（环境工程专业论文）成都市餐厨垃圾收运系统及优化研究.pdf

西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 摘要 随着城市化进程的加快及人民生活水平的提高，餐厨垃圾的产生量越来越大，由 于缺乏有效的餐厨垃圾管理，导致“潲水猪”、“潲水油”不断流入市场，对人们的身 体健康构成了严重威胁，传统对餐厨垃圾的研究基本都停留在末端治理和源头控制， 对餐厨垃圾的收集运输过程则很少关注，鲜有研究，造成我国餐厨垃圾收运长期停留 在比较低的水平，运输过程中“跑、冒、滴、漏”现象十分常见，对城市卫生状况， 市容市貌形成严重威胁。 本论文在查阅大量餐厨垃圾国内外文献的基础上，通过对成都市餐厨垃圾产生量， 组成结构，以及道路交通状况、区域规划情况等分析研究，建立了餐厨垃圾收运模型， 并应用在成都市餐厨垃圾收集过程中，最后确定出适合移动式容器收集和固定式容器 收集的临界距离。 本论文利用运筹学中线性规划理论以及运输问题模型，根据现有生活垃圾运输过 程中的标准和经验参数，运用类比法参照其他城市的餐厨垃圾运输参数，对成都市餐 厨垃圾收运系统设定参数模型，在此基础上对转运站运往处理厂的运输能力及运输路 线建立了运输问题模型，最终利用v o g e l 近似法和e x c e l 软件对建立的模型进行了求 解，得出除了武侯区簇桥转运站采用向两个处理厂转运垃圾的运输模式外，其余转运 站均采用就近运输模式，结果与运输距离是影响转运方式和运输能力的最主要因素一 致。 论文为成都市餐厨垃圾收运体系建设提供了有力理论依据，论文的研究方法在成 都市餐厨垃圾收运建设时具有很高的参考价值，同时也可作为其他城市建立餐厨垃圾 收运系统的参考。 关键词：餐厨垃圾；收运系统；收集模式；运筹学；运输问题 西南交通大学硕士研究生学位论文 第1 t 页 a b s t r a c t w i t ht h ea c c e l e r a t e du r b a n i z a t i o np r o c e s sa n dp e o p l e sl i v i n gs t a n d a r d s ，t h ea m o u n to f f o o dw a s t ei n c r e a s e sq u i c k l y b e c a u s et h ef o o dw a s t ei sl a c ko fe f f e c t i v em a n a g e m e n t ，t h e ”s w i l lp i g ”a n d ”s w i l lo i l ”c o n t i n u ei n t ot h em a r k e t ，w h i c hw i l lt h r e a tt op e o p l e sh e a l t h s e r i o u s l y t h et r a d i t i o n a lr e s e a r c h e so nf o o dw a s t er e m a i na tt h ee n do f t h et r e a t m e n ta n d s o u r c ec o n t r 0 1 b u tt l l es t u d yo fc o l l e c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o no ff o o dw a s t e i sl i t t l e t h e r e f o r e ， t h ec o l l e c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o no ff o o dw a s t ei nc h i n as t i l ls t a ya tt h el o wl e v e l ，a n dt h e ”r u n ，d r o p ，d r i p ，d r a i n ”p h e n o m e n o ni sv e r yc o r f l l n o nd u r i n gt h et r a n s p o r t a t i o n ，w h i c hb r i n g s as e r i o u st h r e a tt ot h eo u t l o o k so fc i t y i nt h i st h e s i s ，a tt h eb a s eo fal a r g en u m b e ro fr e f e r e n c e sa b o u tf o o dw a s t e ，t h ep r o d u c e d a m o u n ta n dc o m p o s i t i o no ff o o dw a s t ei nc h e n g d u ，t h er o a dt r a f f i cc o n d i t i o n sa n do t h e r r e g i o n a lp l a n n i n gs i t u a t i o nw e r ea n a l y z e d t h em o d e lo f f o o dw a s t ec o l l e c t i o ni se s t a b l i s h e d ， a n di sa p p l i e do nt h ef o o dw a s t ec o l l e c t i o np r o c e s si nc h e n g d u a tl a s t ，t h ec r i t i c a ld i s t a n c e o ft h ev e s s e lf o rm o b i l ea n df i x e dc o l l e c t i o nc o n t a i n e ri so b t a i n e d m e a n t i m e ，u s i n g t h e o p e r a t i o n s r e s e a r c hi nl i n e a rp r o g r a m m i n gt h e o r y a n d t r a n s p o r t a f i o nm o d e l ，t h et r a n s p o r tp a r a m e t e r so f f o o dw a s t ed i s p o s a ls y s t e mi nc h e n g d u a r e s e tu p ，w h i c hi sb a s e do nt h ee x i s t i n gs o l i dw a s t ed u r i n gt r a n s p o r tp a r a m e t e r so f t h es t a n d a r d a n de x p e r i e n c eo fu s i n gt h ea n a l o g yo fo t h e rc i t i e s t h e nt h et r a n s p o r t a t i o nm o d e lo f t r a n s p o r tc a p a c i t ya n dt r a n s p o r tr o u t e so ft r a n s i ts t a t i o n sa n dt r e a t i n gf i e l di se s t a b l i s h e d a t l a s t ，t h em o d e li ss o l v e du s i n gv o g e la p p r o x i m a t i o nm e t h o da n de x c e l s o f t w a r e t h e r e s u l t ss h o wt h a tc u q i a ot r a n s i ts t a t i o ni nw u h o ud i s t r i c th a st w ot r a n s f e rr o u t e st ot r a n s f e r f o o dw a s t e ，a n dt h eo t h e rt r a n s i ts t a t i o n sa r en e a r b yt r a n s p o r t a t i o n t h ep a p e r , f o rt h ef o o dw a s t ec o l l e c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ，p r o v i d eas t r o n g t 1 1 e o r e t i c a lb a s i sf o rc h e n g d u t h er e s e a r c hm e t h o d so ft h ef o o dw a s t ec o l l e c t i o na n d t r a n s p o r t a t i o nh a v eah i g hr e f e r e n c e v a l u ei nc h e n g d u ，a n di sa l s ov a l u a b l ef o ro t h e rc i t i e s k e y w o r d s ：f o o dw a s t e ；c o l l e c t i o na n dt r a n s p o r t a t i o ns y s t e m ；c o l l e c t i o nm o d e ；o p e r a t i o n a l r e s e a r c h ；t r a n s p o r t 西南交通大学 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授 权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用 影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。 本学位论文属于 1 保密口，在年解密后适用本授权书； 2 不保密留厂使用本授权书。 ( 请在以上方框内打“4 ”) 学位论文作者签名：工；高将挪虢、毛彩一 指导老师签名：_ 、参等歹一 日期：2 矿办6 0日期：却，9 多，广 西南交通大学硕士学位论文主要工作( 贡献) 声明 本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下： ( 1 ) 对成都市餐厨垃圾基础数据进行整理分析。 ( 2 ) 对成都市餐厨垃圾建立了单独的收运系统，并对收集容器、收集机具，收集方 式以及收集路线进行了分析选择。 ( 3 ) 针对成都市餐厨垃圾进行收集模式临界距离的选择分析 采用收集方式经济性选择模型，针对成都市餐厨垃圾的特点选择参数，最后计算 出适合移动式收集和固定式收集的临界距离。 ( 4 ) 餐厨垃圾运输方式的选择 将餐厨垃圾看作产销平衡问题，使用运输问题模型对餐厨垃圾建立运输模型，并 最后用e x c e l 软件对模型进行求解，形象展示计算结果。 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成 果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。 本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。 学位论文作者签名：，王涛 日期：2 vf 汐6 9 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 页 1 1研究背景 第1 章绪论 1 1 1 城市餐厨垃圾产量的增长 餐厨垃圾是食物垃圾中最主要的一种，包括家庭、学校、食堂及餐饮行业等产生 的食物加工餐厨料( 厨余) 和食用残余( 泔脚) 。其成分复杂，是油、水、果皮、蔬菜、 米面，鱼、肉、骨头以及废餐具、塑料、纸巾等多种物质的混合物。厨余中糖类含量 高，而泔脚则以蛋白质、淀粉和动物脂肪等为主，且盐分、油脂含量高。 随着我国经济的快速发展，人民生活水平不断提高，餐饮行业也蓬勃发展，随之 而来的餐厨垃圾产生量也大量增加。目前我国仅泔脚的产量就超2 0 0 0 0 t d 引。各大城市 曰均餐厨垃圾产量都在1 0 0 0 t 以上【1 1 ，而且随着经济的快速发展，这种增长趋势还有愈 演愈烈的趋势。据相关统计，我国目前有3 5 0 多万家大小餐馆，餐厨垃圾产生数量巨 大产生的餐厨废物数量惊人。北京市目前日产餐厨垃圾约1 0 5 0 吨，到2 0 0 8 年，日产 量将达1 2 0 0 t 。上海市日产餐厨垃圾约1 1 0 0 t 等【3 】。以北京、上海、广州、杭州等大城 市为例，其餐厨垃圾日产量均超过1 0 0 0 t e 4 , 5 】，垃圾围城现象日益严重。 1 1 2 城市餐厨垃圾收运现状 作为垃圾综合管理系统的重要组成部分，垃圾收集运输系统占据着重要的位置， 部分城市的垃圾收集运输系统所支出的费用占整个垃圾综合处理系统的比例很高。因 此建立一个高效，有序的餐厨垃圾收运系统，在整个餐厨垃圾管理体系中起着至关重 要的作用。 现代城市的道路及功能区划越来越复杂，随着城市的不断扩张，需要收运垃圾的 区域也越来越广大。然而在我国的餐厨垃圾管理体系建设中，长期以来的工作重点都 在末端治理上，而忽视了对餐厨垃圾的收运方面的研究，餐厨垃圾收运方面的研究相 对滞后，缺乏系统的规划和管理体系；运输工具十分落后，手推车、拖拉机、摩托车 等都还在普遍使用。同时在实际操作过程中，由于基本参照国外发达国家的一些经验， 而较少结合我国城市的特点，尤其是成都市区的特点( 城镇中心人口密度大、居住拥 挤、餐馆众多，高油脂，高盐分的火锅潲水随处可见) ，使得前端收集容器、垃圾转运 站选址较为盲目，建设规模不匹配，从而导致投资效益低下，转运能力不足，经济性 较差，并增加了周边交通压力。同时，由于餐厨垃圾收运设备密闭性差，收运路线设 西南交通大学硕士研究生学位论文第2 页 计不合理，多种运输方式并存( 水运、陆运、机械运输、人力清运等) ，“洒、落、抛、 滴”等现象普遍存在，导致在餐厨垃圾清运过程中垃圾与人群接触概率很大，餐厨垃圾 中含有的大量对人体有毒、有害的化学物质或微生物，严重威胁到工作人员及居民的 身体健康。餐厨垃圾收运系统作为与居民生活密切联系的一部分，其高效运行对于城 市地区的餐厨垃圾处理系统的正常运营起着至关重要的作用。随着城市居民对生活质 量及环境质量关注度的提升，人们对城市生活垃圾收运系统的要求也在逐步提高。因 此，各大中城市迫切地需要一套行之有效的餐厨垃圾收运系统。 1 1 3 研究课题的提出及研究意义 成都市位于中国西南，四川省中部，四川盆地西部，地处成都平原腹心地带。成 都市总人口约为1 2 0 0 万人，在全国特大城市中，人数仅次于重庆、北京、上海，居第 四位。全市人口密度为每平方公里9 0 0 多人，其中，五城区及高新区人口稠密，平均 每平方公里达到6 0 0 0 人之多。改革开放以来，成都市经济发展很快，人民的生活水平 大幅度提高。成都市区这几年的人口年平均自然增长率为2 2 左右，然而过快的经济 与人口的增长导致了餐厨垃圾产量逐年增加，尤其是四川饮食文化源远流长，餐厨垃 圾的增长速度更是快于其他生活垃圾的增长。本论文针对成都餐厨垃圾收运系统中不 规范收集的问题，结合成都市餐厨垃圾产量，收运方式，餐饮行业集中情况等，对成 都市餐厨垃圾现有数据进行分析，开展建立适合成都实际情况的餐厨垃圾收运系统的工 作，达到为解决成都市餐厨垃圾出路以及为餐厨垃圾资源化利用提供条件，为环境规划 管理部门制定政策，和学术研究提供参考的目的。 1 2 国内外研究现状 1 2 1国内外研究现状 国际上餐厨垃圾处理的方法有很多，有卫生填埋、高温好氧堆肥、餐厨垃圾处理机 处理，以及饲料化等，这些处理方法都存在着这样或那样的缺点，美国2 0 0 0 年厨余垃圾的 产生量为2 5 9 8 万t ，多采用卫生填埋方法，填埋需要占用土地、产生渗滤液过多，产生 二次污染，美国西部一些城市采用高温好氧堆肥技术，堆肥的缺点主要是由于垃圾中 杂质太多，无法经堆肥进行分解，影响堆肥品质，而且产生的气味问题较难解决；日本多采 用餐厨垃圾处理机处理餐厨垃圾，目前主要是把垃圾粉碎后直接排入下水道，容易堵塞 水管。增加污水处理厂的负荷，增加水耗等缺点；英国等国多采用饲料化处理方式，饲料化 的主要缺点是饲料的安全问题较难解决【6 】在餐厨垃圾处理上走在前列的是德国，荷兰， 瑞典等中北欧国家。德国规定填埋的垃圾有机物含量在2 0 0 5 年后要小于o 5 【7 】德国 目前绝大多数垃圾填埋场已被关闭，很多大企业正在实现变废为宝的目标，现在德国 西南交通大学硕士研究生学位论文第3 页 ! iii 一, 曼曼曼! 曼曼曼曼曼曼! 曼! 曼曼! 曼蔓 经济增长最快的一个部分就是价值5 0 0 亿欧元的垃圾处理业【7 1 。目前美国，日本等采用 传统方法处理餐厨垃圾的国家也认识到餐厨垃圾资源化的趋势，开始向德国学习。资 源化的关键是从源头开始分类收集餐厨垃圾，形成规模效益，才能便于资源化处理餐 厨垃圾。g r e e n b e r g 【】运用线性规划技术，综合评价大城市能量和原料回收，固体废弃 物的运输和固废土地填埋的优化方案。p i e r c e 和d a v i d s o n 1 2 】运用线性规划研究区域有 害废物管理费用，确定了废物的运输线路，运输转运站，运输设备和最终安全处置方 法。k i r c a0 a n dn e r k i p 【1 3 】阐述了用于决定大型固废管理中废弃物运输转运站的选址， 并且将这一模型在土耳其加以应用。z h uz 和r e v e l l e 1 4 】将混合整数规划应用于固定费 用函数下固废处理设备的选址中。h e i s hh n ，h ok 。h 【l5 分别将线性规划模型应用于固 体废物处理和回收系统最优化当中。e v e r e t tj w 和a r m o k d a 1 6 】将线性规划模型应用 于有害废物管理并提出管理方法。t h i e r r yk u l e a r 【1 7 】为了解决一个固体废物收集管理遇 到的工程问题建立模型。其中模型的第一个阶段为混合整数规划，针对废物运输费用 最小化，同时考虑几个运输转运站的位置。r a o 1 8 】首次提出将动态规划技术应用于固体 废物管理系统的规划汇总。b a e t z 1 9 】【2 0 】运用动态规划模型优化固体废物一能量转化系统 和分配到各个填埋场的固体废物的数量。p a n a g i o t a k o p o u l o s 2 1 用多目标规划的模型建立 结合经济、环境和固体废物处理系统的多目标规划模型。i o a n n i sg i a n n i k o s 2 2 】将多目标 模型运用于固体废物的处理设备和处置场所的选址及危险废物在运输网络中的优化问 题。h u a n g 和z e n g 【2 3 】建立了一种混合整数线性规划模型，用于城市固体废物的处理 量优化中。c h a n ge ta 1 【2 4 】提出一个目标规划模型，用于评估固体废物回收和焚烧的可 兼容性，其规划目标为经济效益和环境保护。时间序列分析有两种方法，一种是 j n a v a r r o e s b r 2 5 】等提出的基于非线性动态规划的时间序列模型；另一种是基于a r m a 模型【2 6 】的季节自动衰减和平均移动( s a r i m a ) 技术。这两种方法都用于固体废物发 生量的预测，由于固体废物的发生量是动态变化的，这两种固体废物发生量的预测方 法的预测精度远高于传统的分析和预测模型。l l i u 【2 7 】介绍了一种综合动态优化的方 法，即混合不精确机会约束混合整数线性规划( i c c m i l p ) ，用于不确定性下不可再生 资源的管理。这种规划将机会约束规划( c c p ) 结合到不精确线性规划( i l p ) 中，i l p 可以处理约束中左手系数a 和目标c 中的不确定因素，而c c p 可以有效处理约束中右 手系数b 的不确定因素，因此，n r e 的需求，分配和供应形式中的不确定性得到有效 的反应。优化的结果有助于决策者在最大经济效益下分配有限的不可再生资源，同时， 控制区域内的大气污染。 目前我国还没有建立餐厨垃圾处理管理体系，缺乏相应的管理政策和适宜的处理技 术，最普遍的处理方式就是与其它垃圾混合在一起进行卫生填埋，焚烧或者直接运送到 农场喂猪一些大中城市如北京、上海，厦门、杭州等在厨余垃圾处理上无论就管理还 是处理方式来说，都已达到了一定的先进水平 2 】。但总体来说，我国目前还没有建立健全 西南交通大学硕士研究生学位论文第4 页 i i i i i 的厨余垃圾处理管理体制，缺乏相应的管理政策和适宜的处理技术。由于没有专门的统 一法律法规可供遵循。一些城市制定了自己的处置政策，如上海的c t z 海市餐厨垃圾收运 处置收费管理试行办法、上海市餐厨垃圾处理管理方法、北京的北京市市容卫生 条例、杭州的杭州市餐厨垃圾处置管理暂行办法等政策法规【5 】。填埋的缺点前面 已有叙述。至于垃圾焚烧技术，由于餐厨垃圾的水分高达8 0 9 0 ，发热量为2 1 0 0 3 1 0 0 k j k g ，混合收集后，降低整个垃圾的热值，和其它垃圾一起进行焚烧，不但不能满足 垃圾焚烧发电的发热量要求( 即5 0 0 0k j k g 以上) ，反而会致使焚烧炉燃烧不充分而产 生二嗯英【2 1 。 总体来看，国内外处理处置餐厨垃圾无非是两种情况：一种是把餐厨垃圾作为纯 粹的垃圾来处理，一种是把餐厨垃圾作为资源而进行资源化。从国际上的发展趋势可 以看出，餐厨垃圾资源化已经是处理餐厨垃圾的大势所趋，很多国家都明文禁止餐厨 垃圾进入填埋场如韩国于2 0 0 5 年起所有填埋场将不再接收餐厨垃圾【8 】。那么对餐厨垃圾 从源头分类收运，而不是混同城市生活垃圾收运就显得尤为重要。 1 2 2 研究中存在的不足及存在的问题 杨荣金，李铁松等人对成都市食品垃圾分类系统进行了研究，把食品垃圾按来 源分为4 种类型，即公共来源，居民小区，零散高层楼房，低矮建筑，在此基础上， 分别介绍了4 类来源地的收集方式。范群杰，杨驯1 0 】认为，“源头减量集中回收资源 化再利用”的闭路循环体系的构件是解决餐厨垃圾问题的必然趋势。贾学斌( 2 0 0 4 ) 2 6 】 在收集频率确定的前提下，以收运路线总行程最短为目标函数，建立了城市垃圾收运 路线模型，并利用神经元理论、搜索技术计算出城市垃圾收运路线的优化方案，并编 制1 0 个垃圾收集点的计算机运行程序，但在实际城市垃圾收运路线优化中尚不能广泛 推广使用。孙家珊 2 9 】( 1 9 8 8 ) 陈海滨( 2 0 0 3 ) 【3 0 】 等综述了垃圾转运站在城市生活垃圾 综合处理系统中的地位及作用，并结合实例说明在一定运距条件下建设转运站的经济 性。王志刚等( 2 0 0 0 ) 3 1 】分析了现行城市生活垃圾转运站等设施设置的有关标准与设 计规范中存在的问题，提出两点修改建议后，对广州市市区小型垃圾转运站的设置进 行了说明，并估算了广州市小型垃圾转运站的需求量。邱江等( 2 0 0 3 ) 3 2 】应用系统工 程观点，对城市生活垃圾转运站在选址、建设规模、工艺装备、消除污染措施，运行 费用及建设机制等问题进行了分析，提出转运站的建设要综合考虑各方面的因素、指 定科学的实施计划和引入市场竞赛机制，才能充分发挥转运站的作用。王志刚、陈新 庚、陈炳禄等【33 采用线形规划模型进行广州市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流在产生源与各处理设施之间如何分配的研究。林逢春 ( 2 0 0 0 ) 3 4 1 、王羽( 2 0 0 2 ) 3 5 1 、陶渊等 3 邸7 5 1 、刘东( 2 0 0 3 ) 3 8 】、王斌( 2 0 0 3 ) 3 9 1 相继 对收运系统的相关方面进行了研究，指出了目前我国在垃圾收运系统研究领域与国外 西南交通大学硕士研究生学位论文第5 页 量曼皇曼曼曼! 曼! 曼曼曼曼! 曼皇曼曼曼曼曼量曼曼曼曼鼍| 一i i ： ； 一i ；i二曼 相比较的不足之处，并在此基础上预测了今后城市固体废物收运规划方法研究的发展 趋势，为我国城市固体废物管理系统优化问题研究的进一步深入开展提供了有益的参 考。这些研究方法中只介绍了分类收集的思想，对收集容器，收集方式，收集路线， 垃圾产生量等构建系统关键要素没有研究，而且由于国内对于餐厨垃圾一直把研究重 点放在末端治理和源头控制上，对收运系统研究很少，因此本论文研究内容将丰富餐 厨垃圾收运管理的相关理论。 1 3 论文研究目标、内容、技术路线 1 3 1 论文的研究目标 本文依托导师承担的“成都市餐厨垃圾情况调查”项目，在查阅了大量资料的情况 下，针对餐厨垃圾收运中不规范收集的问题，结合成都市餐厨垃圾产量，收运方式， 餐饮行业集中情况等，对成都市餐厨垃圾现有数据进行分析，开展建立适合成都实际情 况的餐厨垃圾收运系统的工作，达到为解决成都市餐厨垃圾出路以及为餐厨垃圾资源化 利用提供条件。为环境规划管理部门制定政策，和学术研究提供参考的目的。 1 3 2 论文的研究内容和方法 成都餐厨垃圾分类收运系统的影响因素筛选和各因素对收运系统影响等级分 析。 成都市餐厨垃圾收运系统的建立。 对收运系统进行优化使其合理。 本论文以成都市主城区餐厨垃圾为主要研究对象，研究成都市餐厨垃圾分类收运 体系中建模，模型优化等相关问题，研究方法主要采用： 成都市餐厨垃圾分类收运系统相关基础问题研究的方法。 研究主要采用资料收集和现场调查方法，以成都市主城区为主要研究区域，在相 关资料分析整理的前提下，开展对研究区域已有餐饮企业规模，垃圾产生量，垃圾去 向等方面的现场调查。 定性分析 对影响成都市餐厨垃圾收运系统建立的各项因子进行定性分析，并提出不同收运 方案进行比较。 定量分析 以影响成都市餐厨垃圾收运的各项因子为基础，运用经济学，数理统计，运筹学， 层次分析法等理论方法对影响因子等级进行评定，通过对相关影响因素的定量分析， 最终得到合理的结果，最终建立模型。 西南交通大学硕士研究生学位论文第6 页 用数学方法建立系统模型 主要采用运筹学中的相关理论，对收运路线建立路线模型，对转运站选址应用整 数规划模型，对设备选择等应用动态规划和整数规划模型，并对建立的模型进行求解 及应用。最后应用优化方法对建立的模型进行优化，并应用计算机软件对最终模型进 行展示。 1 3 3 论文的技术路线 本课题的技术路线以成都市餐厨垃圾已有的数据为基础，整个过程遵循“资料收 集查阅中外文献建立系统模型模型优化界面输出”的原则。拟采取 的技术路线如图l 所示： 查阅中外文献资料 上 结合成都市餐厨垃圾的去向，收运 情况，特性及存在的主要问题 士 成都市餐厨垃圾独立收运的必要性 和可行性 土 独立收运系统模型建立 上 对建立的方案进行优化 上 得到优化的系统并制作界面 上 得到最终结果 图1 1本论文研究的技术路线图 西南交通大学硕士研究生学位论文第7 页 第2 章成都市餐厨垃圾产量及收运现状 随着成都市餐厨垃圾产量的不断增长，城市餐厨垃圾管理体系的不断完善，处理 技术的进步以及收运方式的不断更新，未来成都市餐厨垃圾的收运方式趋向于集中收 运为主，成都市计划将来在城郊建造多座餐厨垃圾处理厂，那么相应的餐厨垃圾配套 体系也应该相应完善，建立一个与之相配套的收运系统是首先应当解决的。 成都市主城区餐厨垃圾产量近年来呈现逐年上升的趋势，本节通过对成都市划分 区域的方法来调查成都市三环内以及三环外餐厨垃圾的产量，清运频率，最终处置去 向，成分资料，等为建立的收集运输系统提供数据依据，为优化模型提供数据支撑。 2 1 成都市概况 成都位于中国四川省中部，成都平原腹地，是四川省省会，中国副省级城市之一， 四川省政治、经济、文化中心，是国家历史文化名城。中国西南地区重要中心城市， 是西南( 西部) 几乎所有大区机构、央企、外企区域总部所在地。成都位于成都平原 中部。介于东经1 0 2 度5 4 分至1 0 4 度5 3 分，北纬3 0 度0 5 分至3 1 度2 6 分之间。东 北与德阳市、东南与资阳市毗邻，西南与雅安市相接，西北与阿坝藏族羌族自治州接 壤，南与眉山市相连。东西最大横距1 9 2 公里，南北最大纵距1 6 6 公里，辖区总面积 1 2 3 9 0 平方公里，市区面积5 9 8 平方公里。现辖成华区、武侯区、青羊区、锦江区、 金牛区、龙泉驿区、青白江区、新都区、温江区、双流县、郫县、大邑县、金堂县、 蒲江县、新津县等9 区6 县，代管都江堰市、彭州市、崇州市、邛崃市4 市，另有 一个国家高新技术产业开发区。 成都1 9 2 1 年设市。1 9 8 9 年经国务院批准，成都市实 行计划单列，享有省一级经济管理权限，成为全国1 4 个计划单列城市之一。2 0 0 3 年中 国城市发展报告成都综合实力位列全国第九位。荣获中国十大经济活力城市。成都 市处于三中心、两枢纽的重要地位，在改革开放以来，城市建设和经济各项指标快速 发展，成都市已成为西南最大的、综合实力最强的中心城市。由成都市统计年鉴知： 2 0 0 8 年末全市户籍人口1 1 2 5 o 万人，比上年末增加1 2 7 万人。常住人口1 2 7 0 6 万人，增加1 2 7 万人。市区人口4 9 7 15 万，自然增长率为2 1 ，全国特大城市中， 人数仅次子重庆、北京、上海，居第四位；2 0 0 9 年全市实现地区生产总值4 5 0 2 6 亿元，增长1 4 7 ；城镇人均可支配收1 8 6 5 0 元；地方财政一般预算收入3 8 7 5 亿元，同口径增长2 2 3 ；固定资产投资4 0 2 5 9 亿元，增长3 4 ；社会消费品零 售总额1 9 5 0 亿元，增长2 0 3 ；预计城镇居民人均可支配收入1 8 6 5 9 元、农民人 西南交通大学硕士研究生学位论文第8 页 ! n i ln 。n ml ln _ mn_i _ 曼 均纯收入7 1 2 9 元，分别增长1 0 1 和l o 。民营经济发展势头迅猛。全市民营经 济实现增加值1 6 9 1 9 亿元，增长2 1 2 ，占g d p 的比重为5 0 9 ，对经济增长的 贡献率达6 6 7 ，拉动g d p 增长1 0 2 个百分点。1 9 9 3 年，成都被国务院确定为西 南地区的科技、商贸、金融中心和交通及通信枢纽。2 0 0 7 年，成都市和重庆市的全国 统筹城乡综合配套改革试验区获国务院批准，成为继上海浦东新区和天津海滨新区之 后又一个国家综合配套改革试验区。2 0 0 8 年被国家确定为中国最佳旅游城市。2 0 0 9 年，世界优秀旅游目的地城市中心( t 1 1 ew b 订dc e n t r eo f e x c e l l e n c ef o rd e s t i n a t i o n s ) 已 经正式授予成都“世界优秀旅游目的地城市”称号，成都也从此成为亚洲首个获此殊荣 的城市。 2 2 成都市餐厨垃圾产量及组成分析 2 2 1成都市餐厨垃圾产量现状调查研究 2 2 1 1 调查目的 ( 1 ) 掌握成都市各餐饮企业、单位食堂、农贸市场( 含经营生鲜的超市) 等餐饮行 业的餐饮垃圾产生情况及处理现状。 ( 2 ) 掌握不同餐饮企业分布情况。 ( 3 ) 掌握不同规模餐饮企业的数量及分布情况。 2 2 1 2 调查内容 ( 1 ) 所属街道辖区。 ( 2 ) 单位名称、地址、负责人姓名、联系电话 ( 3 ) 单位性质、接待规模、经营面积 ( 4 ) 淡、旺季接待量和餐厨垃圾产生量( 分生菜餐厨料和熟食剩饭菜潲水) ( 5 ) 农贸市场有机垃圾产生量 ( 6 ) 目前的餐厨垃圾盛装容器 ( 7 ) 目前的垃圾处理及清运方式 2 2 1 3 调查结果 成都市六城区三环内共有：餐饮企业6 0 7 1 家，其中大型餐饮：6 2 3 家，中型餐饮： 7 3 1 家，小型餐饮4 7 1 7 家。农贸市场：1 4 0 家；单位食堂：4 6 5 家；共计6 6 7 6 家。平 均日产餐厨垃圾：3 3 6 7 t ，其中5 1 为生菜餐厨料，达17 2 6 t ，泔水占4 9 ，为1 6 4 2 t 。 年产餐厨垃圾：1 2 3 万t ，其中生菜餐厨料6 3 万t ，泔水6 1 万t 。根据2 0 0 5 年6 月相 关调查数据，成都市六城区三环内共有人口约3 5 0 万，据此计算，人均日产餐厨垃圾 o 1 埏，其中生菜餐厨料和泔水基本各占5 0 ，约为o 0 5 蚝。人均年产为3 5 1 蚝，其 西南交通大学硕士研究生学位论文第9 页 中生菜餐厨料为l8 姆，泔水1 71 砘。餐饮企业日产总量最多，为1 8 25 t ，占5 4 ，其 中泔水占8 0 ，为1 4 69 t 。其中7 6 的生菜餐厨料由农贸市场产生，达1 3 07 t 。9 0 的泔水由餐饮企业产生，达1 4 69 t 。 袁2 - 1 各单位产生量对比 平均日产生菜下嘟料泔水 图2 - 1 荐单位产生量对岜( 单位：枷) 表2 - 2 各区产生量对比 口荦位食堂 农贸市场 口餐饮食业 各区对比显示武侯区日产餐厨垃圾最多，为7 75 t ，占2 3 。成华区是产生生菜餐 厨料最多的区，日产4 8 t ，占2 8 。产生泔水最多的区是武候区，日产4 3i t ，占2 6 。 鲫印蚰舯舯们舯0 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 0 页 三环外调查包括成都市成华区、高新区、金牛区、锦江区、青羊区以及武侯区六 城区三环外辖区内的1 2 2 3 家单位，其中餐饮企业1 1 0 0 家( 包括大型餐饮8 9 家，中型 篌饮1 5 6 家，小型餐饮8 5 5 家) ，占8 9 。9 4 ，农贸市场5 9 家，占4 8 2 ，单位食堂6 4 家，占5 2 3 。根据调查得到，餐饮企业平均日产餐厨垃圾5 6 2 3 t ，占6 3 。0 8 ；农贸 市场平均日产餐厨垃圾2 3 2 1 t ，占2 6 0 4 ；单位食堂平均日产餐厨垃圾9 7 0 t ，占l o 8 8 。 其中，在餐饮企业的平均日产餐厨垃圾总量中，生菜餐厨料占2 5 4 7 ，为1 4 3 2 t d ， 潲水占7 4 。5 3 ，为4 1 9 1 t d 。生菜餐厨料主要由农贸市场和餐饮企业产生，分别为 2 1 4 4 t d 、1 4 3 2 t d ，所占百分比分别为5 6 9 2 、3 8 0 1 。对于潲水而言，餐饮企业产 生8 1 4 3 的潲水，达4 1 9 1 t d 。 平均日产餐厨垃圾量，武侯区产生量最大，为3 2 o l t ，占3 5 9 1 。接下来由高到 低依次为高新区、青羊区、金牛区、成华区以及锦江区，其平均日产餐厨垃圾量分别 为：1 6 6 6 t 、1 4 6 5 t 、1 3 5 t 、8 8 4 t 、3 4 3 t ，所占的百分比分别为：1 8 6 9 、1 6 4 3 、1 5 2 0 、 9 9 2 、3 8 5 。可以看出，平均日产餐厨垃圾量最多的武侯区产生的餐厨垃圾的量约 为产生量最少的锦江区的1 0 倍，为成华区的4 倍。 + 表2 3 各区餐厨垃圾产生量一览 产生的生菜餐厨料的量，武侯区最多，为1 0 9 3 t d ，占2 9 0 1 。接下来从多到少 依次为青羊区、金牛区、高新区、成华区和锦江区，其产生的生菜餐厨料的量分别为 9 8 2 t d 、7 6 5 t d 、4 9 2 t d 、3 2 7 讹、1 0 8 t d ，所占百分比分别为：2 6 0 7 、2 0 3 1 、1 3 0 6 、 8 6 8 、2 8 7 。可以看出，武侯区产生的生菜餐厨料的量约为锦江区产生生菜餐厨料 的量的1 0 倍，为成华区的3 倍。 产生潲水的量，武侯区最多，为2 1 0 8 t d ，占4 0 9 5 。接下来从多到少依次为高 新区、金牛区、成华区、青羊区和锦江区，其产生的生菜餐厨料的量分别为1 1 7 4 t d 、 5 9 0 t d 、5 5 6 t d 、4 8 4 t d 、2 3 5 t d ，所占百分比分别为：2 2 8 1 、1 1 4 7 、1 0 8 0 、9 4 0 、 4 5 7 。可以看出，潲水产生量最多的武侯区产生的潲水量约为产生潲水量最少的锦江 区的近l o 倍，为青羊区的5 倍。 西南交通大学硕士研究生学位论文第11 页 皇曼曼曼曼! ! ! 曼曼曼! 皂皇曼曼! 曼! 曼曼量曼皇曼曼曼! ! 曼曼! ! 苎i i；ni 曼曼曼曼曼曼! ! 曼曼曼曼皇曼 表2 _ 4 各区淡旺季对比 。、龙潭 2 4 71 0 71 4 02 3 40 9 31 4 12 5 91 2 1 。 保和0 1 5 0 0 50 1 00 1 50 0 50 1 00 1 5o 0 5 青龙 6 2 32 2 93 9 46 8 52 4 34 4 25 6 12 1 5 高石羊 3 9 72 5 21 4 54 4 72 9 11 5 63 4 72 1 4 新桂溪1 2 6 92 4 01 0 3 0 1 5 5 53 0 31 2 5 29 8 31 7 6 风凰山0 0 40 0 10 0 20 0 30 0 2 0 0 20 0 30 0 1 金泉 5 2 31 0 84 1 6 5 6 21 1 54 4 7 ：4 8 51 o l ：沙河源 1 5 81 0 0o 5 81 7 31 1 5o 5 81 4 3 o 8 5 天回镇 6 4 95 5 00 9 8 7 4 4 6 2 11 2 35 5 3 4 7 9 话华0 2 2 0 0 50 1 60 2 20 0 50 1 60 2 20 0 5 一 成龙 0 1 50 0 50 1 00 1 50 0 50 1 00 1 5o 0 5 柳江 1 9 10 7 71 1 42 1 30 9 31 2 01 6 80 6 0 三圣1 3 8 0 2 71 1 l2 0 90 4 11 6 8o 6 70 1 2 。 黄田坝2 9 21 9 0 1 0 22 9 51 8 11 1 42 8 91 9 9 ： 苏坡8 o l 5 9 8 2 0 3 8 1 66 0 42 1 27 8 65 9 2 文家场3 7 31 9 41 7 9 4 7 12 6 12 1 12 7 41 2 7 簇锦1 6 4 78 7 17 7 62 8 5 81 5 1 21 3 4 6 4 3 52 3 0 一 簇桥 7 1 9o 8 46 3 57 2 8 0 9 66 3 27 0 90 7 1 = 华兴1 8 1o 2 71 5 52 0 2o 2 5 1 7 71 6 0o 2 8 机投1 7 30 2 81 4 51 7 3 o 2 81 4 51 7 20 2 8 金花4 8 20 8 43 9 84 9 80 8 0 4 18 4 6 7 0 8 8 总计 8 9 1 43 7 6 75 1 4 71 0 9 3 26 2 1 34 7 1 96 8 9 6 4 0 8 0 1 3 8 0 1 0 3 4 6 1 3 3 8 0 7 0 0 2 3 8 4 o 5 8 0 7 4 0 1 6 o 1 0 1 0 8 0 5 5 0 9 1 1 9 3 1 4 7 2 0 5 6 3 8 1 3 2 1 4 4 3 7 9 2 8 1 6 西南交通大学硕士研究生学位论文第1 2 页 表2 - 6 成都市六城区三环路外各单位餐厨垃圾产生量 2 2 1 4 成都市餐厨垃圾成分分析 三环内：大型餐饮每天产生的餐厨垃圾中，7 5 为泔水，为4 4 1 t ，生菜餐厨料为 占2 5 ，为1 4 5 t 。由于餐饮行业的特殊性，有些企业存在淡旺季的现象，因此，本次 调查也分淡旺季对其进行调查。 日产餐厨垃圾总量随季节变化有所变化，旺季日产餐厨垃圾量1 0 9 3 2 t ，淡季降为 6 8 9 6 t 。武侯区旺季日产餐厨垃圾总量最多，为4 4 6 0 t d ，占4 0 8 0 ；而锦江区旺季 日产餐厨垃圾总量最少，为4 3 8 t d ，占4 0 1 ，产生量约为武侯区的1 1 0 。就淡季日 产餐厨垃圾总量而言，武侯区最多，为1 9 4 3 t d ，占2 8 1 8 ；而锦江区淡季日产餐厨 垃圾总量最少，为2 4 9 t d ，占3 6 1 ，产生量约为武侯区的1 8 。由此可见，武侯区是 餐厨垃圾的主要产源，淡旺季所占比例均最多。 潲水产量受淡旺季影响明显，旺季日产4 7 1 9 t ，淡季降为2 8 1 6 t 。武侯区旺季潲水 产量最多，为1 7 4 1 t d ，占3 6 8 9 ；而锦江区旺季潲水产量最少，为2 9 8 t d ，占6 3 1 ， 产生量约为武侯区的1 6 。就淡季潲水产量而言，高新区最多，为9 4 0 t d ，占3 3 3 8 ； 而锦江区淡季潲水产量最少，为1 7 2 t d ，占6 1 1 ，产生量约为高新区的1 8 。高新区 是潲水的主要产源，淡旺季所占比例均最多。 对于生菜餐厨料产量，旺季日产6 2 1 3 t ，淡季降为4 0 8 0 t 。武侯区旺季生菜餐厨料 产量最多，为2 7 1 8 t d ，占4 3 7 5 ：而锦江区旺季生菜餐厨料产量最少，为1 3