垃圾气力输送技术在吐鲁番北站的应用

洪蔚，水春雨

(中国铁道科学研究院节能环保劳卫研究所，北京 100081)

1 概述

垃圾气力输送技术是近年来发展起来的一种新型垃圾输运方法，其利用气力输送原理，由风机产生的高速气流携带生活垃圾穿过预先铺设好的管道系统，进入中央垃圾收集站，经气固分离，垃圾由垃圾转运车运送至垃圾处置场，尾气经除尘除臭后达标排放。该技术成功将垃圾收集运输过程从地上转至地下，达到高效、清洁传输的目的。铁路站车垃圾气力输送系统是铁科院环保所针对铁路车站垃圾特性及输运特点，基于垃圾气力输送技术研制。

吐鲁番北站是兰新铁路第二双线的重要车站之一，投入运营后将迎来送往大批旅客，势必产生大量的站台垃圾及候车室垃圾。一直以来，铁路车站的垃圾均靠人工清运，此方法存在着转运效率低、易引发二次污染、滋生传播病菌［1］、占用旅客通道、妨碍站内交通［2］等众多问题，糟糕的乘车环境将严重影响游客的出行体验。因此吐鲁番北站首次将垃圾气力输送技术引入现代化客站，可基本解决人工清运垃圾带来的上述问题，提升游客满意度，为铁路客站运行带来创造性的革新。

2 系统设计

吐鲁番北站垃圾气力输送系统输送能力设计结合近期、兼顾远期、考虑极端情况下车站的垃圾产生量，预估站台及候车大厅每天产生垃圾量不超过4 t，保证吐鲁番北站垃圾气力输送在最不利情况下仍能满足运输作业要求。

2．1 投放口设置

系统在3个站台各设1个垃圾投放口，为了投放垃圾时不影响旅客上下列车，投放口位置设置于站台西侧距离端部20 m处;候车室投放口设置于卫生间附近，便于清洁人员投放垃圾及清洁周边污物。

2．2 气力输送管道设置

垃圾气力输送管道连接垃圾投放口，通往垃圾中央收集站。管道埋深不得低于土壤冻结深度0．83 m;管道敷设时，需铺0．2 m 厚砂垫层，在弯头和三通处设置支墩，并沿垃圾走向设置0．1%坡度。管道每间隔100 m及弯头、三通的下游设检查井及检修口，便于设备检修及堵点疏通。

2．3 垃圾中央收集站设置

气力主机、空气压缩系统、电控装置及通信系统、垃圾分离器、除湿除尘装置、除臭装置、垃圾转运系统(压缩站、垃圾集装箱、电动双梁起重机、集装箱平移装置)、室内空气净化装置等设备均安装在垃圾中央收集站内，同时配置给排水、暖通、电力系统。各设备间连接紧凑，布局合理。

垃圾气力输送系统示意图见图1，垃圾中央收集站布置图见图2。

图1 吐鲁番北站垃圾气力输送系统示意图

图2 吐鲁番北站垃圾中央收集站布置图

3 关键设备研制/选型

3．1 垃圾投放口

垃圾投放口设有传感器，当垃圾到达限定高度时，系统自动开启气力主机，当气力主机运行一段时间，风速到达一定值时，气动排放阀自动开启，垃圾由于重力及负压进入主管道，延时数秒后，气动排放阀关闭。

站台垃圾投放口设置在敞开式的空间，考虑到防雨防潮，材质选用不锈钢。考虑到运行时的安全问题，投放口配备专用钥匙，由专人保管及使用;在投放口面板设置警示灯，红灯亮时，系统处于待机状态，可开启投放口投放垃圾;绿灯亮时，风机运行，投放口底部排放阀处于关闭状态，可开启投放口投放垃圾;黄灯闪烁时，投放口底部排放阀开启，不得开启投放口投放垃圾;投放口底部排放阀与投放口锁联动，投放口未锁闭时，排放阀始终处于关闭状态。

3．2 垃圾分离器

高速气流携带着垃圾进入气固分离器，分离出的垃圾暂存于分离器下部缓存箱内，待缓存箱满后，排入垃圾压缩站;气流进行下一步的除湿除尘除臭处理。

不同列车使用的垃圾袋可能厚度不同，厚垃圾袋经过气力输送后不破裂，仍以袋装形式分离，薄垃圾袋可能破裂，则高速气流中会混有纸屑、塑料袋等轻质或碎质的垃圾，另外还会混有啤酒瓶底、石块等稍重的垃圾，这就要求垃圾分离器有很好的气固分离效果;此外，可连续作业、维护便利亦是工程应用中必备的要求。

3．3 气力主机

根据设计，系统的最大压损为最远端投放口即候车室投放口至除臭装置的总压损。当投入物料后，气力输送系统产生的压力损失由沿程压损、弯管压损、局部压损、加速压损、提升物料压损等几部分组成，经计算系统最远端管路总压损为15 kPa。本系统设3台8 kPa的风机串联安装，两用一备，完全满足系统所需。

3．4 气力输送管道及空气压缩管道

气力输送管道和空气压缩管道均为直埋，若因为管道锈蚀或焊接质量导致漏气或较大的破裂，将严重影响整个系统的使用。因此管道的防腐防锈及保证焊接质量尤为重要。目前垃圾气力输送工程中管材主要采用低碳钢，其强度高、韧性好、承载应力大、抗冲击性和严密性好、便于焊接，但是其耐腐蚀性较差，需要采取防腐措施。本工程中，对气力输送管道采用3PE防腐进行处理，并在管道焊接处采用热缩PE胶带防腐。空气压缩管连接空气压缩机和气力输送管道上的气动阀，若泄露，气动阀将无法开启，导致系统瘫痪。本工程中，空气压缩管采用不锈钢材质，并严格控制焊接质量。

此外，管道堵塞也是影响系统使用的重要原因。因此，在本工程中，弯头、三通处下游及管道每隔100 m处均设有检查井和检修口，当系统输送能力降低时，可通过检查井及检修口排除堵塞。另外还配置了管道疏通机，对距离检修口较远处的堵点进行疏通作业。

4 系统使用效果

经过一段时间的使用，系统运行良好，未有堵塞、故障的现象发生。垃圾多口投放时，根据投放口到达设定垃圾数量的先后顺序依次进行垃圾输送;垃圾分离器可良好实现大小袋装垃圾、散状垃圾与高速空气的分离，气体经除湿除尘除臭处理后，可达标排放。

5 建议

(1)本工程为设计变更后新增，施工前站台已完成浇筑，因此投放口的安装和管道的预埋需要开挖站台。建议今后工程根据站台施工情况及时跟进，减少工作量、降低工作难度。

(2)垃圾气力输送管道过轨需要通过给排水管涵，且需要在管涵中安装检修口、气动阀等，建议工程设计时统筹考虑给排水管道、垃圾气力输送管道的预留空间，便于施工。

(3)垃圾中央收集站的选址要尽量靠近垃圾投放口，缩短气力输送管道以减少系统总压损，同时也要满足垃圾转运车装卸垃圾集装箱的需要。

［1］ 钟亚力，杨章印．真空管道垃圾收集系统介绍［J］．环境卫生工程，2007，15(2):21-22．

［2］ 水春雨，黄明娟．铁路站车垃圾管道气力输送系统应用方案探讨［J］．铁路节能环保与安全卫生，2013，3(3):122-124．