扫道土转运系统设计

高相力，陈楠林

（天津市市容环境工程设计研究所，天津 300201）

1 扫道土转运站的建设

扫道土与生活垃圾成分有很大不同，干式清扫车收集的扫道土灰土含量较高，而生活垃圾中没有很高的灰土含量，因此生活垃圾转运站内不设除尘系统。清扫车卸土时扬尘大，如果没有控尘系统，对转运站内环境会造成较大影响。湿式清扫车收集的扫道土含水率很高，呈水泥混合物状，混入生活垃圾中使垃圾渗沥液量和泥土成分增加，运输过程中易导致泥水滴漏，也增加了后端处理成本。生活垃圾转运设备不能承接清扫车卸土，其承接口按照垃圾收集车设计，受料口宽度及承接方式不适合清扫车高位卸土。另外，由于扫道土垃圾的成分决定了扫道土应该进行填埋处理，一般垃圾填埋场设置距离市区平均在20 km以上，每辆清扫车远距离到填埋场卸土非常不经济，须建设专用的扫道土转运站。

目前，天津市没有专用的扫道土转运站，大多数清扫车收集的扫道土就近填坑或空地堆放，尘土和泥水造成环境脏乱。有的区为便于清扫车卸土，在环卫汽车队内设置扫道土转运站，但是设施简陋，没有相应的环保措施，站内环境极差。

2 转运系统设计

2.1 扫道土转运工艺设计

从选择合适的转运工艺、使用的各类清扫车的性能参数、外形尺寸及卸料高度、卸土的控尘及除尘系统方式、渗沥液收集等方面考虑，既能保证承接各类清扫车卸土，又必须控制卸土扬尘及防止转运后外运时泥水滴漏。扫道土转运工艺流程设计为：

1）清扫车进站在指定车位倾卸垃圾。干式清扫车收集的扫道土含尘量大，到设置控尘罩的车位将收集的垃圾卸入地坑内的垃圾转运箱内；湿式清扫车收集的扫道土泥水量大，卸车时没有扬尘，卸车位不需设置控尘装置，直接将收集的垃圾卸入地坑内的垃圾转运箱内。

2）开启通风除尘系统。在干式清扫车卸车的同时，启动通风机，控尘罩内形成负压状态，含尘气流通过吸嘴、管路进入布袋除尘器，过滤后达标排放。

3）泥水沉淀后排放。湿式清扫车收集的泥水倾卸后，经预设的管道进入沉淀池，沉淀后的液体排入市政管网，沉淀物装入扫道土转运箱。

4）满载外运。扫道土转运箱满载后，通过起重机将箱体吊装至自卸车上，外运至填埋场处理。同时将空转运箱放置地坑内，承接清扫车卸土。

扫道土转运工艺流程见图1。

2.2 扫道土承接方式设计

道路清扫车的卸土方式均为垃圾收集箱体举升后倾卸土，垃圾箱后门距地卸土高度在500～600 mm，承接的垃圾转运箱高度在1.1 m左右，因此将垃圾转运箱放置在地坑内，箱上口位置与地面水平，便于接纳清扫车卸土。垃圾转运箱放入地坑和装车外运均通过起重机完成。

2.3 控尘及除尘系统设计

为控制干式清扫车卸土时的扬尘，必须设置控尘及除尘系统，净化转运车间的作业环境，减少垃圾转运时产生的二次污染。控尘的作用为控制扬尘的扩散范围以及便于扬尘的收集，除尘系统的作用是处理收集的含尘气流。含尘气流经除尘处理后，粉尘被过滤，净化的气流达标排放。

2.3.1 扬尘收集及控尘罩设计

当干式清扫车倾土瞬间，由于卸土落差而产生大量扬尘，扬尘的主要运动方向是垂直向上并逐渐扩散。为了及时捕捉瞬间带有速度的粉尘，防止其扩散外逸，在卸料车位上方设置控尘罩。控尘罩前端敞开接纳清扫车卸土，其余部位密闭。控尘罩前端上部设置软门帘、左右两侧设置弹性密封帘，将清扫车垃圾收集箱后门包入罩内，既不阻碍清扫车卸土又减少了漏风面积，使控尘罩内容易形成半封闭区间。控尘罩的空间在保证使用的前提下尽可能小，利于含尘气流的收集。控尘罩宽度约2.5 m，能容纳各类清扫车进入卸土；高度约3.5 m，保证清扫车倾翻卸土时不与控尘罩发生碰撞；长度约5 m，能罩住接纳扫道土的垃圾转运箱的长度，见图2。

2.3.2 除尘系统设计

除尘系统由控尘罩、吸风口、吸风管路、除尘器、风机、烟囱等组成，见图3。在控尘罩内设置吸风口，吸风口连接吸风管路，除尘器的前端与吸风管路连接，后端连接风机吸风口，风机出风口与烟囱连接。其工作原理为：风机启动，通过风机的抽吸，在控尘罩内形成负压区，含尘气流通过吸嘴和吸风管路被抽入除尘器内，经过除尘器过滤后，去除粉尘，净化气流通过烟囱达标排放。

2.3.2.1 系统风量计算

通过计算控尘罩的漏风面积以及漏风处捕捉含尘气流需要的风速，计算出需要处理的含尘气流量，通过除尘系统的布置确定各环节的阻力损失。根据计算出的需处理风量和阻力损失，选取合适的风机性能参数。根据含尘气流的性质，选取合适的除尘器。

式中：Q为吸入风量（m3/h）；F为漏风面积（m2）；V为漏风处吸捕速度（m/s），取V=1 m/s；B为系数，取1.5。

漏风面积为控尘装置前端的宽度与清扫车垃圾箱倾斜后下部距地面距离之间形成的面积。设控尘装置宽度2.5 m，垃圾箱倾斜后下部距地面距离0.8 m，漏风面积F=2.5×0.8=2 m2。则Q=3 600×2×1×1.5=10 800 （m3/h）。

2.3.2.2 系统压力计算

系统的压力需要克服系统阻力损失，系统阻力损失与系统管路的布置、管径和长度的尺寸、除尘器的选型等有关。管路的阻力包括气流经过吸嘴、管路弯头、除尘器等处产生的局部阻力损失和沿管道流动产生的沿程阻力损失。小型转运站的占地面积较小，系统布置线路短，管道直径较大，沿程阻力损失可忽略不计。

局部阻力损失有：

1）吸嘴、管路局部阻力损失。

式中：ζ为局部阻力系数，取1.1；V为管路风速，取14 m/s；ρ为气流密度,取1.2 kg/m3。

设系统有 3 处沿程阻力，则 P=3ζV2ρ/2=3×1.1×142×1.2/2=388 Pa。

2）除尘阻力损失。

根据需要处理的含尘风量，选取除尘器的阻力损失为1 700 Pa。

系统总阻力损失P=388+1 700=2 088 Pa。

2.3.3 通风机的选取

根据计算的系统吸入风量10 800 m3/h及系统阻力损失2 088 Pa。并考虑15%附加值，风机性能参数选取风量12 420 m3/h，风压2 400 Pa

2.3.4 除尘器的选取

扫道土的粉尘含量较高，大多为细粉尘，选取过滤细粉尘效果好、除尘效率高的布袋除尘器。根据系统环境状况选取布袋的材质、布袋落尘的反吹机构和出灰机构。

2.4 泥水收集

湿式清扫车收集的泥水量较大，为防止转运后外运过程污水滴漏，需要进行泥水收集。设置沉淀池，通过管道与垃圾箱地坑连接，沉淀后的泥装入垃圾转运箱与扫道土外运处理、液体排入市政管道。沉淀池应布置在地坑旁，便于将沉淀物装入垃圾箱。沉淀池的尺寸根据卸入的水量按标准确定。

2.5 专用密封垃圾转运箱

由于湿式清扫车收集的扫道土含水率较大，为不使垃圾转运箱吊装和外运过程中泥水滴漏，垃圾转运箱需要在结构上进行设计。垃圾转运箱除上部敞开承接扫道土外，其余部分封闭。箱体后门上设计排水口，并配有阀门，箱子吊入地坑前将阀门打开，承接的扫道土中的水从排水口排入地坑内，减少了垃圾转运箱的携水量，提高了每运输1趟次的转运量。转运箱装满从地坑吊出后，将阀门关闭，未溢出的泥水截流在箱内。垃圾转运箱卸土的后门与箱体采用嵌入式设计，并用密封条密封，有效地防止了运输过程泥水滴漏，见图4。垃圾转运箱的外形尺寸设计根据承接清扫车的卸土的宽度、垃圾转运车的载质量等参数设计。

3 结论

设计与扫道土成分、清扫车卸土方式等匹配的扫道土转运站，是环卫设施重要组成部分，是实现道路机械化清扫的前提，也是提高道路清扫作业效率，降低工人劳动强度，减少清扫作业人身安全事故等方面关键环节。设置专用的扫道土转运站，可避免扫道土随意堆放污染环境，改变尘土搬家的现象，实现扫道土集中收集、集中运输、集中处理。

［1］徐灏.机械设计手册［M］.北京：机械工业出版社，1992.

［2］张殿印，申丽.工业除尘设计手册［M］.北京：化学工业出版社，2003.

［3］王纯，张殿印.除尘设备手册［M］.北京：化学工业出版社，2009.