下沉式竖式装箱压缩转运工艺在转运站的应用

朱宏哲 郝粼波

（中国城市建设研究院有限公司 北京 100088）

引言

生活垃圾的无害化处理流程中垃圾收运设施是整个无害化处理系统的前沿与纽带，现在垃圾转运站的选址普遍面临选址难、用地紧张的问题，大大制约了生活垃圾转运站的项目的落地。下沉式竖式装箱压缩转运工艺是由传统竖式装箱压缩转运工艺改进而来，相对于传统竖式装箱压缩转运工艺减少了用地，节约了成本。

第十一届中国（郑州）国际园林博览会于2017年9月底在郑州航空港经济综合实验区开幕，为了保证园博园片区生活垃圾的及时转运，港区管委会新建一座新型现代化转运站。

1 转运站工艺选择

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。由于容器是垂直放置，转运站的占地面积较小。又由于垃圾可直接倒入容器内，因此不需要进推料装置。设备简单，操作方便。

下沉式竖式装箱压缩转运工艺是在传统竖式装箱压缩转运工艺基础上改进而来，该工艺取消了上料坡道，将容器置于地坑中，卸料和转运均在地面进行。下沉式竖式装箱压缩转运工艺具有占地面积小、能耗低、垃圾暴露时间短、暴露面积小及臭气易控制等特点，也满足目前垃圾焚烧处理方式，因此，园博园生活垃圾转运站选用下沉式竖式装箱压缩转运工艺。

2 工艺流程

下沉式竖式装箱压缩转运工艺流程如下所示。

图1 工艺流程图

2.1 垃圾的卸料、装筒和压缩

垃圾收集车经称重计量后进入转运站卸料大厅，垃圾收集车以后倾自卸或者推卸的方式将垃圾卸入容器内。容器装满垃圾后，操作压实器沿导轨移动至容器的正上方，将容器内部的垃圾压缩。然后再向容器内卸入垃圾，装满后再次压缩，直到容器内的垃圾达到设计的装载量。这时将卸料溜槽收起和将容器顶端的进料门关闭。如此即完成一次垃圾的卸料、装筒及压缩作业。

2.2 容器的装车、运输、卸料和复位

容器的装车、运输、卸料和复位过程由一部车（大型垃圾转运车）来完成。当容器在泊位内装满垃圾，处于待运状态时，基坑内的容器倾转提升机构，通过电液控制，将容器倾转45度，然后释放锁紧机构，将容器沿托架导轨45度方向上推至转运车接口。容器装车时先由钢丝绳提升倾斜，将容器与底架相贴，然后再缓慢地回到水平位置。

转运车将装满垃圾的容器运至处置场所，完成卸料作业后，空容器由转运车运回转运站。在转运站内，将容器置于空泊位上或暂存空箱区。当空容器需要在空泊位就位时，由转运车上的钢丝牵引机构将空容器下送到基坑内的容器倾转提升机构上，通过电液控制，倾转机构将容器锁紧后，向垂直方向倾转到位，完成容器的就位。

2.3 容器在转运站内的移动

除以上装车、运输、卸料和复位的功能外，转运车还具有移动容器的功能。即在垃圾进站高峰期和交通不畅时，利用站内的转运车将装满垃圾的容器移动至站内的容器放置点，待非高峰时段或交通顺畅时装车外运。另外，转运车返回转运站时，如果没有空闲的泊位，可将空容器放到站内的容器放置点，等待复位。这样，可减少转运车的配置数量，降低设备投资，节约时间，提高工作效率。

3 转运站工艺设计

图2 工艺示意图

园博园生活垃圾转运站占地面积4535.6m2，设计规模为300吨/天，属于中型Ⅲ类转运站。

3.1 主要工艺设计参数

a.转运站主要工作温度在-10℃～40℃；

b.转运站作业制度为一班制，作业时间为8h/班；

c.垃圾进站最高峰值：60吨/小时（高峰期3小时进站垃圾量占总量的60%）；

d.压缩前垃圾容重为 0.35～0.5t/m3；

e.进站卸载的垃圾收集车的实吨位一般为3～5t；

f.垃圾转运车辆按设计转运规模配置，转运车平均行驶速度为42km/h；

g.垃圾转运车卸料方式：后部自卸式；

h.转运距离：单程50km；

i.所处理的垃圾种类：城市生活垃圾；

j.垃圾处理方式：密闭式压缩及转运；

k.垃圾容器额定装载量：15吨。

3.2 卸料泊位

转运站作业车间所需的泊位个数按照300t/d规模配置，如下：

垃圾收集车在高峰时段内每小时进入垃圾60t。以每个泊位每小时接纳25t计，至少需要配置3个泊位，考虑高峰期的变化，增加1个泊位，故本项目配置4个卸料泊位。

3.3 转运车

转运车单程运距50公里，车速按42 km/h计，转运车往返一次所需的时间按2.6小时计，则每车每天一班8小时内可实现转运3.07车次，按照3车次计算。

转运车数量根据完成一次转运所需的时间确定，根据上述基本条件可计算出转运车最小配置数量如下：

n1=日转运垃圾量/每辆转运车日转运量=300/（3×15）≈7（辆）

因此转运车数量至少为7辆。考虑到站内容器搬运和车辆维修保养，备用2辆转运车，转运车配置数量为9辆。

3.4 垃圾容器

垃圾容器数量根据高峰时段需要量确定，为确保转运作业通畅，需要容器数量的计算方法如下：

由于每辆车往返一次的时间为3h，按照正常运行时7辆转运车计算，高峰期3小时可转运7车次，转运垃圾总量为105t，高峰期3小时内实际进站垃圾为180吨，因此有75t垃圾需要暂时存放在转运站内，则另需要5个容器承接垃圾，增加2个站内流转备用，故容器配置需要7+5+2=14个。

3.5 压实系统

转运站的压缩设备为压实器。每套压实器可供4～5只容器泊位工作，站内共设有4个容器泊位，因此，转运站内配有1套压实器。

3.6 监控系统

监控系统在生活垃圾转运站的运营中，起到保障站内各种设备作业有序，安全生产，调度合理等作用。

本项目各转运站均配备一套监控系统，主要设备包括：监视系统、摄像头、监视器（含软件）、控制系统、工作站（服务器、终端等）、专用软件、手持终端及遥控系统、IC卡及输入、输出系统。

3.7 高压清洗设备

转运车间的压缩设备、车辆、集装箱等由于直接接触垃圾，需要经常清洗。为便于清洗作业，本工程配备高压清洗装置，可人工控制自由移动作业，方便高效。

3.8 转运车间除尘除臭工艺确定

本方案根据臭气的来源、特点及转运站场地等情况，转运站选用“前端植物液喷淋+后端除尘除臭系统”，除臭效率高、处理能力大。

3.8.1 前端植物液喷淋除臭系统

天然植物萃取液除臭系统的气化喷洒系统由控制系统、专用喷嘴、气液输送管、配液槽、输送泵、电磁阀、气液过滤器、空气压缩机、气液分配系统等组成。改善室内工作环境及室外、周边环境质量，实现转运车间的最终消除异味的目的。

将除臭剂通过专用控制设备及气化装置喷洒到异味源散发的空间里，让气化的除臭剂吸附分解空气中的异味分子，在没有散发到周围环境之前予以分解消除，改善室内工作环境及室外、周边环境质量，从而达到最终消除异味的目的。在需要净化空间的上方设置一定数量的专用气化喷嘴，通过定时、间断雾化喷洒除臭剂，吸附、分解异味分子。

3.8.2 后端脱臭除尘系统

在前端植物液喷淋除臭的同时，在泊位上方和压缩容器基坑内设置集气口。废气通过风机经泊位上方和基坑内的的集气口抽吸进入收集管道进行收集，先进入一级物理降尘设备，该设备能大幅降低气体中的含尘量，提高化学洗涤塔的使用效率，延长循环药剂的使用时间。接着通过化学洗涤，在化学洗涤过程中通过化学洗涤剂的作用，能够去除一定的废气成分，通过处理后的气体已经能够外排，除臭效率可以达到85%左右。

图3 除臭工艺流程图

3.9 总平面布置

根据场地用地条件，结合转运站工艺及运输要求，本项目将转运车间布置在厂区中央，卸料大厅出入口正对厂区收集车出入口，便于车辆运输，同时在厂区南侧设置转运车回转场地，便于转运车回转作业；另由于场地用地紧张，将消防泵房、计量间、工具间等辅助用房设置在转运车间内，消防水池设置在车间西侧绿化带内，正对消防泵房，便于管道衔接；根据用地条件在转运站西侧设置小型车停车场，便于行政车及其他车辆停放，同时将污水池及取水点均设置在停车场周边，为吸污车及取水车提供临时停放点。

3.10 排水设计

生活污水经化粪池沉淀处理后，由污水管网收集排至市政污水管网。

生产废水主要为垃圾压缩液、地面冲洗水、洗车废水和除尘除臭系统废水，车间内设置排水明沟，保证废水快速排出同时便于清扫避免积存，垃圾压缩容器基坑设有明沟及集水坑，集水坑坑内设置污水泵，配备自控系统自动排除污水。垃圾压缩液存在容器内随垃圾运至终端处理厂，其他生产废水首先经废水管网有序收集后排至厂区内污水池暂存，再由吸污车定期运至附近的污水处理厂达标处理后再排放。

3.11 主要工艺设备

表1 工艺设备

结语

（1）通过对工艺选择，确定了工艺流程，并对转运站的主体及配套工艺进行设计，确定各种设备的配置，为后续转运站设计提供参考。

（2）下沉式竖式装箱压缩转运工艺，取消了车辆上下的坡道，使得收集车与转运车处于同一作业层面节省了用地面积，降低了土建投资。

（3）园博园生活垃圾转运站采用下沉式竖式装箱压缩转运工艺，是郑州第一个采用此工艺的转运站，工艺先进，节能环保，同时配备中央监控系统、除尘除臭系统等配套设施，转运站运营及管理系统完善，达到国内先进水平。