垃圾氣力輸送技術(shù)在吐魯番北站的應(yīng)用

洪蔚，水春雨

(中國(guó)鐵道科學(xué)研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081)

1 概述

垃圾氣力輸送技術(shù)是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型垃圾輸運(yùn)方法，其利用氣力輸送原理，由風(fēng)機(jī)產(chǎn)生的高速氣流攜帶生活垃圾穿過(guò)預(yù)先鋪設(shè)好的管道系統(tǒng)，進(jìn)入中央垃圾收集站，經(jīng)氣固分離，垃圾由垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車運(yùn)送至垃圾處置場(chǎng)，尾氣經(jīng)除塵除臭后達(dá)標(biāo)排放。該技術(shù)成功將垃圾收集運(yùn)輸過(guò)程從地上轉(zhuǎn)至地下，達(dá)到高效、清潔傳輸?shù)哪康?。鐵路站車?yán)鴼饬斔拖到y(tǒng)是鐵科院環(huán)保所針對(duì)鐵路車站垃圾特性及輸運(yùn)特點(diǎn)，基于垃圾氣力輸送技術(shù)研制。

吐魯番北站是蘭新鐵路第二雙線的重要車站之一，投入運(yùn)營(yíng)后將迎來(lái)送往大批旅客，勢(shì)必產(chǎn)生大量的站臺(tái)垃圾及候車室垃圾。一直以來(lái)，鐵路車站的垃圾均靠人工清運(yùn)，此方法存在著轉(zhuǎn)運(yùn)效率低、易引發(fā)二次污染、滋生傳播病菌［1］、占用旅客通道、妨礙站內(nèi)交通［2］等眾多問(wèn)題，糟糕的乘車環(huán)境將嚴(yán)重影響游客的出行體驗(yàn)。因此吐魯番北站首次將垃圾氣力輸送技術(shù)引入現(xiàn)代化客站，可基本解決人工清運(yùn)垃圾帶來(lái)的上述問(wèn)題，提升游客滿意度，為鐵路客站運(yùn)行帶來(lái)創(chuàng)造性的革新。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

吐魯番北站垃圾氣力輸送系統(tǒng)輸送能力設(shè)計(jì)結(jié)合近期、兼顧遠(yuǎn)期、考慮極端情況下車站的垃圾產(chǎn)生量，預(yù)估站臺(tái)及候車大廳每天產(chǎn)生垃圾量不超過(guò)4 t，保證吐魯番北站垃圾氣力輸送在最不利情況下仍能滿足運(yùn)輸作業(yè)要求。

2．1 投放口設(shè)置

系統(tǒng)在3個(gè)站臺(tái)各設(shè)1個(gè)垃圾投放口，為了投放垃圾時(shí)不影響旅客上下列車，投放口位置設(shè)置于站臺(tái)西側(cè)距離端部20 m處;候車室投放口設(shè)置于衛(wèi)生間附近，便于清潔人員投放垃圾及清潔周邊污物。

2．2 氣力輸送管道設(shè)置

垃圾氣力輸送管道連接垃圾投放口，通往垃圾中央收集站。管道埋深不得低于土壤凍結(jié)深度0．83 m;管道敷設(shè)時(shí)，需鋪0．2 m 厚砂墊層，在彎頭和三通處設(shè)置支墩，并沿垃圾走向設(shè)置0．1%坡度。管道每間隔100 m及彎頭、三通的下游設(shè)檢查井及檢修口，便于設(shè)備檢修及堵點(diǎn)疏通。

2．3 垃圾中央收集站設(shè)置

氣力主機(jī)、空氣壓縮系統(tǒng)、電控裝置及通信系統(tǒng)、垃圾分離器、除濕除塵裝置、除臭裝置、垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)(壓縮站、垃圾集裝箱、電動(dòng)雙梁起重機(jī)、集裝箱平移裝置)、室內(nèi)空氣凈化裝置等設(shè)備均安裝在垃圾中央收集站內(nèi)，同時(shí)配置給排水、暖通、電力系統(tǒng)。各設(shè)備間連接緊湊，布局合理。

垃圾氣力輸送系統(tǒng)示意圖見(jiàn)圖1，垃圾中央收集站布置圖見(jiàn)圖2。

圖1 吐魯番北站垃圾氣力輸送系統(tǒng)示意圖

圖2 吐魯番北站垃圾中央收集站布置圖

3 關(guān)鍵設(shè)備研制/選型

3．1 垃圾投放口

垃圾投放口設(shè)有傳感器，當(dāng)垃圾到達(dá)限定高度時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)開(kāi)啟氣力主機(jī)，當(dāng)氣力主機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間，風(fēng)速到達(dá)一定值時(shí)，氣動(dòng)排放閥自動(dòng)開(kāi)啟，垃圾由于重力及負(fù)壓進(jìn)入主管道，延時(shí)數(shù)秒后，氣動(dòng)排放閥關(guān)閉。

站臺(tái)垃圾投放口設(shè)置在敞開(kāi)式的空間，考慮到防雨防潮，材質(zhì)選用不銹鋼?？紤]到運(yùn)行時(shí)的安全問(wèn)題，投放口配備專用鑰匙，由專人保管及使用;在投放口面板設(shè)置警示燈，紅燈亮?xí)r，系統(tǒng)處于待機(jī)狀態(tài)，可開(kāi)啟投放口投放垃圾;綠燈亮?xí)r，風(fēng)機(jī)運(yùn)行，投放口底部排放閥處于關(guān)閉狀態(tài)，可開(kāi)啟投放口投放垃圾;黃燈閃爍時(shí)，投放口底部排放閥開(kāi)啟，不得開(kāi)啟投放口投放垃圾;投放口底部排放閥與投放口鎖聯(lián)動(dòng)，投放口未鎖閉時(shí)，排放閥始終處于關(guān)閉狀態(tài)。

3．2 垃圾分離器

高速氣流攜帶著垃圾進(jìn)入氣固分離器，分離出的垃圾暫存于分離器下部緩存箱內(nèi)，待緩存箱滿后，排入垃圾壓縮站;氣流進(jìn)行下一步的除濕除塵除臭處理。

不同列車使用的垃圾袋可能厚度不同，厚垃圾袋經(jīng)過(guò)氣力輸送后不破裂，仍以袋裝形式分離，薄垃圾袋可能破裂，則高速氣流中會(huì)混有紙屑、塑料袋等輕質(zhì)或碎質(zhì)的垃圾，另外還會(huì)混有啤酒瓶底、石塊等稍重的垃圾，這就要求垃圾分離器有很好的氣固分離效果;此外，可連續(xù)作業(yè)、維護(hù)便利亦是工程應(yīng)用中必備的要求。

3．3 氣力主機(jī)

根據(jù)設(shè)計(jì)，系統(tǒng)的最大壓損為最遠(yuǎn)端投放口即候車室投放口至除臭裝置的總壓損。當(dāng)投入物料后，氣力輸送系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力損失由沿程壓損、彎管壓損、局部壓損、加速壓損、提升物料壓損等幾部分組成，經(jīng)計(jì)算系統(tǒng)最遠(yuǎn)端管路總壓損為15 kPa。本系統(tǒng)設(shè)3臺(tái)8 kPa的風(fēng)機(jī)串聯(lián)安裝，兩用一備，完全滿足系統(tǒng)所需。

3．4 氣力輸送管道及空氣壓縮管道

氣力輸送管道和空氣壓縮管道均為直埋，若因?yàn)楣艿冷P蝕或焊接質(zhì)量導(dǎo)致漏氣或較大的破裂，將嚴(yán)重影響整個(gè)系統(tǒng)的使用。因此管道的防腐防銹及保證焊接質(zhì)量尤為重要。目前垃圾氣力輸送工程中管材主要采用低碳鋼，其強(qiáng)度高、韌性好、承載應(yīng)力大、抗沖擊性和嚴(yán)密性好、便于焊接，但是其耐腐蝕性較差，需要采取防腐措施。本工程中，對(duì)氣力輸送管道采用3PE防腐進(jìn)行處理，并在管道焊接處采用熱縮PE膠帶防腐?？諝鈮嚎s管連接空氣壓縮機(jī)和氣力輸送管道上的氣動(dòng)閥，若泄露，氣動(dòng)閥將無(wú)法開(kāi)啟，導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。本工程中，空氣壓縮管采用不銹鋼材質(zhì)，并嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量。

此外，管道堵塞也是影響系統(tǒng)使用的重要原因。因此，在本工程中，彎頭、三通處下游及管道每隔100 m處均設(shè)有檢查井和檢修口，當(dāng)系統(tǒng)輸送能力降低時(shí)，可通過(guò)檢查井及檢修口排除堵塞。另外還配置了管道疏通機(jī)，對(duì)距離檢修口較遠(yuǎn)處的堵點(diǎn)進(jìn)行疏通作業(yè)。

4 系統(tǒng)使用效果

經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，系統(tǒng)運(yùn)行良好，未有堵塞、故障的現(xiàn)象發(fā)生。垃圾多口投放時(shí)，根據(jù)投放口到達(dá)設(shè)定垃圾數(shù)量的先后順序依次進(jìn)行垃圾輸送;垃圾分離器可良好實(shí)現(xiàn)大小袋裝垃圾、散狀垃圾與高速空氣的分離，氣體經(jīng)除濕除塵除臭處理后，可達(dá)標(biāo)排放。

5 建議

(1)本工程為設(shè)計(jì)變更后新增，施工前站臺(tái)已完成澆筑，因此投放口的安裝和管道的預(yù)埋需要開(kāi)挖站臺(tái)。建議今后工程根據(jù)站臺(tái)施工情況及時(shí)跟進(jìn)，減少工作量、降低工作難度。

(2)垃圾氣力輸送管道過(guò)軌需要通過(guò)給排水管涵，且需要在管涵中安裝檢修口、氣動(dòng)閥等，建議工程設(shè)計(jì)時(shí)統(tǒng)籌考慮給排水管道、垃圾氣力輸送管道的預(yù)留空間，便于施工。

(3)垃圾中央收集站的選址要盡量靠近垃圾投放口，縮短氣力輸送管道以減少系統(tǒng)總壓損，同時(shí)也要滿足垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車裝卸垃圾集裝箱的需要。

［1］ 鐘亞力，楊章?。婵展艿览占到y(tǒng)介紹［J］．環(huán)境衛(wèi)生工程，2007，15(2):21-22．

［2］ 水春雨，黃明娟．鐵路站車?yán)艿罋饬斔拖到y(tǒng)應(yīng)用方案探討［J］．鐵路節(jié)能環(huán)保與安全衛(wèi)生，2013，3(3):122-124．