下沉式豎式裝箱壓縮轉運工藝在轉運站的應用

朱宏哲 郝粼波

（中國城市建設研究院有限公司 北京 100088）

引言

生活垃圾的無害化處理流程中垃圾收運設施是整個無害化處理系統的前沿與紐帶，現在垃圾轉運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運站的項目的落地。下沉式豎式裝箱壓縮轉運工藝是由傳統豎式裝箱壓縮轉運工藝改進而來，相對于傳統豎式裝箱壓縮轉運工藝減少了用地，節約了成本。

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濟綜合實驗區開幕，為了保證園博園片區生活垃圾的及時轉運，港區管委會新建一座新型現代化轉運站。

1 轉運站工藝選擇

垂直壓縮即是將垃圾倒入垂直放置的圓筒形容器內，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，轉運站的占地面積較小。又由于垃圾可直接倒入容器內，因此不需要進推料裝置。設備簡單，操作方便。

下沉式豎式裝箱壓縮轉運工藝是在傳統豎式裝箱壓縮轉運工藝基礎上改進而來，該工藝取消了上料坡道，將容器置于地坑中，卸料和轉運均在地面進行。下沉式豎式裝箱壓縮轉運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，園博園生活垃圾轉運站選用下沉式豎式裝箱壓縮轉運工藝。

2 工藝流程

下沉式豎式裝箱壓縮轉運工藝流程如下所示。

圖1 工藝流程圖

2.1 垃圾的卸料、裝筒和壓縮

垃圾收集車經稱重計量后進入轉運站卸料大廳，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。容器裝滿垃圾后，操作壓實器沿導軌移動至容器的正上方，將容器內部的垃圾壓縮。然后再向容器內卸入垃圾，裝滿后再次壓縮，直到容器內的垃圾達到設計的裝載量。這時將卸料溜槽收起和將容器頂端的進料門關閉。如此即完成一次垃圾的卸料、裝筒及壓縮作業。

2.2 容器的裝車、運輸、卸料和復位

容器的裝車、運輸、卸料和復位過程由一部車（大型垃圾轉運車）來完成。當容器在泊位內裝滿垃圾，處于待運狀態時，基坑內的容器傾轉提升機構，通過電液控制，將容器傾轉45度，然后釋放鎖緊機構，將容器沿托架導軌45度方向上推至轉運車接口。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。

轉運車將裝滿垃圾的容器運至處置場所，完成卸料作業后，空容器由轉運車運回轉運站。在轉運站內，將容器置于空泊位上或暫存空箱區。當空容器需要在空泊位就位時，由轉運車上的鋼絲牽引機構將空容器下送到基坑內的容器傾轉提升機構上，通過電液控制，傾轉機構將容器鎖緊后，向垂直方向傾轉到位，完成容器的就位。

2.3 容器在轉運站內的移動

除以上裝車、運輸、卸料和復位的功能外，轉運車還具有移動容器的功能。即在垃圾進站高峰期和交通不暢時，利用站內的轉運車將裝滿垃圾的容器移動至站內的容器放置點，待非高峰時段或交通順暢時裝車外運。另外，轉運車返回轉運站時，如果沒有空閑的泊位，可將空容器放到站內的容器放置點，等待復位。這樣，可減少轉運車的配置數量，降低設備投資，節約時間，提高工作效率。

3 轉運站工藝設計

圖2 工藝示意圖

園博園生活垃圾轉運站占地面積4535.6m2，設計規模為300噸/天，屬于中型Ⅲ類轉運站。

3.1 主要工藝設計參數

a.轉運站主要工作溫度在-10℃～40℃；

b.轉運站作業制度為一班制，作業時間為8h/班；

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

d.壓縮前垃圾容重為 0.35～0.5t/m3；

e.進站卸載的垃圾收集車的實噸位一般為3～5t；

f.垃圾轉運車輛按設計轉運規模配置，轉運車平均行駛速度為42km/h；

g.垃圾轉運車卸料方式：后部自卸式；

h.轉運距離：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：密閉式壓縮及轉運；

k.垃圾容器額定裝載量：15噸。

3.2 卸料泊位

轉運站作業車間所需的泊位個數按照300t/d規模配置，如下：

垃圾收集車在高峰時段內每小時進入垃圾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 轉運車

轉運車單程運距50公里，車速按42 km/h計，轉運車往返一次所需的時間按2.6小時計，則每車每天一班8小時內可實現轉運3.07車次，按照3車次計算。

轉運車數量根據完成一次轉運所需的時間確定，根據上述基本條件可計算出轉運車最小配置數量如下：

n1=日轉運垃圾量/每輛轉運車日轉運量=300/（3×15）≈7（輛）

因此轉運車數量至少為7輛。考慮到站內容器搬運和車輛維修保養，備用2輛轉運車，轉運車配置數量為9輛。

3.4 垃圾容器

垃圾容器數量根據高峰時段需要量確定，為確保轉運作業通暢，需要容器數量的計算方法如下：

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

3.5 壓實系統

轉運站的壓縮設備為壓實器。每套壓實器可供4～5只容器泊位工作，站內共設有4個容器泊位，因此，轉運站內配有1套壓實器。

3.6 監控系統

監控系統在生活垃圾轉運站的運營中，起到保障站內各種設備作業有序，安全生產，調度合理等作用。

本項目各轉運站均配備一套監控系統，主要設備包括：監視系統、攝像頭、監視器（含軟件）、控制系統、工作站（服務器、終端等）、專用軟件、手持終端及遙控系統、IC卡及輸入、輸出系統。

3.7 高壓清洗設備

轉運車間的壓縮設備、車輛、集裝箱等由于直接接觸垃圾，需要經常清洗。為便于清洗作業，本工程配備高壓清洗裝置，可人工控制自由移動作業，方便高效。

3.8 轉運車間除塵除臭工藝確定

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

3.8.1 前端植物液噴淋除臭系統

天然植物萃取液除臭系統的氣化噴灑系統由控制系統、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、氣液分配系統等組成。改善室內工作環境及室外、周邊環境質量，實現轉運車間的最終消除異味的目的。

將除臭劑通過專用控制設備及氣化裝置噴灑到異味源散發的空間里，讓氣化的除臭劑吸附分解空氣中的異味分子，在沒有散發到周圍環境之前予以分解消除，改善室內工作環境及室外、周邊環境質量，從而達到最終消除異味的目的。在需要凈化空間的上方設置一定數量的專用氣化噴嘴，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

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設置集氣口。廢氣通過風機經泊位上方和基坑內的的集氣口抽吸進入收集管道進行收集，先進入一級物理降塵設備，該設備能大幅降低氣體中的含塵量，提高化學洗滌塔的使用效率，延長循環藥劑的使用時間。接著通過化學洗滌，在化學洗滌過程中通過化學洗滌劑的作用，能夠去除一定的廢氣成分，通過處理后的氣體已經能夠外排，除臭效率可以達到85%左右。

圖3 除臭工藝流程圖

3.9 總平面布置

根據場地用地條件，結合轉運站工藝及運輸要求，本項目將轉運車間布置在廠區中央，卸料大廳出入口正對廠區收集車出入口，便于車輛運輸，同時在廠區南側設置轉運車回轉場地，便于轉運車回轉作業；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置在轉運車間內，消防水池設置在車間西側綠化帶內，正對消防泵房，便于管道銜接；根據用地條件在轉運站西側設置小型車停車場，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 排水設計

生活污水經化糞池沉淀處理后，由污水管網收集排至市政污水管網。

生產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廢水，車間內設置排水明溝，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有明溝及集水坑，集水坑坑內設置污水泵，配備自控系統自動排除污水。垃圾壓縮液存在容器內隨垃圾運至終端處理廠，其他生產廢水首先經廢水管網有序收集后排至廠區內污水池暫存，再由吸污車定期運至附近的污水處理廠達標處理后再排放。

3.11 主要工藝設備

表1 工藝設備

結語

（1）通過對工藝選擇，確定了工藝流程，并對轉運站的主體及配套工藝進行設計，確定各種設備的配置，為后續轉運站設計提供參考。

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

（3）園博園生活垃圾轉運站采用下沉式豎式裝箱壓縮轉運工藝，是鄭州第一個采用此工藝的轉運站，工藝先進，節能環保，同時配備中央監控系統、除塵除臭系統等配套設施，轉運站運營及管理系統完善，達到國內先進水平。