国内外转运工艺较多,根据国内垃圾转运技术现状及发展趋势,应用最多的有2种典型工艺。按物料(垃圾)被装载、转运时的移动方向分为水平(卧式)装箱和竖直(立式)装箱两大类。
竖直装箱与水平装箱工艺技术比较表
工艺类型 比较指标 | 水平压缩工艺 | 竖直压缩工艺 | 分析比较 |
一 | 技术 |
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1 | 技术成熟可靠性 | 成熟可靠 | 成熟可靠 | 均成熟可靠 |
2 | 工艺环节 | 垃圾卸入料仓后,先经横向推料机构送料、进入压缩机后通过纵向机构压缩装箱 | 垃圾直接卸入集装箱,至一定料位,由集装箱上方的竖直压实器进行竖直压缩。 | 竖直压缩装箱工艺环节相对较少,装箱时间短,工作效率高 |
3 | 箱与机的连接要求 | 集装箱进料门与压缩机通过定位导向装置连接,连接可靠; 在压缩机与集装箱门连接处,要求密封性好。 | 集装箱和压实器之间设置定位装置。压实力由集装箱底部的承载平台承受,对底部的卸料门结构、密封要求高; 为防止收集车卸料时垃圾散落,需要设置专门的卸料溜槽。 | 竖直压缩装箱工艺机箱连接要求简单,且结合处无污水滴漏 |
4 | 箱体密封性 | 进料门与卸料门若分开设置,需要处理好两处的密封问题; 进料门与卸料门若合并设置,则只需处理好一处的密封问题; 由于垃圾压实的反弹作用,目前水平式均存在关门困难,易卡垃圾,密封要求高。 | 卸料门在转运站内不打开,确保了不会卡粘垃圾,采用多点锁紧,密封可靠; 进料门在顶部,不存在垃圾反弹影响,门结合面清理方便,密封性能较好。 | 竖直压缩装箱工艺较好。 |
5 | 压缩装箱过程中排渗沥水 | 压缩装箱过程中有部分垃圾渗沥水排出,可降低垃圾含水率,需要妥善解决站内污水的收集和排放的环保问题。 | 压缩装箱过程中渗沥水不排出而位于集装箱内;采用卸料点(偏僻选址)末端统一收集处置,集中化,污染集中,处置成本反而低,环保易控制,减少影响周边环境及居民投诉 | 2种工艺均可;推荐集中化统一处置模式 |
6 | 装箱率 | 车箱顶部、前部及车箱进料口处(考虑垃圾的反弹关箱门因数)垃圾填充不实,装箱率低。
| 无装填死角,无需考虑垃圾反弹的关门因数,装箱率高。 | 竖式装箱优 |
二 | 经济 |
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1 | 占地要求 | 相同垃圾处置量,占地相对较大 | 相同垃圾处置量,占地相对较小 | 竖直压缩工艺略有优势,处置量越大,竖式优势更为明显。 |
2 | 工程投资 | 土建投资较为接近; 压缩设备投资较高; 辅助环保设备投资较高。 | 土建投资较为接近; 压缩设备投资较低; 辅助环保设备投资较低。 | 相同处理量,竖式装箱总投资较低。 |
3 | 能耗 | 装机功率大,工作时间连续全负荷工作,能耗高。 | 由于垃圾卸料过程中自重力因素,起到一定压缩作用,且省掉送料环节,压实设备间隙工作,装机功率低,能耗低。 | 竖直压缩工艺能耗较低。 |
三 | 环保措施 |
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1 | 垃圾散落 | 压缩机与集装箱接口处垃圾较易散落,需要采取措施加以解决。 | 卸料溜槽与卸料平台和集装箱接口完全套合,可防止垃圾散落。 | 竖直压缩装箱工艺在防止垃圾散落方面较优。 |
2 | 污水排放 | 站内不可避免要排放渗沥水。 | 垃圾渗沥水可以装在集装箱中不排放,也可以采取措施站内集中排放。 | 竖直压缩装箱工艺在控制渗沥水排放方面较优。 |
3 | 臭气扩散与控制 | 臭气主要散发源为垃圾槽以及压缩机与集装箱接合处,需要对该区域的气体进行收集和治理。处置空间大,配置设备费用高 | 臭气主要散发源为各集装箱泊位集装箱,根据合理分配,集装箱开启时间短(装箱时间短),垃圾发散面积小,时间短,相应配置设备容量小,配置费用低 | 竖直压缩装箱工艺优 |
四 | 适应性 |
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1 | 高峰期的适应性 | 站内必须设置垃圾槽,可有效缓冲高峰期的影响,但压机处理能力将增大 | 为缓解高峰期的影响,需要设置多个集装箱泊位同时进料。 | 竖直压缩装箱工艺优 |
2 | 分类收集适应性 | 相对较差 | 具有良好的适应性 | 竖直压缩装箱工艺较优 |
3 | 停电情况下的适应性 | 若停电,则无法运行;为此转运站需要两路电源。 | 停电时,仍可以转运垃圾 | 竖直压缩装箱工艺较优 |
4 | 设备故障情况下的适应性 | 压缩设备故障时无法转运垃圾。 | 压缩设备故障时仍可以转运垃圾。 | 竖直压缩装箱工艺较优 |
五 | 日常维护 |
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1 | 使用寿命 | 采用压缩机进箱工艺,设备直接与垃圾接触,存在严重的腐蚀损坏; 垃圾主推油缸水平布置,由于油缸重,行程长,密封圈使用寿命有限,同时设备采用不断的推送垃圾进箱,使用频率高,存在设备较高的磨损损坏(根据在环卫设备的设计和维护的经验:卧式压机设备必须3年大修一次,维护工作量极大,维护成本高)。 | 工作过程中,主要由车箱与垃圾接触,设备不直接接触,垃圾腐蚀影响较小; 垃圾进箱靠自重压实,最后再靠压实器压实,压实器间断工作,使用频率低,使用寿命长 | 竖式中转站设备使用寿命长,维护成本低。 |
2 | 人员配置 | 卧式设备现场保洁内容多,量大,操作配置人员多。 | 操作简单、垃圾无散落、保洁配置少 | 竖式中转方式优 |
总体上两种工艺均为国内外成熟工艺,且均有各自的优势和劣势。
从垃圾干、湿分类收集需求、工程用地、节约能耗、降低运行成本、站内现场环境污染控制等综合角度考虑,竖直装箱式工艺要优于水平压入装箱式。
竖直装箱转运站目前已在国内外的垃圾转运站得到广泛应用,运转情况良好。这种工艺具有投资省、运行成本低、易操作、维修少等优点,是较适合中国国情的垃圾转运站技术。该工艺在国内的多个地方已得到成功应用。
竖直装箱垃圾转运站工艺流程示意框图:
垃圾不分类收集转运模式:
垃圾分类收集转运模式
卸料与装箱工作原理示意图:
竖直压缩示意图:
垃圾收集车进入竖式垃圾转运站,经称重计量后进入卸料大厅,不同类别的垃圾分别进入相应指定的卸料泊位卸料,卸入相应的竖直放置的集装箱中,其中干垃圾卸入干垃圾装载集装箱,湿垃圾卸入湿垃圾装载集装箱;然后由位于集装箱上方的压实器对集装箱内垃圾进行压实,直至集装箱满载,后由转运车将集装箱取出泊位,运往垃圾处置厂。
该种型式垃圾转运站具有以下特点:
(1)以集装箱为核心进行转运。该竖式垃圾转运站内大型垃圾集装箱是集装箱型的箱体,装载时竖直放置,垃圾从收集车直接倒入集装箱,集装箱内垃圾依靠压实器进行垂直压实,集装箱装满垃圾后依靠搬运车将其转换到水平运输状态。
(2)压缩设备少。集装箱内垃圾依靠悬挂于集装箱上方的压实器进行压缩,压实器可沿集装箱泊位方向水平移动,可作用于多个集装箱泊位。一般1台压实器可作用于4~5个集装箱泊位。相比其他类型的垃圾压缩设备,这种垂直垃圾压缩设备压缩主机少,1台主机可配套多个箱位。
(3)车辆配置灵活。垃圾转运站配置一种车型即可完成整个工艺流程的各道工序工作:用于集装箱竖直与水平转换的搬运车、用于运输的运输车和用于卸料的卸料车。
(4)转运工艺环保性能好。不需要设垃圾卸料贮存池,使垃圾在卸料、装箱(集装箱)过程中暴露在外的时间减少到最短,暴露面积也很小,从而将臭气的挥发、扩散降低到最小程度。这种工艺形式不但大大改善了卸料、装箱(集装箱)作业过程的作业环境,对垃圾转运站周围的环境影响也很小。另外,集装箱在装料时,卸料溜槽完全对接集装箱进料口,便于垃圾收集车顺利卸料,同时可防止收集车卸载时垃圾散落。
(5)压实垃圾的能耗低。垃圾直接卸入集装箱,并由可移动的压实器竖直压实。垃圾收集车卸载时产生的惯性以及垃圾的自重均有利于集装箱的装载和集装箱内垃圾的压实。所以压实垃圾的动能消耗低。
(6)集装箱与压实器的连接工艺、接口结构简单。集装箱竖直装载时垃圾经卸料漏斗进入集装箱,压实器自集装箱的上方向下运动,压实集装箱内的垃圾。集装箱和压实器之间只有定位机构,不需要锁定机构。压实力由集装箱泊位的结构件承载面来承受。集装箱与压实器的接口结构由于压实器的工作尺寸比集装箱的内径小,当两者定位准确(依靠电气、机械机构保证)时,不存在两者之间的结合结构。当集装箱内装满垃圾后,压实器自上而下压实集装箱内垃圾时产生的渗沥水流到集装箱的底部,压实器回位时,被压缩的垃圾会反弹,但仍在集装箱内,不会掉到集装箱外。
(7)抗高峰期冲击能力强。垃圾压缩比大,操作环境好,压缩装置少,转运效率高,站内设置多个集装箱停泊位,便于高峰期收集车卸料。
(8)对分类垃圾收集的适应性高。垃圾直接卸入集装箱,因此在垃圾转运站作业区有若干个集装箱同时卸载,很容易实现分类垃圾的收集。垃圾转运站内不设垃圾槽,各个集装箱停泊间位相互独立。根据垃圾分类要求,规定不同集装箱停泊位上的集装箱装不同类别垃圾。当垃圾收集车进垃圾转运站时,只要在垃圾称重计量装置处明确该垃圾收集车所装垃圾的类别,监控室即可发出指令使垃圾收集车驶向相应的集装箱停泊位进行卸载,即可实现垃圾分类装箱转运。
(9)垃圾转运站连续运转能力强。垃圾转运装箱采用直接卸入集装箱的工艺,即使在压缩设备发生故障时也能转运垃圾,避免了垃圾在垃圾转运站内形成堆积。
(10)站内现场环境较易控制。站内可选择不排放渗沥水,也可选择集中排放渗沥水。选择不排放渗沥水时,在装箱过程中产生的渗沥水沉积在集装箱的底部,集装箱底部的密封结构保证渗沥水不会溢出,渗沥水可以运至处置场处理;当选择排放渗沥水时,通过集装箱的外排污水口将集装箱内渗沥水集中导排到转运站收集污水槽内。
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