生活垃圾轉運站排水能力及其影響因素研究

宋 薇，蒲志紅

（中國城市建設研究院有限公司，北京 100120）

生活垃圾轉運站排水能力及其影響因素研究

宋 薇，蒲志紅

（中國城市建設研究院有限公司，北京 100120）

降低生活垃圾含水率是壓縮轉運站的一個重要功能。在對我國垃圾壓縮轉運站排水能力現狀分析的基礎上，對垃圾自身的壓縮排水特性、設備壓縮排水特性以及運行管理水平3個排水能力的重要影響因素進行研究，并據此提出了設備選型以及規(guī)范運行管理建議。

生活垃圾；轉運站；排水量；滲瀝液產生量

1 我國垃圾壓縮轉運站排水能力現狀

壓縮轉運站的主要功能是裝載轉運垃圾，通過壓實，減少垃圾體積，提高轉運垃圾效率。同時，垃圾中的部分水分（即滲瀝液）也會被擠壓排出，若將這部分水從廂體排出可以有效地降低轉運垃圾質量。目前我國對于轉運站排水能力的研究仍處于起步階段。一方面是由于目前對轉運站排水功能認識不足，另一方面是由于轉運站的排水量（滲瀝液產生量）比較難計量，有時又與作業(yè)沖洗水混合在一起，更難獲得準確數據。

國內幾個環(huán)衛(wèi)管理較為先進的城市曾做過相關的研究。上海市3個典型垃圾轉運站（規(guī)模為1 700、1 500、500 t/d） 調研結果顯示：排水量平均值為5.6%，總排口（滲瀝液加沖洗水）平均值為10.1%，并且季節(jié)波動較大，夏季約為冬季的3.5倍［1］。另外，對進入老港填埋場的各物流環(huán)節(jié)垃圾含水率調查表明（2009年），垃圾含水率沿產生、轉運直至進入末端處置物流線路呈降低趨勢，含水率平均由初始的60.79%下降至57.20%（轉運） 和56.31%（末端），即轉運環(huán)節(jié)排水量為8.39%［2］。北京8個垃圾轉運站（小武基、馬家樓、大屯、五路居、梨園、衙門口、葡萄嘴、城關）2009—2011年的相關數據分析表明，北京轉運站滲瀝液產生量變化范圍為0.58%～4.9%［3］。根據廣州市城管委廢管中心調研顯示，廣州垃圾轉運站的排水量為10%～15%。深圳市寶城轉運站2014年干濕2季平均排水量分別為5.43%與9.39%；其它轉運站分別為1%～2%與3%～8%。此外，在轉運站設計中，排水量通常按垃圾量的8%計［4］。由以上研究結果可以看出，目前我國各地轉運站排水量相差較大，變化范圍為0.5%～15%。因此有必要對排水量影響因素進行進一步的研究。2 垃圾轉運站排水量影響因素

2.1 生活垃圾壓縮排水特性分析

垃圾壓縮排水特性與垃圾含水率以及水分賦存形態(tài)有關。

1）生活垃圾含水率。生活垃圾含水率主要受當地的降水情況與垃圾組成決定。就降水而言，降水量大的地區(qū)，降水量多的月份，垃圾含水率相應地就要高些。就垃圾組分而言，廚余、果皮等高含水率有機物所占比例高，則垃圾含水率就高。我國城市生活垃圾含水率為30%～60%。

2）垃圾水分賦存形態(tài)。垃圾中水分由自由水與結合水組成，其中自由水以機械方式附著在物料表面，與物料之間的結合程度較低，易于脫除；結合水包括由于毛細作用吸附的水分和以化學鍵形式與固體物料結合的水分，較難脫除。由于垃圾在轉運站停留時間較短，垃圾壓縮也是純粹的物理過程，垃圾中的結合水析出很少，因此轉運站壓縮排出的滲瀝液主要是自由水。

垃圾水分賦存形態(tài)測定比較困難，浙江大學曾利用熱重分析儀方式［5］進行分析，并取得一定的成果。垃圾中的高含水組成主要是廢紙、竹木、紡織類與瓜果皮。瓜果皮與竹木是自身水分含量較高，而廢紙板與紡織品則是因為易于吸水導致其水分含量較高，見表1。由此再結合生活垃圾組成情況，可以粗略地估算出垃圾自由水含量。以深圳為例（廚余40.78%、紙類13.56%、紡織2.02%與木竹0.59%），由此可以估算出其中自由水含量為30%，其大型垃圾轉運站的排水量也不到10%，可見，轉運站排水量僅為自由水的1/3。

表1 垃圾中典型組分水分含量與其形態(tài)分布 %

2.2 設備壓縮排水特性

設備壓縮排水特性主要取決于設備排水方式與壓縮機的壓實強度。

1）壓縮設備排水性能。排水方式與設備類型有關。垃圾轉運技術設備有不同的分類方式：按是否將垃圾壓實劃分為壓縮式和非壓縮式；按壓實設備的運動方向，分為垂直壓縮和水平壓縮；按垃圾壓實過程在裝載容器內或外完成分為直接壓縮（壓裝）式和預壓式等；按壓縮裝置是否在廂體內，分為聯(lián)體式與分體式等。結合當前我國的應用情況，重點分析分體水平式、聯(lián)體水平式、水平預壓式、立式預壓式與立式直壓式轉運站設備的排水特點。

①分體水平式壓縮：廂體底部一般設有滲瀝液排放口，壓縮垃圾時打開排放口，滲瀝液排出廂體；運輸時關閉排放口，避免沿途灑漏。廂體清洗方便，排污口不易堵塞，但清洗水量較大。

②聯(lián)體水平式壓縮：常用于無土建條件、無排水條件的情況時。壓縮力小，污水通常留在箱體內隨轉運車運往處理廠，排水能力不高。

③水平預壓式壓縮：壓縮機預壓腔布置排水孔槽，壓縮力較高，排水效果好，排出污水易于有組織地收集。

④立式預壓式壓縮：壓縮力較大，垃圾排水效率高；需要的清洗用水較少；壓縮排出的污水需用抽水系統(tǒng)抽出，污水中泥沙結塊易導致污水泵故障。

⑤立式直壓式壓縮：由于受垃圾廂的結構強度限制，不能過于壓實，垃圾排水效率較低。

對上述5種壓縮轉運設備的排水性能進行對比分析，見表2。總體看來，就排水能力而言，立式預壓＞水平預壓＞分體水平直壓＞立式直壓（考慮到箱體的承壓性）＞聯(lián)體式水平直壓。而且可采用預壓技術的大中型轉運站的排水能力高于直壓工藝的中小型轉運站。

表2 各類型生活垃圾壓縮方式對比

2） 壓實強度。在滲瀝液能順利排出的情況下，壓實強度與滲瀝液排出量呈正相關關系，即提高壓實強度可以提高滲瀝液排出量，但是兩者不是線性關系。楊先海等的研究表明［6］：隨著壓強的增加，垃圾密度變化趨勢逐漸減緩，在施加壓強較小的范圍內（0～0.3 MPa） 增加壓強，壓實密度變化較為明顯；之后再增加壓強，壓實密度變化不顯著。同時，提高壓強會引起一系列設備結構、強度和剛度問題?？紤]到壓實裝置的經濟性和壓實效果等多方面的因素，對我國生活垃圾進行壓實時選擇壓強一般在0.1～0.2 MPa較好。

2.3 運行操作水平

轉運站的運行管理水平直接影響著設備性能的充分發(fā)揮。其中保壓時間是一個重要的因素。此外，還有一些不規(guī)范的操作行為不利于滲瀝液的排出。

1）保壓時間。保壓時間即壓縮機推頭保持最大行程的時間。在相同壓實條件下，保壓時間長短直接決定垃圾壓實比與排水量。由于目前我國垃圾收運作業(yè)方式，垃圾收運主要集中于上午2～4h，轉運站的主要目的是在盡量短的時間內將垃圾壓縮，實現垃圾“小車”換“大車”，通常保壓時間一般不長，導致設備的排水效果不能完全實現。

2）不規(guī)范操作行為。轉運站工作人員的一些不規(guī)范運行操作方式也導致排水效果差。主要有：水平分體壓縮箱在壓縮過程中不打開污水口，造成污水無法排放；壓縮裝箱作業(yè)過程中，清洗水混入垃圾，增大垃圾含水率；部分垃圾在收運過程中未實現全程密閉化，導致部分降水進入垃圾等。

3 結論與建議

1）壓縮排水是轉運站除了裝載垃圾外的一個重要功能。目前，國內對于在轉運站盡可能多地排出滲瀝液還沒有足夠的重視。從節(jié)省運輸與處理成本，避免垃圾運輸途中的跑冒滴漏，提高后續(xù)處理設施運行效果多方面考慮，都應該進一步加強轉運站排水能力。

2）目前我國轉運站排水能力差別較大。影響排水量的主要因素有：垃圾自身的壓縮排水特性、設備壓縮排水特性以及運行管理水平。轉運站的排水量主要是源于垃圾中的自由水；比較國內常用壓縮設備排水性能，建議小型垃圾轉運站采用分體水平直壓技術設備，大中型轉運站采用立式預壓或水平預壓技術設備。

3）結合理論分析與實際經驗，有利于轉運站排水的作業(yè)措施建議有：①提高垃圾壓縮過程中的保壓時間，合理安排到站垃圾量，避免垃圾過分集中到達；②提高壓縮操作壓力，按照壓縮設施的操作要求進行作業(yè)；③壓縮設備壓縮垃圾的過程中需把排水閥打開，排水需通暢；④垃圾壓縮箱卸完垃圾回到站內后，必須用高壓水槍沖洗垃圾壓縮箱的排污口，以防止堵塞等。

［1］ 黃長纓.城市生活垃圾壓縮中轉站壓濾污水的現狀調查［J］.凈水技術，2013，32（3）：41-45.

［2］ 上海市環(huán)境工程設計科學研究院有限公司.城市生活垃圾收運關鍵技術與研究示范（2006-2010）［R］.2007.

［3］ 王昭，李振山，馮亞斌，等.北京市生活垃圾轉運站耗能和排污特征及其影響因素分析［J］.環(huán)境科學，2013，34（6）：2456-2463.

［4］ 趙國志，熊建英，李丹，等.中心城區(qū)垃圾轉運站滲濾液處理技術探討［J］.給水排水，2015，41（7）：38-41.

［5］ 吳亞娟.城市生活垃圾典型組分水分分布特性及干燥過程試驗研究［D］.杭州：浙江大學，2011.

［6］ 楊先海，呂傳毅.城市生活垃圾壓縮站環(huán)境污染研究［J］.環(huán)境污染與防治，2005，27（8）：618-619.

Drainage Capacity and Its Influence Factors in Transfer Station of Municipal Solid Waste

Song Wei，Pu Zhihong
（China Urban Construction Design&Research Co.Ltd.，Beijing 100120）

Based on the analysisof the current situation of the drainage capacity of the garbage compression transfer station in China，three important parameters effecting the drainage capacity including the compression and drainage characteristics ofthe garbage and facilities，and operation management level were investigated.And the corresponding suggestionsof equipment selection and standard operation management were provided.

municipal solid waste；transferstation；drainage capacity；leachate generation

X799.3；X32

B

1005-8206（2017） 05-0048-03

2017-03-09

宋薇（1978—），高級工程師，主要從事生活垃圾處理技術與管理研究。

E-mail：weisong1840@sina.com。