下沉式豎式裝箱壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)工藝在轉(zhuǎn)運(yùn)站的應(yīng)用

朱宏哲 郝粼波

（中國城市建設(shè)研究院有限公司 北京 100088）

引言

生活垃圾的無害化處理流程中垃圾收運(yùn)設(shè)施是整個無害化處理系統(tǒng)的前沿與紐帶，現(xiàn)在垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的選址普遍面臨選址難、用地緊張的問題，大大制約了生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的項目的落地。下沉式豎式裝箱壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)工藝是由傳統(tǒng)豎式裝箱壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)工藝改進(jìn)而來，相對于傳統(tǒng)豎式裝箱壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)工藝減少了用地，節(jié)約了成本。

第十一屆中國（鄭州）國際園林博覽會于2017年9月底在鄭州航空港經(jīng)濟(jì)綜合實驗區(qū)開幕，為了保證園博園片區(qū)生活垃圾的及時轉(zhuǎn)運(yùn)，港區(qū)管委會新建一座新型現(xiàn)代化轉(zhuǎn)運(yùn)站。

1 轉(zhuǎn)運(yùn)站工藝選擇

垂直壓縮即是將垃圾倒入垂直放置的圓筒形容器內(nèi)，壓縮裝置由上至下垂直將垃圾壓縮，垃圾在壓縮裝置重力和機(jī)械力同時作用下得到壓縮，壓縮比較大，壓縮裝置與容器不接觸，無摩擦。由于容器是垂直放置，轉(zhuǎn)運(yùn)站的占地面積較小。又由于垃圾可直接倒入容器內(nèi)，因此不需要進(jìn)推料裝置。設(shè)備簡單，操作方便。

下沉式豎式裝箱壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)工藝是在傳統(tǒng)豎式裝箱壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)工藝基礎(chǔ)上改進(jìn)而來，該工藝取消了上料坡道，將容器置于地坑中，卸料和轉(zhuǎn)運(yùn)均在地面進(jìn)行。下沉式豎式裝箱壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)工藝具有占地面積小、能耗低、垃圾暴露時間短、暴露面積小及臭氣易控制等特點，也滿足目前垃圾焚燒處理方式，因此，園博園生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站選用下沉式豎式裝箱壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)工藝。

2 工藝流程

下沉式豎式裝箱壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)工藝流程如下所示。

圖1 工藝流程圖

2.1 垃圾的卸料、裝筒和壓縮

垃圾收集車經(jīng)稱重計量后進(jìn)入轉(zhuǎn)運(yùn)站卸料大廳，垃圾收集車以后傾自卸或者推卸的方式將垃圾卸入容器內(nèi)。容器裝滿垃圾后，操作壓實器沿導(dǎo)軌移動至容器的正上方，將容器內(nèi)部的垃圾壓縮。然后再向容器內(nèi)卸入垃圾，裝滿后再次壓縮，直到容器內(nèi)的垃圾達(dá)到設(shè)計的裝載量。這時將卸料溜槽收起和將容器頂端的進(jìn)料門關(guān)閉。如此即完成一次垃圾的卸料、裝筒及壓縮作業(yè)。

2.2 容器的裝車、運(yùn)輸、卸料和復(fù)位

容器的裝車、運(yùn)輸、卸料和復(fù)位過程由一部車（大型垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車）來完成。當(dāng)容器在泊位內(nèi)裝滿垃圾，處于待運(yùn)狀態(tài)時，基坑內(nèi)的容器傾轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)，通過電液控制，將容器傾轉(zhuǎn)45度，然后釋放鎖緊機(jī)構(gòu)，將容器沿托架導(dǎo)軌45度方向上推至轉(zhuǎn)運(yùn)車接口。容器裝車時先由鋼絲繩提升傾斜，將容器與底架相貼，然后再緩慢地回到水平位置。

轉(zhuǎn)運(yùn)車將裝滿垃圾的容器運(yùn)至處置場所，完成卸料作業(yè)后，空容器由轉(zhuǎn)運(yùn)車運(yùn)回轉(zhuǎn)運(yùn)站。在轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)，將容器置于空泊位上或暫存空箱區(qū)。當(dāng)空容器需要在空泊位就位時，由轉(zhuǎn)運(yùn)車上的鋼絲牽引機(jī)構(gòu)將空容器下送到基坑內(nèi)的容器傾轉(zhuǎn)提升機(jī)構(gòu)上，通過電液控制，傾轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)將容器鎖緊后，向垂直方向傾轉(zhuǎn)到位，完成容器的就位。

2.3 容器在轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)的移動

除以上裝車、運(yùn)輸、卸料和復(fù)位的功能外，轉(zhuǎn)運(yùn)車還具有移動容器的功能。即在垃圾進(jìn)站高峰期和交通不暢時，利用站內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)車將裝滿垃圾的容器移動至站內(nèi)的容器放置點，待非高峰時段或交通順暢時裝車外運(yùn)。另外，轉(zhuǎn)運(yùn)車返回轉(zhuǎn)運(yùn)站時，如果沒有空閑的泊位，可將空容器放到站內(nèi)的容器放置點，等待復(fù)位。這樣，可減少轉(zhuǎn)運(yùn)車的配置數(shù)量，降低設(shè)備投資，節(jié)約時間，提高工作效率。

3 轉(zhuǎn)運(yùn)站工藝設(shè)計

圖2 工藝示意圖

園博園生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站占地面積4535.6m2，設(shè)計規(guī)模為300噸/天，屬于中型Ⅲ類轉(zhuǎn)運(yùn)站。

3.1 主要工藝設(shè)計參數(shù)

a.轉(zhuǎn)運(yùn)站主要工作溫度在-10℃～40℃；

b.轉(zhuǎn)運(yùn)站作業(yè)制度為一班制，作業(yè)時間為8h/班；

c.垃圾進(jìn)站最高峰值：60噸/小時（高峰期3小時進(jìn)站垃圾量占總量的60%）；

d.壓縮前垃圾容重為 0.35～0.5t/m3；

e.進(jìn)站卸載的垃圾收集車的實噸位一般為3～5t；

f.垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車輛按設(shè)計轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)模配置，轉(zhuǎn)運(yùn)車平均行駛速度為42km/h；

g.垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)車卸料方式：后部自卸式；

h.轉(zhuǎn)運(yùn)距離：單程50km；

i.所處理的垃圾種類：城市生活垃圾；

j.垃圾處理方式：密閉式壓縮及轉(zhuǎn)運(yùn)；

k.垃圾容器額定裝載量：15噸。

3.2 卸料泊位

轉(zhuǎn)運(yùn)站作業(yè)車間所需的泊位個數(shù)按照300t/d規(guī)模配置，如下：

垃圾收集車在高峰時段內(nèi)每小時進(jìn)入垃圾60t。以每個泊位每小時接納25t計，至少需要配置3個泊位，考慮高峰期的變化，增加1個泊位，故本項目配置4個卸料泊位。

3.3 轉(zhuǎn)運(yùn)車

轉(zhuǎn)運(yùn)車單程運(yùn)距50公里，車速按42 km/h計，轉(zhuǎn)運(yùn)車往返一次所需的時間按2.6小時計，則每車每天一班8小時內(nèi)可實現(xiàn)轉(zhuǎn)運(yùn)3.07車次，按照3車次計算。

轉(zhuǎn)運(yùn)車數(shù)量根據(jù)完成一次轉(zhuǎn)運(yùn)所需的時間確定，根據(jù)上述基本條件可計算出轉(zhuǎn)運(yùn)車最小配置數(shù)量如下：

n1=日轉(zhuǎn)運(yùn)垃圾量/每輛轉(zhuǎn)運(yùn)車日轉(zhuǎn)運(yùn)量=300/（3×15）≈7（輛）

因此轉(zhuǎn)運(yùn)車數(shù)量至少為7輛。考慮到站內(nèi)容器搬運(yùn)和車輛維修保養(yǎng)，備用2輛轉(zhuǎn)運(yùn)車，轉(zhuǎn)運(yùn)車配置數(shù)量為9輛。

3.4 垃圾容器

垃圾容器數(shù)量根據(jù)高峰時段需要量確定，為確保轉(zhuǎn)運(yùn)作業(yè)通暢，需要容器數(shù)量的計算方法如下：

由于每輛車往返一次的時間為3h，按照正常運(yùn)行時7輛轉(zhuǎn)運(yùn)車計算，高峰期3小時可轉(zhuǎn)運(yùn)7車次，轉(zhuǎn)運(yùn)垃圾總量為105t，高峰期3小時內(nèi)實際進(jìn)站垃圾為180噸，因此有75t垃圾需要暫時存放在轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)，則另需要5個容器承接垃圾，增加2個站內(nèi)流轉(zhuǎn)備用，故容器配置需要7+5+2=14個。

3.5 壓實系統(tǒng)

轉(zhuǎn)運(yùn)站的壓縮設(shè)備為壓實器。每套壓實器可供4～5只容器泊位工作，站內(nèi)共設(shè)有4個容器泊位，因此，轉(zhuǎn)運(yùn)站內(nèi)配有1套壓實器。

3.6 監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)在生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的運(yùn)營中，起到保障站內(nèi)各種設(shè)備作業(yè)有序，安全生產(chǎn)，調(diào)度合理等作用。

本項目各轉(zhuǎn)運(yùn)站均配備一套監(jiān)控系統(tǒng)，主要設(shè)備包括：監(jiān)視系統(tǒng)、攝像頭、監(jiān)視器（含軟件）、控制系統(tǒng)、工作站（服務(wù)器、終端等）、專用軟件、手持終端及遙控系統(tǒng)、IC卡及輸入、輸出系統(tǒng)。

3.7 高壓清洗設(shè)備

轉(zhuǎn)運(yùn)車間的壓縮設(shè)備、車輛、集裝箱等由于直接接觸垃圾，需要經(jīng)常清洗。為便于清洗作業(yè)，本工程配備高壓清洗裝置，可人工控制自由移動作業(yè)，方便高效。

3.8 轉(zhuǎn)運(yùn)車間除塵除臭工藝確定

本方案根據(jù)臭氣的來源、特點及轉(zhuǎn)運(yùn)站場地等情況，轉(zhuǎn)運(yùn)站選用“前端植物液噴淋+后端除塵除臭系統(tǒng)”，除臭效率高、處理能力大。

3.8.1 前端植物液噴淋除臭系統(tǒng)

天然植物萃取液除臭系統(tǒng)的氣化噴灑系統(tǒng)由控制系統(tǒng)、專用噴嘴、氣液輸送管、配液槽、輸送泵、電磁閥、氣液過濾器、空氣壓縮機(jī)、氣液分配系統(tǒng)等組成。改善室內(nèi)工作環(huán)境及室外、周邊環(huán)境質(zhì)量，實現(xiàn)轉(zhuǎn)運(yùn)車間的最終消除異味的目的。

將除臭劑通過專用控制設(shè)備及氣化裝置噴灑到異味源散發(fā)的空間里，讓氣化的除臭劑吸附分解空氣中的異味分子，在沒有散發(fā)到周圍環(huán)境之前予以分解消除，改善室內(nèi)工作環(huán)境及室外、周邊環(huán)境質(zhì)量，從而達(dá)到最終消除異味的目的。在需要凈化空間的上方設(shè)置一定數(shù)量的專用氣化噴嘴，通過定時、間斷霧化噴灑除臭劑，吸附、分解異味分子。

3.8.2 后端脫臭除塵系統(tǒng)

在前端植物液噴淋除臭的同時，在泊位上方和壓縮容器基坑內(nèi)設(shè)置集氣口。廢氣通過風(fēng)機(jī)經(jīng)泊位上方和基坑內(nèi)的的集氣口抽吸進(jìn)入收集管道進(jìn)行收集，先進(jìn)入一級物理降塵設(shè)備，該設(shè)備能大幅降低氣體中的含塵量，提高化學(xué)洗滌塔的使用效率，延長循環(huán)藥劑的使用時間。接著通過化學(xué)洗滌，在化學(xué)洗滌過程中通過化學(xué)洗滌劑的作用，能夠去除一定的廢氣成分，通過處理后的氣體已經(jīng)能夠外排，除臭效率可以達(dá)到85%左右。

圖3 除臭工藝流程圖

3.9 總平面布置

根據(jù)場地用地條件，結(jié)合轉(zhuǎn)運(yùn)站工藝及運(yùn)輸要求，本項目將轉(zhuǎn)運(yùn)車間布置在廠區(qū)中央，卸料大廳出入口正對廠區(qū)收集車出入口，便于車輛運(yùn)輸，同時在廠區(qū)南側(cè)設(shè)置轉(zhuǎn)運(yùn)車回轉(zhuǎn)場地，便于轉(zhuǎn)運(yùn)車回轉(zhuǎn)作業(yè)；另由于場地用地緊張，將消防泵房、計量間、工具間等輔助用房設(shè)置在轉(zhuǎn)運(yùn)車間內(nèi)，消防水池設(shè)置在車間西側(cè)綠化帶內(nèi)，正對消防泵房，便于管道銜接；根據(jù)用地條件在轉(zhuǎn)運(yùn)站西側(cè)設(shè)置小型車停車場，便于行政車及其他車輛停放，同時將污水池及取水點均設(shè)置在停車場周邊，為吸污車及取水車提供臨時停放點。

3.10 排水設(shè)計

生活污水經(jīng)化糞池沉淀處理后，由污水管網(wǎng)收集排至市政污水管網(wǎng)。

生產(chǎn)廢水主要為垃圾壓縮液、地面沖洗水、洗車廢水和除塵除臭系統(tǒng)廢水，車間內(nèi)設(shè)置排水明溝，保證廢水快速排出同時便于清掃避免積存，垃圾壓縮容器基坑設(shè)有明溝及集水坑，集水坑坑內(nèi)設(shè)置污水泵，配備自控系統(tǒng)自動排除污水。垃圾壓縮液存在容器內(nèi)隨垃圾運(yùn)至終端處理廠，其他生產(chǎn)廢水首先經(jīng)廢水管網(wǎng)有序收集后排至廠區(qū)內(nèi)污水池暫存，再由吸污車定期運(yùn)至附近的污水處理廠達(dá)標(biāo)處理后再排放。

3.11 主要工藝設(shè)備

表1 工藝設(shè)備

結(jié)語

（1）通過對工藝選擇，確定了工藝流程，并對轉(zhuǎn)運(yùn)站的主體及配套工藝進(jìn)行設(shè)計，確定各種設(shè)備的配置，為后續(xù)轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)計提供參考。

（2）下沉式豎式裝箱壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)工藝，取消了車輛上下的坡道，使得收集車與轉(zhuǎn)運(yùn)車處于同一作業(yè)層面節(jié)省了用地面積，降低了土建投資。

（3）園博園生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站采用下沉式豎式裝箱壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)工藝，是鄭州第一個采用此工藝的轉(zhuǎn)運(yùn)站，工藝先進(jìn)，節(jié)能環(huán)保，同時配備中央監(jiān)控系統(tǒng)、除塵除臭系統(tǒng)等配套設(shè)施，轉(zhuǎn)運(yùn)站運(yùn)營及管理系統(tǒng)完善，達(dá)到國內(nèi)先進(jìn)水平。