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RFID技術(shù)在城市生活垃圾收運(yùn)中的應(yīng)用

RFID技術(shù)在工業(yè)、商業(yè)和服務(wù)行業(yè)中的快速發(fā)展，也推動(dòng)了其在環(huán)境領(lǐng)域的應(yīng)用。目前RFID技術(shù)在垃圾物流中的應(yīng)用已有較多相關(guān)研究，如將RFID標(biāo)簽貼附在聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯塑料PET或者玻璃材質(zhì)的瓶子上，來提高分類和回收利用效果，RFID技術(shù)被認(rèn)為是進(jìn)行高效資源分類最好的方式之一，因此這項(xiàng)技術(shù)在城市生活垃圾收運(yùn)過程中已得到廣泛應(yīng)用［18］。德國是最早把RFID技術(shù)運(yùn)用在固廢收運(yùn)管理中的國家之一，在德國通過應(yīng)用無線射頻技術(shù)對(duì)垃圾收集器進(jìn)行識(shí)別，以便征收垃圾處理費(fèi)用［19］。美國一家名叫回收銀行的公司利用RFID系統(tǒng)來回收生活垃圾，當(dāng)回收車輛提起可回收物垃圾箱時(shí)，車載稱重設(shè)備自動(dòng)稱量垃圾箱的重量，由RFID技術(shù)完成自動(dòng)記錄并上傳至管理中心，管理人員根據(jù)各居民收集到的可回收物重量向居民提供相應(yīng)比例的垃圾收費(fèi)優(yōu)惠，這種獎(jiǎng)勵(lì)居民的政策為增加垃圾回收率提供了一種新穎的借鑒方法［20］。圖1描述了基于RFID技術(shù)的城市生活垃圾收運(yùn)流程，RFID技術(shù)使得從垃圾箱收集到居民繳納垃圾處理費(fèi)整個(gè)垃圾收運(yùn)流程自動(dòng)化，并在垃圾收運(yùn)的各個(gè)環(huán)節(jié)自動(dòng)完成相關(guān)信息的錄入［21］。

RFID技術(shù)在電子廢棄物回收中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)分析

提高回收效率

RFID技術(shù)以其優(yōu)良的識(shí)別性能，準(zhǔn)確的跟蹤定位優(yōu)勢(shì)，在供應(yīng)鏈管理系統(tǒng)和生活垃圾收運(yùn)系統(tǒng)中起到了關(guān)鍵作用。Heese［22］研究表明RFID技術(shù)在供應(yīng)鏈的應(yīng)用中，可以減少人工記錄，避免貨物記錄清單的錯(cuò)誤，提高準(zhǔn)確性;Hardgrave等［23］也證明RFID技術(shù)可以提高目前正規(guī)商業(yè)流程中，貨物清單的準(zhǔn)確度。固體廢棄物管理行業(yè)利用RFID技術(shù)自動(dòng)遠(yuǎn)距離識(shí)別的特性，使整個(gè)收運(yùn)過程自動(dòng)化，且記錄準(zhǔn)確性高。Wyatt［21］研究表明美國德克薩斯州的垃圾收運(yùn)車輛配備了低頻RFID系統(tǒng)，可以自動(dòng)記錄垃圾箱的編號(hào)和重量，實(shí)現(xiàn)了從收集到付費(fèi)整個(gè)回收過程中各環(huán)節(jié)的無線自動(dòng)收集數(shù)據(jù)，并提供了100%的準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。電子廢棄物在回收過程中，涉及到收集點(diǎn)、檢查中心等多個(gè)環(huán)節(jié)，而每個(gè)環(huán)節(jié)需要將大量的電子廢棄物進(jìn)行統(tǒng)計(jì)并錄入信息，耗費(fèi)了大量的人力、物力，有的電子垃圾具有高毒性，操作過程中還可能給人員帶來一定的傷害。RFID技術(shù)在物流領(lǐng)域的出色表現(xiàn)可以看出，它的識(shí)別特性恰好可以很好地解決此問題，提高電子廢棄物的回收效率。Knoth等［24］也認(rèn)為如將RFID技術(shù)應(yīng)用到電子廢棄物的回收過程中，會(huì)大幅提高電子垃圾物流系統(tǒng)的清晰度，RFID技術(shù)可直接作為收運(yùn)憑證，免去目前人工記錄的繁瑣步驟，提高工作的效率與準(zhǔn)確性，并有效避免誤用。

安全有效管理

與普通固體廢棄物不同的是，電子廢棄物兼具顯著的環(huán)境污染性和資源再生性，再加上目前我國電子廢棄物非正規(guī)回收企業(yè)發(fā)達(dá)，還存在大量進(jìn)口電子廢棄物的現(xiàn)實(shí)情況，致使我國電子廢棄物的回收管理形勢(shì)十分嚴(yán)峻。隨著RFID技術(shù)的不斷發(fā)展，Wang等［25，26］提出了一種將RFID系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)相結(jié)合的車輛實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)，此系統(tǒng)可以提供物流服務(wù)過程中的實(shí)時(shí)信息，并由此來安排車輛的最佳路線。此外，他們還進(jìn)行了相關(guān)的試驗(yàn)來說明系統(tǒng)的可行性和靈活性。有關(guān)資料［27～29］表明，RFID技術(shù)、GIS系統(tǒng)以及GPS系統(tǒng)已在固體廢棄物管理系統(tǒng)中有很重要的應(yīng)用。GIS系統(tǒng)將現(xiàn)有的衛(wèi)生系統(tǒng)、道路、水體、街區(qū)和垃圾處置點(diǎn)的位置數(shù)字化，GPS系統(tǒng)可定位垃圾箱和車輛的位置，再通過RFID技術(shù)自動(dòng)記錄下垃圾箱的重量，并通過無線電網(wǎng)絡(luò)將電子信息傳送至管理中心，由管理人員根據(jù)垃圾重量向居民收取費(fèi)用，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)收運(yùn)過程的全程可視化和自動(dòng)化管理。因此，對(duì)于電子廢棄物來講，RFID技術(shù)結(jié)合GIS/GPS系統(tǒng)同樣可以作為一種精確地追蹤定位工具，對(duì)作業(yè)車輛進(jìn)行全過程的監(jiān)控管理，完成實(shí)時(shí)性、可視化的車輛定位、監(jiān)控、調(diào)度、管理等，提高車輛監(jiān)控調(diào)度效率和科學(xué)管理水平，也可及時(shí)確定廢棄物和物料在運(yùn)輸途中的空間位置，以便將電子廢棄物進(jìn)行正規(guī)的處理處置，最大程度上保證電子廢棄物的危害性不擴(kuò)散，同時(shí)也可有效地阻止不法渠道電子垃圾的流入和流出［30］。此外，在RFID技術(shù)的支持下，還可實(shí)現(xiàn)電子產(chǎn)品管理的科學(xué)化、現(xiàn)代化和規(guī)范化，對(duì)電子產(chǎn)品生產(chǎn)、銷售、使用、回收、處理整個(gè)周期的管理控制，獲得電子產(chǎn)品的統(tǒng)計(jì)信息，以輔助電子廢棄物管理決策［31］。

記錄關(guān)鍵信息

電子廢棄物種類繁多，所含有的有毒有害物質(zhì)也千差萬別，錯(cuò)綜復(fù)雜，但目前電子產(chǎn)品銘牌一般只標(biāo)注有:品牌、生產(chǎn)時(shí)間、產(chǎn)品型號(hào)、額定電壓、額定電流等基本信息，而缺乏產(chǎn)品材料信息，如稀有金屬、有毒材料的分布等，這些信息有利于危險(xiǎn)物和貴重金屬的處置，保證其得到正確的處理，同時(shí)可以減少材料回收的費(fèi)用，提高回收的經(jīng)濟(jì)效益［30］。而RFID技術(shù)在城市生活垃圾中的應(yīng)用已經(jīng)充分顯示出RFID標(biāo)簽具有良好的信息記錄功能，且信息儲(chǔ)存方式統(tǒng)一，符合一定的標(biāo)準(zhǔn)，可以很好的充當(dāng)電子產(chǎn)品關(guān)鍵信息的載體［12，21］。另一方面，電子產(chǎn)品一經(jīng)銷售后，會(huì)經(jīng)過不同的使用經(jīng)歷，如使用時(shí)間、使用頻率、工作環(huán)境、維修情況等，而這些產(chǎn)品生命周期信息有利于決定產(chǎn)品殘余壽命，判定零部件的可重用性，以及選擇合適的拆卸序列［32］?？紤]電子產(chǎn)品出廠前就配備RFID標(biāo)簽，并將伴隨電子產(chǎn)品的整個(gè)生命周期:生產(chǎn)、銷售、使用、回收利用、資源化處理，RFID技術(shù)可在產(chǎn)品不同的時(shí)段進(jìn)行信息采集，保證產(chǎn)品信息的升級(jí)與更新，為后續(xù)的回收處理起到顯著作用［33］。因此，將記錄有電子產(chǎn)品關(guān)鍵信息的RFID標(biāo)簽作為電子產(chǎn)品的出廠配置，則RFID編碼成為電子產(chǎn)品的唯一“身份”標(biāo)識(shí)。RFID標(biāo)簽中存儲(chǔ)了電子產(chǎn)品各類原材料的信息，例如金屬鉛的分布，當(dāng)電子產(chǎn)品廢棄后，只需讀取RFID標(biāo)簽中的信息，就可以了解電子產(chǎn)品各部件的鉛含量，從而有選擇的對(duì)含量較高的部分進(jìn)行鉛回收或者選擇合適的方式進(jìn)行安全處理處置。與此同時(shí)，RFID標(biāo)簽將伴隨電子產(chǎn)品的整個(gè)生命周期，記錄下電子產(chǎn)品的使用情況，這將對(duì)電子廢棄物后續(xù)回收再利用或安全處置起到關(guān)鍵作用。

展望

隨著RFID技術(shù)的發(fā)展，各個(gè)領(lǐng)域涌現(xiàn)出大量有關(guān)RFID技術(shù)的應(yīng)用實(shí)例，特別是RFID技術(shù)已經(jīng)運(yùn)用到城市生活垃圾物流領(lǐng)域。2010上海世博會(huì)展示了許多城市生活垃圾管理新理念、新方法和新技術(shù)，隨后在此基礎(chǔ)上，上海幾家科研和管理單位聯(lián)合承擔(dān)了城市生活垃圾信息化收運(yùn)方面的國家科技支撐計(jì)劃課題，課題針對(duì)我國特大城市生活垃圾收集運(yùn)輸管理過程中存在的難點(diǎn)和重點(diǎn)問題，將無線射頻識(shí)別技術(shù)、全球定位技術(shù)、地理信息系統(tǒng)技術(shù)以及圖像傳輸?shù)认冗M(jìn)的數(shù)據(jù)采集傳輸技術(shù)應(yīng)用到城市垃圾產(chǎn)生源的分類識(shí)別與收集，垃圾中轉(zhuǎn)站的信息化管理及污染控制和資源化處理及最終處置的全過程，從而達(dá)到特大型城市生活垃圾的科學(xué)高效管理。目前該課題已取得階段性成果，并在上海浦東新區(qū)建立了示范工程，具體收運(yùn)流程如圖2所示。而電子廢棄物作為固體廢棄物的一種，其回收同樣是一個(gè)逆物流的過程，即將產(chǎn)生于各個(gè)點(diǎn)源的電子垃圾，以物流的方式，回收起來進(jìn)行集中處理，但又因?yàn)槠浔旧淼馁Y源再生性和高危害性，不同于普通的生活垃圾，更需要借助先進(jìn)的信息技術(shù)做好回收管理工作。設(shè)想未來電子廢棄物收運(yùn)系統(tǒng)利用RFID技術(shù)實(shí)現(xiàn)電子廢棄物整個(gè)收運(yùn)過程的自動(dòng)化，并結(jié)合GPS/GIS系統(tǒng)完成對(duì)電子廢棄物安全高效收運(yùn)和資源化的全程實(shí)時(shí)監(jiān)控管理，建立如圖3所示的信息化平臺(tái)來做好電子廢棄物回收管理工作。

本文作者：賀振李光明安瑩賀文智作者單位：同濟(jì)大學(xué)污染控制與資源化研究國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室