基于红外光谱的建筑垃圾智能分类机器

1摘要：自改革开放以来，中国大陆的城市化进程明显加快，大规模的新区建设、旧城改造、棚户区改造、城中村改造等使城市以及农村的面貌日新月异。但与此同时，大量建筑垃圾的堆砌、处理以及回收利用等问题也随之出现，如何合理地解决建筑垃圾带来的一系列环境、社会问题，科学推进可持续城市化迫在眉睫。本项目对比现今中国大陆与香港、国外等发达地区对建筑垃圾的处理，发现中国大陆在建筑垃圾的分类方面仍有很大的改进空间。因此，本项目基于智能分类识别的理念，设计出一款建筑垃圾智能分类机器。该机器系统主要包含四个模块：筛土装置、建筑垃圾识别系统、机械臂及回收系统，通过这四部分的协调配合，在建筑工地上对建筑垃圾进行更高效地分类，以便于后期的处理及回收利用，产生更多的经济、环境、社会效益。该项目的技术可行性研究表明该机器的可开发性，为中国的建筑垃圾二次资源化提供了无限可能。关键词：建筑垃圾、智能分类、回收利用、环境、资源1引言11研究背景建筑垃圾是指建设、施工单位或个人对各类建筑物、构筑物、管网等进行建设、铺设或拆除、修缮过程中所产生的渣土、弃土、弃料、淤泥及其他废弃物。在中国，由于工业化、城市化进程加速，建筑业也同时快速向前发展，相伴而产生的建筑垃圾日益增多，中国建筑垃圾的数量已占到城市垃圾总量的1/3以上。据北极星节能环保网报道：“近几年，我国每年产生的建筑垃圾总量约为155—24亿吨，占据城市垃圾约40%的比例。仅2014年，我国建筑垃圾产生量就已超过15亿吨。至2020年左右，我国建筑垃圾产生量可能达到峰值1。”如只采取简单的堆放方式处理，每年新增建筑垃圾的处理都将占15—2亿平方米用地。而据估计，到2020年我国还将新增建筑面积约300亿平方米，以500—600吨/万平方米的建筑垃圾产生量推算，新产生的建筑垃圾将是一个令人震撼的数字。对于正处在经济建设高速发展时期的中国来说，如果不对建筑垃圾进行科学合理地管理，必将给社会、环境和资源带来不利影响。中国对建筑垃圾的处理起步较晚，而且缺乏针对性管理，城市环卫部制定的一系列管理办法中对建筑垃圾的管理也无具体规定。目前中国大陆对建筑垃圾的处理大部分仅仅采用简易填埋的处置方式，小部分露天堆放，垃圾填埋区的建设远远跟不上垃圾增长速度。在寸土寸金的发展阶段，这在一定程度上，是城市土地的一种浪费，同时也是对城市市容和自然环境的一种破坏，而对建筑垃圾本身来说，自身资源价值最大化也无法实现。因此建筑垃圾的管理已经成了中国政府高度重视的问题之一，由此出台了针对该问题的系列法律法规，但仍在不断完善中。中国于1995年通过了《城市固体垃圾处理法》，要求产生垃圾的部门必须交纳垃圾处理费。为了进一步规范建筑垃圾的管理，我国2004年修订通过的《固体废物污染环境防治法》、2009年实施的《循环经济促进法》等法律法规都有关于建筑垃圾处理的相关条款，2005年建设部出台的《城市建筑垃圾管理规定》是专门规范建筑垃圾处理的部门规章，地方亦出台相关城市建筑垃圾处置的规定。从上述法律法规中可以看出中国现行建筑垃圾处理法律规制的目的主要是防治建筑垃圾所造成的环境污染，维护城市的市容市貌，然而并不能从根本上减少建筑垃圾的产生，而且也没有涉及到建筑垃圾1陆凯安我国建筑垃圾的现状与综合利用[J]施工技术,1999,(5):56