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關鍵詞 回收;傳感器;單片機;步進電動機
中圖分類號:X7 文獻標識碼:A 文章編號:1671-7597(2013)16-0017-02
干電池是我們日常生活中用得最廣泛的物品之一,廢舊電池的危害主要集中在其中所含的少量的重金屬上,如鉛、汞、鎘等。這些有毒物質通過各種途徑進入人體內,長期積蓄難以排除,損害神經系統、造血功能和骨骼,甚至可以致癌。盡管近年來人們對保護自然生態環境日益重視,但廢電池污染卻未引起人們的足夠重視。目前,中國電池的回收率卻不足2%。而事實上,有償回收是進行干電池回收的一個相當有效的方式,但在有效回收的方式上,并沒有專門的研究及建議,因此,在研究了社會對于干電池的回收方式的基礎上,本課題嘗試進行了干電池有償回收裝置的研究。
本論文的研究目標是通過對機構的設計、控制系統的設計等過程完成對干電池有償回收裝置的研究,并進一步做出物理樣機。
1 干電池有償回收裝置的總體設計
1.1 本裝置總體設計方案
作為干電池的有償回收裝置,在裝置總體設計中就應主要完成三項任務,即:電池判別功能、電池計數功能及退幣功能。
作為干電池的有償回收裝置,對于電池的判別就至關重要,在物體投放入裝置后,應有儀器來檢測是否是電池,并作出正確判斷,在辨別完成后,將電池送處計數部分,將非電池排出,采用單片機控制電機來完成。干電池經過判別確為電池后,進入計數階段。在電池計數中,通過傳感器完成對電池的計數。作為干電池有償回收裝置,最終完成的任務應是在確定回收物為電池并對電池計數后,應完成功能,擬通過單片機控制交流電機帶動退幣馬達的轉動實現退幣功能。
如圖1所示為本裝置總體設計方案,整個裝置分為三個部分,第一部分為結構1電池投放部分。第二部分為結構2電池檢測部分,第三部分為結構3計數及退幣部分。
1.2 本裝置傳感器的選用
根據裝置總體設計方案,傳感器1的作用是檢測是否有物體投入,并且在檢出有物體投入后將信號輸出,傳感器3的作用是在有電池通過時對電池進行計數,均需要傳感器能輸出高低電平兩種信號,因此傳感器2、3均選用對射式光電傳感器。傳感器2的作用是對投入的物體檢測是否為電池,組成電池的主要成分是金屬,具有一定的導磁能力,因此應選用電感式的傳感器,因此,傳感器2選擇電感式接近開關。
1.3 本裝置電池檢測與計數、退幣部分的電機驅動形式
電機驅動在機電一體化系統中起著重要的作用,在電池檢測部分,需要電機控制擋板實現擋板的正、反轉功能,通常可采用飼服電機與步進電機。裝置計數、退幣部分的電機驅動是在裝置對投入電池進行完計數后,退幣的數量并非由電機來控制,因此電機的作用只是驅動退幣器,在這個部分中,直接可以選擇交流電動機來完成。
1.4 本裝置電池檢測與計數、退幣部分的控制器設計
在本裝置中,共有電池檢測部分及計數、退幣部分需要由控制器控制,為了設計、采購、維修方便,在此兩部分中考慮采用同一種控制器來完成控制。本裝置采用AT89S51型單片機來進行電池檢測部分步進電機的控制及電池計數、退幣部分的交流電機的控制。
2 干電池有償回收裝置的電池投放部分結構設計
電池投放部分是干電池有償回收裝置結構的第一部分,如圖1所示,將反惡意投放裝置(防止人為惡意地為了獲得退幣而反復地將同一電池進行投放,如用線栓著電池反復地上下投放,保證機器在使用過程中的可靠性)的擋板1作為一個杠桿,將杠桿用一鉸鏈固定在機架上,在杠桿的左側掛一配重,這樣可保證在沒有物體投入時,擋板左側向上擋住投入通道,而當有物體投入時,由于物體的自重及在自由落體中產生的速度及加速度,對擋板右側產生沖擊,其產生的相對于杠桿轉動中心即鉸鏈的沖擊力矩大于配重對杠桿轉動中心的力矩,使杠桿圍繞鉸鏈產生順時針轉動,使物體進入檢測通道,當電池進入通道后,由于配重對鉸鏈產生的力矩大于杠桿右側自重對鉸鏈產生的力矩,使杠桿圍繞鉸鏈作逆時針轉動后復位。
電池投放部分完全采用機械裝置,運用杠桿原理完成了結構設計,只要選用配重恰當,那么就可以使投入物體進入檢測通道。同時由于采用機械裝置,裝置故障率較低,工作更為可靠,成本更低。
3 電池檢測部分、計數與退幣部分控制系統的設計
3.1 系統控制主板
電子控制主板是本系統的控制核心,負責信息的接收、處理和執行指令的發出,它主要由單片機、穩壓電路、電動機驅動電路和通信接口組成。在本裝置中,將電池檢測部分、電池計數與退幣部分的控制系統各采用一塊主板控制,主板為通用公司生產的主板TY51-ZB-298。
3.2 步進電動機及其驅動
在本裝置中,電池檢測部分采用的是步進電動機控制擋板的動作;退幣部分采用的是交流電動機控制的退幣器的工作。由于退幣器應用的是完整的六孔退幣器,其內部結構及其電路已很完整,因此在使用時僅需將退幣器接入電路即可,并不需要附加設計控制及驅動,因此,本論文僅對步進電動機及其驅動進行研究。
擋板與電池所需的合力矩遠遠小于步進電動機驅動器產生的轉矩,即便考慮了系統的功率損耗,步進電動機驅動器產生的轉矩也足以完成擋板的動作。因此,選擇42BYGH102型步進電動機TY-BJQ01型步進電動機驅動器完全能滿足工作需要。
本裝置選用型號為42BYGH102型步進電動機,相數為2相;額定電壓為12 V;額定電流為0.5 A;步距角為1.8?;最大靜轉矩為4 kg·cm;出軸長為24 mm;絕緣等級為B;溫升為80℃max。
本裝置選用TY-BJQ01型步進電動機驅動器,輸出電流為0.8 A~2.5 A,可調輸出電壓為DC12 V~DC35 V,可以驅動額定電流為0.5 A的步進電動機。
4 電池檢測部分程序設計
4.1電池檢測部分主程序設計
電池檢測部分主要由對射式光電二極管檢測是否有物體進入,再由金屬探測器(電感式接近開關)來判斷是否為金屬,再由單片機控制的步進電動機作出動作,控制擋板2進行轉動,使物體進入下一通道或直接排出。
根據電池檢測的工作過程,確定該部分流程圖如圖2所示。
4.2 電池計數、退幣部分的程序設計
電池計數、退幣部分是由一對光電傳感器對進入通道的電池進行計數后,再由單片機控制的交流電動機帶動退幣器進行退幣,由于采用的退幣器已有一套完整的系統,不需要對退幣器部分進行附加的研究。因此,對本部分的工作設計流程圖如圖3所示。
5 總結
本課題是在作了調查研究的基礎上,基于實用性及創新性的前提所確定的研究課題。
在本課題的研究中,以大量調查研究相關領域資料以及相關科研成果為前提,基于單片機控制,對干電池的有償回收裝置作了研究,設計了干電池有償回收裝置的總體方案,并對方案進行了分析、討論及選擇;設計了干電池有償回收裝置中各部分的結構方案,并對方案進行了分析、討論及計算;設計了干電池有償回收裝置的控制系統,采用了由單片機控制步進電動機對電池進行檢測,由單片機控制退幣器對電池進行計數及退幣,采用了較為簡潔的控制系統來完成任務;設計制作了干電池有償回收裝置的樣機,樣機滿足設計使用要求。
參考文獻
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關鍵詞:電動自行車;MCU;電機;BLDC;控制
撼動了傳統腳踏自行車和摩托車,電動自行車以經濟、快捷的特點為人們的出行方式帶來了革命性的影響,并在城市中悄然興起。據瑞薩公司介紹,我國電動自行車市場2006年達到了1600萬臺產銷記錄,2007年電動車市場出現了停滯,甚至是下滑,很多專家分析電動車的市場平衡點已經到來。Infineon(英飛凌)公司2007年財務報表非常樂觀,認為2007年中國電動自行車的產量達到1850萬輛,今后幾年之內,該市場將保持大約25%的增長率。之所以有上述數據不同,有專家認為是由于我國電動自行車也開始出口,面向海外市場,例如日本中、
老年人也開始用電動自行車。據世強電訊透露,電動自行車在我國經過近8年的發展,注冊的商標已達2000多個。
盡管各家的統計數據不盡相同,但是都顯示了一個共同的信息:電動自行車市場可觀。因此眾多IC商家在此開拓正酣。
控制器市場:價格敏感群雄混戰將浪淘沙
零售業與高新技術不同,利潤很薄,因此價格意識強,從采購到維修甚至到更新,必須要很省錢,才能被零售業接受。
另外,“電動自行車市場的獨特性在于:絕大多數電動自行車廠商,不論品牌大小,基本都不會自行設計控制器,因而造就了許多以設計和生產電動自行車控制器的設計中心或配套商的出現。”Microchip大中華區應用工程師經理夏宇紅介紹道:和很多產業一樣,電動自行車廠商非常關注品牌、品質(包括控制器的品質)、安全性和成本等等。尤其是在去年金屬價格上漲的環境下,如何在保證品質和安全性的前提下節省成本,是電動自行車廠商們一直關注的地方。因此,電動自行車廠商并不關心這些采購來的控制器是哪家品牌MCU(單片機)所設計的,他們關心的只是如何減少本身的生產成本。因此,控制器供貨商唯有在設計和元器件上尋求更低的成本,采用更廉價的MCU或者更便宜的功率器件。與此矛盾的是,電動自行車廠商其實也會擔心太高的不良率會影響他們的品牌。因此,在此生態下,只有能同時達到成本低、解決方案全面、產品質量有保證的控制器廠商較占優勢。
的確,經歷了群雄四起的階段,必將迎來大浪淘沙時期。ST北中國區通用單片機和存儲器產品部經理劉海洋分析認為,只有那些質量信得過的品牌MCU廠才能站得住腳。因此盡管目前電動自行車控制器市場由于入門門檻低,沒有強制性行業標準和缺乏有力的知識產權保護措施,導致市場上的控制器產品質量參差不齊,并產生由于抄襲帶來的功能雷同、產品利潤下降等問題。但是如何更好地配置成本和及時推陳出新是控制器廠商關心的焦點。控制器方案隨著市場的變化而變化,對于大多數控制器廠商而言,當市場由于某種原因出現變化的時候,如何能順應市場要求并且迅速做出反應是至關重要的,因此選擇一個穩定、可持續發展的MCU開發平臺是重中之重。
電控:電池.電機,控制器三位一體
控制器、電池和電機共同構成了電動車的動力及控制部分,控制器保證電池和電機的高效工作。在市場需求的推動下,伴隨著電池和電機的發展,控制器的研發也經歷了從使用專用集成芯片到使用通用MCU,從低電壓、小功率、單一功能到高電壓、大功率、多功能的發展過程。電池及電機的技術革新促進了控制器的革新,并引導著控制器的研發方向,同時控制器的發展也反過來促進了電池與電機的發展,并保障了新型電池與電機實際應用的可能。
電池與電源:大容量、高電壓
電動自行車設計時速16~25千米/小時,盡管出廠時標榜50~60公里充一次電,鉛酸電池可以用2年半,鋰電壽命5年左右,但部分消費者表示期盼更長的電池使用壽命,和進一步提高續航能力。
因此,電池與電源問題再次凸現。據ST劉海洋介紹,現在電池的主流產品是48V鉛酸電池。從提高續航能力及效率的角度來看,今后的發展方向是更大容量、更高電壓的電池。目前市場上已經開始出現60V甚至更高電壓的電池組,這種電池組與現有的電池組相比,可以在保證同樣功率的條件下輸出更小的電流,這無疑對減小發熱量及提高效率是很有意義的。但同時應該注意到,這對控制器的耐壓性提出了更高的要求。此外,一些擴展功能也與電池密切相關,例如電剎與流行一時的滑行反充電功能,除去其對MOS管的沖擊以外,對電池也有一定的影響,如果不能及時響應或控制不當,極易造成對電池、電機及控制器的負面影響。
鋰電池由于其高能量密度及良好的環保特性,也開始小荷露角。利爾達公司去年推出了基于TI 16位單片機MSP430F20X3芯片的鋰電池充放電保護方案,據技術部張軍元介紹,鋰電池對充電器、均衡保護電路的要求比較苛刻,特別是鋰電池均衡控制需要較高的控制精度,MSP430F20X3具有16位A/D和16位計數器,因此能夠滿足對電流、電壓采樣和MOS開關的精度要求。據悉,鋰電池目前已經開始應用在北京的電動公交車上,具有良好的發展前途。電動自行車目前還集中在價格3000元/輛以上的高端市場。
ST劉海洋認為在中、低端市場(價格1000-3000元/輛左右),電源部分LM317取代了7812/7815,而它本身也有被分立電源取代的趨勢,在MOS驅動部分,分立驅動電路占據了大部分份額,集成驅動芯片的份額還有進一步縮小的趨勢。
電機:無霍爾及優化控制
在高端市場,產品的競爭與發展取決于性能、品質及技術革新,特別是電機與控制器的發展,例如無霍爾、電機及控制器的改進等。
無霍爾
凌陽的葉新華經理認為電機無霍爾的優勢是:解決了霍爾壽命短的問題,另外,電機的驅動線任意接,使得生產、維修非常方便。但現在的方案零啟動都不是很穩定,所以如果零啟動問題能解決掉,無霍爾的控制器會有很大的市場。STY0海洋也有同感,指出現存的無霍爾傳感器產品主要集中于對性能要求較低的維修市場,但向著高性能無霍爾傳感器控制器的目標前進是眾多控制器廠商努力的方向。
優化控制
同時應當注意到,越來越多的電機供應商開始把精力投入到高速電機、大功率電機、永磁同步電機和開關磁阻電機等新品的研發之中。ST劉海洋說,電機的變化往往會導致控制器市場上真正的革命性變化。當由于新型電機的出現帶來控制方式改變時,往往就是控制器市場重新劃分利益格局的時候了。對于高速電機,控制器需要有更高的響應速度;而對于大功率電機及永磁同步電機,普通的6步梯形波驅動的模式已經很難 滿足對力距平穩性以及對效率進一步提高等等新的要求。在電動車控制領域,新的控制方式已經作為一個現實的問題需要被安排在新型控制器研發的日程表上。而這些新的基礎性變化對控制器主CPU的性能提出了更高的要求。
Cypress詳細分析了電機及單片機的變化趨勢,Cypress主任現場應用工程師蔣南和資深現場應用工程師經理黃建明總結如下:
電機轉矩脈動優化控制120°六拍換相控制的BLDC電機在換相時,由于續流的作用,使得關斷相里的電感電流通過續流二極管續流,出現了脈動電流,從而產生了脈動轉矩,影響無刷直流電機的平穩運行,增加噪聲并降低效率。通常抑制電流換相引起的轉矩脈動可通過調整PWM載波方式和重疊換相來控制。另外,為了減少轉矩脈動,BLDC電機的控制方法的研究正在從傳統的120°控制方法到180°的控制方法轉換。
增加電機力矩自行車在起動和爬坡時,要求電機及控制器有充分的過載能力,以提供足夠的起動和爬坡力矩。通常,通過增加電流閉環控制可獲得更大的起動力矩和響應速度。也可通過對BLDC電機的弱磁控制來增加電機的力矩。
能量再生控制及輔助電子剎車續程性能一直是制約電動車發展的關鍵因素之一,提高續程的方法除了改進蓄電技術以及驅動策略外,還有就是剎車時采用先進的能量回收控制。目前已有的電動自行車能量回收方案基本上是基于電動汽車的能量回收控制理論,但大多數控制器并沒有充分進行能量回收控制,只是作為ABS輔助剎車時的一個附加功能。
無位置傳感器的BLDC控制位置傳感器的存在增加了電機的體積和成本,同時給電動自行車增加了一個故障源。統計表明,多數電動自行車的電機損壞實際上是由于位置傳感器失效造成的。針對位置傳感器的不利因素,人們對無位置傳感器的BLDC控制技術進行了很多的研究,并在空調系統、風機等不同設計中得到廣泛的應用。但在電動自行車中,由于無位置傳感器控制技術無法解決平穩的啟動,因此難以得到最終客戶的認可,而一直沒有得到廣泛的使用。所以,該技術目前的瓶頸是如何解決平穩啟動。
控制器:廉價化、智能化、集成化、定制化
MCU在電動自行車中通常需要用兩塊,一塊主要用于電機控制,一塊用于電源管理。這里主要針對普通單片機的特點進行總結。
廉價化Microchip的夏宇紅認為,對于現有的成熟設計,追求更低的成本。選用更低價錢的元器件以及MCu,相應地,MCUH"商會配合推出更新工藝的廉價兼容型號。因此,8位MCU是主流產品。但是也有16或32位MCU涉足此市場,但前提是自信其價格可以和8位或16位MCU抗衡,例如TI公司的MSP430系列號稱與8位MCU價格相當;ST公司2007年6月宣布基于ARM Cortex-M3的32位閃存MCUSTM32F10X系列,結合了32位高性能與16位低價位優勢,面向電動自行車、空調等電機控制市場。
智能化“電子控制單元智能化重要。”凌陽葉新華經理認為,MCU必須具有自檢、自維護能力,確保動作的“萬無一失”。另外,防盜報警功能,電源自動識別功能,自動識別電機、智能鎖功能等人性化設計都是技術上的發展方向。Cypress的蔣南和黃建明也提出,控制器需要更豐富的附加功能,例如防盜報警,電機相序自動判別,倒車助力,電池電量管理等。這類設計主要滿足自行車生產者對組裝方便性要求,以及最終客戶對舒適性,安全性等的要求。一般設計的復雜度不高,但需要單片機有更多的程序和數據空間。“但防盜,娛樂等附加功能非本質改進,故而不會成為主流。”Microchip夏宇紅補充道。
關鍵詞:垃圾分類回收處理;現狀;應對方法
隨著我國城鎮化建設的不斷推進,城鎮規模不斷擴大,城市人口在不斷增加,隨之而來的是生活垃圾的增多。據七部委聯合的《關于促進生產過程協同資源化處理城市及產業廢棄物工作的意見》中所述,目前,我國城市生活垃圾年清運量約1.71億噸,雖然因城鎮所處的地區不同,不同城鎮的人均日垃圾產量不同,但毫無疑問的是,城鎮垃圾的總清運量在不斷攀升,垃圾處理問題愈發嚴重。
垃圾分類回收,這是從很久以前我國就開始倡導的一個垃圾處理基本要求。對于垃圾分類進行歸納回收,這是為了將不同種類的垃圾進行良好的分類,以便對不同的垃圾采取相對應垃圾處理方法,從而達到高效的處理效果,減少填埋和焚燒垃圾所消耗的能源,同時最大限度的回收垃圾中的可回收利用資源,減少垃圾浪費,控制垃圾污染。
愿望是良好的,前景是美好的,但我國現在仍處于垃圾分類回收處理的起步階段,對于垃圾分類回收的規定,我國所做甚少。如今,我國對于垃圾分類回收的主要要求體現在公共垃圾回收方面,最顯著的即垃圾桶出區分可回收、不可回收兩個較大的分類,將公共場所所產生的垃圾進行了一個簡單的區分,而對于人們日常生活垃圾的分類卻鮮有明確規定,多以倡議、宣傳為主。為了了解垃圾分類回收處理情況,作者對此展開了一個走訪調查。
以作者所在城市,河南省濮陽市為例,作者走訪了市區內近四十個大小不同的居民生活區。首先,對于日常生活垃圾回收,各個小區均設有明顯的垃圾回收處,確保了垃圾不會隨意丟棄,保證小區內部整潔。但所有小區無一例外均未對垃圾進行分類回收,垃圾回收區內部沒有劃分不同垃圾的堆放區域,所有的生活垃圾集中堆放在同一區域。
通過對垃圾的觀察,市民在丟棄垃圾時也并未對垃圾分類,塑料制品,餐飲垃圾,玻璃廢棄物甚至電池均以直接或袋裝的方式丟棄在垃圾回收處。在進一步的對前來丟垃圾的市民的詢問調查中,絕大多數的市民表示有垃圾分類處理的概念,日常生活中也有垃圾分類的意識,但實際日常垃圾丟棄時沒有分類處理。90%的市民表示未分類的原因在于無明確分類垃圾堆放地點,個人分類丟棄無顯著效果等。
而市政府垃圾回收系統方面,通過對市區內的垃圾回收中轉站的走訪,我們發現,中轉站其主要功能在于對各個小區的垃圾進行集中回收,垃圾壓縮并轉運至垃圾填埋廠或焚燒廠,出于成本方面考慮,對于垃圾集中回收均是以垃圾車按時按區域直接進行回收,并無垃圾分類方面的措施。垃圾填埋廠及焚燒廠由于距離緣故未能實地走訪,但對比鄭州市的垃圾處理情況,作者有理由相信,工廠內無條件、也無方法實現對于垃圾的分類處理。
城市生活垃圾難以分類回收的原因有很多,總結起來有以下幾個方面
1 垃圾分類處理觀念存在問題,認知不夠深刻
對于城鎮生活垃圾的處理,我國已經有了長足的進步,但對于垃圾分類的重要性的觀念,政府和人們都存在不足。90年代,國內的城鎮生活垃圾處理混亂,作者小時候所在小區就存在垃圾亂堆亂放無人處理的情況,氣味難聞,擾亂了正常生活秩序。近年來隨著政府統一規范的發展,集中處理已成主流,亂堆亂放早已過去,市民樂于接受現狀的變化,對于垃圾集中處理的情況鮮有了解。而由于中國粗放型的經濟發展模式,各級政府對于垃圾分類回收處理這種節約資源,保護環境,但成效不是立桿見影的工程的重視程度遠遠不夠。
2 垃圾分類處理外部條件缺乏,分類難以實現
垃圾分類處理需要的除了意識,還有外部條件的支撐。走訪的市民均表示未能垃圾分類是由于無分類環境所致,市民即使分類堆放,集中回收的城市垃圾收集系統也會將垃圾統一回收,失去了分類堆放的意義。政府方面,由于城市區域大、人口眾多等因素,垃圾分類收集存在著各種困難,需建立一系列完整的體系,這對于發展中的政府是不小的開支,也使得垃圾分類回收實現的難度較大,難以實現。
3 垃圾分類處理法律規范空缺,無可依據標準
我國在垃圾分類回收方面仍處在起步階段,九十年代末,我國才開始建立相應完善的垃圾回收系統,實行垃圾袋裝化,撤消垃圾箱采取“垃圾不落地”的回收方式,初步完成了對于生活垃圾的處理,距離完善垃圾分類回收還遠遠不足。現階段關于生活垃圾的處理主要參考的是《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》和《城市生活垃圾管理辦法》,關于垃圾分類,自2009年施行的《廢棄電器電子產品回收處理管理條例》是一部專門應用于垃圾分類的法規,但僅僅限制了電子產品,各級政府頒布的地方性條例也存在著政策不清,實踐難以執行等諸多問題,相比于日本《家電回收法》、《食品回收法》等大量與垃圾減量相關的法律,甚至是打開垃圾回收袋確認垃圾分類情況,不符合就打回原地拒絕回收的嚴格要求,我國相距甚遠。從立法方面垃圾分類就無從談起,實踐更只能是紙上談兵了。
4 垃圾分類處理學術研究較少,技術標準不足
日本垃圾處理系統的完善,這個很多人有所耳聞。日本對于垃圾分類處理的限定近乎于苛刻,每種廢棄物應歸于何種垃圾,每種垃圾應當何時堆放在何地,處理什么樣的垃圾應繳納多少垃圾處理費用等等規定數不勝數,有效的解決了垃圾分類回收方面的問題。這都是學者、政府通過長期研究、討論得出來的便于實施且切實針對國情的解決方案。我國地域遼闊,不同的地區風土民情不同,垃圾產生情況也不同,照搬一個模式顯然是不顯示的,但我國對于垃圾分類方面的研究卻少之又少,大多數學者討論更多的是日益嚴重的大氣污染,水污染的解決處理方案,對于垃圾處理這種污染產生源頭的分析明顯不足,急需人們更多的關注。
其實,垃圾分類難以實現的原因還有很多,不過都證明著我國在這方面仍需長期的努力,針對這些情況,我個人而言提出了一些方法。
首先加強法律法規建設,讓垃圾分類回收有法可依,切實推動垃圾分類工作的實現進程。其次,政府應起到責任作用,垃圾分類畢竟是一個系統的大型工程,需要政府的引導監督,并在一定程度上給與支持,保證整個工程的完整開展。然后,建立合理的產業體系,使得垃圾分類回收成一個產業,充分利用市場優勢推動產業發展進行。最后,加強宣傳力度,做好基礎工作開展,讓市民養成良好的垃圾分類處理習慣,從源頭做好處理工作。
眾所周知,垃圾是放錯位置的資源,對于垃圾的回收利用一直是可持續發展規劃當中的重要組成部分,現階段,我國對于生活垃圾這種固體廢棄物的處理方法有限,焚燒,填埋是主要措施。近些年來,出于土地,環境的考慮,國內也出現了垃圾發電,垃圾堆肥等有效的回收手段,但由于垃圾未能分類,在垃圾發電的過程中,垃圾焚燒會產生二惡英等有毒有害物質,垃圾堆肥的過程中也易產生沼氣不純等問題,嚴重制約了這些垃圾處理方式的發展。因而建設良好的垃圾分類回收系統,做好垃圾處理的任務任重而道遠。
參考文獻
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作者簡介
關鍵詞:廢舊手機 逆向物流 對策
中圖分類號:F252 文獻標識碼:A 文章編號:1007-3973(2013)009-168-02
近年來,隨著人們生活水平的提高,產品的生命周期越來越短。消費者追求最新款式而更換最勤的電子產品――手機的使用呈現出膨脹的趨勢,進而導致了廢舊手機、配套的電池還有充電器的大幅增加,成為了為數巨大的電子垃圾,如不合理處置將對環境造成極大的危害。由于沒有規范的廢舊手機管理制度和市場以及消費者擔心手機中的信息被泄露等各種因素,我國廢舊手機逆向物流市場局面比較混亂,一部分翻修新機以舊充新,影響新手機市場;另一部分流入小作坊拆解,產生二次污染。作出正常的廢舊手機市場發展政策和提出廢舊手機市場處理方法和策略至關重要。具體實施策略有以下幾條:
1 建立專業的手機回收物流信息管理系統,完善廢舊手機回收物流體系
現階段,我國不成熟的物流條件,給手機回收再利用的物流管理信息造成多方面的困難。受到經濟利益的影響,生產廠家往往忽視回收手機再利用這一市場發展機會,從而導致廢舊手機的市場發展落到了一些技術落后的,單方發展的不法商人手里,這給手機市場帶來更大程度的影響。由于廢舊手機這樣的電子垃圾具有分散性、復雜性、不確定性以及手機回收逆向物流管理成本相對較高、經濟回報緩慢等特點,建立一個廢舊手機回收逆向物流管理系統,專門收集廢舊手機的有關流向信息,這將會給手機市場管理者對手機逆向性物流中出現的問題和廢舊手機處理方式的研究更大的幫助,同時也是目前比較理想的方案。通過手機回收物流信息管理系統,在廢舊手機收購時,運用信息化方式對廢舊手機利用條形碼分類處理,這樣,不但可以很快地知道手機的類別、型號和使用年限等方面的內容,還可以降低了人力資源的付出和廢舊手機分類者勞動量的付出。對于廢舊手機回收在處理的規模經銷商,生產廠家和國家相關環保部門應對其回收額的大小給予經濟上的補償。對于廢舊手機倉儲管理方面,可以借助周邊附近零售商的存儲倉庫和專業技術人員對回收手機進行一般鑒定和估計,然后定期定量送回手機生產廠家的專門處理廢舊手機車間,對廢舊手機相關零件進行分類回收處理,由此科學地完成廢舊手機回收物流處理體系。
同時專業的手機回收物流信息管理系統,不僅能有效地控制運輸、加工、倉儲、配送等管理環節,還可以對廢舊手機的使用程度、損壞原因等方面進行有效總結和產品使用周期等方面的歸納。另外,廢舊手機回收物流信息管理系統還能夠提供相關廢舊手機有價值方面的信息給手機生產商,為手機生產商對手機的研發創新提供更有效的改動信息,為產品質量提供更可靠的保證。這可以更有效地使手機生產商的專業技術得到保證,同時可以利用大型零售商遍布各地的銷售網點及倉庫、運輸體系等條件,從而能使市物流和信息流直接在接受地點同時完成。從而使生產商和零售商可以做到風險共擔、利益共享,信息共享的科學發展目標。
2 通過法律和政策傾斜策約束企業行為,激勵企業回收的熱情
在電子垃圾回收方面,我國法律還有待完善。在手機回收利用方面,我國應出臺具有針對性的法律法規,并實現強制執行,嚴格肅清手機垃圾對環境的污染和對使用者的危害。建立健全相關法律法規,規范手機生產和銷售環境,并從手機生產商那里嚴格規定相關手機回收的環保費用額度,同時運用國家政策支持環保手機的生產和銷售,鼓勵設計和研發生產環保型手機。在這方面歐盟的經驗是可以借鑒的。歐盟要求所有成員國在歐盟市場上生產和銷售的手機,必須建立完整的分類、回收、復原及再生使用的系統,并負擔產品回收責任。對每部手機的整機及各種零組件和材質都規定了最低回收率標準、可再生使用比率,否則將限制在歐盟各成員國銷售。因此,加強對廢舊手機回收的相關立法與執法是十分必要的。在政策上,建立通用充電器和標準統一的手機電池,解決手機兼容問題。加大不規范手機小作坊的處罰金額或直接采取叫停處理,嚴禁違規翻新、拆解直接重裝廢舊手機登不環保銷售行為,凈化手機使用環境。對于手機生產商,除了通過法律約束企業以外,還可以借鑒家電行業的“以舊換新”的經驗,提高企業的生產環保手機的熱情。在經濟鼓勵方面,給生產環保手機的企業和銷售環保手機的經營者給予減免稅收和綠色貸款的支持與鼓勵。從經濟的根本途徑控制電子垃圾對環境的污染。
通過廢舊手機的回收不僅得到很好的經濟效益,而且還能夠得到很好的社會效應。介于移動通信產品具有不同于其他產品的特性,具有其特殊的市場發展效果,手機運營商應當是直接與用戶接觸最頻繁的媒介,其建立的銷售渠道和業務網點也比產業鏈中其它的環節相對廣泛,是其他參與者不能比擬的。因此手機回收逆向物流是離不開移動運營商的鼎力支持。移動運營商通過支持手機回收計劃,不僅可以獲得得政府和生產商企業的補償,還可以參照一些發達國家的回收模式,將舊手機維修翻新后以正規的渠道銷售到,或者捐給一些買不起手機的經濟欠發達地區用戶和學生,從而擴大自己的用戶數。
3 對拆解后無法循環使用的廢舊手機,統一提取稀有貴重金屬
廢舊手機的回收和再次利用,不僅可以減少電子垃圾污染,而且可以提取手機中可二次利用的稀有貴重金屬,實現資源的循環利用。手機中有很多零部件,如銅、黃金等貴金屬有回收利用價值,但也含鉛、鈷、鉻、汞等重金屬等有害物質,廢舊手機如果不得到很好地利用,使其在不同環境中流失和污染,不但浪費大量的社會財富,同時也浪費資源的有效利用,而且會對環境造成巨大的污染。廢舊手機的拆解應建立標準化拆解廠房進行集中處理,以形成規模經濟效應。對廢舊手機拆卸后的零部件要進行科學和環保方式處理,對其處理后的廢渣必須嚴格按照相關規程進行特殊處理。對“三廢”(廢渣、廢水、廢氣)也應集中處理,減少污染,必將產生良好的環境和經濟效應。
4 廣泛環保宣傳,促進消費者主動參與回收
通過各種方式進行宣傳,增加消費者參與性,鼓勵消費者在一些二手市場網站和社區進行置換,還可以在手機出廠時的說明書或者維修單登上印刷上回收的提醒。在西方一些資本主義發達國家,手機生產廠家、國家相關單位、民間一些環保志愿組織都努力對廢舊手機進行環保方面的處理,努力實現手機的科學化環保化生產、銷售及使用。
5 結束語
盡管目前在我國建立一個完善的廢舊手機逆向物流系統在建設和發展中面臨眾多困難,但如果有意識地加強廢舊手機回收逆向物流方面的管理,執法力度的不斷增強以及手機生產商、銷售商、運營商的大力支持,并從經濟鼓勵方面深入至此環保生產、銷售和使用,必將使我國手機企業逆向物流不斷發展完善。當然,手機回收系統還需要信息產業部、國家環保總局等政府相關部門手機消費者的大力支持,并大力宣傳廢舊手機對人體的危害和對環境的污染力度。只有從根本上控制廢舊手機對社會的危害性,才能凈化我國廢舊手機的發展環境,還人們一個健康、舒適、美好的生活空間。
參考文獻:
[1] 范軍濤.電子產品行業的逆向物流分析[J].中小企業管理與科技(上半月),2008(02).
關鍵詞:報廢汽車;逆向物流;對策
中圖分類號:F252.19 文獻標識碼:A
Abstract: With the improvement of people's living standards,consumers will replace their vehicles due to their pursuit of comfort and power performance. It must result in a sharp increase in the car ownership. Thus, in future we will have a lot of scrapped cars. When a car is scrapped, the only materials that can be recycled from it are the metals, tires and other thermoplastics while others, such as coatings, adhesives, thermosetting plastics and glass, will be discarded as wastes. So the comprehensive utilization rate of these vehicles is still quite low. So how to reduce the pollution of these materials to the environment, and how to make the automotive industries improve the recycling rate of these scrapped vehicles are very important issues for the automotive industries to jump to. Therefore, coming up with the responding countermeasures are so imperative at present.
Key words: scrapped cars; reverse logistics; countermeasure
汽車逆向物流是指以保護環境和客戶滿意度為宗旨,使返回的汽車產品、資源和相關信息反向供給流回汽車制造企業。汽車逆向物流包括兩類:一類是汽車產品因質量缺陷而召回的逆向物流;一類是因壽命到期、置換車輛或意外損害形成的逆向物流。這個流回環節中的殘次件和車主因更高生活質量追求而淘汰的整車和配件,若沒有合理處置,必然造成極大的資源浪費、安全隱患和對環境的危害。完善優化汽車逆向物流事業,將最大限度地利用廢舊汽車為我國汽車工業的發展做貢獻,可緩解資源短缺與資源浪費的矛盾,同時報廢汽車回收本身也是一個前景大好的事業,合理發展必然產生顯著的經濟效益和社會效益。
下面就汽車逆向物流在我國的發展現狀進行分析,并對良性發展汽車逆向物流提出幾條建議,旨在盡可能地提高報廢汽車的再利用率,降低廢棄物對環境的污染。
1 我國報廢車輛逆向物流發展的現狀
1.1 我國報廢汽車回收業現狀
在我國,汽車產業經過多年的發展,產銷量已經達到世界第一,報廢汽車的數量也在劇增,2015年報廢汽車將增至831萬輛,但是汽車逆向物流的發展卻一直顯得十分落后,也還未構建起較為完善和科學的汽車逆向物流體系。
廢舊汽車的回收在我國雖已有30多年的歷史,由于沒有規范的報廢汽車管理制度及高效管制的汽車二手市場,導致我國報廢汽車實際回收量非常低,同時還存在著違法的回收黑市。國家通過立法規定自2017年起,汽車回收利用率必須達到95%,其中材料的再利用率不得低于85%。伴隨著再制造行業的發展,我國一直在不斷探索、完善和更新法規的可執行性、規范性和標準性,加大了針對汽車回收市場的監管力度,出臺了一些政策及財稅支持對回收企業、單位等加以鼓勵,使得汽車回收行業雖已初具規模,但受技術規范、技術手段等方面的限制,造成零部件利用率和生產效率低下,回收利用率不高,同時帶來了環境污染問題。
1.2 報廢汽車材料再生技術現狀
汽車總重量的80%左右是金屬材料,最理想的車用金屬材料回收方式是直接對含該金屬的報廢車輛零部件進行再使用(這些零部件被再制造后用到其他車輛上),不能再使用的零部件則以材料形式進行回收。
廢鋼鐵的主要用途是回爐煉鋼,它是電弧爐煉鋼的基本原料,用量約占鋼鐵料的70%~90%;對氧氣轉爐而言,廢鋼既是金屬料又是冷卻劑;廢舊鋁再生主要熔煉成再生鋁合金錠、熔煉成加工鋁材用的錠坯或直接熔煉與鑄造鑄件;廢鎂料回收則主要通過蒸餾法和熔解法來回收純鎂、鎂合金;汽車用廢塑料可以再次加熱成型制備性能要求相對較差的塑料制品或粉碎作為填料、填埋;汽車用廢橡膠回收則主要用于輪胎翻新、生產再生膠和膠粉以及熱分解;報廢汽車玻璃則直接拆解下來經過質檢、合格后作為配件投入使用或直接加工,轉為原料投入生產(對于夾層玻璃,回收后需將玻璃和玻璃間的高聚物進行分離,再分別進行回收,但因回收價值低,在我國該玻璃基本作為廢棄物進行填埋處理)。
1.3 現有的回收企業規模較小,技術落后,缺少處理回收汽車的物流企業
汽車產品對逆向物流服務商的年處理能力、技術服務水平和物流網絡的覆蓋程度等都要求很高,特別是零配件的運輸等,需要相關物流企業具備先進的技術達到高效的資源協調能力,能快速提供解決方案。而我國汽車逆向物流市場又正處于起步階段,存在差錯率高,信息失真率高,信息傳輸慢,管理效率低等現象,缺少一系列能承擔汽車逆向物流的企業組織。
國外報廢汽車處置流程包括大規模機械化拆解、破碎、分選和ASR(汽車粉碎殘余物)回收利用,圍繞環保減少ASR填埋量和回收利用率要求,以金屬材料的回收利用為主開展,以減少勞動力成本提高勞動生產率為目標發展,采用的工藝路線為:環保預處理(拆解報廢汽車中的廢油廢液、安全氣囊、動力電池等)、零部件拆解(拆除可再制造和可再利用零件,比如發動機、轉向器、變速器等)、機械化破碎(對經過拆解的報廢汽車進行破碎)、機械化分選(對碎片進行分選,分選出有色金屬,黑色金屬,非金屬等)、ASR回收利用(對分選得到的ASR以能量的形式進行回收,減少ASR的填埋量)等。
我國報廢汽車回收企業受規模和技術的限制,企業無法提供處理報廢品所需要的先進的技術、設備、工藝,而且該行業初期投入較大,資本回收時間長。作為汽車回收環節的執行者拆解企業,主要以手工拆解為主,露天作業、人工切割,拆解工藝粗糙,未達到完全拆解和完全深度處理,現階段的標準處理流程為:進場驗車、車輛暫存、車輛清洗、電瓶拆除、氟利昂抽取、廢油液抽取、車門拆除、汽車翻轉、發動機拆除、零部件檢驗、再生資源分類、可利用部件入庫,車輛拆解后回收利用的主要用途是金屬材料的再利用。
1.4 規章制度、回收體系尚不健全
我國報廢汽車回收行業正處于起步階段,存在許多問題尤其是拆解處理中存在的有害物質處置不當。
2001年,國務院頒布的第307號令《報廢汽車回收管理辦法》規范了汽車回收活動。2006年國家發改委、科技部和環保總局聯合頒布了《汽車產品回收利用技術政策》,明確了汽車制造方對報廢汽車回收利用的責任,宏觀提出了汽車回收利用產業的管理思路和發展方向,但無具體操作實施規定,僅限定了一些控制指標。2009年實施的《循環經濟促進法》引導著我國汽車產業可持續方向發展。
近年來,國家雖補充制定了一系列針對報廢車輛的法規條例,但廢棄車輛的管理涉及多個部門,存在職能交叉、職責不清等問題,還存在汽車回收黑市,擾亂著中國回收市場秩序,帶來了巨大的安全、環保隱患,另外因制造商、政府機構和消費者之間未能達成一致,回收處理的立法工作陷入了困境,使得廢棄車輛及配件回收無章可循進而導致混亂局面。
2 具體實施建議
2.1 完善專業的汽車逆向物流管理系統
因為回收的汽車個體龐大、復雜、分散,加上我國整體物流條件不成熟,給回收物流管理造成了許多困難,因此建立一個汽車逆向物流管理系統迫在眉睫。通過該系統可收集報廢汽車的流向信息,利用信息技術對回收的汽車零部件分類倉儲,并將拆解得到的數據如在回收分解環節就將類別、型號和使用年限信息等錄入系統,從而建立起汽車回收信息監測系統,方便相關監管機構能夠有效監測回收績效及回收實施效果,降低勞資和勞力的消耗。目前運作該系統管理成本相對較高,經濟回報緩慢。但具有長遠發展的意義,如對汽車逆向物流發展中出現的問題和回收汽車處理方式提供研究資料的意義,同時也是比較理想的方案。
通過專業的汽車回收利用的物流信息管理系統,不僅可以有效控制倉儲、運輸、加工、配送等的管理,也可對回收汽車的損壞原因、使用程度等方面量化管理,另外汽車逆向物流管理系統還可以提供具有研發價值的信息給汽車制造方,為汽車的研究和創新提供可靠的依據,并可方便調動全國各地的物流條件,從而使制造商、銷售商及一切相關回收組織可以做到利益共享、信息共享、風險共擔的科學發展目標。
2.2 通過法律、法規、政策激勵企業開展汽車回收
在汽車回收方面,我國法律需要不斷完善和更新,確保法規的標準性、規范性和可執行性,加大汽車再生市場的監管力度,讓全社會擔起汽車回收利用的責任,政策中還要在責任和利益的分配之間做一些補充規定,根據成本和收益的比值劃分回收利用的責任,尤其是不能把它完全推給回收拆解企業,而汽車生產商則要在一開始承擔起相關責任來。
如在可回收再利用率上,規范化生產企業和進口企業,具體要求企業在制造汽車過程中不能使用重金屬,通過減免稅收和綠色貸款等方式鼓勵并支持環保汽車的生產和銷售,要求企業應該進行自我評估,將信息進行公開,擔起產品回收的責任,確定他們生產的車輛必須達到的可再利用率的目標,同樣還要提供拆解的信息,建立起完整的分類、回收、復原及再生使用系統,以便于管理者和相關合作方可以更為有效地收集和回收汽車產品,最后再針對回收企業、生產企業、進口企業等在責任和利益的分配之間做一些規定,加強我國的相關立法與執法,增強汽車回收合作企業的結構,使汽車回收合作企業在這個過程中盈利并負責。
2.3 促進汽車回收各環節積極參與回收
通過各種方式多角度宣傳,增加各方的環保意識與參與性,作為汽車生產商應提高廢舊車輛的補償,鼓勵消費者在一些二手市場網站和社區進行置換,使消費者能通過合法途徑報廢車輛,制造方還可以在汽車出廠時的說明書或者維修單等印刷與回收相關的提醒,建立以汽車制造方為核心的汽車回收體系,通過發揮汽車回收產業技術創新戰略聯盟的作用,進行研發報廢汽車回收利用技術,并充分改善汽車回收拆解業的市場環境,以期達到高效回收的目的,致力于實現汽車的科學化、環保化生產銷售及使用。在歐美一些國家,報廢汽車的回收問題也是由汽車生產廠家、國家相關單位、一些環保志愿組織等協同努力進行處理的,其運作效果良好,值得借鑒。
2.4 對回收的廢舊汽車及配件應有專業的企業進行處理
受到經濟利益的影響,生產廠家往往忽視報廢汽車再利用這一市場發展機會。對于廢舊汽車及配件回收再處理的規模企業,生產廠家和國家相關部門應對其回收額的大小給予經濟上的補償,而對于廢舊汽車倉儲管理等方面,可以借助周邊附近銷售企業,對回收到的舊汽車及配件,由專業技術人員對回收配件進行一般鑒定和評估,對廢舊汽車相關零件進行分類回收處理,一部分可再制造的在完成制造后以正規的渠道投入使用,實現資源的循環利用,另一部分則定期定量送回回收終端,由此科學地完成廢舊汽車回收物流處理。
3 結束語
盡管目前建立和發展一個完善的廢舊汽車逆向物流系統面臨著眾多困難,如何實現報廢車輛及配件的有效回收仍是循環經濟視角下的重要課題,如果有意識地加強汽車逆向物流方面的管理,隨著執法力度的不斷增強以及汽車生產商、銷售商的大力支持,并從經濟鼓勵等方面深入至環保生產、銷售和使用等環節,必將推動著我國建立一個標準的汽車逆向物流體系,實現高效率、循環經濟的發展,當然汽車逆行物流系統還需要工信部、國家環保總局等政府相關部門及廣大汽車消費者的大力支持,進而加強我國國情下逆向物流運作模式的治理與優化,有效提高汽車逆向物流運作效率,在環保與經濟、社會效益上獲得“雙贏”。
參考文獻:
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