一种垃圾分类工艺效果预测方法与设备

1.本发明属于固废处置与利用领域，特别是涉及一种垃圾分类工艺效果预测方法与设备。


背景技术：

2.全国生活垃圾年产量高达4亿吨，垃圾带来的环境问题越来越受到社会的广泛关注。垃圾分类处理可以减少对环境的污染，尤其是回收一些塑料等无法降解的物质，能够减少对环境的污染。目前垃圾处理方式包括焚烧、发酵、热解气化等等。但是垃圾组分的复杂性，使得下游处理利用效率偏低。
3.为了实现垃圾高效处理和利用，亟需对垃圾进行分类。现行的垃圾分类政策取得一定的成效，但仍有欠缺，自动化、机械化的垃圾分类工艺具有重要前景。
4.目前垃圾分类技术工艺包括风力分选、滚筒筛分、弹跳分选、跳汰分选、蹦床分选、磁力分选、电磁分选、静电分选、电力分选、浮力分选等等，在实际应用中常见不同工艺的组合。然而，各地垃圾成分不同，所采用的工艺组合方式也不尽相同，缺少技术手段对不同工艺组合下的分类效果进行预测，从而更好地进行工艺设计。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种垃圾分类工艺效果预测方法与设备，以解决上述现有技术存在的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供了一种垃圾分类工艺效果预测方法，包括以下步骤：
7.获取代表垃圾的整体情况的垃圾样本；
8.对所述垃圾样本的垃圾种类构成和理化特性进行记录，并将垃圾种类构成和理化特性作为数据输入，获取工程数据；
9.设置若干种垃圾分类工艺的运行参数；
10.构建预测模型，基于所述预测模型获取若干种垃圾分类工艺进行组合分类后的垃圾种类构成和理化特性。
11.可选地，所述垃圾样本的获取方式包括人工分拣以及随机抽取；所述垃圾样本的种类但不限于废纸、塑料、玻璃、橡胶、织物、木材、金属、电池类、易拉罐类、砖瓦陶瓷。
12.可选地，所述垃圾分类工艺包括但不限于风力分选、滚筒筛分、弹跳分选、跳汰分选、蹦床分选、磁力分选、电磁分选、静电分选、电力分选、浮力分选。
13.可选地，所述运行参数包括但不限于筛孔粒径、风力强度、气流速度、摇床倾斜角、摇床给水量、磁场种类、磁性强度、电场种类。
14.可选地，所述预测模型的构建方法包括但不限于人工神经网络、支持向量机、随机森林、条件穷举、物质平衡、动量平衡。
15.可选地，基于所述预测模型获取若干种垃圾分类工艺进行组合分类后的垃圾种类构成和理化特性的过程包括：
16.基于所述预测模型对每种垃圾分类工艺分类前后的垃圾种类构成和理化特性进行预测，获取预测结果；
17.基于所述预测结果对若干种垃圾分类工艺进行组合分类后的垃圾种类构成和理化特性进行预测。
18.本发明还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述垃圾分类工艺效果预测方法。
19.本发明的技术效果为：
20.本发明提供了一种模拟垃圾分类过程的方法，可以高效地模拟垃圾经过所组合的垃圾分类方式后，分类后的各垃圾类别构成和理化性质，从而为与下游处理利用工艺适配的垃圾分类工艺设计提供参考。
21.通过预测分类后垃圾的组分构成与理化特性，可以进一步预测所分成的各类别垃圾在不同下游处理利用技术中的效果，从而为已有垃圾分类工艺所适配的下游处理利用技术的选择提供参考。
22.本方法可以应用于固体废弃物的自动分类、燃料化利用研究等领域，提高生产效率与能源利用效率、节约成本。
附图说明
23.构成本技术的一部分的附图用来提供对本技术的进一步理解，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
24.图1为本发明实施例中的垃圾分类工艺效果预测方法流程示意图。
具体实施方式
25.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本技术。
26.需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。
27.实施例一
28.如图1所示，本实施例中提供一种垃圾分类工艺效果预测方法，包括以下步骤：
29.输入初始垃圾的类别构成与理化特性；
30.自由将若干单独的垃圾分类工艺进行组合，形成不同的垃圾分类工艺组合；
31.设置各单独的垃圾分类工艺的运行参数；
32.预测各单独的垃圾分类工艺分类前后垃圾的类别构成与理化特性；
33.汇总分析各单独的垃圾分类工艺的效果，预测初始垃圾经所设计的不同垃圾分类工艺组合后，垃圾的类别构成与理化特性；
34.初始垃圾种类包括但不限于废纸、塑料、玻璃、橡胶、织物、木材、金属、电池类、易拉罐类、砖瓦陶瓷和其他。
35.分类方法包括但不限于风力分选、滚筒筛分、弹跳分选、跳汰分选、蹦床分选、磁力
分选、电磁分选、静电分选、电力分选、浮力分选。
36.主要目的是预测不同分类工艺组合下，最终分类后的垃圾的类别构成与理化特性。
37.步骤1，在垃圾场中随机抽取一抓垃圾，注意随机性，以代表垃圾的整体情况，工作人员进行人工分拣，记录垃圾种类构成和理化性质，将垃圾种类构成和理化性质作为数据输入。
38.步骤2，分类方式包括但不限于风力分选、滚筒筛分、弹跳分选、跳汰分选、蹦床分选、磁力分选、电磁分选、静电分选、电力分选、浮力分选。
39.这里列举几种垃圾分类方法的组合，例如：破袋处理-滚筒筛分-磁力分选-滚筒筛分；破袋处理-风力分选-磁力分选-跳汰筛分；滚筒筛分-电磁分选-弹跳分选-电磁分选等。
40.步骤3，主要是对风力分选、磁力分选、跳汰分选、电力分选等分类方式，设置各单独的垃圾分类工艺的参数。例如：筛孔的粒径、风力的强度、气流速度、摇床的倾斜角、摇床的给水量、磁场的种类(静态磁场或交变磁场)、磁性的强度、电场种类等。
41.步骤4中，根据大量工程数据构建不同运行参数和最终的分类效果之间的经验模型，经验模型建模方法包括但不限于人工神经网络、支持向量机、随机森林；或根据具体分类工艺原理(如密度分选)构建不同运行参数和最终的分类效果之间的理论模型，理论模型建模方法包括但不限于条件穷举、物质平衡、动量平衡。
42.步骤5中，根据步骤2中垃圾分类工艺或垃圾分类工艺组合、步骤3中所设置各单独垃圾分类工艺的参数进行分类，汇总分析各单独的垃圾分类工艺的效果，预测初始垃圾经所设计的不同垃圾分类工艺组合后，垃圾的类别构成与理化特性。
43.作为本技术的一种较佳实施方式，获取初始垃圾种类是采用人工分拣的方式，并且是随机抽取。
44.作为本技术的一种较佳实施方式，是自由将若干单独的垃圾分类工艺进行组合，形成不同的垃圾分类工艺组合。
45.作为本技术的一种较佳实施方式，可设置各单独的垃圾分类工艺的运行参数，包括：风力强度、筛孔粒径等。
46.本实施例提供了一种模拟垃圾分类过程的方法，可以高效地模拟垃圾经过所组合的垃圾分类方式后，分类后的各垃圾组分具有哪些成分和理化性质，从而为与下游处理利用工艺适配的垃圾分类工艺设计提供参考。
47.通过预测分类后垃圾的组分构成与理化特性，可以进一步预测所分成的各类别垃圾在不同下游处理利用技术中的效果，从而为已有垃圾分类工艺所适配的下游处理利用技术的选择提供参考。
48.本方法可以应用于固体废弃物的自动分类、燃料化利用研究等领域，提高生产效率与能源利用效率、节约成本。
49.以上所述，仅为本技术较佳的具体实施方式，但本技术的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本技术揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本技术的保护范围之内。因此，本技术的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

技术特征：
1.一种垃圾分类工艺效果预测方法，其特征在于，包括以下步骤：获取代表垃圾的整体情况的垃圾样本；对所述垃圾样本的垃圾种类构成和理化特性进行记录，并将垃圾种类构成和理化特性作为数据输入，获取工程数据；设置若干种垃圾分类工艺的运行参数；构建预测模型，基于所述预测模型获取若干种垃圾分类工艺进行组合分类后的垃圾种类构成和理化特性。2.根据权利要求1所述的垃圾分类工艺效果预测方法，其特征在于，所述垃圾样本的获取方式包括人工分拣以及随机抽取；所述垃圾样本的种类但不限于废纸、塑料、玻璃、橡胶、织物、木材、金属、电池类、易拉罐类、砖瓦陶瓷。3.根据权利要求1所述的垃圾分类工艺效果预测方法，其特征在于，所述垃圾分类工艺包括但不限于风力分选、滚筒筛分、弹跳分选、跳汰分选、蹦床分选、磁力分选、电磁分选、静电分选、电力分选、浮力分选。4.根据权利要求1所述的垃圾分类工艺效果预测方法，其特征在于，所述运行参数包括但不限于筛孔粒径、风力强度、气流速度、摇床倾斜角、摇床给水量、磁场种类、磁性强度、电场种类。5.根据权利要求1所述的垃圾分类工艺效果预测方法，其特征在于，所述预测模型的构建方法包括但不限于人工神经网络、支持向量机、随机森林、条件穷举、物质平衡、动量平衡。6.根据权利要求1所述的垃圾分类工艺效果预测方法，其特征在于，基于所述预测模型获取若干种垃圾分类工艺进行组合分类后的垃圾种类构成和理化特性的过程包括：基于所述预测模型对每种垃圾分类工艺分类前后的垃圾种类构成和理化特性进行预测，获取预测结果；基于所述预测结果对若干种垃圾分类工艺进行组合分类后的垃圾种类构成和理化特性进行预测。7.一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并能够在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至6任一一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种垃圾分类工艺效果预测方法与设备，步骤包括：获取代表垃圾的整体情况的垃圾样本；对所述垃圾样本的垃圾种类构成和理化特性进行记录，并将垃圾种类构成和理化特性作为数据输入，获取工程数据；设置若干种垃圾分类工艺的运行参数；构建预测模型，基于所述预测模型获取若干种垃圾分类工艺进行组合分类后的垃圾种类构成和理化特性。本发明可以高效地模拟垃圾经过所组合的垃圾分类方式后，分类后的各垃圾类别构成和理化性质，从而为与下游处理利用工艺适配的垃圾分类工艺设计提供参考，可以应用于固体废弃物的自动分类、燃料化利用研究等领域，提高生产效率与能源利用效率、节约成本。节约成本。节约成本。


技术研发人员：陶俊宇 宋梦瑶 陈冠益 梁蕊 郭紫霖 颜蓓蓓 王浩东 李志明
受保护的技术使用者：天津大学
技术研发日：2023.08.02
技术公布日：2023/10/15