新城增設垃圾氣力輸送系統的方案研究
——以吳中太湖新城5號社區為例

陸敏博，李元寅

[悉地（蘇州）勘察設計顧問有限公司，江蘇 蘇州215123]

0 引言

建設新型垃圾收運系統，可以增強城市生活垃圾處理能力，有利于全面提高城市生活垃圾處理水平。長期以來，城市的生活垃圾收集方式大多沿用傳統方式，居民將垃圾送至收集點傾倒入敞開式收集容器內，再由環衛車輛每天定時清運[1]，這種方式造成的環境污染、社會危害以及經濟問題都是不容忽視的。

相較于傳統垃圾收運系統，垃圾氣力輸送系統是一種國際先進的垃圾管道收集系統。垃圾氣力輸送系統是指利用負壓氣流通過預先敷設在地下的管道系統，將從建筑室內、小區、市政等室外分類垃圾投放設施投入的垃圾，輸送至中央收集站，經固、氣分離后壓縮集中存儲外運處置，垃圾管道內氣體經除塵過濾、除臭凈化達標排放的垃圾收集輸送系統[2-3]。垃圾氣力管道收送方式是目前可對生活垃圾實行全封閉化、壓縮化、集裝化收運的先進的、現代化的垃圾收運方式，垃圾通過地下的氣力管道進行輸送，避免了人與垃圾直接接觸，可大大提高垃圾收集效率，也克服了傳統垃圾收運方式易產生臭氣、蚊蠅、鼠害等二級污染的問題，是當前具有國際先進水平的垃圾收運方式，符合國家密閉、環保、高效的垃圾收運系統要求，是一項值得大力推廣的新型垃圾輸運技術體系[4-5]。

蘇州吳中太湖新城位于蘇州南部，南臨太湖水，背靠七子山脈，是蘇州“一核四城”城市發展戰略的重要組成部分，也是蘇州走進“太湖時代”戰略的發展方向[6]。新城陸地規劃面積約20km2，10km2的啟動區于2012年啟動規劃建設，目前仍在全面推進新城基礎設施和環境建設。在太湖新城推廣垃圾氣力輸送系統，符合建設高標準配套市政基礎設施的要求，符合提高生活垃圾處理能力和水平的要求。

1 現有環衛規劃及修編考慮

吳中太湖新城的環境衛生設施專項規劃是在2012年蘇州市政府批準的吳中太湖新城控制性詳細規劃基礎上編制的，該規劃基于《2012年蘇州市生活垃圾分類工作行動方案》中垃圾分類要求，遵循生活垃圾“減量化、無害化、資源化”、兼顧末端處置、方便市民投放等原則，提出生活垃圾末端處理、餐廚垃圾處理、分類收集實施等納入蘇州市的相應系統。鑒于蘇州市生活垃圾將實現全量焚燒，該規劃提出設置一座中型壓縮站實現集中轉運。收集方式為垃圾亭或單放桶，垃圾收集車以3～5t后裝式壓縮收集車為主。現有環境衛生設施專項規劃并未考慮垃圾氣力輸送系統。

吳中太湖新城擬修編環境衛生設施專項規劃，同步現行垃圾分類形式，豐富垃圾收運方式，并計劃在5號社區增設垃圾氣力輸送系統進行試點工作。編修主要基于以下兩個方面的考慮：一方面，為了更好的滿足吳中太湖新城生態新城和智慧新城的發展要求，應對外部經濟、社會環境的變化，吳中太湖新城控制性詳細規劃在2016年進行了調整，涉及部分用地性質優化及規劃人口調減；另一方面，《蘇州市生活垃圾分類管理條例》于2020年6月1日實施，其中日常生活垃圾為“四分類”，即有害垃圾、可回收物、廚余垃圾和其他垃圾。生活垃圾的精細分類對垃圾收運系統提出了更高的要求，建設垃圾氣力輸送系統，進一步提高生活垃圾收集、處理能力和水平，符合吳中太湖新城最新垃圾分類方案建設的要求，具有很強的必要性。

2 增設系統的總體方案

5號社區西至天鵝港大街，東至蘇震桃公路，北至君益路，南至太湖大堤，規劃面積約1.50km2，規劃人口2.2萬。目前該社區主干路網已基本建成，綜合管廊等基礎設施配套相應在建，部分支路和市政基礎配套設施尚未建設，部分地塊已出讓并在開發建設中（見圖1）。

圖1 5號社區范圍及綜合管廊線位

受5號社區用地限制，擬在5號社區外建設垃圾收集站一座。生活垃圾產量一般根據居住人口及人均產量進行預測。根據十三五時期蘇南地區人均垃圾產量及規劃區實際情況，本方案取人均垃圾量為0.95kg/（人·d），高峰系數取1.15。經計算，居民垃圾量均值為20.9t/d，峰值為24.0t/d。考慮到垃圾收集站收集范圍的不確定，故其設計規模適當放大取30.0t/d。

市政垃圾管道布置的原則首先是要覆蓋到社區所有33個地塊，并盡可能利用綜合管廊進行敷設。根據此原則，本次市政垃圾管道敷設涉及8條道路總長約6km，其中可利用4條綜合管廊（見圖2）。

3 垃圾收集站方案

由于原規劃未考慮垃圾收集站位置，經多方協調，將5號社區外的一塊規劃白地作為垃圾收集站選址。為盡量減少對地面的影響，建筑考慮全地下設置，僅在地上設置必要的消防設施及疏散樓梯，建筑共計地下2層，地上1層。垃圾收集站主要經濟技術指標見表1。

圖2 5號社區垃圾氣力輸送系統總體方案

表1 垃圾收集站主要經濟技術指標

地上一層主要有出入口、消控室和地面景觀區。垃圾收集站主要出入口設置在場地南側，工作及參觀人員通過地面道路可以直接進入場地內部。地面共設置3個疏散出口，其中主要出入口結合地面消防設置，作為工作參觀出入口；另外2個疏散出口，作為次要出入口，盡量設置在靠近用地外側，直接對外，減少對用地景觀的影響（見圖3）。

圖3 垃圾收集站一層平面圖（單位：mm）

地下一層主要包括垃圾車通道及卸貨區、分離器大廳、集裝箱升降臺、供電控制室、除塵除臭室、參觀接待區、消防水池和泵房等。分離器大廳布置3臺分離器，固體經分離器進入地下二層的壓實機，壓實后推入地下二層的集裝箱，集裝箱填裝滿后通過升降臺至地下一層外運。收集車通過汽車坡道直接進入地下一層工作，在地下一層設置回轉空間，從原坡道返回。收集車和工作參觀人員通過兩條不同的流線分流，互不干擾（見圖4）。

圖4 垃圾收集站地下一層平面圖（單位：mm）

地下二層主要包括集裝箱放置區、風機房、控制室、集裝箱升降臺等。集裝箱放置區設置5個集裝箱位，近期設置3只集裝箱，其中2只收集廚余垃圾，1只收集其他垃圾（見圖5）。

圖5 垃圾收集站地下二層平面圖（單位：mm）

4 垃圾管道布置

目前該社區4條綜合管廊已建成1條，其余均在施工中。綜合管廊在設計之初均考慮了預留管位，因此，有綜合管廊的道路，垃圾管道入廊敷設，沒有綜合管廊的道路，垃圾管道直埋敷設。

以君益路為例，該道路規劃路幅32m，燃氣、污水、雨水直埋敷設在人行道和慢車道下，給水、電力、通信三種管線集中敷設在道路中央分隔帶下的綜合管廊內（見圖6、圖7）。目前該管廊和道路正在施工。綜合管廊內原預留管位處可以敷設垃圾管道。

圖6 君益路道路管線布置橫斷面圖

圖7 君益路綜合管廊管線布置圖

垃圾管道額定管徑為500mm，壁厚6～25mm（根據各管段或彎頭輸送的垃圾量而定）。管材一般采用低碳鋼，當壁厚超過20mm，考慮采用合金鋼管。管道內載體速度按70～90km/h考慮，負壓壓力不超過40kPa。管道一般情況下干管極限長度不超過2000m，覆土不少于1250mm。管道上升和下降坡度不超過10°，轉彎半徑一般為2m。

沿垃圾管道設置垃圾檢修口、分段閥、進氣閥、室外投放口等。垃圾管道三通、彎頭下游2m左右處設置檢修口，在直管段檢修口的間距不超過100m，以便管道堵塞時及時清掏。

5 存在問題及解決方案

（1）垃圾收集站選址

受垃圾管道輸送效率的影響，一個垃圾收集站的收集范圍，一般直徑為1.5～2.0km。對于規劃片區，垃圾收集站應盡量選址于社區中央，這樣垃圾管道的總長可以最小，最長垃圾輸送距離可以最小，從而可以減少建設和運維費用。而對于增設垃圾氣力輸送系統的新城，垃圾收集站受限于已出讓地塊，選址就很難保證。對于確定的選址，可以將其作為新的圓心向外輻射，盡可能多的擴大收集范圍。5號社區垃圾收集站位于社區東北角，其收集范圍可以輻射到5號社區的北側和東側，因此垃圾收集站的規模在設計時做了一定的預留。

（2）垃圾分類模數確定

目前蘇州城市生活垃圾為“四分類”。為了控制垃圾氣力輸送系統初期投資，降低運維難度和減少運維費用，垃圾氣力輸送系統的前端垃圾投放口，建議近期按“兩分類”遠期按“三分類”考慮。5號社區地塊內近期設置“兩分類”投放口（廚余垃圾和其他垃圾），預留可回收物投放口。與之相匹配，垃圾收集站內近期設置廚余垃圾和其他垃圾集裝箱位共3個，遠期設置5個垃圾集裝箱位，即廚余垃圾和其他垃圾各2個集裝箱位，可回收物1個集裝箱位。

對于有害垃圾，因量少且有害，不建議納入垃圾氣力輸送系統，可實行定期收集、運輸模式。

（3）環衛專項規劃修編

現有2012版《蘇州市濱湖新城（吳中片）環境衛生設施專項規劃》并未考慮垃圾氣力輸送系統。該規劃中，垃圾生產量是按規劃區人口計算的，按該方法，5號社區峰值垃圾量為24.0t/d。5號社區除居住用地外，商業用地和商辦混合公用地占比較大，其規劃建筑面積達149萬m2，社區內還有學校、行政辦公、社區中心等用地。參照北京昌平區未來科技城垃圾生產量測算方法，僅商業用地和商辦混合公用地垃圾峰值產量就有12.9t/d。因此，需要盡快修編環衛設施專項規劃，復核垃圾產生量，明確5號社區垃圾收集站的收集范圍和規模。

（4）綜合管廊需局部優化改造

綜合管廊規劃設計時，在管廊內預留了一個DN300中水管道管位，同時也為其預留了進出管廊條件，即在管廊側壁預留了同等規模的管線進出孔。此次5號社區增設的DN500垃圾管道納入管廊后，其操作空間受限，同時也會間接影響相鄰管線操作空間變化，需要與相鄰管線單位溝通確認（見圖8）。

原預留中水管道可以直角轉彎，而垃圾管道的轉彎半徑一般為2m，特殊情況下不宜小于1.8m。因此，原預留的管線進出孔，一方面孔洞位置需要重新復核，另一方面，孔徑需要擴大。

（5）已建道路需要增設管位

對于沒有綜合管廊且已建的道路，如果需要增設垃圾管道，一般建議在路幅外側綠化下。對于道路路幅外沒有綠化的，則可以采用非開挖施工方法增設在機動車道。

（6）管道堵塞問題

垃圾沉降在管底或黏附在管壁上，長期累積容易造成管道堵塞[7]。管道堵塞是影響垃圾氣力輸送系統正常運行的重要原因，針對此問題，結合吐魯番北站輸送工程[8]，每隔100m設置檢查井和檢修口,當系統輸送能力降低時,通過檢查井及檢修口排除堵塞，此外，還可以配置管道疏通機,對距離檢修口較遠處的堵點進行疏通作業。

（7）管道磨損問題

垃圾氣力輸送系統中,垃圾和設備管道的內壁接觸并進行相對運動，從而發生摩擦，因此容易造成設備和管道內壁產生磨損。為了減少磨損，可以對裸露的金屬表面進行油漆涂裝、電鍍或表面鈍化等措施[9-10]。

6 結論與建議

（1）對于有增設垃圾氣力輸送系統的新城，需要提前修編完善環衛專項規劃。新城（新建片區）可以試點推進生活垃圾氣力輸送系統的建設。

（2）垃圾收集站盡量選擇在收集片區的中央，對于選址不在片區中央的，需先從規劃層面調整優化收集范圍。為盡量減少對地面的影響，垃圾收集站可考慮全地下設置。

（3）垃圾管道有條件的可以納入綜合管廊敷設，綜合管廊規劃設計時需要充分考慮垃圾管道的入廊要求。對于沒有綜合管廊且已建的道路需要增設垃圾管道的，可采用非開挖施工，以盡量減少對現有道路的破壞。