垃圾綜合處理系統(tǒng)由收集(含小車短距離運(yùn)輸)、運(yùn)輸(含轉(zhuǎn)運(yùn))和處理3大環(huán)節(jié)組成,即由3個(gè)子系統(tǒng)——垃圾收集系統(tǒng)、垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)、垃圾處理系統(tǒng)組成。
垃圾收集系統(tǒng):包括從不同產(chǎn)生源收集垃圾和將收集的垃圾送至垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站。該系統(tǒng)的全部運(yùn)行管理可由專業(yè)環(huán)境技術(shù)服務(wù)公司承接;或者將前一項(xiàng)工作交由街道居委會或小區(qū)物業(yè)公司負(fù)責(zé)(便于與服務(wù)對象溝通),后一項(xiàng)工作涉及專用設(shè)備、容器及人力、物力的統(tǒng)一調(diào)度,應(yīng)由專業(yè)環(huán)境技術(shù)服務(wù)公司承接。
垃圾處理系統(tǒng):由專項(xiàng)垃圾處理設(shè)施統(tǒng)一消納、處置,如分選回收、焚燒發(fā)電、高溫堆肥、衛(wèi)生填埋等,以達(dá)到減量化、資源化、無害化的目的。專項(xiàng)垃圾處理設(shè)施應(yīng)由專業(yè)環(huán)境技術(shù)服務(wù)公司營中轉(zhuǎn)運(yùn)輸系統(tǒng):在特定條件下,垃圾收集與垃圾處理兩個(gè)環(huán)節(jié)可以直接銜接配套。但是隨著運(yùn)輸距離、運(yùn)輸量的增加,運(yùn)輸工具的改進(jìn),更多的時(shí)候則利用轉(zhuǎn)運(yùn)技術(shù)及轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施來提高系統(tǒng)工作效能和效率。
從系統(tǒng)管理理論的角度看,轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)是城鎮(zhèn)垃圾處理系統(tǒng)中的一環(huán)——一個(gè)具有特定功能的子系統(tǒng);從邊界控制理論的角度看,轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施對于城鎮(zhèn)垃圾處理系統(tǒng)中的相關(guān)系統(tǒng)(環(huán)節(jié))是一個(gè)關(guān)鍵的控制邊界——一個(gè)由建筑物、構(gòu)筑物及配套機(jī)械設(shè)備組成、具有特定工藝技術(shù)參數(shù)的實(shí)體。因此,如何科學(xué)地規(guī)劃、設(shè)計(jì)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)及設(shè)施,并合理配置機(jī)械設(shè)備是城鎮(zhèn)垃圾處理過程中的一個(gè)重要課題。
1模塊化設(shè)計(jì)概念與設(shè)計(jì)原則
1.1模塊化設(shè)計(jì)概念
從系統(tǒng)管理和綜合效益的角度考慮(不限于追求局部或單一環(huán)節(jié)的最優(yōu)),按照規(guī)范化和通用性的基本原則,在項(xiàng)目設(shè)計(jì)中采用成熟、成套的技術(shù)及同規(guī)格(參數(shù))設(shè)備,組合構(gòu)建項(xiàng)目主體設(shè)施及輔助設(shè)施,以求項(xiàng)目建設(shè)的高速、高效和運(yùn)行管理過程的方便、經(jīng)濟(jì)。
1.2模塊化設(shè)計(jì)原則與思路
系統(tǒng)的規(guī)模設(shè)定兼顧實(shí)用性、科學(xué)性和前瞻性,既要確保中近期的需求,又要考慮遠(yuǎn)期擴(kuò)容;主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)參數(shù)的取舍應(yīng)以提高系統(tǒng)效能和綜合效益為目標(biāo);設(shè)施設(shè)計(jì)與設(shè)備選型應(yīng)注重規(guī)范化和實(shí)用性,便于建造和運(yùn)行管理;配套設(shè)備及備件具備較強(qiáng)的通用性和互換性,且貨源充足可靠;將模塊化設(shè)計(jì)理念貫穿于項(xiàng)目的系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)體設(shè)計(jì)等各環(huán)節(jié),用不同功能特性的專業(yè)模塊(special modules)組合專項(xiàng)設(shè)施模塊組(module units);再依據(jù)設(shè)施規(guī)模等要求,由若干模塊組構(gòu)建多層次、多單元的模塊群(modular group)或模塊系統(tǒng)(modular system)。 2垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站模塊化設(shè)計(jì)要點(diǎn)
2.1模塊組結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
作為城鎮(zhèn)垃圾收集、運(yùn)輸系統(tǒng)的主要基礎(chǔ)設(shè)施,垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站在工藝性方面應(yīng)滿足以下基本要求:
?轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施與設(shè)備能與前、后的垃圾收運(yùn)、處理系統(tǒng)銜接、配合;
?保持較高的作業(yè)機(jī)械化水平,盡可能避免現(xiàn)場人員直接接觸垃圾;
?注重轉(zhuǎn)運(yùn)站的密閉性能,采取必要措施控制二次污染。
從專業(yè)特征和模塊化設(shè)計(jì)原則兩方面綜合考慮,垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的模塊化基本結(jié)構(gòu)如圖1所示。
每個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站都是一個(gè)規(guī)模確定的模塊群;每個(gè)模塊群由若干模塊組構(gòu)成,其組數(shù)視轉(zhuǎn)運(yùn)站規(guī)模確定;每個(gè)模塊組又由若干專業(yè)模塊構(gòu)成,專業(yè)模塊可以是單一模塊(如形成垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)主體結(jié)構(gòu)的建筑模塊),也可以是一個(gè)子模塊組(如組成垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)工藝模塊的進(jìn)站卸料模塊、填裝進(jìn)料模塊和啟運(yùn)模塊)。
圖1垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站模塊化框架結(jié)構(gòu)圖
垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的模塊組由3個(gè)專業(yè)模塊構(gòu)成,即
其中,工藝模塊是系統(tǒng)模塊的主體,它又包括:
此外,還可由控制、管理、后勤等內(nèi)容構(gòu)成輔助模塊。
2.2專業(yè)模塊功能設(shè)計(jì)
2.2.1建筑模塊:形成工藝建筑物,為機(jī)械設(shè)備(垃圾填裝機(jī)、垃圾載運(yùn)容器及舉升裝置、通風(fēng)除臭裝置)提供安裝基礎(chǔ)和運(yùn)行平臺;為生產(chǎn)作業(yè)及其管理提供活動空間,如收集小車卸料間、轉(zhuǎn)運(yùn)容器受料間。
2.2.2工藝模塊:由主要工藝設(shè)備、工藝構(gòu)筑物及其調(diào)控裝置形成主工藝流程及其技術(shù)路線,按設(shè)定的技術(shù)經(jīng)濟(jì)參數(shù)實(shí)現(xiàn)設(shè)施功能。如:
2.2.3環(huán)保模塊:按國家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)的要求,結(jié)合工藝特征與外部環(huán)境條件,為生產(chǎn)過程提供必要的環(huán)境保護(hù)措施,如噴霧降塵、灑藥滅菌、通風(fēng)除臭等。
2.3垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站規(guī)模設(shè)計(jì)與配套設(shè)備的規(guī)格、型號確定
2.3.1轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)計(jì)規(guī)模Q設(shè)即為模塊設(shè)計(jì)規(guī)模Q群;模塊群由若干相同的模塊組Q組構(gòu)成:
其中n為模塊群中的模塊組數(shù)量,[ ]為高斯取整函數(shù)符號。
2.3.2每個(gè)模塊內(nèi)的各專業(yè)模塊的處理能力工藝
參數(shù)相同。對于垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站而言,建筑模塊、工藝模塊和環(huán)保模塊的工藝能力Q建、Q工藝和Q環(huán)應(yīng)相互匹配。
Q建=Q工藝=Q環(huán)(3)
21313專業(yè)模塊中的子模塊組,也同樣遵循工藝能力匹配原則。對于垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)工藝模塊,其進(jìn)站卸料模塊、填裝垃圾模塊、啟運(yùn)模塊的工藝能力Q卸、Q裝和Q運(yùn)也應(yīng)相互匹配。
Q卸=Q裝=Q運(yùn)(4)
任何一座垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站其主體構(gòu)筑物和主要工藝設(shè)備,以及環(huán)保設(shè)備、控制設(shè)備都是同型號、同規(guī)格的,因其模塊組數(shù)量的不同構(gòu)成不同的模塊群,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)不同規(guī)模的要求。在設(shè)計(jì)、建設(shè)、運(yùn)營維護(hù)的各個(gè)階段帶來很大的方便,提高工作效率和整體效益。
當(dāng)然,模塊化設(shè)計(jì)也存在不合理的地方。突出的一點(diǎn)是,若干相同工藝能力的模塊組構(gòu)成的模塊群的規(guī)模能力大于或等于轉(zhuǎn)運(yùn)工藝必要的規(guī)模能力,存在一定的浪費(fèi)。但與模塊化設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)及其帶來的整體效益相比,這種不足及損失是微不足道的。
3垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站模塊化設(shè)計(jì)實(shí)踐
3.1范例簡況
中山市中心城區(qū)面積172km2;2002年10月人口總數(shù)54.53萬人,其中常住人口32.47萬人;日排放生活垃圾約400t。
預(yù)測2010年,轄區(qū)服務(wù)人口達(dá)60萬人,因?yàn)榭紤]部分普通工業(yè)垃圾與生活垃圾一并處理,所以垃圾收集、轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)應(yīng)具備日消納800t垃圾的能力。
中心城區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)站由城區(qū)周邊的5個(gè)中等規(guī)模的垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站和兩個(gè)中小型水陸兩用垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站構(gòu)成。該轉(zhuǎn)運(yùn)模式的基本技術(shù)路線是:各居民區(qū)(收集點(diǎn))人工收集垃圾用收集車(人力車、腳踏三輪車、小型垃圾車)運(yùn)往轉(zhuǎn)運(yùn)站,再由中型垃圾運(yùn)輸車輛運(yùn)往中心組團(tuán)垃圾綜合處理基地。
各轉(zhuǎn)運(yùn)站必備轉(zhuǎn)運(yùn)能力如表1。
3.2轉(zhuǎn)運(yùn)站轉(zhuǎn)運(yùn)模式設(shè)計(jì)
中心城區(qū)的垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的平均距離在15km左右,不存在經(jīng)濟(jì)運(yùn)輸距離優(yōu)勢(適合長距離運(yùn)輸)。因此,不考慮采用超大型集裝箱(大噸位)運(yùn)輸工具的二次轉(zhuǎn)運(yùn)模式。
經(jīng)過調(diào)查研究及綜合分析,決定采用工藝較成熟、操作可靠、維修簡便、成本較低的固定式直接填裝式轉(zhuǎn)運(yùn)模式。該方案將壓縮裝置、箱體、車底盤三者分離,尤其是一車多箱的配置,既有操作的靈活性,縮短了車輛等待裝填的時(shí)間,又減少了車輛的數(shù)量和周轉(zhuǎn)次數(shù),節(jié)省了轉(zhuǎn)運(yùn)站的投資和運(yùn)營成本。
為了有效的控制中轉(zhuǎn)運(yùn)輸過程中的污染,車輛全部封閉運(yùn)輸,轉(zhuǎn)運(yùn)站與外界以綠化作隔離,垃圾污水和臭氣通過專用處理設(shè)施解決。從轉(zhuǎn)運(yùn)工藝設(shè)計(jì)到運(yùn)行,適合中山市中心城區(qū)轉(zhuǎn)運(yùn)模式。
3.3轉(zhuǎn)運(yùn)站模塊化設(shè)計(jì)
3.3.1模塊組及專業(yè)模塊功能設(shè)計(jì)
按照規(guī)范化和通用性的基本原則,以模塊化設(shè)計(jì)理念及技術(shù)措施為基礎(chǔ)構(gòu)建垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站框架:每一個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站按其規(guī)模不同,設(shè)計(jì)若干模塊組構(gòu)成主體設(shè)施(模塊群),并補(bǔ)充必要的輔助措施;每個(gè)模塊組由建筑模塊、轉(zhuǎn)運(yùn)功能模塊和環(huán)保模塊組成;每個(gè)模塊組的功能指標(biāo)參數(shù)為設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)運(yùn)垃圾能力(Q組)60t/d。
建筑模塊:含空間尺寸6m×4.5m×5.5m的垃圾受料間(一個(gè)車位);
轉(zhuǎn)運(yùn)功能模塊:含1臺填裝機(jī),可分離箱體(容積15m3,有效載荷8t),1套箱體舉升裝置,以及相應(yīng)的控制設(shè)備; 環(huán)保模塊:含1套通風(fēng)除臭裝置及配套控制設(shè)備。
3.3.2轉(zhuǎn)運(yùn)站(模塊群)規(guī)模與模塊組數(shù)量設(shè)計(jì)
1號轉(zhuǎn)運(yùn)站:
理論設(shè)計(jì)規(guī)模
Q1設(shè)=K調(diào)?Q0=1.2×220=264(t/d)
于是,模塊組數(shù)量
所以,模塊群規(guī)模
Q1群=n?Q組=5×60=300(t/d)
用同樣的方法,分別計(jì)算2~6號轉(zhuǎn)運(yùn)站(模塊群)規(guī)模和模塊組數(shù)量,如表1所示。
3.4效益評析
垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)能有效地接收、轉(zhuǎn)運(yùn)轄區(qū)產(chǎn)生的生活垃圾,并且避免了可能產(chǎn)生的二次污染,保護(hù)區(qū)域生態(tài)環(huán)境,改善投資環(huán)境和居住條件。社會環(huán)境效益不言而喻。
表1轉(zhuǎn)運(yùn)站的設(shè)施規(guī)模及車輛設(shè)備配置表
注1:6號站共有備用車5臺
注2:因垃圾排放量受季節(jié)性因素等的影響,轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)計(jì)調(diào)整系數(shù)k調(diào)為1.2~1.5,其中3~6號轉(zhuǎn)運(yùn)站取上限。
垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站按其規(guī)模不同,由若干建筑模塊、轉(zhuǎn)運(yùn)功能模塊和環(huán)保模塊構(gòu)成主體設(shè)施,具有必要的輔助措施。
標(biāo)準(zhǔn)化的建筑模塊規(guī)范簡化了設(shè)計(jì)與建設(shè)環(huán)節(jié),能減少建設(shè)投資。
轉(zhuǎn)運(yùn)功能模塊中選用單車有效載荷為8t的可分離式中型運(yùn)輸車,雖然運(yùn)輸量不如大型或超大型車(≥16t),但其在機(jī)動性,與轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)施、處理設(shè)施以及道路等設(shè)施的銜接、配套方面更具有適用性;選用與車體分離的固定填裝機(jī)能減輕運(yùn)輸車箱體自重,提高有效載運(yùn)量10%以上;6個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的22個(gè)轉(zhuǎn)運(yùn)工位全部采用同一型號、規(guī)格的填裝、舉升、載運(yùn)機(jī)械設(shè)備及其控制設(shè)備,雖然在個(gè)別工位出現(xiàn)能力過剩的情況,但從總體上看,不僅能簡化轉(zhuǎn)運(yùn)站的設(shè)計(jì)、建設(shè)過程,方便日常運(yùn)行管理及設(shè)備維修、更換,而且具有通用性、互換性、互補(bǔ)性。環(huán)保模塊由規(guī)范化設(shè)計(jì)的抽風(fēng)除臭系統(tǒng)構(gòu)成,風(fēng)機(jī)、風(fēng)罩、管道及除臭裝置的型號、規(guī)格相同,具有建造、安裝及維護(hù)管理便利的特點(diǎn)。總之,依據(jù)科學(xué)、規(guī)范的設(shè)計(jì)原則以及模塊化的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)措施,制定垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站建設(shè)及設(shè)備配置方案,有利于控制和減少建設(shè)投資,提高工作效率,便于運(yùn)行管理。
參考文獻(xiàn)
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