南京市大件垃圾資源化工程設(shè)計(jì)

閆婷婷，袁瑋良，馬 祥

（中國市政工程華北設(shè)計(jì)研究總院有限公司江蘇分公司，南京 210019）

隨著垃圾分類制度的推進(jìn)及分類效率的不斷提升，垃圾已由原來的混合垃圾流轉(zhuǎn)變?yōu)榉诸惡蟮亩喾种Ю鱗1]。由于占地面積大、影響市容、處理不當(dāng)會造成資源浪費(fèi)，大件垃圾成為不容忽視的一類。據(jù)統(tǒng)計(jì)，城市大件廢物的總量約占生活垃圾總量的8%～10%，床墊、廢家具等又占大件廢物總量的60%[2]。基于《大件垃圾收集和利用技術(shù)要求》（GB/T 25175—2010），大件垃圾是指質(zhì)量超過5 kg或體積超過0.2 m3或長度超過1 m，且整體性強(qiáng)，需要單獨(dú)分類收集處理的廢家具、廢家用電器、廢電子產(chǎn)品等[3-4]。我國大件垃圾分類體系建設(shè)工作起步晚、基礎(chǔ)差，如何對大件垃圾進(jìn)行資源化、減量化、無害化處置是當(dāng)前面臨的巨大挑戰(zhàn)[5]。

當(dāng)前，南京市面臨大件垃圾末端分類處置中心不健全的現(xiàn)象，為了積極落實(shí)南京市政府的相關(guān)政策要求，本工程的建設(shè)十分必要且迫在眉睫。本文分析了南京市某區(qū)大件垃圾資源化處置中心的工程設(shè)計(jì)，該工程為規(guī)劃建設(shè)、手續(xù)齊全的區(qū)級大件垃圾資源化處理中心，其設(shè)計(jì)、建設(shè)經(jīng)驗(yàn)可以為其他大件垃圾處理和資源化項(xiàng)目提供參考。

1 項(xiàng)目概況

研究區(qū)大件垃圾資源化處置中心項(xiàng)目服務(wù)范圍為本轄區(qū)。該項(xiàng)目設(shè)計(jì)規(guī)模為75 t/d，占地面積為6 774 m2，工程總投資為2 000萬元，其于2020年4月開工建設(shè)，2020年12月正式運(yùn)行投產(chǎn)。

2 處理規(guī)模核算

根據(jù)2010-2030年總體規(guī)劃，研究區(qū)2030年常住人口為75萬人。人均垃圾排放量取1 kg/d，經(jīng)預(yù)測，該區(qū)垃圾產(chǎn)生量為750 t/d。大件垃圾產(chǎn)生量按照生活垃圾產(chǎn)生量的8%進(jìn)行預(yù)測，具體計(jì)算公式為

式中：Q為服務(wù)范圍內(nèi)大件垃圾產(chǎn)生量，t/d；k為服務(wù)范圍內(nèi)生活垃圾產(chǎn)生量，t/d。

通過計(jì)算可以預(yù)測，研究區(qū)2030年大件垃圾產(chǎn)生量為60 t/d。結(jié)合研究區(qū)大件垃圾現(xiàn)狀及相關(guān)規(guī)劃，基于統(tǒng)籌考慮原則，大件垃圾資源化處置中心設(shè)計(jì)處理規(guī)模可取75 t/d。

3 資源化工藝比選

目前，大件垃圾資源化處理工藝大致分為兩種，即人工拆解和機(jī)械破碎[5]。人工拆解存在處理效率低、人工成本高等問題，而機(jī)械破碎具有獨(dú)特的優(yōu)勢。一是節(jié)能環(huán)保?？蓪?shí)現(xiàn)垃圾不落地，針對主要揚(yáng)塵點(diǎn)，采用封閉式設(shè)計(jì)。二是安全高效。破碎機(jī)進(jìn)料倉采用加高或半封閉設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)液壓自動壓料裝置，實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)。三是高端智能。實(shí)現(xiàn)智能檢測、智能保護(hù)，對故障進(jìn)行預(yù)判、自動報警。四是穩(wěn)定可靠。采用整體式刀箱、高強(qiáng)度主軸，保障設(shè)備長期穩(wěn)定運(yùn)行。因此，本工程采用機(jī)械破碎方式對大件垃圾進(jìn)行處理，該工段的處理流程如圖1所示。

圖1 機(jī)械破碎工藝流程

4 總圖設(shè)計(jì)

依據(jù)大件垃圾處理工藝流線，服從城市總體規(guī)劃布局，對總圖進(jìn)行合理布置，如圖2所示。該大件垃圾資源化處置中心主要由辦公區(qū)和生產(chǎn)區(qū)組成。辦公區(qū)位于廠區(qū)的西南部，主要設(shè)置有辦公室、自控室、監(jiān)控室、休息室和開水間等，并與配電室合建。生產(chǎn)區(qū)主要包括稱重和車輛回轉(zhuǎn)區(qū)、分揀車間、破碎車間和成品車間。在交通流線組織方面，出入口設(shè)于地塊西側(cè)，與已有道路銜接，出入口設(shè)置兩個，便于垃圾車和其他車輛出入管理。

圖2 總平面布置

5 工藝設(shè)計(jì)

5.1 處理對象及處理規(guī)模

處理對象為研究區(qū)大件垃圾，主要包括舊家具、舊家電等。處理規(guī)模為75 t/d。

5.2 工藝流程

大件垃圾處理工藝流程如圖3所示。專用的大件垃圾收運(yùn)車輛進(jìn)廠后，首先通過電子汽車衡稱重并記錄，然后將物料卸至指定位置；卸料后由人工進(jìn)行分類，將大件垃圾初分為沙發(fā)、床墊、桌椅及其他，有利用價值的大件垃圾單獨(dú)儲存，然后回收利用，無價值的大件垃圾用抓斗車抓到鏈板機(jī)料倉，輸送到破碎機(jī)投料口進(jìn)行破碎；破碎物輸送帶經(jīng)過磁選機(jī)，磁選機(jī)把磁性金屬物分揀出來回收利用；其他產(chǎn)物經(jīng)打包后送至焚燒廠進(jìn)行焚燒，如木材、海綿等。

圖3 大件垃圾處理工藝流程

6 其他設(shè)計(jì)

6.1 建筑設(shè)計(jì)

辦公樓為2層，一層層高為4.2 m，二層層高為3.6 m，建筑整體采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。一層設(shè)置門廳、配電室、監(jiān)控室、值班室等，二層設(shè)置辦公室、會議室、開水間等。分揀、破碎及成品暫存車間均為一層建筑，層高為8.5 m，采用鋼筋混凝土框架結(jié)構(gòu)。所有建筑均為自然通風(fēng)，通風(fēng)條件較好。地面采用混凝土地面，外墻為真石漆外墻，內(nèi)墻采用乳膠漆飾面（衛(wèi)生間除外），外墻采用200 mm厚加氣混凝土砌塊墻，變配電間門采用丙級防火門，其余無特殊要求房間采用鋁合金窗及卷簾門。

6.2 電氣設(shè)計(jì)

本工程負(fù)荷為三級負(fù)荷，采用一路10 kV電源供電。配電室為全廠配電，采用干式變壓器，容量為630 kVA，配電室由高壓單元、變壓器、低壓單元構(gòu)成。0.4 kV系統(tǒng)用電負(fù)荷主要包括生產(chǎn)車間、辦公樓的設(shè)備用電、照明用電等。變壓器額定電壓為10 kV，繞組接線組別為Dyn11，變壓器負(fù)荷率為0.81，變壓器配溫度控制器。本工程采用“高供高計(jì)”的計(jì)量方式，采用在0.4 kV側(cè)裝設(shè)動態(tài)無功補(bǔ)償裝置進(jìn)行集中補(bǔ)償?shù)姆绞?，補(bǔ)償后功率因數(shù)可大于0.95。

6.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本工程設(shè)計(jì)使用年限為50年。所有建構(gòu)筑物安全等級為二級，結(jié)構(gòu)重要性系數(shù)為1.0。風(fēng)載的基本風(fēng)壓為0.4 kN/m2，雪載的基本雪壓為65 kN/m2，屋面靜載為0.3 kN/m2，工作平臺荷載為3.5 kN/m2。對于地面堆積荷載，使用階段按10.0 kN/m2考慮，施工階段按20.0 kN/m2考慮。

6.4 給排水設(shè)計(jì)

廠區(qū)用水從鄰近道路給水管接入，一路供水，供廠區(qū)生產(chǎn)、生活及消防使用，外網(wǎng)壓力按0.28 MPa考慮。用水包括生活生產(chǎn)用水、車輛沖洗用水和綠化用水等，總用水量為18 m3/d。

本工程排水體制采用雨污分流制。排水系統(tǒng)主要收集并排放雨水及生活污水，一是雨水排水系統(tǒng)。屋面雨水、道路雨水、場地雨水經(jīng)重力收集后，經(jīng)直徑600 mm的雨水主管排入外圍市政雨水系統(tǒng)。二是污水排水系統(tǒng)。生活污水由廠區(qū)污水管網(wǎng)收集后排至鄰近道路的市政污水管網(wǎng)。

7 結(jié)論

大件垃圾資源化處置是將大件垃圾由整化零、變廢為寶的過程，可回收有價材料。本項(xiàng)目大件垃圾的設(shè)計(jì)處理規(guī)模為75 t/d，占地面積為6 774 m2，總投資為2 000萬元，其實(shí)施符合國家資源綜合利用發(fā)展要求和南京市總體規(guī)劃。該工程的投產(chǎn)運(yùn)營對保持城市清潔、美化市容、提高環(huán)境質(zhì)量等產(chǎn)生巨大的作用，具有顯著的環(huán)境效益、社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。