RFID技术在城市生活垃圾收运中的应用

RFID技术在工业、商业和服务行业中的快速发展，也推动了其在环境领域的应用。目前RFID技术在垃圾物流中的应用已有较多相关研究，如将RFID标签贴附在聚对苯二甲酸乙二醇酯塑料PET或者玻璃材质的瓶子上，来提高分类和回收利用效果，RFID技术被认为是进行高效资源分类最好的方式之一，因此这项技术在城市生活垃圾收运过程中已得到广泛应用［18］。德国是最早把RFID技术运用在固废收运管理中的国家之一，在德国通过应用无线射频技术对垃圾收集器进行识别，以便征收垃圾处理费用［19］。美国一家名叫回收银行的公司利用RFID系统来回收生活垃圾，当回收车辆提起可回收物垃圾箱时，车载称重设备自动称量垃圾箱的重量，由RFID技术完成自动记录并上传至管理中心，管理人员根据各居民收集到的可回收物重量向居民提供相应比例的垃圾收费优惠，这种奖励居民的政策为增加垃圾回收率提供了一种新颖的借鉴方法［20］。图1描述了基于RFID技术的城市生活垃圾收运流程，RFID技术使得从垃圾箱收集到居民缴纳垃圾处理费整个垃圾收运流程自动化，并在垃圾收运的各个环节自动完成相关信息的录入［21］。

RFID技术在电子废弃物回收中的应用优势分析

提高回收效率

RFID技术以其优良的识别性能，准确的跟踪定位优势，在供应链管理系统和生活垃圾收运系统中起到了关键作用。Heese［22］研究表明RFID技术在供应链的应用中，可以减少人工记录，避免货物记录清单的错误，提高准确性;Hardgrave等［23］也证明RFID技术可以提高目前正规商业流程中，货物清单的准确度。固体废弃物管理行业利用RFID技术自动远距离识别的特性，使整个收运过程自动化，且记录准确性高。Wyatt［21］研究表明美国德克萨斯州的垃圾收运车辆配备了低频RFID系统，可以自动记录垃圾箱的编号和重量，实现了从收集到付费整个回收过程中各环节的无线自动收集数据，并提供了100%的准确数据。电子废弃物在回收过程中，涉及到收集点、检查中心等多个环节，而每个环节需要将大量的电子废弃物进行统计并录入信息，耗费了大量的人力、物力，有的电子垃圾具有高毒性，操作过程中还可能给人员带来一定的伤害。RFID技术在物流领域的出色表现可以看出，它的识别特性恰好可以很好地解决此问题，提高电子废弃物的回收效率。Knoth等［24］也认为如将RFID技术应用到电子废弃物的回收过程中，会大幅提高电子垃圾物流系统的清晰度，RFID技术可直接作为收运凭证，免去目前人工记录的繁琐步骤，提高工作的效率与准确性，并有效避免误用。

安全有效管理

与普通固体废弃物不同的是，电子废弃物兼具显著的环境污染性和资源再生性，再加上目前我国电子废弃物非正规回收企业发达，还存在大量进口电子废弃物的现实情况，致使我国电子废弃物的回收管理形势十分严峻。随着RFID技术的不断发展，Wang等［25，26］提出了一种将RFID系统、地理信息系统和全球定位系统相结合的车辆实时监控系统，此系统可以提供物流服务过程中的实时信息，并由此来安排车辆的最佳路线。此外，他们还进行了相关的试验来说明系统的可行性和灵活性。有关资料［27～29］表明，RFID技术、GIS系统以及GPS系统已在固体废弃物管理系统中有很重要的应用。GIS系统将现有的卫生系统、道路、水体、街区和垃圾处置点的位置数字化，GPS系统可定位垃圾箱和车辆的位置，再通过RFID技术自动记录下垃圾箱的重量，并通过无线电网络将电子信息传送至管理中心，由管理人员根据垃圾重量向居民收取费用，实现了整个收运过程的全程可视化和自动化管理。因此，对于电子废弃物来讲，RFID技术结合GIS/GPS系统同样可以作为一种精确地追踪定位工具，对作业车辆进行全过程的监控管理，完成实时性、可视化的车辆定位、监控、调度、管理等，提高车辆监控调度效率和科学管理水平，也可及时确定废弃物和物料在运输途中的空间位置，以便将电子废弃物进行正规的处理处置，最大程度上保证电子废弃物的危害性不扩散，同时也可有效地阻止不法渠道电子垃圾的流入和流出［30］。此外，在RFID技术的支持下，还可实现电子产品管理的科学化、现代化和规范化，对电子产品生产、销售、使用、回收、处理整个周期的管理控制，获得电子产品的统计信息，以辅助电子废弃物管理决策［31］。

记录关键信息

电子废弃物种类繁多，所含有的有毒有害物质也千差万别，错综复杂，但目前电子产品铭牌一般只标注有:品牌、生产时间、产品型号、额定电压、额定电流等基本信息，而缺乏产品材料信息，如稀有金属、有毒材料的分布等，这些信息有利于危险物和贵重金属的处置，保证其得到正确的处理，同时可以减少材料回收的费用，提高回收的经济效益［30］。而RFID技术在城市生活垃圾中的应用已经充分显示出RFID标签具有良好的信息记录功能，且信息储存方式统一，符合一定的标准，可以很好的充当电子产品关键信息的载体［12，21］。另一方面，电子产品一经销售后，会经过不同的使用经历，如使用时间、使用频率、工作环境、维修情况等，而这些产品生命周期信息有利于决定产品残余寿命，判定零部件的可重用性，以及选择合适的拆卸序列［32］。考虑电子产品出厂前就配备RFID标签，并将伴随电子产品的整个生命周期:生产、销售、使用、回收利用、资源化处理，RFID技术可在产品不同的时段进行信息采集，保证产品信息的升级与更新，为后续的回收处理起到显著作用［33］。因此，将记录有电子产品关键信息的RFID标签作为电子产品的出厂配置，则RFID编码成为电子产品的唯一“身份”标识。RFID标签中存储了电子产品各类原材料的信息，例如金属铅的分布，当电子产品废弃后，只需读取RFID标签中的信息，就可以了解电子产品各部件的铅含量，从而有选择的对含量较高的部分进行铅回收或者选择合适的方式进行安全处理处置。与此同时，RFID标签将伴随电子产品的整个生命周期，记录下电子产品的使用情况，这将对电子废弃物后续回收再利用或安全处置起到关键作用。

展望

随着RFID技术的发展，各个领域涌现出大量有关RFID技术的应用实例，特别是RFID技术已经运用到城市生活垃圾物流领域。2010上海世博会展示了许多城市生活垃圾管理新理念、新方法和新技术，随后在此基础上，上海几家科研和管理单位联合承担了城市生活垃圾信息化收运方面的国家科技支撑计划课题，课题针对我国特大城市生活垃圾收集运输管理过程中存在的难点和重点问题，将无线射频识别技术、全球定位技术、地理信息系统技术以及图像传输等先进的数据采集传输技术应用到城市垃圾产生源的分类识别与收集，垃圾中转站的信息化管理及污染控制和资源化处理及最终处置的全过程，从而达到特大型城市生活垃圾的科学高效管理。目前该课题已取得阶段性成果，并在上海浦东新区建立了示范工程，具体收运流程如图2所示。而电子废弃物作为固体废弃物的一种，其回收同样是一个逆物流的过程，即将产生于各个点源的电子垃圾，以物流的方式，回收起来进行集中处理，但又因为其本身的资源再生性和高危害性，不同于普通的生活垃圾，更需要借助先进的信息技术做好回收管理工作。设想未来电子废弃物收运系统利用RFID技术实现电子废弃物整个收运过程的自动化，并结合GPS/GIS系统完成对电子废弃物安全高效收运和资源化的全程实时监控管理，建立如图3所示的信息化平台来做好电子废弃物回收管理工作。

本文作者：贺振李光明安莹贺文智作者单位：同济大学污染控制与资源化研究国家重点实验室