中新天津生態城中部片區垃圾氣力輸送系統設計研究

魏建民，梁靜波，李　　征，蔣玉廣，楊　　偉，田　　銳

（天津生態城環保有限公司，天津　300467）

中新天津生態城中部片區垃圾氣力輸送系統設計研究

魏建民，梁靜波，李征，蔣玉廣，楊偉，田銳

（天津生態城環保有限公司，天津300467）

基于中新天津生態城南部片區氣力輸送系統成功的應用，結合生態城中部片區規劃及開發進度，對中部片區生活垃圾的產生量、收集量、規模進行預測，并對垃圾收運方案進行工程方案的技術可靠性、經濟合理性及實施的可行性進行多方案的分析比較和論證，旨在為生態城中部片區垃圾收運系統建設提供借鑒。

中新天津生態城；生活垃圾；氣力輸送

中新天津生態城為中國新加坡政府合作框架協議下在華建設的1座生態示范城市，其城市建設內涵為人與人和諧共存、人與經濟活動和諧共存，能復制、能實行、能推廣的建設理念。因此，在生態城建設生活垃圾收運系統，具有極大的推廣意義。該系統已在生態城南部片區大范圍建設，共設置4套氣力輸送系統。目前，2#系統已建成并投入使用，已連續穩定運行1 a，3#、4#、5#系統正在建設中，預計2016年完工并投入試運行［1-3］。筆者結合生態城總體規劃條件、中部片區開發進度以及南部片區建設經驗，針對中部片區垃圾氣力輸送系統的設計規模、系統布局等方面展開研究。

1　　中部片區規劃及開發進度

中新天津生態城規劃區位于天津東部沿海的濱海新區范圍內，屬于新建城區。其規劃行政區域編制分為南部綜合片區、中部綜合片區和北部、東北部綜合片區。

中部綜合片區位于中新天津生態城中部。其范圍為東至中央大道，南至薊運河故道和慧風溪生態廊道，西至薊運河，北至華五路。南部片區氣力建設絕大部分先于各地塊開發，而中部片區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管線等市政基礎配套設施已基本建設完成，信息園、南開中學、雙威城、依水園等公建和住宅項目地塊已完成開發（見圖1）。

圖1　　中新天津生態城中部片區開發總圖

因此，中部片區若新建氣力項目，無法完全按照南部片區模式進行公網系統的鋪設，需要結合現狀建設條件合理對中部片區氣力輸送系統進行布局。

2　　中部片區氣力輸送系統設計規模

根據環衛規劃要求，中新天津生態城人均垃圾產生量為0.8 kg/（人·d），暫住人口的人均垃圾產生量與常住人口人均垃圾產生量一樣，流動人口垃圾產生量為常住人口的1/2。中部片區垃圾產生量見表1。

表1　　中部片區生活垃圾產生量預測

根據環衛規劃對生態城垃圾成分的預測分析，大件垃圾、金屬和玻璃及有毒有害類垃圾占垃圾總量的15%，此部分不能進入氣力收集系統。另外依水園、雙威城、南開中學、信息園和產業園等地塊由于已完成建設，其垃圾也不納入到氣力輸送系統中。因此，在此基礎上考慮到高峰期和季節性變化，氣力輸送系統設計規模按實際垃圾產生量的1.3系數計算，得到中部片區可進入氣力輸送設計規模為51.88 t/d。

3　　系統建設方案的研究

氣力輸送系統在收集設備的設計理念上可以分成固定式及移動式2類。固定式是泛指所有垃圾/廢物收集設備都是固定地安裝在建筑物內，而垃圾是需要經過固定的管道接到有關的收集設備，分為大固定式系統（C系統） 和小固定式系統（F系統）。移動式則是指該設備具備移動性能可以移動到不同的地方通過軟性管道接入埋地管網收集垃圾。無論固定式或移動式的系統都同樣具有氣力輸送系統的各種優點。2種系統之間的差別主要在于根據樓宇的密度和分布，地理，環境以及空間的不同情況而需要在最終的收集設備的設計上作出不同的變化，當中亦包括輸送管網如何調整設計以順利連接到不同的收集設備。由于2類系統的輸送管網及收集設備的設計不同，所以系統的規格亦明顯存在較大差異。表2為氣力輸送系統不同方案特點比較。

表2　　氣力輸送系統不同方案特點比較

由表2可知，移動式系統在靈活性方面優于固定式系統，但固定式系統在服務范圍，管道輸送長度，環境影響、垃圾清運作業、交通影響、系統可靠性、運行管理等方面均優于移動式系統，更適合于本項目。因此，生態城中部片區宜采用固定式系統。

由于中部片區目前配套管道與道路已基本建設完成，部分道路市政配套未考慮氣力輸送管線布置，如在中部片區全部采用C系統方案，其經濟性和可行性較差，因此，根據中部片區的建設情況，宜采用C系統和F系統組合的工藝方案。

4　　系統覆蓋范圍優化原則

1）應以規劃用地為依據，區域劃分時應使得各系統收集轉運規模盡量均衡合理；

2） 應根據中部片區開發情況，合理選用系統工藝方案，盡可能不破壞現狀設施；

3）各系統管網敷設長度應合理，以便能保證系統操作的可靠性；

4） 各系統分區邊界應以城區內主干道為界，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合理，盡可能使收集干管敷設長度最短。

基于以上原則，中部片區氣力輸送系統整體規劃和建設方案選定為4站系統，各站服務范圍和水平管線最長長度等方案參數見表3，平面布置見圖2。

表3　　中部片區氣力輸送各系統參數

圖2　　中部片區氣力輸送各系統覆蓋范圍

5　　各系統中央收集站建設形式分析

5.1C系統中央收集站建設形式分析

5.1.1C系統中央收集站地上式

中央收集站地上方案采用地面以上2層形式，為混凝土結構，一層布置主要集裝箱大廳、控制室、風機室。二層布置的設施間主要為除塵室、儲存間和分離器大廳和高低壓配電室?？紤]到倒車區域，整個中央收集站主體功能區域總占地面積為1 300 m2。該方式優點：①由于集裝箱不需要提升，物流運輸通暢（集裝箱垃圾轉運、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，升降機為非標設備，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入站內的風險。④節能（2層建筑都可利用自然采光）。⑤同比條件下，運行費用略低（不需要往復提升集裝箱）。缺點：①噪音的控制對土建要求更高。②同比條件下，占地面積大。

5.1.2C系統中央收集站半地上、半地下式

中央收集站半地上、半地下式也為混凝土結構，首層在地面以下，一層布置主要為集裝箱大廳、除塵室、風機室和高低壓配電室。二層布置的設施間主要為控制室、儲存間和分離器大廳。考慮到倒車區域，整個中央收集站主體功能區域總占地面積為1 300 m2。該方式優點：①站內垃圾管道布置更為簡潔（不需要過大坡度的盤升）。②風機房噪聲控制相對較容易。③同比條件下，占地面積稍大。缺點：①占地面積增大，增加設備和土建投資。②垃圾車需進入地下進行換箱操作，增加操作時間。③提升設備為非標設備，設備訂貨和土建建設周期相對較長。④增加了地下水和暴雨期雨水進入站內的風險（有過這種情況發生的實例）。⑤參觀展示不方便。⑥同比條件下，不節能（地下層白天需要照明）。

結合生態城規劃和建設特點，中央收集站C地上方案宜采用地上式。

5.2F系統中央收集站建設形式分析

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

9#站處理規模為8.11 t/d，根據小系統的特殊性，不需設置分離器，垃圾直接進入集裝箱，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、除臭室和風機房；二層布置的設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考慮到倒車區域，其占地面積為675.5 m2。

6　　結束語

生活垃圾氣力輸送收集系統屬于公建配套設施，該系統的建設和實施對于創新理念落實國家戰略、科技助推智慧城市建設、打造公建精品配套打造綠色環衛等方面具有重大意義。而中新天津生態城中部片區氣力輸送的建設，基于生態城總體規劃和開發進度，針對規模設計、服務范圍、中央收集站建設形式等方面進行深入分析，優化充分體現了“以人為本”的原則和“生態、環?！钡睦砟罹哂兄匾鐣铜h境效益，為新型城市垃圾收運系統設計和建設提供借鑒。

［1］ 宋欣欣，閔海華，劉淑玲，等.中新天津生態城南部片區垃圾氣力輸送系統整體方案研究［J］.環境衛生工程，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應用方面的差異分析［J］.環境工程，2015（S1）：522-523，528.

［3］ 毛繪宇.小型氣力垃圾輸送系統的設計與應用研究［J］.工程建設與設計，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—），高級工程師，碩士，主要從事垃圾收運設施設備技術研發工作。

E-mail:weijianmin@tjeco-city.com。

2016-01-25