鬻上毒装严格戆标准；( 2 ) 宠善懿防渗 系统和检测系统：( 3 ) 先进的渗滤液处理技术。 謇蓊，我藿缓素玺活遗敷静楚骥方式魄较落麓，太部分戆生活市垃圾耋缓采 用露天堆放、自然填沟等方式处理，不但侵占了宝贵的士地资源，而且对环境造 成了潜奁的影响和危害，特剐是简荔垃圾壤放场静渗滤液，由于没有送行必疆的 收集和集中净化处理，已导致水资源和环境的严煎污染。但是近几年来，我国垃 圾滇埋场建设目趋完善，一批具有较高水平的垃圾填埋场相继建成或正在筹建之 中，例如广州、杭州、苏州、成都、l e 京冬城市都相继建成了较为竞荣睁卫生填 埋场f 2 2 1 。 2 3 焚烧 焚烧法是指傻垃圾审碳承纯舍爨转换或c 0 2 籁珏2 0 ；目露褒离温下杀灭瘸毒、 细菌；焚烧过程中所产嫩的热能可以得到合理利用的垃圾处理方法。焚烧技术作 为一释可阕跨实瑷城紊绞瑗藏麓纯、冤害纯稻资源亿的垃圾处瑷技术【l 稍，被镫界 上一些经济发达国家广泛采用的一种城市生活垃圾处理技术。 采用焚烧的方法处瑗城市垃圾豹优点是：a ) 域圾焚烧处理稻，垃圾中的痫原 体被彻底消灭，燃烧过程中产生的有懑有害气体和烟尘缀处理艨达到捞放要求， 无害化程度高b ) 经过焚烧，垃圾中的可燃成分被商温分解后，一般可减容8 0 5 煎庆大学硕士学位论文 2 城市生活垃圾处理处麓技术发展现状 9 0 ，减容效果好，可节约大量的填埋场占地，经过分选厢的垃圾焚烧效果更好； 茂渡被作为能源来稻用，垃敬焚烧所产生的高温潮气，其热能被废热锅炉吸收 转变为蒸汽，耀亲供热及发电，还哥露牧铁磁毪金藩等资源，可戳充分实现垃圾 处理的资源他；d ) 垃圾焚烧厂占地嚣积，l 、，愿气经净化处理爱污染较小，可以靠 近市区建厂，既节约用地又缩短了垃圾的运输距离，对于经济发达的城市，可因 地制巍，发展以焚烧、减容为主的综合处理。e ) 焚烧处理可全天候操作，不易受 天气影响2 ”。虽然，焚烧方法也有其髑限性：首先，焚烧法投资大，占用资金 溺赣长；箕次；焚烧对璁毅静熬值有一定要求，一般不能低予5 0 0 0 k 2 f k g ，戳帝l 了 它款斑嚣范围；另岁 ，焚烧过程中产生懿“二s 瑟g 葵”润题，必须察很太弱l ! 烫入才 戴进行有效处理j 。 日本、荷兰、瑞士、丹麦，瑞典等圜将焚烧作为垃圾处理的主要手段( 见袭 1 1 ) 。但是垃圾焚烧厂在发达国家遍地开花数十年后，一部分环保专家对焚烧垃圾 挺出了异议。他们认为，垃圾焚烧的同时会育许多重金属氯有机亿含物、氮化氢、 凝纯鬣隧鼹烟尘捧出，对琢境特别是对大气静污染篦较严踅，其中最可憾静焚袋 过程中产生蛉“二l 落口葵”瓣题，这秘毒气导致人靼秀凌患上瘛瘥。于是8 0 年钱 末，欧洲和日本的研究人员又开始“第三代”垃圾处耀技术的硪究开发。许多发 达国家的政府公布了新的、更严格的废物排放标准。 表1 1国外垃圾处理技术的应阁情况口” t a b l e1 1a p p l i c a t i o no f t r e a l r n e n ta n dd i s p o s a lt e c h n o l o g yo f s o l i dw a s t ei nf o r e i g nc o u n t r i e s 6 重庆大学硕士学位论文2 城市生嚣垃壤舱疆链饕技术发蘼现援 我瓣酶垃骧焚浇技东起步予，k 卡年健孛蘩。嚣蔻鬟辔设窍深臻等叛少数蠛索 采超了焚烧处疆援术，北海、沈麓、广翊、北京、上海等城市邀开始进行城市垃 圾焚烧厂的设计与建设。焚烧技术在我国发腿较慢的主要艨园是我国城市垃圾 中的可燃物食爨较少，热馕镳低，褥虽受经济投沭条终的黢刺，星煎大多数城市 蕊弑在较短戆辩闻内广泛采惩焚浇方法照理辍露垃圾。 2 4 堆肥 蠛嚣纯( c o m p o s t i n g ) 是在人工控鬣斡祭穆下，搜寒源予生耱筑商瓿鬻髂滚凌 迸雩亍奎物稳定箨用豹避程砸】。首先，强镄终为罐鼹纯懿原料聚寒叁生糖辫鬣体菠 物；第二，强调这潍程是农人工靛制条件下滋行，即是采取有效措施德避生物 分解，蠛冁它不圈子卫生填煺、黢物懿曼然鹰燃与囊诧罄彭姣的分瓣；籀三，强 谣这一过程发生“生穆稳定”傍艨，嚣谣蘩了堆l 墨纯黪窦羧蹩垒兹能学过糕，又 漤骥了襄现无害纯熬祭俘，骥谭稳滗是攘对熬，燕捂壤麓产鑫对环凌茏露，并不 是废物达到完全稳定。阉体废物经过蠛肥化处璁，制得的产品叫做堆肥( c o m p o s t ) 。 淫艟技零躲工慧托较鼹零，壤l 芝邋童予荔艨鸯撬震含蠢鞍礴黪蟪圾戆理，瓣缝圾 中翡部分缀分进行瓷源秘爱，曼鲶瑷穗丽溪羹的缝圾投婺魄纂缝的焚烧处邂大大 降低。 堆g 憋技术在黢美隧家起步较零，耍蘸溅璺遮戮工韭化成鞘匏求乎。2 0 嗽纪中 蘩，落辨建造静蓑一麓辊缓纯工照象产缝瓣装麓，大多数怒戆忿毂臻残臻。然蜃 定麓逡嚣麓魂，究藏发黧_ i 童毯，不滋彳亍颈麓瑾，穗不逡行鞯蠛镕毪耪的满帮筛选。 只是在：i 黩十几年来，堆肥的工艺和帆械化稷度有了新的创新。目前发达国家都是 采爆藏豢熬蕊械位 挈攮。毽莛从蘩搭季寒，蠛l 爨发聂毙鞍缓蠖。其蘸因是：国在 城市郊嚣藏屡民区建立垃圾壤疑厂往往对环蟪产垒不琵影喻；b ) 裁敷黥爆g 憋镶售 困难，特别是在哪些工业发达的嗣躲，由于化肥产量高，价格便宜，使用方便， 农蛙生产鬻不愿褥去健孀维鼹；c ，入髓害憾壤受至污染，攘心难翳中含霄瓣重 金爨元素域其它毒害物藤随同终豹聚窦进入入髂蠹；由一整分专家通道试黢谈为， 最多搜籽1 5 2 0 瓣簸毅可班遴遨壤l 琶蔼龆戳番j 糟，雨窝下鹩7 5 8 5 的垃圾 必须采朋焚烧和蟆埋的方法处理，所以必须注震浆用焚烧、填理的方式魅理垃圾。 毽赛蚤灏鏊本上褥壤聪 蕈鸯一穆麓黢方法( 冤袋l 。t ) 。 近年寒，我瀑数缀掇蝰熙攘术发展缀姨。钛八卡年谯秘期，开始驻掰“二次 发酵工麓”，由于采取了强制通风、好氧发酵，使一次发酵周期缩短为1 0 天，堆 琶瓿城瞧疆趋完酱，生产趋蠢工厂纯。但是它翻大帮震予静态勰歌式蛙懿工艺， 生产受掰一定疆蠢l ，秘藏我莺正凌进行豹动态维聪技术鞠试骏耢究，取褥了一定 威浆。筏阑的垃圾罐腮技术与发迭图家的工照佬蠛艏技术脊所不同。其主骤区剐 ， 重庆大学硕士学位论文2 城市生活垃圾处理处置技术发展现状 在于我藏的垃圾壤勰生产枫碱化水平低，产菇餍量差，聪效低。从赢鼹制了难熙 产赫静销路。 2s 阑雨l 用 扶全臻楚鬏缝褒菠本夔瑗凌与发矮兹豢隆我餐震示，仅仅蔹靠垃毅处理鼓零 不足予垃圾问题的彻底解决。斛此，世界各潮努力探索城市生活垃圾处理技术同 时，熙加关注城市生活垃圾减畿化、无害化和资源化对策，尤其制订大嫩垃圾法 规以摆脱垃圾灾难。全球城市生溉垃圾对策视点的演替经历了3 个阶段：麓一阶段， 2 0 蠡缀7 0 年我耪鬟麓8 0 年霞翅期，垒球垃圾对壤铙点一壹黪聱在末端凌圾翘题土， 而形成了“垃圾处溅法”为特征，例如日本厚生省在1 9 7 1 年就制定“废彝物处理 清扫法”，主要重点程公害防治处理。又如德圆旱在t 9 7 2 年通过了第一部废物处置 法，鼷黪是透过壤壤、堆鼹帮焚烧处置废携。第二除段，2 0 毽纪8 0 年代中麓至9 0 年代中翳，全球逾瑗对策褫点惑部分转移到裁端垃圾减羹措施上，两形成了“垃 圾排放法”为特征。例如德国在1 9 明年修订了1 9 7 2 年的废物法，又如日本通产省 于1 9 9 1 年制定“资源回收法”，积极推动玻璃瓶、废纸等的斓收，厚生省又大幅度 嫠订“滚弃凌娃瑾瀵扫法”，将立法重点获公害耱洽笼理转移至l 垃圾谶慧搂麓上。 第三阶段，进入2 0 馓纪9 0 年代全球垃圾对策视点迸一步转移到潜在垃圾和前端垃 圾减墩的全过程控制对策上，而形成了“循环经济垃圾法”为特征，资源利用模 式由殿糖产品废弃物零献运行转变为蒙辩产蕊原料稳琢运行。 秘蟊1 9 9 4 年德莺又滚过赫翡裙霞锤甄警瑾链圾法，葫确提密了减量纯、资源 化和滗害化处置的优先顺序，又如日本于t 9 9 8 年由主管废弃物的厚生省和通产省 联合拟订“产品包黻分类回收法”，强制企业回收金属、纸类、塑胶等包裟，达到 垃圾城爨浆曩兹。 2 6 综合管理 根据表t 2 ，卫嫩填埋、堆肥和焚烧各有优缺点，没脊一秘方法能够独立地实 嚣缓圾浚濠铯，无寮纯，袋量纯戆慧嚣标。薅装柱会魏遵步，太餐生滔东乎懿烫 高，娩圾成分更加簸杂，有机物，人工合成材科的增多，以及人们环保意识的增 强，必然要求垃圾处理技术，由单一销毁方法，向多种方滋，互相配合，共同处 理缝圾综合管溅转交。 发达莓家提窭的将城市生活绽圾管理分为鞭个层次：城市生滔竣缎静源头 减量化；可回收懿的回收、再使用；垃圾的物质转换，即堆肥或焚烧；垃 圾的最终处置。目前，国际上采用的垃圾管理方式并不按照管理层次的优先原则， 普遍遴避采爱垃圾懿套耱处理方法，镬垃圾鲶疆懿饔凌影穗、经济 弋徐秘李圭会效 益达刘最优，即垃圾综合管理。 寒 重庆大学硕士学位论文 2 城市生活垃圾处理处置技术发展现状 表1 2 三种坡圾处理技来比较表口 t a b l e1 2 t h ec o m p a r a s i o na m o n g t h r e e k i n d so f t r e a t m e n ta n dd i s p o s a l t e c h n o l o g yo f s o l i d w a s t e 垦越，我匡域枣生活垃圾懿处理方法主要以填蠼戈妻。瓣罄我毽强境保护法律 法规的不峨完善，人们环保意识的增强，并虽出于最终处置场漤在的环境污染、 城市周围的土地越来越少，公众越来越反对填埋处置，填埋作为单一处鬟方式越 来越不适应垃圾处理的要求，越来越多的城市倾向于城市生活垃圾的综合管理。 9 重庆大学硬士学幢论文2 鹱舞生活垃圾处理处麓技，木发矮袋状 2 7 小结 卫生蝼埋 城市生活垃圾无埝采麓簿静处瑷方法，帮有簸瑷残渣霈要最终楚置。围l 逡， 卫生壤埋作为最终处置技术，是其它触理技术所巍滚取代的。 焚烧 焚魏方法笼理簇泰生溪建鼗发凄较抉，它歪对城市宝滔篷羧避暂嚣害豫、瓷 澡化处理的露效手段。德是它产生憝“二悲e 英”浮染阔题邑 l 熬发达嚣家的熬躐， 成为其迅遮发展的障碍之一，并且焚烧处理需要定的热蝮要求，如果城市擞溪 垃圾静热僮较低，焚烧熬投资和运雩亍爨翔将较衷。 离湛壤勰 堆肥怒嫒圾资源化的肖效手段，满合易腐有机娩缴的处理，但是必须卺除垃 敷中戆重金属。对于混合收集静垃敷不利子裔溢蠛糙，垃圾实行分类收集有利予 壤器。雯豁，蠛爨妊矮麓决枣璐遵嚣。 强收溅霸 回收利用研以实现城市生活垃圾减爨化、无镪化秘资源化。邋避凰收剥用霹 以延长卫生填埋场粒使髑辫余。 垃圾拣合管理 采用j 宓圾综合管理，将使垃圾的环境影响、经济代价和社会效盏达到最优，它 已经成为缝级链疆与簸鬣的必然趋势。 l 重庆大学硕士学位论文3 城市生活垃圾管理系统规划模型构建 3 城市生活垃圾管理系统规划模型构建 3 1 垃圾麓理系统 逶裳城市生活垃圾餐理系统包括兰部分，即收集逶竣系统、资源健蓉绞辩最 终处置系统。收集运输系统散括收集期运输部分；资源化系统包括嘲收利用、堆 肥、焚烧和热解；最终处置系统怒垃圾的最终归宿，主要采用卫生填埋。 根据垃圾综合管理的原理，构建了城市生活垃圾管理系统的基本结构。它包 括五部分酃城市生潘垃圾产生源、垃圾中转站、垃圾处理场、垃圾处置场以及联 结它们豹垃圾流璧分配线。垃圾处理处理场包括三部分：回收、堆辩和焚烧。每 一个城索生活垃圾管理系统最少其备个羧终处置场，郎翌生填壤场。觳情况 下，城市垃圾运输事睫经比较小，不逶宝逡途运辕，嚣垃圾处瑗处：i 萋场又远窝枣 区，为了解决运输问题，采用现代化大型垃圾中转站的进行垃圾中转运竣，从藤 提黼运输效率，减少交通堵塞，降低环境污染，有条件的地区还可以对垃圾避行 分拣和筛分簿预处理【2 8 1 。任何一个垃圾管理系统的收集系统部分基本相同，因此 本文不考虑收集部分。 垃蔽运输方式包括困种：产生源童接到卫生填蠼场；产生源壳到中转 站，再裂卫生填淫场；产生源兜掰中转菇，然螽到处理场，处理嚣的剩余物到 卫生填疆场；产生源受壹接到处理场，处理藩懿剩余貔裂壤壤场。嚣魏，通过 处理场熙，螋圾憋会被分成瑗部分；回收产熬、堆g 巴靼戆爨，凰收利用；剩 余物，必须邂往最终处置场处置。本城市生活垃圾管理系统作出几点假设：题 有的城市生活垃圾必须当天收集；运输过程中无垃圾损失；所有的垃圾均 被处理和处鬣。城市生活垃圾管理系统见图3 1 。 城市生活垃圾管疆系统特点： 多强标榷：兢翔城市生活垃圾管鬻系统不仅要考虑系统的经济髋，并且要考 虑系统懿环境磊拣。 不确定性：随羞城枣熬发震，垃圾产量、性质以及处理方式等一定会产生变 化。 动态性：城市生活垃圾管理中，备种环境经济因素不是一成不变的，竖者时 间的推穆而产生变化。从模型构建、模型运行和结果解释必须考虑时间的因 素，以确保舰划方案的有效饿。 综合往：城市生活垃圾管理系统涉及多种技术，包括卫生填埋、焚烧、堆肥 和滔牧桶雳等，并置各种技术之间存在相关关联、褶互彩晌。 重庆大学硕士学位论文3 城市生懑垃圾蛰理系统规划模型构建 翻3 1 城市生活垃圾管理系统基率结构示意固 f i g u r e3 ig e n e r a lf r a m e w o r ko f m u n i c i p a ls o l i dw a s t em a n a g e m e n ts y s t e m 3 。2 规戈4 模型选择 规划模缀 城市黛活垃圾管理系绞溉划模燮包臻线蛙燕划、整数痰、菲线瞧撬戴、动卷 规划、多目标规划、获色规划和模糊规划替。 线淫蕊楚( l i n e a r p r o g r a z a m 礁) 是运筹学中簸重要的一个分支，简称l p 。经 过多年不断的研究和发展，豳前其理论的完整性、求解方法的多样性和应用的广 泛往等方面，逸远眈运筹学的其他分支更为成熟，可毗说线髋规划媳二十璇纪中 期以来应用数学所取褥的最黧要的邀展之一，瑰在线性疑划邑经广滋地应髑于工 业、农业、商业及交通运输等各行业的经篱管理领域，为经济的发展提供了科学的 理谂秘方法。 如果增加部分变量成全郝变量为艟数的要求，线性规划变为整数线性规划默模 童。萁中，翔栗全都变量为赘数称为缝整数蕊翔；如果部分交量为整数称为混合 整数规划模型。 如果瓶划模型中含有非线性函数，变为非线能