校園固廢收集路線設(shè)計(jì)--課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　校園固廢收集路線設(shè)計(jì)</p><p>　　學(xué)院：環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院</p><p><b>　　專業(yè)班級(jí)：環(huán)境工程</b></p><p><b>　　學(xué)號(hào)：</b></p><p><b>　　姓名： </b></p><p>&

2、lt;b>　　指導(dǎo)老師： </b></p><p><b>　　日期： </b></p><p><b>　　1.前言</b></p><p>　　目前，我國(guó)正處在城市化的進(jìn)程之中，城市經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和城市人口的迅速增加，帶來(lái)了一系列的城市問(wèn)題。主要表現(xiàn)：1.產(chǎn)量迅速增加，統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，從1979年以來(lái)，

3、我國(guó)的城市生活垃圾平均以每年的8％～10％的速度增長(zhǎng)，到2000年，我國(guó)垃圾產(chǎn)量預(yù)測(cè)將達(dá)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(wú)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(shè)計(jì)是針對(duì)南昌大學(xué)整個(gè)校區(qū)校園垃圾進(jìn)行及時(shí)收

4、集及清運(yùn)，通過(guò)校園垃圾的日產(chǎn)生量，合理布置垃圾分布點(diǎn)，及各個(gè)分布點(diǎn)垃圾桶數(shù)量，設(shè)計(jì)最省的垃圾清運(yùn)路線，力求經(jīng)濟(jì)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(dòng)中產(chǎn)生的喪失

5、原有利用價(jià)值或者雖未喪失利用價(jià)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(lái)說(shuō)，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(xí)慣、廢舊物資回收利用程度、市政建設(shè)情況等有關(guān)。如國(guó)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(jī)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(guò)程排出的采礦廢石，選礦尾礦、燃料廢渣、冶煉及化工過(guò)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(xué)校概況</b></p><p>　　南昌大學(xué)一所是“文理工滲透、理工醫(yī)結(jié)合”的綜合性大學(xué)，擁有文、史、哲、經(jīng)、管、法、理、工、農(nóng)、醫(yī)、教育等學(xué)科的86個(gè)本科專

7、業(yè)，學(xué)?，F(xiàn)有博士學(xué)位授予點(diǎn)25個(gè)（其中一級(jí)學(xué)科博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)3個(gè)），碩士學(xué)位授予點(diǎn)174個(gè)（其中一級(jí)學(xué)科碩士學(xué)位授予點(diǎn)20個(gè)），博士后流動(dòng)站2個(gè)（材料科學(xué)與工程、食品科學(xué)與工程），國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科2個(gè)（材料物理與化學(xué)、食品科學(xué)），教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室2個(gè)（食品科學(xué)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和鄱陽(yáng)湖湖泊生態(tài)與生物資源利用實(shí)驗(yàn)室），教育部工程中心1個(gè)（發(fā)光材料與器件教育部工程研究中心），國(guó)家級(jí)臨床藥理基地1個(gè)，國(guó)家干細(xì)胞工程技術(shù)研究中心江西分中心1個(gè)，江西省

8、重點(diǎn)學(xué)科37個(gè)、品牌專業(yè)36個(gè)，省級(jí)醫(yī)學(xué)領(lǐng)先專業(yè)16個(gè)，各級(jí)各類附屬醫(yī)院10所。</p><p>　　學(xué)校有專任教師2878人，其中正副教授1471人，占52%。具有博士學(xué)位的教師297人，具有碩士學(xué)位的教師1056人，具有碩士以上學(xué)位的占47%。各類在校生8.3萬(wàn)余人，其中校本部全日制本科生3.7萬(wàn)余人，各類研究生0.5萬(wàn)余人。</p><p>　　2.3路線最優(yōu)化設(shè)計(jì)理論依據(jù)</

9、p><p>　　根據(jù)《固體廢物處理與資源化》課程學(xué)習(xí)，現(xiàn)對(duì)南昌大學(xué)前湖校區(qū)的校園垃圾進(jìn)行垃圾收集、運(yùn)輸與處理。其中垃圾收運(yùn)是垃圾護(hù)理系統(tǒng)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)，其費(fèi)用占整個(gè)垃圾處理系統(tǒng)的60%~80%。生活垃圾收運(yùn)的原則是：在滿足環(huán)境衛(wèi)生要求的同時(shí)，收運(yùn)費(fèi)用最低，并考慮后續(xù)處理階段，使垃圾處理系統(tǒng)的總費(fèi)用最低。因此，科學(xué)合理地制定收運(yùn)計(jì)劃非常關(guān)鍵。生活垃圾收運(yùn)并非單一階段操作過(guò)程，通常需包括三個(gè)階段：</p>

10、<p>　　第一階段是從垃圾發(fā)生源到垃圾桶的過(guò)程，及搬運(yùn)于貯存；</p><p>　　第二階段是垃圾的清除（簡(jiǎn)稱清運(yùn)），通常指垃圾的近距離運(yùn)輸；</p><p>　　第三階段為轉(zhuǎn)運(yùn)，特指垃圾的遠(yuǎn)距離運(yùn)輸，即在轉(zhuǎn)運(yùn)站將垃圾轉(zhuǎn)載至大容量運(yùn)輸工具上，運(yùn)往遠(yuǎn)處的處理處置場(chǎng)。</p><p>　　2.4垃圾收運(yùn)設(shè)計(jì)內(nèi)容與步驟</p><p>

11、;　　2.4.1收運(yùn)系統(tǒng)模式設(shè)計(jì)內(nèi)容</p><p>　　收運(yùn)系統(tǒng)模式設(shè)計(jì)內(nèi)容包括：</p><p>　　（1）確定采用有中轉(zhuǎn)收運(yùn)模式或無(wú)中轉(zhuǎn)模式；</p><p>　　（2）確定生活垃圾收集方式，即流動(dòng)車輛收集或收集站收集；</p><p>　　（3）配置系統(tǒng)硬件（包括車輛、中轉(zhuǎn)站布點(diǎn)及設(shè)備等）；</p><p>　

12、?。?）配置作業(yè)規(guī)程。</p><p>　　2.4.2收運(yùn)系統(tǒng)模式設(shè)計(jì)的一般步驟</p><p>　　設(shè)計(jì)收運(yùn)系統(tǒng)模式的一般步驟為：</p><p>　?。?）進(jìn)行城市生活垃圾產(chǎn)量、成分、分布的統(tǒng)計(jì)及預(yù)測(cè)；</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(chǎng)布點(diǎn)及處理能力確定；</p>

13、;<p>　?。?）按照整潔、衛(wèi)生、經(jīng)濟(jì)、方便、協(xié)調(diào)原則確定生活垃圾收集方式；</p><p>　　（4）按照經(jīng)濟(jì)、協(xié)調(diào)原則確定是否采用中轉(zhuǎn)；</p><p>　?。?）按照經(jīng)濟(jì)、協(xié)調(diào)原則及城市基本情況配置系統(tǒng)硬件；</p><p>　　（6）根據(jù)經(jīng)濟(jì)、協(xié)調(diào)及城市基本情況配置系統(tǒng)硬件，根據(jù)經(jīng)濟(jì)、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(yùn)系統(tǒng)模式設(shè)計(jì)一般需要有一個(gè)反復(fù)的過(guò)程，通過(guò)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(yùn)模式。</p><p>　　2.4.3收集路線設(shè)計(jì)一般步驟</p><p>　　設(shè)計(jì)收集路線的步驟為：（1）準(zhǔn)備適當(dāng)比例的地域地形圖，圖上標(biāo)明垃圾

15、清運(yùn)區(qū)域邊界、道口、車庫(kù)和通往各個(gè)垃圾集裝點(diǎn)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(yīng)標(biāo)注各集裝點(diǎn)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(shè)計(jì)；（4）為初步收集路線進(jìn)行比較，通過(guò)反復(fù)進(jìn)一步均衡收集路線，使每周各個(gè)工作日收集的垃圾量、行駛路程、收集時(shí)間大致相等，最后將確定的收集路線畫(huà)在收集區(qū)域圖上。</p><p><b>　　2.5設(shè)計(jì)衡量標(biāo)準(zhǔn)</b>&

16、lt;/p><p>　　衡量一個(gè)垃圾收運(yùn)系統(tǒng)的優(yōu)劣應(yīng)從以下幾個(gè)方面進(jìn)行：（1）系統(tǒng)前后環(huán)節(jié)的配合；（2）對(duì)環(huán)境的影響；（3）勞動(dòng)條件的改善；（4）經(jīng)濟(jì)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(hào)中轉(zhuǎn)站：</b></p><p>　　1.由于管理中轉(zhuǎn)站的阿姨對(duì)車的總數(shù)不是很清楚，所以下列數(shù)據(jù)是根據(jù)部分?jǐn)?shù)據(jù)再加上推測(cè)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(cè)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(shè)每棟教學(xué)樓都為一輛，則理生樓、基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)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(hào)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(xué)樓1輛。</p><p>　　2.中轉(zhuǎn)站總共14人，</p><p><b>　　相關(guān)尺寸：</b></p><p><b>　　3.2調(diào)查結(jié)果分析</b></p><p>　　南昌大學(xué)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(xué)生人數(shù)達(dá)6萬(wàn)人之多。根據(jù)校園垃圾的特點(diǎn)，可把垃圾分成三類?？苫厥绽譃椋杭堫悺⒔饘?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(bào)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(shí)驗(yàn)室廢水等,這些垃圾需要特殊地安全處理。對(duì)南昌大學(xué)前湖校區(qū)垃圾調(diào)查數(shù)據(jù)見(jiàn)表1。</p><p>　　表1 全校垃圾產(chǎn)量及相關(guān)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(zhǔn)確。因?yàn)楹枚鄻菞澏际怯袔追N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(hào)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(xué)校建筑物分四個(gè)等級(jí)，一級(jí)以服務(wù)大樓、天健園為代表的垃圾集中型建筑，垃圾產(chǎn)量在1萬(wàn)L/d以上，其中天健園垃圾日產(chǎn)量達(dá)到2.16萬(wàn)L；二級(jí)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(jí)，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(jí)，對(duì)應(yīng)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(duì)該建筑垃圾產(chǎn)量有一定的貢獻(xiàn)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(shè)計(jì)</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(shè)置垃圾箱的個(gè)數(shù)及其分布位置，分布情況見(jiàn)圖1。</p><p>　　3.4垃圾收集路線設(shè)計(jì)

27、</p><p>　　收集區(qū)域共有52個(gè)集裝點(diǎn)，其中收集次數(shù)每周3次的有1個(gè)，每周行程共收集3次，時(shí)間安排在星期一、三、五；收集次數(shù)每周7次的有14個(gè)，每周行程共收集98次，時(shí)間安排每天都要進(jìn)行；收集次數(shù)每周14次的有37個(gè)，每周行程共收集518次，時(shí)間安排在每天2次。合理的安排是使每周各個(gè)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(dāng)。三種收集次數(shù)的集裝點(diǎn)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(jiàn)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(jìn)行編號(hào)，見(jiàn)表3。為使每天的行程大致相等，每天收集路線設(shè)計(jì)的次數(shù)要求結(jié)果見(jiàn)表4。</p><p>　　表3 學(xué)校垃圾集裝點(diǎn)編號(hào)列表</p><p>　　表4 每天收集路線設(shè)計(jì)與距離計(jì)算結(jié)果</p&g

29、t;<p><b>　　4.建議</b></p><p>　　考慮校園垃圾運(yùn)輸過(guò)程中對(duì)周圍環(huán)境影響，通過(guò)建立目標(biāo)函數(shù)設(shè)計(jì)城市生活垃圾收集路線，對(duì)減少城市生活垃圾收集運(yùn)輸過(guò)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?cè)谟?jì)算生活垃圾最佳收集運(yùn)輸路線時(shí)，因?yàn)檠芯奎c(diǎn)至垃圾填埋場(chǎng)所經(jīng)路線僅有兩條，所以計(jì)算時(shí)用了窮舉法。如果所經(jīng)路

30、線比較多時(shí)，可利用動(dòng)態(tài)規(guī)劃結(jié)合建立的目標(biāo)函數(shù)設(shè)計(jì)城市生活垃圾最佳收集運(yùn)輸路線。此外，在收集運(yùn)輸城市生活垃圾時(shí)，可以利用反饋系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)收集運(yùn)輸車輛和收集路線的動(dòng)態(tài)分配，減少車輛資源的浪費(fèi)，這對(duì)于將來(lái)校園垃圾的收季運(yùn)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(shè)備使用利用率較低，在人力和設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)會(huì)影響收集工作的正常運(yùn)行，而且當(dāng)線路垃圾產(chǎn)生量發(fā)生變化時(shí)，不能及時(shí)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(huì)發(fā)生變化（當(dāng)然每天不會(huì)有太大的波動(dòng)），那么相應(yīng)的這些垃圾的分布、種類、數(shù)量等等也會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生變化，所以，垃圾收運(yùn)的路線也應(yīng)當(dāng)不斷完善，以滿足垃圾收運(yùn)工作的實(shí)際需要和變化。</p><p>　　（3）收集系統(tǒng)模式設(shè)計(jì)一般需要有一個(gè)反復(fù)的過(guò)程，通過(guò)各種因素的比較和權(quán)衡，最后獲得最佳的生活垃圾收運(yùn)模式。各個(gè)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(huì)和經(jīng)濟(jì)利益，相反則