校園固廢收集路線設計--課程設計

1、<p>　　校園固廢收集路線設計</p><p>　　學院：環(huán)境與化學工程學院</p><p><b>　　專業(yè)班級：環(huán)境工程</b></p><p><b>　　學號：</b></p><p><b>　　姓名： </b></p><p>&

2、lt;b>　　指導老師： </b></p><p><b>　　日期： </b></p><p><b>　　1.前言</b></p><p>　　目前，我國正處在城市化的進程之中，城市經(jīng)濟的迅速發(fā)展和城市人口的迅速增加，帶來了一系列的城市問題。主要表現(xiàn)：1.產(chǎn)量迅速增加，統(tǒng)計結(jié)果表明，從1979年以來，

3、我國的城市生活垃圾平均以每年的8％～10％的速度增長，到2000年，我國垃圾產(chǎn)量預測將達1.2～1.4億噸；2.由于資金匱乏，管理體制不夠完善，城市生活垃圾有效處置率僅為13％，而城市垃圾無害化處理率僅有5％左右；3.大量城市生活垃圾未經(jīng)處理，任意堆置城郊，侵占大量土地，污染土壤，空氣，水體，許多城市形成了“垃圾圍城”的污染局面，污染事故發(fā)生。</p><p>　　本次設計是針對南昌大學整個校區(qū)校園垃圾進行及時收

4、集及清運，通過校園垃圾的日產(chǎn)生量，合理布置垃圾分布點，及各個分布點垃圾桶數(shù)量，設計最省的垃圾清運路線，力求經(jīng)濟合理的收集每天校園垃圾，為生活創(chuàng)造美好的環(huán)境。</p><p><b>　　2.材料收集</b></p><p><b>　　2.1基本概念</b></p><p>　　固體廢物指在生產(chǎn)、生活和其它活動中產(chǎn)生的喪失

5、原有利用價值或者雖未喪失利用價值但被拋棄或者放棄的固態(tài)、半固態(tài)和置于容器中的氣態(tài)物品、物質(zhì)以及法律、行政法規(guī)規(guī)定納入固體廢物管理的物品、物質(zhì)。固體廢物包括城市生活垃圾、農(nóng)業(yè)廢棄物和工業(yè)廢渣。一般來說，城市每人每天的增圾量為1～2公斤，其多寡及成分與居民物質(zhì)生活水平、習慣、廢舊物資回收利用程度、市政建設情況等有關。如國內(nèi)的垃圾主要為廚房垃圾。有的城市，爐灰占70%，以廚房增圾為主的有機物約20%，其余為玻璃、塑料、廢紙等。農(nóng)業(yè)垃圾主要為糞

6、便及植物秸桿類。工業(yè)廢渣指工業(yè)生產(chǎn)過程排出的采礦廢石，選礦尾礦、燃料廢渣、冶煉及化工過程廢渣等。固體廢物是環(huán)境的污染源，除了直接污染外，還經(jīng)常以水、大氣和土壤為媒介污染環(huán)境。</p><p><b>　　2.2學校概況</b></p><p>　　南昌大學一所是“文理工滲透、理工醫(yī)結(jié)合”的綜合性大學，擁有文、史、哲、經(jīng)、管、法、理、工、農(nóng)、醫(yī)、教育等學科的86個本科專

7、業(yè)，學?，F(xiàn)有博士學位授予點25個（其中一級學科博士學位授權(quán)點3個），碩士學位授予點174個（其中一級學科碩士學位授予點20個），博士后流動站2個（材料科學與工程、食品科學與工程），國家重點學科2個（材料物理與化學、食品科學），教育部重點實驗室2個（食品科學教育部重點實驗室和鄱陽湖湖泊生態(tài)與生物資源利用實驗室），教育部工程中心1個（發(fā)光材料與器件教育部工程研究中心），國家級臨床藥理基地1個，國家干細胞工程技術(shù)研究中心江西分中心1個，江西省

8、重點學科37個、品牌專業(yè)36個，省級醫(yī)學領先專業(yè)16個，各級各類附屬醫(yī)院10所。</p><p>　　學校有專任教師2878人，其中正副教授1471人，占52%。具有博士學位的教師297人，具有碩士學位的教師1056人，具有碩士以上學位的占47%。各類在校生8.3萬余人，其中校本部全日制本科生3.7萬余人，各類研究生0.5萬余人。</p><p>　　2.3路線最優(yōu)化設計理論依據(jù)</

9、p><p>　　根據(jù)《固體廢物處理與資源化》課程學習，現(xiàn)對南昌大學前湖校區(qū)的校園垃圾進行垃圾收集、運輸與處理。其中垃圾收運是垃圾護理系統(tǒng)中一個重要的環(huán)節(jié)，其費用占整個垃圾處理系統(tǒng)的60%~80%。生活垃圾收運的原則是：在滿足環(huán)境衛(wèi)生要求的同時，收運費用最低，并考慮后續(xù)處理階段，使垃圾處理系統(tǒng)的總費用最低。因此，科學合理地制定收運計劃非常關鍵。生活垃圾收運并非單一階段操作過程，通常需包括三個階段：</p>

10、<p>　　第一階段是從垃圾發(fā)生源到垃圾桶的過程，及搬運于貯存；</p><p>　　第二階段是垃圾的清除（簡稱清運），通常指垃圾的近距離運輸；</p><p>　　第三階段為轉(zhuǎn)運，特指垃圾的遠距離運輸，即在轉(zhuǎn)運站將垃圾轉(zhuǎn)載至大容量運輸工具上，運往遠處的處理處置場。</p><p>　　2.4垃圾收運設計內(nèi)容與步驟</p><p>

11、;　　2.4.1收運系統(tǒng)模式設計內(nèi)容</p><p>　　收運系統(tǒng)模式設計內(nèi)容包括：</p><p>　?。?）確定采用有中轉(zhuǎn)收運模式或無中轉(zhuǎn)模式；</p><p>　?。?）確定生活垃圾收集方式，即流動車輛收集或收集站收集；</p><p>　?。?）配置系統(tǒng)硬件（包括車輛、中轉(zhuǎn)站布點及設備等）；</p><p>　

12、?。?）配置作業(yè)規(guī)程。</p><p>　　2.4.2收運系統(tǒng)模式設計的一般步驟</p><p>　　設計收運系統(tǒng)模式的一般步驟為：</p><p>　?。?）進行城市生活垃圾產(chǎn)量、成分、分布的統(tǒng)計及預測；</p><p>　?。?）按照可持續(xù)發(fā)展要求，制定城市生活垃圾處理規(guī)劃，包括處理工藝的確定，處理場布點及處理能力確定；</p>

13、;<p>　?。?）按照整潔、衛(wèi)生、經(jīng)濟、方便、協(xié)調(diào)原則確定生活垃圾收集方式；</p><p>　?。?）按照經(jīng)濟、協(xié)調(diào)原則確定是否采用中轉(zhuǎn)；</p><p>　?。?）按照經(jīng)濟、協(xié)調(diào)原則及城市基本情況配置系統(tǒng)硬件；</p><p>　?。?）根據(jù)經(jīng)濟、協(xié)調(diào)及城市基本情況配置系統(tǒng)硬件，根據(jù)經(jīng)濟、協(xié)調(diào)及系統(tǒng)硬件的特征</p><p&g

14、t;<b>　　制定作業(yè)規(guī)程。</b></p><p>　　收運系統(tǒng)模式設計一般需要有一個反復的過程，通過各種因素的比較和權(quán)衡，最后獲</p><p>　　得最佳的生活垃圾收運模式。</p><p>　　2.4.3收集路線設計一般步驟</p><p>　　設計收集路線的步驟為：（1）準備適當比例的地域地形圖，圖上標明垃圾

15、清運區(qū)域邊界、道口、車庫和通往各個垃圾集裝點的位置、容器數(shù)、收集次數(shù)等，如果使用固定容器收集法，應標注各集裝點垃圾量；（2）資料分析，將資料數(shù)據(jù)概要列為表格；（3）初步收集路線設計；（4）為初步收集路線進行比較，通過反復進一步均衡收集路線，使每周各個工作日收集的垃圾量、行駛路程、收集時間大致相等，最后將確定的收集路線畫在收集區(qū)域圖上。</p><p><b>　　2.5設計衡量標準</b>&

16、lt;/p><p>　　衡量一個垃圾收運系統(tǒng)的優(yōu)劣應從以下幾個方面進行：（1）系統(tǒng)前后環(huán)節(jié)的配合；（2）對環(huán)境的影響；（3）勞動條件的改善；（4）經(jīng)濟性。</p><p><b>　　結(jié)果與討論</b></p><p><b>　　3結(jié)果與討論</b></p><p>　　3.1中轉(zhuǎn)站信息、校園平面及垃

17、圾桶分布圖</p><p><b>　　一號中轉(zhuǎn)站：</b></p><p>　　1.由于管理中轉(zhuǎn)站的阿姨對車的總數(shù)不是很清楚，所以下列數(shù)據(jù)是根據(jù)部分數(shù)據(jù)再加上推測得出：</p><p>　　已知19~23棟寢室每棟樓下一輛板車，共5輛；28~30棟寢室共2輛板車；推測24~26棟寢室為3輛板車；</p><p>　　已

18、知環(huán)材樓為1輛本車，假設每棟教學樓都為一輛，則理生樓、基礎實驗大樓、信工樓等皆各為一輛；</p><p>　　2.中轉(zhuǎn)站人數(shù)12人。</p><p><b>　　二號中轉(zhuǎn)站：</b></p><p>　　1.中轉(zhuǎn)站總共有19輛板車，其中1~4棟寢室每棟一輛，共4輛；5~18棟共3輛；商業(yè)街2輛；一二食堂3輛；三四食堂和六七食堂共3輛；主教樓2輛

19、；藝術(shù)樓、外經(jīng)樓共1輛；法學樓1輛。</p><p>　　2.中轉(zhuǎn)站總共14人，</p><p><b>　　相關尺寸：</b></p><p><b>　　3.2調(diào)查結(jié)果分析</b></p><p>　　南昌大學前湖校區(qū)于2002年12月29日奠基，位于南昌市贛江西岸的紅谷灘新區(qū)，占地面積約446

20、2畝，學生人數(shù)達6萬人之多。根據(jù)校園垃圾的特點，可把垃圾分成三類?？苫厥绽譃椋杭堫?、金屬(易拉罐、罐頭盒、牙膏皮等)、塑料(各種飲料瓶等)，廢舊作業(yè)本、報紙等；不可回收垃圾主要是指瓜果皮核、雜草、煙蒂、塵土、紙巾等；有害垃圾分為：廢電池、廢日光燈、實驗室廢水等,這些垃圾需要特殊地安全處理。對南昌大學前湖校區(qū)垃圾調(diào)查數(shù)據(jù)見表1。</p><p>　　表1 全校垃圾產(chǎn)量及相關數(shù)據(jù)調(diào)查結(jié)果</p>

21、<p><b>　　備注：</b></p><p>　　表中的樓層數(shù)并不一定準確。因為好多樓棟都是有幾種層數(shù)，高低不一。</p><p>　　表中的數(shù)字加字母的意義:數(shù)字代表垃圾桶的數(shù)量，字母代表垃圾桶的規(guī)格。各桶的規(guī)格前面已有詳解?！?”表示缺乏數(shù)據(jù)或不需此數(shù)據(jù)，以上相同。</p><p>　　垃圾車和垃圾桶的規(guī)格都用以下的符號表示

22、，f為容器的填充系數(shù)</p><p>　　垃圾桶容量及規(guī)格表示如下：</p><p>　　A--------道路圓筒狀 V=53L d=30cm h=75cm f=0.3</p><p>　　B--------道路扁圓狀 V=53L d=30cm h=75cm f=0.3</p><p>

23、;　　C--------樓棟金屬桶 V=16.7L d=20cm h=53cm f=0.75</p><p>　　D--------樓棟塑料桶 V=87L d=43cm h=60cm f=0.75</p><p>　　垃圾車容量及規(guī)格表示如下：</p><p>　　E---------手推大板車 V=2250L

24、 L=2.5m W=0.9m H=1.0m f=0.8</p><p>　　F---------垃圾車 V=757L L=1.46m W=0.72m H=0.72m f=0.8</p><p>　　G---------集裝箱 V=8291L L=3.35m W=1.65m H=1.50m f=0.8&l

25、t;/p><p>　　由表1可知，若依據(jù)垃圾日產(chǎn)量，可將學校建筑物分四個等級，一級以服務大樓、天健園為代表的垃圾集中型建筑，垃圾產(chǎn)量在1萬L/d以上，其中天健園垃圾日產(chǎn)量達到2.16萬L；二級以19、20、21棟寢室樓為主的垃圾較集中型建筑，垃圾產(chǎn)量在5000L/d左右；垃圾產(chǎn)量在1000-5000L/d之間為三級，其建筑物稱垃圾較分散型建筑，部分寢室樓和食堂屬于這類；垃圾產(chǎn)量小于1000L/d為四級，對應建筑物稱垃

26、圾分散型建筑，如安保樓、三食堂、七食堂及二棟、六棟。顯然，垃圾日產(chǎn)量與該建筑的有效人流量（對該建筑垃圾產(chǎn)量有一定的貢獻的的人的總和稱有效人流量）成正比。</p><p>　　3.3垃圾箱布置設計</p><p>　　根據(jù)表1的垃圾日產(chǎn)量及道路人流量（這里用人流量代替有效人流量）設置垃圾箱的個數(shù)及其分布位置，分布情況見圖1。</p><p>　　3.4垃圾收集路線設計

27、</p><p>　　收集區(qū)域共有52個集裝點，其中收集次數(shù)每周3次的有1個，每周行程共收集3次，時間安排在星期一、三、五；收集次數(shù)每周7次的有14個，每周行程共收集98次，時間安排每天都要進行；收集次數(shù)每周14次的有37個，每周行程共收集518次，時間安排在每天2次。合理的安排是使每周各個工作日集裝的容器數(shù)大致相等以及每天的行駛距離相當。三種收集次數(shù)的集裝點每周共需行程633次，因此平均安排每天收集51及53次

28、，具體分配見表2。</p><p>　　表2 容器收集安排</p><p>　　在滿足表2規(guī)定的次數(shù)要求的條件下，首先將全校所有建筑物進行編號，見表3。為使每天的行程大致相等，每天收集路線設計的次數(shù)要求結(jié)果見表4。</p><p>　　表3 學校垃圾集裝點編號列表</p><p>　　表4 每天收集路線設計與距離計算結(jié)果</p&g

29、t;<p><b>　　4.建議</b></p><p>　　考慮校園垃圾運輸過程中對周圍環(huán)境影響，通過建立目標函數(shù)設計城市生活垃圾收集路線，對減少城市生活垃圾收集運輸過程中的環(huán)境污染和保障城市環(huán)境管理具有重要意義。</p><p>　?。?) 我們在計算生活垃圾最佳收集運輸路線時，因為研究點至垃圾填埋場所經(jīng)路線僅有兩條，所以計算時用了窮舉法。如果所經(jīng)路

30、線比較多時，可利用動態(tài)規(guī)劃結(jié)合建立的目標函數(shù)設計城市生活垃圾最佳收集運輸路線。此外，在收集運輸城市生活垃圾時，可以利用反饋系統(tǒng)，實現(xiàn)收集運輸車輛和收集路線的動態(tài)分配，減少車輛資源的浪費，這對于將來校園垃圾的收季運輸是非常重要的。 </p><p>　?。?）但也存在一些不足，其一，主要是人力設備使用利用率較低，在人力和設備出現(xiàn)故障時會影響收集工作的正常運行，而且當線路垃圾產(chǎn)生量發(fā)生變化時，不能及時調(diào)整收集路線。

31、其二，就是隨著城市的發(fā)展，該校園內(nèi)的垃圾有可能會發(fā)生變化（當然每天不會有太大的波動），那么相應的這些垃圾的分布、種類、數(shù)量等等也會隨著時間發(fā)生變化，所以，垃圾收運的路線也應當不斷完善，以滿足垃圾收運工作的實際需要和變化。</p><p>　?。?）收集系統(tǒng)模式設計一般需要有一個反復的過程，通過各種因素的比較和權(quán)衡，最后獲得最佳的生活垃圾收運模式。各個環(huán)節(jié)的合理配置、協(xié)調(diào)配合可獲得最大的環(huán)境、社會和經(jīng)濟利益，相反則