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基于TRIZ理論的城市生活垃圾治理系統(tǒng)優(yōu)化研究

文檔作者：牛少鳳1 王武科2 孔亞如3 文檔來(lái)源： 1浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)城鄉(xiāng)規(guī)劃與管理學(xué)院 2寧波市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院 3浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)工商管理學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年03月03日
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基于T砒Z理論的城市生舌垃圾洽理系統(tǒng)優(yōu)化研究
牛少鳳1王武科2孔亞如3
(1浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)城鄉(xiāng)規(guī)劃與管理學(xué)院浙江杭州310018
2寧波市規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院浙江寧波315000
3浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)工商管理學(xué)院浙江杭州310018)
摘要城市垃圾處理是一個(gè)世界性難題。“垃圾圍城”現(xiàn)象越來(lái)越嚴(yán)峻。城市生活垃圾治理系統(tǒng)是一個(gè)多目標(biāo)，復(fù)雜不確
定性，綜合性的系統(tǒng)。利用TRIZ的基本原理和解決問(wèn)題的思路，針對(duì)現(xiàn)有城市生活垃圾治理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)基于TRIZ的城市生活垃
圾流程優(yōu)化模式。根據(jù)創(chuàng)新原理，對(duì)現(xiàn)有城市生活垃圾治理系統(tǒng)進(jìn)行整合，建議采用生命周期法，高度資源化的全過(guò)程管理。關(guān)鍵詞眥城市生活垃圾治理系統(tǒng)優(yōu)化
中圖分類號(hào)：)(705 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672—9064(2015)06—051—03
在當(dāng)前新型城市化發(fā)展進(jìn)程中．經(jīng)濟(jì)與人El持續(xù)增長(zhǎng)的
同時(shí)．垃圾作為城市生產(chǎn)與生活資料的剩余物．產(chǎn)量也在急
劇增加?。據(jù)估算。每堆積1萬(wàn)t廢物，平均占地667m2，隨著
我國(guó)消費(fèi)的增長(zhǎng)．城市垃圾受納場(chǎng)地日益顯得不足。垃圾占
地的矛盾日益突出．許多城市出現(xiàn)“垃圾圍城”現(xiàn)象[2]，不僅
危害生態(tài)環(huán)境．更對(duì)人們的身心健康與生活質(zhì)量有直接的影
響。城市垃圾污染問(wèn)題己成為世界性環(huán)境公害之一．對(duì)我國(guó)
經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展構(gòu)成巨大挑戰(zhàn)。
當(dāng)前世界流行的垃圾處理技術(shù)是焚燒與填埋．焚燒與填
埋均存在二次污染的可能?。我們應(yīng)該以辯證的眼光科學(xué)看
待城市生活垃圾問(wèn)題．城市生活垃圾雖然造成了環(huán)境污染。
但同時(shí)也是一種錯(cuò)置的潛在資源。在生活垃圾中，可回收垃
圾約占45％．是完全可以循環(huán)再利用的．若將其“一刀切”式的
焚燒或填埋，只會(huì)加重環(huán)境的污染，造成資源的浪費(fèi)”]。以浙
江省為例。2013年城市生活垃圾處理量為1369．38萬(wàn)t。其中
垃圾衛(wèi)生填埋占40．6％，焚燒占58．3％①。在瑞典，所有垃圾
都必須根據(jù)其特性正確處理，避免給人類和自然造成危害。
其中，36％的垃圾被回收使用，14％的垃圾用作肥料，49％的
垃圾作為能源被焚燒轉(zhuǎn)化為熱能和電能．也就是說(shuō)99％的
垃圾經(jīng)過(guò)垃圾處理廠變廢為寶【6]。當(dāng)前，瑞典垃圾焚化爐的
產(chǎn)能日益增高．垃圾轉(zhuǎn)化為能源的效率很高．高到本國(guó)垃圾
已經(jīng)不夠用。要從別國(guó)進(jìn)口垃圾。瑞典在垃圾循環(huán)利用方面
取得了“異乎尋常的成功”[7】．
國(guó)內(nèi)垃圾圍城．先進(jìn)國(guó)家進(jìn)El垃圾．是什么原因造成這
種現(xiàn)象?我們的垃圾治理系統(tǒng)哪個(gè)環(huán)節(jié)出了問(wèn)題?這就需要
我們重新審視我們的垃圾治理流程．努力架構(gòu)適合中國(guó)國(guó)情
的城市垃圾治理體系，優(yōu)化垃圾治理系統(tǒng)。
1 城市生活治理系統(tǒng)組成與分析
1．1 城市生活治理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)
城市生活垃圾治理系統(tǒng)是由垃圾的源頭控制、收集、運(yùn)
輸(含中轉(zhuǎn))、回收利用、處理處置、資源化與資源化市場(chǎng)各環(huán)
節(jié)組成。如圖l所示。系統(tǒng)各環(huán)節(jié)有機(jī)地互相聯(lián)系著，構(gòu)成了
一個(gè)不可分割的整體[8]。
圖1 城市垃圾治理系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
城市生活垃圾治理系統(tǒng)特點(diǎn)：
(1)多目標(biāo)性。規(guī)劃城市生活垃圾治理系統(tǒng)既要考慮系
統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性。還要考慮系統(tǒng)的環(huán)境目標(biāo)。要求在追求環(huán)境效
益及社會(huì)效益的最大化的同時(shí)也要兼顧經(jīng)濟(jì)效益的最大化。
(2)復(fù)雜不確定性。城市生活垃圾一般是固、液、氣的混
合體。在城市生活垃圾的收集和運(yùn)輸途中容易對(duì)城市的街
道、垃圾中轉(zhuǎn)處理站等造成污染。某些生活垃圾具有較強(qiáng)的
腐蝕性，對(duì)城市生活垃圾治理系統(tǒng)收集、中轉(zhuǎn)、運(yùn)輸?shù)淖鳂I(yè)工
藝及裝備提出了特殊的要求。隨著城市的發(fā)展。城市生活垃
圾產(chǎn)量、性質(zhì)以及處理方式等將會(huì)產(chǎn)生變化。
(3)綜合性。城市生活垃圾治理系統(tǒng)涉及多種技術(shù)。包括
衛(wèi)生填埋、焚燒、堆肥和回收利用等，各種技術(shù)之間存在相互
關(guān)聯(lián)、相互影響
1．2存在的主要問(wèn)題
(1)目前生活垃圾治理系統(tǒng)尚處在以“末端處理”為主的
階段。也就是說(shuō)。主要是處理每天已經(jīng)產(chǎn)生的生活垃圾。并沒
有追溯到生活垃圾產(chǎn)生的源頭進(jìn)行減量治理．所以隨著城市
化進(jìn)程的推進(jìn)．生活垃圾產(chǎn)生量逐年加大，加重了處理設(shè)施
的負(fù)荷，以至于不堪重負(fù)。究其原因，缺乏有效的利益機(jī)制，
比如征收垃圾處理費(fèi)．當(dāng)前我們所采取的是按照家庭或人頭
交納垃圾處理費(fèi)．很難通過(guò)利益機(jī)制引導(dǎo)居民形成“垃圾減
量化”和垃圾分類投放習(xí)慣。
(2)生活垃圾源頭分為4大類：可回收物、餐廚垃圾、有
害垃圾、其它垃圾②．分類體系較為簡(jiǎn)單。此外。缺乏后續(xù)的配
基金項(xiàng)目：浙江財(cái)經(jīng)大學(xué)校級(jí)范式改革課題(區(qū)域分析與規(guī)劃)資助
作者簡(jiǎn)介：牛少鳳，女，博士后。研究背景為產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境管理學(xué)。浙江財(cái)經(jīng)學(xué)院專業(yè)教師，主要從事環(huán)境管理、城鄉(xiāng)規(guī)劃、創(chuàng)新管理等研究。
萬(wàn)方數(shù)據(jù) 2015．N0．6．o
套垃圾分類運(yùn)輸和處理的基礎(chǔ)設(shè)施，相關(guān)的執(zhí)行能力差．多
采用混合運(yùn)輸和混合處理的模式。城市垃圾的回收能力較
低．除了具有直接經(jīng)濟(jì)利益的廢品被廢品回收站進(jìn)行回收利
用外，絕大部分垃圾被匯合收集后，統(tǒng)一運(yùn)到垃圾處理站，進(jìn)
行終端處理[91，這種垃圾處理方式，嚴(yán)重降低了資源利用效
率．更無(wú)法實(shí)現(xiàn)垃圾分類管理的經(jīng)濟(jì)效益和環(huán)境效益。
(3)垃圾處理技術(shù)存在著地區(qū)性的結(jié)構(gòu)問(wèn)題。目前我國(guó)
城市生活垃圾主要的處理措施有高溫堆肥、衛(wèi)生填埋、焚燒
處理和垃圾綜合處理等處理方式。但各地受經(jīng)濟(jì)條件及生活
水平影響，其生活垃圾的組分相差較大．需要從各地區(qū)實(shí)際
出發(fā)。選擇適合本地區(qū)生活垃圾特性的處理技術(shù)。
(4)垃圾治理系統(tǒng)運(yùn)作以政府為主導(dǎo)，社會(huì)化、市場(chǎng)化、
產(chǎn)業(yè)化程度較低[10]。盡管各地政府不斷引進(jìn)企業(yè)化的運(yùn)作模
式并積極鼓勵(lì)社會(huì)參與垃圾治理．但治理的市場(chǎng)化和社會(huì)化
程度不高。市場(chǎng)機(jī)制仍不完善．很多有能力參與生活垃圾回
收或處理的企業(yè)進(jìn)不來(lái)．或由于自身利益原因而難以持久運(yùn)
作，經(jīng)濟(jì)手段的推動(dòng)力量沒有得到充分的發(fā)揮。政府、市場(chǎng)和
社會(huì)的失靈問(wèn)題嚴(yán)重制約著垃圾分類治理的參與度、再生資
源回收利用平臺(tái)的建設(shè)．不僅會(huì)削弱生活垃圾分類治理的規(guī)
模效應(yīng)，更會(huì)阻礙各個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)聯(lián)動(dòng)．導(dǎo)致各主體的積極
性難以充分發(fā)揮．
2城市生活垃圾治理系統(tǒng)的優(yōu)化
2．1 TRIz理論與方法
TRIZ理論．又稱為“發(fā)明問(wèn)題解決理論”．是前蘇聯(lián)阿奇
舒勒在對(duì)250萬(wàn)件專利文獻(xiàn)進(jìn)行研究分析的基礎(chǔ)上．系統(tǒng)總
結(jié)出求解各種技術(shù)沖突與物理沖突的創(chuàng)新法則與原理．以及
技術(shù)發(fā)展的進(jìn)化規(guī)律及模式．建立了一套由解決技術(shù)沖突與
實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新開發(fā)的各種算法、方法構(gòu)成的創(chuàng)新理論體系(11]。
TRIZ應(yīng)用這些方法與工具解決創(chuàng)新性問(wèn)題有一個(gè)一般的過(guò)
程[121。該流程為：分析系統(tǒng)問(wèn)題；應(yīng)用原理解決設(shè)計(jì)中存在的
沖突；運(yùn)用效應(yīng)解決問(wèn)題明確，但不知如何求解的沖突；預(yù)測(cè)
系統(tǒng)的進(jìn)化過(guò)程；之后是評(píng)價(jià)；最后是實(shí)施。
2．2 TRIz在垃圾治理系統(tǒng)優(yōu)化的應(yīng)用
借鑒TRIZ在技術(shù)工程領(lǐng)域求解沖突的一般流程．同時(shí)
考慮到該流程應(yīng)用到垃圾治理系統(tǒng)中存在的一些不足．構(gòu)建
TRIZ求解垃圾治理系統(tǒng)的流程優(yōu)化模式．如圖2所示。首先
分析待解決的問(wèn)題．使用39個(gè)通用工程參數(shù)中和該問(wèn)題相
適應(yīng)的參數(shù)來(lái)表述待解決的問(wèn)題．將一個(gè)具體的問(wèn)題轉(zhuǎn)化為
TRIZ問(wèn)題：其次確定該TRIZ問(wèn)題是技術(shù)矛盾還是物理矛
盾．如果是技術(shù)矛盾，就利用矛盾矩陣從4JD個(gè)發(fā)明原理當(dāng)中
找到相適應(yīng)的原理．如果是物理矛盾．就利用分離原理來(lái)確
定相適應(yīng)的發(fā)明原理；最后．通過(guò)發(fā)明原理來(lái)找到具體問(wèn)題
的解決發(fā)案，并對(duì)方案進(jìn)行評(píng)估，如果方案滿意可行，就執(zhí)行
該方案，如果方案不可行，就重復(fù)所有步驟，直到找到滿意可
行的方案為止。
(1)問(wèn)題分析。隨著城市化進(jìn)程加快，城市生活垃圾越來(lái)
越多．對(duì)環(huán)境污染越來(lái)越大。
(2)轉(zhuǎn)換。本階段應(yīng)用TRIZ的39個(gè)工程參數(shù)轉(zhuǎn)換成標(biāo)
圖2 TRIz求解垃圾治理系統(tǒng)的流程優(yōu)化模式
準(zhǔn)TRIZ問(wèn)題。
垃圾治理系統(tǒng)主要包括：垃圾、分類、堆放、收集、運(yùn)輸、
生化、焚燒、填埋。垃圾分類收集并回收利用后。根據(jù)垃圾成
分含量，相應(yīng)地進(jìn)行生化、焚燒、填埋處理。
(3)方案形成。①垃圾預(yù)處理：主要的方法有壓實(shí)、壓縮、
破粹、分選。主要目的是減少體積和增加密度，便于儲(chǔ)存、收
運(yùn)，降低成本，減少占地面積；分離有用材料和物質(zhì)，去除有
毒有害物質(zhì)；改善物料性質(zhì)，避免對(duì)后續(xù)處理設(shè)備的損壞。②
垃圾回收：直接回收可直接利用的廢品。如紙張、金屬、玻璃、
塑料等。③垃圾形態(tài)轉(zhuǎn)換：利用垃圾中的某些組分制取新形
態(tài)的物質(zhì)。如用可堆腐有機(jī)物生產(chǎn)堆肥，用混合廢塑料制取
汽油和利用灰土和灰渣生產(chǎn)建筑材料等。④能量轉(zhuǎn)換：通過(guò)
化學(xué)或生物轉(zhuǎn)換。釋放垃圾中所蘊(yùn)藏的能量加以回收利用。
(4)評(píng)價(jià)。本案例把垃圾治理系統(tǒng)看成一個(gè)完整的系統(tǒng)。
根據(jù)理想解得到．最理想的結(jié)果是不產(chǎn)生生活垃圾，利用
7mIZ理論中的矛盾矩陣和創(chuàng)新原理來(lái)解決垃圾越來(lái)越多的
問(wèn)題，引入分割原理、抽取原理、預(yù)先作用、變害為利、物理或
化學(xué)參數(shù)改變?cè)淼仍?、有效的解決這一問(wèn)題，這也是國(guó)
外眾多國(guó)家首選的方式[13]．正好與我國(guó)當(dāng)前垃圾處理3原則
(減量化、資源化、無(wú)害化)相符。
3結(jié)論與建議
(1)整合城市垃圾治理系統(tǒng)。生活垃圾治理系統(tǒng)側(cè)重于
“末端處理”，應(yīng)向源頭追溯。首先。進(jìn)行源頭減量，根據(jù)TRIZ
理論。該系統(tǒng)的理想解為生活垃圾的零排放。實(shí)踐表明．“零
排放”現(xiàn)實(shí)中不可能。鑒于此，應(yīng)從生活垃圾產(chǎn)量的最小量化
著手【14]。其次，運(yùn)用分割原理、抽取原理、預(yù)先處理原理。垃圾
產(chǎn)生后，在尚未進(jìn)入收集、運(yùn)輸、處理系統(tǒng)之前的時(shí)空。消費(fèi)
者應(yīng)該把部分廢棄物。如張紙、玻璃、金屬等出售給廢舊物資
回收部門，以實(shí)現(xiàn)生活垃圾的減量化和資源再生利用。再次．
努力構(gòu)建在生活垃圾分類收集基礎(chǔ)上的分類運(yùn)輸、分類處置
系統(tǒng)。
(2)采用生命周期法，資源化高度發(fā)展的全過(guò)程管理。追
求垃圾處理的資源化，盡量降低處理所帶來(lái)的環(huán)境負(fù)荷。采
萬(wàn)方數(shù)據(jù) 2015．N0．6．@
用源頭避免的生態(tài)設(shè)計(jì)思想和全過(guò)程管理模式．基于對(duì)產(chǎn)品
整個(gè)生命周期的分析．在產(chǎn)品設(shè)計(jì)階段就考慮有利于垃圾分
類收集和避免污染環(huán)境。
(3)努力構(gòu)建垃圾治理多種經(jīng)營(yíng)機(jī)制。目前財(cái)政投入不
足是制約生活垃圾處理的“瓶頸”。建立生活垃圾處理合理收
費(fèi)制度是解決財(cái)政投資不足的有效措施。促進(jìn)生活垃圾治理
的社會(huì)化、市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。積極動(dòng)員各方面的力量，共
同解決生活垃圾的治理問(wèn)題。在現(xiàn)有的政府投資為主的基礎(chǔ)
上，通過(guò)政府相應(yīng)的扶植政策．吸引各種所有制經(jīng)濟(jì)成分投
入到生活垃圾治理的行列．以便加速其發(fā)展。
參考文獻(xiàn)
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(上接第48頁(yè))
能減小施工對(duì)森林公園的不利影響。施工結(jié)束后．進(jìn)水口護(hù)
坡應(yīng)以植物措施為主，采用鄉(xiāng)土樹種、草種進(jìn)行綠化美化。
(6)嚴(yán)格控制鼓山景區(qū)內(nèi)的施工作業(yè)區(qū)。采取建設(shè)排水
溝，加強(qiáng)施工沿線管理，棄渣運(yùn)至景區(qū)保護(hù)范圍之外等措施，
減少對(duì)植被的破壞。施工結(jié)束后及時(shí)采用鄉(xiāng)土林草植被恢
復(fù)，施工支洞121型式采用環(huán)保型設(shè)計(jì)，盡量減少洞121邊仰坡
的開挖。截洪壩體綠化設(shè)計(jì)方案應(yīng)與周邊景觀相協(xié)調(diào)。
(7)結(jié)合現(xiàn)有生態(tài)補(bǔ)水工程的經(jīng)驗(yàn)和教iJiI，為保證本工
程生態(tài)補(bǔ)水能夠起到良好的改善內(nèi)河生態(tài)環(huán)境的效果．建議
采取以下措施：①進(jìn)行河道清淤和截污以減少內(nèi)河污染物；
②不應(yīng)對(duì)內(nèi)河河底進(jìn)行如“生態(tài)鋪砌”等硬化處理以提高河
道本身的自凈能力；③調(diào)節(jié)合適的內(nèi)河水位和河水流速，即
可讓污染物得到充分降解，又不會(huì)對(duì)底棲生物造成破壞。
5小結(jié)
隨著人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)．已經(jīng)充分認(rèn)識(shí)到環(huán)境保護(hù)對(duì)
人類生存和可持續(xù)發(fā)展的重要性。水利工程開發(fā)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)
建設(shè)和環(huán)境方面起到了積極作用．但也不可避免地在對(duì)生態(tài)
環(huán)境產(chǎn)生一些不利影響。并且許多影響是不確定的，具有長(zhǎng)
期性、潛在性和不可逆性?。必須正確處理修建水利工程和
保護(hù)生態(tài)環(huán)境的關(guān)系。通過(guò)生態(tài)環(huán)境影響評(píng)價(jià)，可以及早發(fā)
現(xiàn)水利工程實(shí)施過(guò)程中可能帶來(lái)的對(duì)生態(tài)環(huán)境的各種不利
影響．采取切實(shí)有效的改善措施，將工程建設(shè)對(duì)生態(tài)環(huán)境的
不利影響降至最低。
參考文獻(xiàn)
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(上接第50頁(yè))
工序，硅芯制備和產(chǎn)品整理工序酸腐蝕處理工序．氯硅烷儲(chǔ)
存和轉(zhuǎn)輸?shù)榷鄠€(gè)環(huán)節(jié)：
(2)大氣污染物無(wú)組織排放源強(qiáng)確定中。應(yīng)多開展調(diào)查
研究，合理運(yùn)用類比法和反推法來(lái)核算。再結(jié)合物料衡算的
理論計(jì)算結(jié)果，綜合性的確定源強(qiáng)；
(3)將大氣環(huán)境防護(hù)距離和衛(wèi)生防護(hù)距離的結(jié)果應(yīng)綜合
比對(duì)分析．同時(shí)參照相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)最終確定大氣污染物無(wú)組
織排放的環(huán)境防護(hù)距離．
(4)從生產(chǎn)裝置自控、廢氣收集、凈化和監(jiān)測(cè)多方面共同
舉措減少無(wú)組織排放。
參考文獻(xiàn)
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