陈惠燕
(龙岩环境卫生管理处 福建龙岩 364000)
随着城市化进程的加快,城市人口数量的增加,垃圾产生量呈集中、快速增加趋势,据相关统计,在一个一座百万人口的城市一天就要产生上千吨的生活垃圾[1]。垃圾转运站作为垃圾产生源头和末端处置系统的一个结合点,生活垃圾处理系统中起到枢纽作用[2]。垃圾转运站能够降低垃圾运输费用,提高垃圾运输效率[3]。如何合理规划垃圾转运站对于完善城市功能、改善城市面貌有着重要意义[4]。
龙岩市现辖新罗区和长汀、连城、上杭、武平、永定五县,代管漳平市。根据《龙岩统计年鉴》(2013),截止到2012年,龙岩市全市常住人口为297.7万人,主城区人口为35.9万人。
目前,龙岩市生活垃圾处理方式包括卫生填埋和焚烧,现建有黄竹坑垃圾填埋场和龙岩市垃圾焚烧发电厂,其中龙岩市垃圾焚烧发电厂近期规模600t/d。这两个终端处理设施离龙岩市都有一定的距离,龙岩市的垃圾转运站对于垃圾有效转运发挥着重要作用。龙岩市目前共有压缩转运站30个,其中水平压缩转运站3个,行吊压缩转运站27个。龙岩市现有的垃圾转运站的情况如表1-1所示:
表1 -1 现状垃圾转运站统计表
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目前,龙岩市的垃圾量还在不断增加,从2005年的日平均215吨稳步增长到目前将近600t。龙岩市周边乡镇垃圾转运站处理能力严重不足。
相关政策和规范指出:城市和县城垃圾处理场有条件接收处理周边乡(镇)、村生活垃圾的,其乡(镇)、村垃圾原则上应纳入市(县、区)统筹实施治理,并逐步建立‘村收集、乡中转、市处理’的处理模式。龙岩市周边乡镇新建垃圾转运站符合相关政策的要求,通过分析比较确定所规划转运站的类型和规模。
垃圾转运站规模的合理准确预测对于垃圾转运站的合理规划和建设有重要意义,规模预测主要包括人口增长预测模型、垃圾产量预测模型,垃圾产量预测方法包括垃圾产量预测法、人口平均垃圾产量预测法、基准年垃圾产量预测法,下面对各个规模预测模型进行分析,得到合理的预测规模。
2.2.1 人口增长预测模型根据logistic equation[5]如式(1)。
其中:N为t时刻人口总量,K为环境容量,r为人口自然增长率。垃圾填埋场、垃圾焚烧厂的设计寿命一般都为10~15 a,在这
段时间内,国家计划生育政策一般不会发生很大的变化。
2.2.2 垃圾产量预测模型城市生活垃圾预测方法[6]分类。目前,城市生活垃圾产量的预测方法可分为3大类:
第一类:根据历年垃圾产量统计数据,建立数学模型,主要包括灰色系统预测法和回归预测法[7]。回归预测又包括线性和非线性预测法,非线性预测需将非线性方程通过变量转换为线性方程。回归预测法需要大量的数据才能拟合。一元线性预测法的模型为式(2)
它的预测时间也不宜过长。
第二类:根据垃圾的人均产量和服务人口数量,确定出垃圾产量。
根据CJJ47-91《城市垃圾转运站设计规范》,服务区域内垃圾高产月份平均日产量的实际数据确定[8]。无实际数据时,可按式(3)计算。
Q=δNq/1 000 (3)
式中Q-转运站的日转运量,t/d;
N-服务区域的实际人数;
q-服务区域居民垃圾人均日产量,kg/(人·d),按当地资料采用,无当地资料时,垃圾人均日产量采用1.0-1.2kg/(人/d);
δ-垃圾产量变化系数。按当地实际资料采用,如无资料时,δ 值可采用1.3-1.4。
第三类:根据基准年的垃圾产量,结合垃圾产量的递增速率加预测,基准年的垃圾产量采用环卫部门的统计,递增率通过分析主要影响因素的增长速率和国内外相同类型城市的垃圾增长率加以确定。计算公式为式(4)。
Qn=Qo*(1+r)n (4)式中Qo-基准年的垃圾产量r-垃圾增长率。
2.2.3 垃圾规模预测分析。
由于龙岩市受环卫设施、设备及经费的影响,使得环卫工作未能跟上经济的发展,导致垃圾日清运量与实际产生量相差较大,因此第一类方法不适合龙岩市垃圾产量预测。第三种方法在进行长期预测时,常常误差较大,另外,龙岩处于非正常发展时期,不宜采用第三种方法。在进行远期预测时,第二种方法最常使用。故采用第二种方法预测重庆市的垃圾产生量,并采取第三种方法加以修正。人均垃圾日产量是一个关键指标,它受城市的经济发展水平、城市规模、城市地理位置、气候条件、物产状况、居民生活水平和生活方式等多种因素影响[9]。国内外资料,垃圾人均日产量可采用440~500kg/(a·人),气化率低的地方取高值,气化率高的地方取低值。
根据龙岩市周边乡镇的人口,结合垃圾人均日产量和垃圾产量变化系数等参数确定龙岩市周边乡镇垃圾转运站的规模。预测模型为Q=δNq/1000,龙岩市周边乡镇垃圾转运站预测规模见表2-2。
表2-2 周边乡镇垃圾产生量
经过模型预测,龙岩市周边乡镇垃圾产生量为195t/d,通过上文提到的基准垃圾产量的数据进行修正。以确定预测模型预测结果的准确性。
根据相关统计数据,目前龙岩市共需处理转运的垃圾产量为600 t/d左右,已经经过垃圾转运站清运的规模为400t左右,所以周边乡镇产生的垃圾并且没有被清运的量为200t/d左右,经过基准年垃圾产量模型验证,说明根据人口和人均垃圾产量预测的规模比较合理。
垃圾转运站根据不同分类标准有不同的的类型,根据是否压缩可以分为压缩式转运站、非压缩式转运站;压缩垃圾转运站能够提高垃圾车运输效率、减少垃圾转运造成的环境污染,相比非压缩式垃圾转运站有着更多的优势,压缩垃圾转运站又分为水平压缩式和竖直压缩式,垂直压缩即是将垃圾倒入垂直放置的圆筒形容器内,压缩装置由上至下垂直将垃圾压缩,垃圾在压缩装置重力和机械力同时作用下得到压缩,压缩比较大,压缩装置与容器不接触,无摩擦。
水平压缩是利用推料装置将垃圾推入水平放置的容器内,容器一般为长方体集装箱,然后开启压缩机,将垃圾往集装箱内压缩。该种压缩方式的压力完全靠机械力,压缩比较小。另外压缩机构与集装箱内表面有摩擦,需定期更换衬板。但是水平压缩工艺应用较广,因为其具备以下优点:1)水平压缩的卸料口较大,收集车卸料时不要求定位十分准确,节省倒车及卸料时间,抗高峰能力强。2)鉴于拟建垃圾处理厂距乡镇垃圾转运站较远,水平压缩工艺使用的集装箱容积通常较大(12~18m3),相对于竖直压缩工艺而言会减少运输费用,具有一定的经济性。结合龙岩市各乡镇垃圾实际转运规模、转运距离以及当地的经济发展水平,建议选用水平压缩转运技术。
龙岩市经济发展水平比较快,产生垃圾多,垃圾转运站对于城市的可持续发展有着重要意义,通过分析龙岩市转运站的现状和问题,提出以下对策:从垃圾产生源上减少垃圾产生,以减轻垃圾转运站处理压力;在垃圾产生源头进行垃圾的分选,提高垃圾的资源化效率;对垃圾转运站进行科学、合理的规划:1)综合分析,选择恰当的垃圾转运站类型,选择适合的垃圾产量预测模型,确定合理的垃圾转运站规模。2)垃圾转运站规划、选址、设计时要综合考虑,科学规划,有一定的前瞻性,尽量选择运行稳定,环境污染小的设备及转运方式,避免对周边环境的影响。
[1]国家统计局.2012中国统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2012.[2]权进香.城市生活垃圾转运站系统工程的建设与发展[J].太原城市职业技术学院学报,2007,3:130-131.
[3]蒋向阳.本溪市垃圾转运站发展的实践与探讨[J].环境卫生过程,2000,8(3):114-116.
[4]国家统计局.2012中国统计年鉴[M].北京:中国统计出版社,2012.[5]孙家珊,乔晓时.垃圾转运站的地位及作用[J].环境卫生工程,1988,4:17-18.
[6]李博等.生态学[M]北京:高等教育出版社,2000:44-601
[7]昝文安.现代化大型垃圾中转站转运功能及转运模式简介[J].环境卫生工程,2000(2):68-73
[8]陈义华,王开荣,何仁斌.最优化方法[M]重庆:重庆大学出版社,2004:17-116
[9]CJJ47-91.建设部.城市垃圾转运站设计规范[S].
[10]CJJ 27-200城市环境卫生设施设置标准[S].