中新天津生態(tài)城中部片區(qū)垃圾氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

魏建民，梁靜波，李　　征，蔣玉廣，楊　　偉，田　　銳

（天津生態(tài)城環(huán)保有限公司，天津　300467）

中新天津生態(tài)城中部片區(qū)垃圾氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

魏建民，梁靜波，李征，蔣玉廣，楊偉，田銳

（天津生態(tài)城環(huán)保有限公司，天津300467）

基于中新天津生態(tài)城南部片區(qū)氣力輸送系統(tǒng)成功的應(yīng)用，結(jié)合生態(tài)城中部片區(qū)規(guī)劃及開發(fā)進(jìn)度，對(duì)中部片區(qū)生活垃圾的產(chǎn)生量、收集量、規(guī)模進(jìn)行預(yù)測(cè)，并對(duì)垃圾收運(yùn)方案進(jìn)行工程方案的技術(shù)可靠性、經(jīng)濟(jì)合理性及實(shí)施的可行性進(jìn)行多方案的分析比較和論證，旨在為生態(tài)城中部片區(qū)垃圾收運(yùn)系統(tǒng)建設(shè)提供借鑒。

中新天津生態(tài)城；生活垃圾；氣力輸送

中新天津生態(tài)城為中國新加坡政府合作框架協(xié)議下在華建設(shè)的1座生態(tài)示范城市，其城市建設(shè)內(nèi)涵為人與人和諧共存、人與經(jīng)濟(jì)活動(dòng)和諧共存，能復(fù)制、能實(shí)行、能推廣的建設(shè)理念。因此，在生態(tài)城建設(shè)生活垃圾收運(yùn)系統(tǒng)，具有極大的推廣意義。該系統(tǒng)已在生態(tài)城南部片區(qū)大范圍建設(shè)，共設(shè)置4套氣力輸送系統(tǒng)。目前，2#系統(tǒng)已建成并投入使用，已連續(xù)穩(wěn)定運(yùn)行1 a，3#、4#、5#系統(tǒng)正在建設(shè)中，預(yù)計(jì)2016年完工并投入試運(yùn)行［1-3］。筆者結(jié)合生態(tài)城總體規(guī)劃條件、中部片區(qū)開發(fā)進(jìn)度以及南部片區(qū)建設(shè)經(jīng)驗(yàn)，針對(duì)中部片區(qū)垃圾氣力輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)規(guī)模、系統(tǒng)布局等方面展開研究。

1　　中部片區(qū)規(guī)劃及開發(fā)進(jìn)度

中新天津生態(tài)城規(guī)劃區(qū)位于天津東部沿海的濱海新區(qū)范圍內(nèi)，屬于新建城區(qū)。其規(guī)劃行政區(qū)域編制分為南部綜合片區(qū)、中部綜合片區(qū)和北部、東北部綜合片區(qū)。

中部綜合片區(qū)位于中新天津生態(tài)城中部。其范圍為東至中央大道，南至薊運(yùn)河故道和慧風(fēng)溪生態(tài)廊道，西至薊運(yùn)河，北至華五路。南部片區(qū)氣力建設(shè)絕大部分先于各地塊開發(fā)，而中部片區(qū)除華三路和中泰大道部分路段未施工，其余道路及道路兩側(cè)管線等市政基礎(chǔ)配套設(shè)施已基本建設(shè)完成，信息園、南開中學(xué)、雙威城、依水園等公建和住宅項(xiàng)目地塊已完成開發(fā)（見圖1）。

圖1　　中新天津生態(tài)城中部片區(qū)開發(fā)總圖

因此，中部片區(qū)若新建氣力項(xiàng)目，無法完全按照南部片區(qū)模式進(jìn)行公網(wǎng)系統(tǒng)的鋪設(shè)，需要結(jié)合現(xiàn)狀建設(shè)條件合理對(duì)中部片區(qū)氣力輸送系統(tǒng)進(jìn)行布局。

2　　中部片區(qū)氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模

根據(jù)環(huán)衛(wèi)規(guī)劃要求，中新天津生態(tài)城人均垃圾產(chǎn)生量為0.8 kg/（人·d），暫住人口的人均垃圾產(chǎn)生量與常住人口人均垃圾產(chǎn)生量一樣，流動(dòng)人口垃圾產(chǎn)生量為常住人口的1/2。中部片區(qū)垃圾產(chǎn)生量見表1。

表1　　中部片區(qū)生活垃圾產(chǎn)生量預(yù)測(cè)

根據(jù)環(huán)衛(wèi)規(guī)劃對(duì)生態(tài)城垃圾成分的預(yù)測(cè)分析，大件垃圾、金屬和玻璃及有毒有害類垃圾占垃圾總量的15%，此部分不能進(jìn)入氣力收集系統(tǒng)。另外依水園、雙威城、南開中學(xué)、信息園和產(chǎn)業(yè)園等地塊由于已完成建設(shè)，其垃圾也不納入到氣力輸送系統(tǒng)中。因此，在此基礎(chǔ)上考慮到高峰期和季節(jié)性變化，氣力輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)模按實(shí)際垃圾產(chǎn)生量的1.3系數(shù)計(jì)算，得到中部片區(qū)可進(jìn)入氣力輸送設(shè)計(jì)規(guī)模為51.88 t/d。

3　　系統(tǒng)建設(shè)方案的研究

氣力輸送系統(tǒng)在收集設(shè)備的設(shè)計(jì)理念上可以分成固定式及移動(dòng)式2類。固定式是泛指所有垃圾/廢物收集設(shè)備都是固定地安裝在建筑物內(nèi)，而垃圾是需要經(jīng)過固定的管道接到有關(guān)的收集設(shè)備，分為大固定式系統(tǒng)（C系統(tǒng)） 和小固定式系統(tǒng)（F系統(tǒng)）。移動(dòng)式則是指該設(shè)備具備移動(dòng)性能可以移動(dòng)到不同的地方通過軟性管道接入埋地管網(wǎng)收集垃圾。無論固定式或移動(dòng)式的系統(tǒng)都同樣具有氣力輸送系統(tǒng)的各種優(yōu)點(diǎn)。2種系統(tǒng)之間的差別主要在于根據(jù)樓宇的密度和分布，地理，環(huán)境以及空間的不同情況而需要在最終的收集設(shè)備的設(shè)計(jì)上作出不同的變化，當(dāng)中亦包括輸送管網(wǎng)如何調(diào)整設(shè)計(jì)以順利連接到不同的收集設(shè)備。由于2類系統(tǒng)的輸送管網(wǎng)及收集設(shè)備的設(shè)計(jì)不同，所以系統(tǒng)的規(guī)格亦明顯存在較大差異。表2為氣力輸送系統(tǒng)不同方案特點(diǎn)比較。

表2　　氣力輸送系統(tǒng)不同方案特點(diǎn)比較

由表2可知，移動(dòng)式系統(tǒng)在靈活性方面優(yōu)于固定式系統(tǒng)，但固定式系統(tǒng)在服務(wù)范圍，管道輸送長度，環(huán)境影響、垃圾清運(yùn)作業(yè)、交通影響、系統(tǒng)可靠性、運(yùn)行管理等方面均優(yōu)于移動(dòng)式系統(tǒng)，更適合于本項(xiàng)目。因此，生態(tài)城中部片區(qū)宜采用固定式系統(tǒng)。

由于中部片區(qū)目前配套管道與道路已基本建設(shè)完成，部分道路市政配套未考慮氣力輸送管線布置，如在中部片區(qū)全部采用C系統(tǒng)方案，其經(jīng)濟(jì)性和可行性較差，因此，根據(jù)中部片區(qū)的建設(shè)情況，宜采用C系統(tǒng)和F系統(tǒng)組合的工藝方案。

4　　系統(tǒng)覆蓋范圍優(yōu)化原則

1）應(yīng)以規(guī)劃用地為依據(jù)，區(qū)域劃分時(shí)應(yīng)使得各系統(tǒng)收集轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)模盡量均衡合理；

2） 應(yīng)根據(jù)中部片區(qū)開發(fā)情況，合理選用系統(tǒng)工藝方案，盡可能不破壞現(xiàn)狀設(shè)施；

3）各系統(tǒng)管網(wǎng)敷設(shè)長度應(yīng)合理，以便能保證系統(tǒng)操作的可靠性；

4） 各系統(tǒng)分區(qū)邊界應(yīng)以城區(qū)內(nèi)主干道為界，盡可能避免垃圾收集干管橫穿主干道；

5）中央垃圾收集站選址應(yīng)合理，盡可能使收集干管敷設(shè)長度最短。

基于以上原則，中部片區(qū)氣力輸送系統(tǒng)整體規(guī)劃和建設(shè)方案選定為4站系統(tǒng)，各站服務(wù)范圍和水平管線最長長度等方案參數(shù)見表3，平面布置見圖2。

表3　　中部片區(qū)氣力輸送各系統(tǒng)參數(shù)

圖2　　中部片區(qū)氣力輸送各系統(tǒng)覆蓋范圍

5　　各系統(tǒng)中央收集站建設(shè)形式分析

5.1C系統(tǒng)中央收集站建設(shè)形式分析

5.1.1C系統(tǒng)中央收集站地上式

中央收集站地上方案采用地面以上2層形式，為混凝土結(jié)構(gòu)，一層布置主要集裝箱大廳、控制室、風(fēng)機(jī)室。二層布置的設(shè)施間主要為除塵室、儲(chǔ)存間和分離器大廳和高低壓配電室。考慮到倒車區(qū)域，整個(gè)中央收集站主體功能區(qū)域總占地面積為1 300 m2。該方式優(yōu)點(diǎn)：①由于集裝箱不需要提升，物流運(yùn)輸通暢（集裝箱垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)、空箱歸位等方面更為方便、通暢）。②與半地上方案相比同比投資少（在同等條件下，半地上式方案的土建投資增加200萬元，升降機(jī)為非標(biāo)設(shè)備，也額外增加投資，約300萬元）。③降低了地下水和暴雨期雨水進(jìn)入站內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)。④節(jié)能（2層建筑都可利用自然采光）。⑤同比條件下，運(yùn)行費(fèi)用略低（不需要往復(fù)提升集裝箱）。缺點(diǎn)：①噪音的控制對(duì)土建要求更高。②同比條件下，占地面積大。

5.1.2C系統(tǒng)中央收集站半地上、半地下式

中央收集站半地上、半地下式也為混凝土結(jié)構(gòu)，首層在地面以下，一層布置主要為集裝箱大廳、除塵室、風(fēng)機(jī)室和高低壓配電室。二層布置的設(shè)施間主要為控制室、儲(chǔ)存間和分離器大廳?？紤]到倒車區(qū)域，整個(gè)中央收集站主體功能區(qū)域總占地面積為1 300 m2。該方式優(yōu)點(diǎn)：①站內(nèi)垃圾管道布置更為簡潔（不需要過大坡度的盤升）。②風(fēng)機(jī)房噪聲控制相對(duì)較容易。③同比條件下，占地面積稍大。缺點(diǎn)：①占地面積增大，增加設(shè)備和土建投資。②垃圾車需進(jìn)入地下進(jìn)行換箱操作，增加操作時(shí)間。③提升設(shè)備為非標(biāo)設(shè)備，設(shè)備訂貨和土建建設(shè)周期相對(duì)較長。④增加了地下水和暴雨期雨水進(jìn)入站內(nèi)的風(fēng)險(xiǎn)（有過這種情況發(fā)生的實(shí)例）。⑤參觀展示不方便。⑥同比條件下，不節(jié)能（地下層白天需要照明）。

結(jié)合生態(tài)城規(guī)劃和建設(shè)特點(diǎn)，中央收集站C地上方案宜采用地上式。

5.2F系統(tǒng)中央收集站建設(shè)形式分析

F系統(tǒng)中央收集站共2座，8#站處理規(guī)模為3.05 t/d，由于規(guī)模較小，建筑體量較小，考慮建筑美觀，宜建成全地下形式，地下一層布置風(fēng)機(jī)房、控制室、集裝箱大廳等，地上建筑僅考慮升降平臺(tái)部分。

9#站處理規(guī)模為8.11 t/d，根據(jù)小系統(tǒng)的特殊性，不需設(shè)置分離器，垃圾直接進(jìn)入集裝箱，不需考慮垃圾管道爬升高度的問題，因此，9#站宜采用半地上半地下方案。地下一層布置主要為除塵、除臭室和風(fēng)機(jī)房；二層布置的設(shè)施間主要為集裝箱大廳、控制室和高低壓配電室，總建筑面積為563.5 m2考慮到倒車區(qū)域，其占地面積為675.5 m2。

6　　結(jié)束語

生活垃圾氣力輸送收集系統(tǒng)屬于公建配套設(shè)施，該系統(tǒng)的建設(shè)和實(shí)施對(duì)于創(chuàng)新理念落實(shí)國家戰(zhàn)略、科技助推智慧城市建設(shè)、打造公建精品配套打造綠色環(huán)衛(wèi)等方面具有重大意義。而中新天津生態(tài)城中部片區(qū)氣力輸送的建設(shè)，基于生態(tài)城總體規(guī)劃和開發(fā)進(jìn)度，針對(duì)規(guī)模設(shè)計(jì)、服務(wù)范圍、中央收集站建設(shè)形式等方面進(jìn)行深入分析，優(yōu)化充分體現(xiàn)了“以人為本”的原則和“生態(tài)、環(huán)?！钡睦砟罹哂兄匾鐣?huì)和環(huán)境效益，為新型城市垃圾收運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)和建設(shè)提供借鑒。

［1］ 宋欣欣，閔海華，劉淑玲，等.中新天津生態(tài)城南部片區(qū)垃圾氣力輸送系統(tǒng)整體方案研究［J］.環(huán)境衛(wèi)生工程，2015，23（2）：43-44.

［2］ 楊永健，蔣玉廣，馬俊馳，等.中韓兩國在垃圾氣力輸送系統(tǒng)應(yīng)用方面的差異分析［J］.環(huán)境工程，2015（S1）：522-523，528.

［3］ 毛繪宇.小型氣力垃圾輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究［J］.工程建設(shè)與設(shè)計(jì)，2013（5）：126-129.

Design of Pneumatic Transmission System of Household Garbage in the Center of Sino-Singapore Tianjin Eco-city

Wei Jianmin，Liang Jingbo，Li Zheng，Jiang Yuguang，Yang Wei，Tian Rui
（Sino-Singapore Tianjin Eco-city Environmental Protection Co.Ltd.，Tianjin300467）

Based on the successful application of pneumatic transmission system in the southern of Sino-Singapore Tianjin Eco-city，combining the plan and development of the central area，we predicted the household garbage quantity from productive process and collective process.The project’s technical reliability，economic rationality and feasibility of implementation about collection and transportation had been analyzed and argued.The aim of this paper is to provide suggestions for the construction ofhousehold garbage collection and transportation system in the center ofSino-Singapore Tianjin Eco-city.

Sino-Singapore Tianjin Eco-city；household garbage；pneumatic transmission

X799.3；U653.922+.1

B

1005-8206（2016）01-0089-03

魏建民（1976—），高級(jí)工程師，碩士，主要從事垃圾收運(yùn)設(shè)施設(shè)備技術(shù)研發(fā)工作。

E-mail:weijianmin@tjeco-city.com。

2016-01-25