水平式和竖直式压缩工艺对比论证

11-水平压缩式和竖直压装式压缩工艺对比论证垃圾转运站的根本功能即是最大限度地提高转运效率，将尽可能多辆垃圾收集车上的垃圾集运到尽可能少的垃圾转运车上，以形成单车运输经济规模。为此垃圾转运站的工艺设计和设备配置须遵循“高比率压缩、大容量转运、足够的垃圾收集车同时卸车位、工艺过程连贯高效以及自动化操作”等原则。目前我国国内垃圾转运站的主体压缩方式从形式上可分为水平式和竖直式两大类。现就两种工艺模式对比如下：1．工艺原理及效率比较1.1水平压缩式工艺压缩腔预压式压缩机卸料地坑压缩腔垃圾箱水平压缩式工艺垃圾箱密闭水平压装工艺是指垃圾在专用的垃圾箱进行压缩垃圾。水平压装式工艺如图1-1所示。压缩腔预压式压缩机卸料地坑压缩腔垃圾箱水平压缩式工艺垃圾箱图1-1此种方式的具体特点如下：a、主体设备配置：设备构成复杂水平压装式压缩机；垃圾卸料地坑；集装箱移位系统；垃圾集装箱；车厢可卸式拉臂车。b、压实密度：压实密度较高高强度结构的垃圾箱，压装机的水平压缩力较大可达100吨以上，垃圾压缩比可达3倍左右；卸料地坑在汽车衡数据指导下可量化垃圾，从而对垃圾转运车的合理载荷提供了有力的保证，装入垃圾箱的垃圾重量较为精准，不会出现亏载或超载情形；c、卸料与转运的效率：卸料与转运相对独立，效率高卸料地坑可设计成多个并排的收集车卸料位，实现收集车可多车同时卸料，避免收集车排队等候现象发生；卸料地坑不仅可临时接受储存收集车卸出的垃圾，起到过渡缓冲和临时容储的作用，还解决了垃圾集装箱没有或没有返回或在吊箱放箱作业情形下的卸料不被中断，进一步确保了决不会发生收集车排队等候现象，收集车和拉臂转运车都实现了随到随用而不须排队等候，从而最好地体现了工艺过程的连贯高效性，同时拉臂车为刚性吊放，效率极高；垃圾先卸入输送地坑,断电时也能卸料，但不能压缩、不能转运垃圾（此时，可直接由收集车转运垃圾)；在压缩过程中的卸料位可以卸料；1.2竖直压装式工艺竖直压装工艺是指采用垃圾从收集车往垃圾箱中直接倾倒，然后将压实器移过来进行下压的方式。竖直压装式工艺如图1-2所示。收集车卸料压实器图1-2收集车卸料压实器此种方式的具体特点如下：a、主体设备配置：设备构成简洁压实器；卸垃圾溜槽；垃圾箱（桶）；钢丝绳转运车。b、压实密度与除水性：压实密度受限由于压实密度受垃圾桶的结构强度限制（过强结构的垃圾桶会造成垃圾桶本体过重而减少有效载荷）而不能过于压实，又由于不配置卸料地坑作为储存仓，最后一次的垃圾倒入量应找到等量的整车垃圾不容易，会出现超载或亏载的情形，故垃圾压缩比一般约1:2；由于不配置卸料地坑，无法量化供料，压实密度有时松有时紧，会出现超载或亏载的情形；c、卸料与转运的效率：卸料与转运相互依赖度大，效率低垃圾收集车卸料前必须要具备有垃圾箱在卸料位置上，垃圾箱在受料前要从垃圾转运车上用钢丝绳牵引卸下落地后竖起来（不像水平式，卸料地坑一直处于固定状态）直接作为卸料地坑使用，转运车间高度的限制使得集装箱不可能太长，转运车运输时宽度和高度上的限制再加上圆筒形结构，均使得转运车集装箱有效容积较少，该种方式的垃圾箱总容积一般不超出22竖直压装工艺垃圾箱装料前须先将其落地后竖起来，再在其上套上一个类似漏斗作用的卸料溜槽，可供一辆垃圾收集车向其中卸料，该辆收集车卸完料后，压实器移过来进行压实，在此期间不能容许后续垃圾车继续卸料，直到压实完毕移走压实器才能继续卸料，因此垃圾车须在站内排队等候或更多地设置箱位；垃圾箱装满后，先吊起卸料溜槽，再将垃圾箱用钢丝绳牵引倒下放平拉到转运车上，此时该处亦不能进行收集车卸料操作，而转运车在站内要承担用钢丝绳牵引将集装箱放下竖起又放倒背上的诸多动作，钢丝绳转运车的使用效率较低；垃圾直接卸入垃圾箱中,断电时也能卸料，但不能压缩，可不压缩转运垃圾(不压缩还不如不卸料，直接由收集车转运垃圾)；垃圾直接卸入容器，容器独立设置，很容易实现分类垃圾的转运。2．节能环保和安全性比较2.1水平压装式工艺a、节能环保性：站内二次污染可有效控制，站外可减少污水对地表大环境的污染垃圾先卸入站内贮存槽，再进入压缩机，垃圾槽仅底部有输送垃圾功能，其上方无任何其他设备，故地坑上方空间有限、较方便控制，臭气较容易控制治理；由于地坑水平布置，卸料垃圾跌落最大深度在3m以内，气体反冲力不大，不会造成地坑上方壁上挂满垃圾，臭气污染较易控制；压缩过程完全密闭，压缩垃圾时，臭气被有效从压缩腔内导出，外部几乎无压缩垃圾的臭气。压缩机与箱体分离部位设置有送风抽风除臭装置，分箱时的滴水有组织收集排放，污染可控；新一代水平式压缩机的推头是异型设计、程序控制、闸门“贴面切关”不会夹垃圾；垃圾的可流动水大部分在压缩过程中挤出，加之垃圾箱体的三重门结构设计，垃圾推入装箱时不会有渗沥水从接口处流出，且只要尾门密封完好，转运车沿途更不会抛撒垃圾和滴漏污水；站内换箱采用电驱动移位系统，不污染站内环境；由于水平垃圾箱仅一面开门，这道垃圾箱门在垃圾装箱期间不受力，垃圾的进、出均走这道门，箱门与箱体之间设有迷宫式橡胶密封圈，确保转运途中的污水不会滴漏；b、安全性：安全性高水平压缩工艺在国外发达国家广泛应用，国内也是主流工艺，工艺成熟，安全应高；拉臂架在国际上应用成熟，吊放垃圾箱时间短，安全系数高，属国外成熟标准配置；水平压缩后的垃圾在箱体内均衡分布，箱体两端比重差别较小。避免偏重构成的安全问题。2.2竖直压装式工艺a、环保节能性：站内二次污染可控性差，运往站外较多污水会对地表大环境造成更多污染垃圾直接卸入容器，垃圾压实器处于上方，由于压实器有一定的行程长度，造成卸料口上方空间需求较大，故而送风抽风降尘除臭的空间较大，卸料区域上空的臭气较难控制治理；由于垃圾桶竖直立放后向内卸料，卸料垃圾跌落最大深度在6m以上，气体反冲力极大，会造成压实器上方壁上挂满垃圾，臭气污染不易控制；压实过程不能密闭，压实垃圾时垃圾桶上方臭气量较大。当容器内装满垃圾后，压实器压实回位时，被压缩的垃圾会反弹，在压实密度有限的情况下，垃圾会仍在容器内，不会散落在容器外；压实器自上而下压实容器内垃圾时产生的渗沥水存储在容器的底部或部分从导流口导出，只要导流口关闭、上下门密封完好，转运车沿途不会抛撒垃圾和滴漏污水；溜槽与箱体之间是活动可分离的，卸料区域的污水经常会不断滴落在下面一层楼的地面上，污染环境；钢丝绳转运车不断地要在站内进行换箱作业，站内转运车污染严重；由于竖直式垃圾箱（桶）两头开门，分别为垃圾的入料口门和垃圾的出料口门，入料口门在垃圾装箱期间不受力，但出料口门在压实垃圾期间受理极大，尽管这两道箱门与箱体之间设有迷宫式橡胶密封圈，但由于出料口门经常受力，密封极易遭到破坏，经常·会造成转运途中的污水滴漏；由于站内除水效果差，不仅仅会增加污水的运输成本、增大污水沿途滴漏的机会，而且污水会对地表大环境造成污染。b、安全性：安全性差竖直压实工艺在国外发达国家应用很少，国内也不属主流工艺，工艺成熟度低，安全性低；钢丝绳吊放垃圾箱（桶）的时间长，安全系数低（每日检查，实际每2月必须更换）,属国外淘汰工艺；竖直式工艺在装填过程中密实垃圾包括其中的蓄水集中到了集装箱的下部，集装箱放倒拉上转运车后集中于转运车的后部，转运车在运输过程中载荷可能造成不均，在筒体举升置放的过程中，对操作者的操作经验，要求较高。3．占地、投资及运行成本比较垃圾转运站的建设投资主要由设备投资和基建投资两部分组成。3.1水平压缩式工艺a、占地：占地省设备水平布置，在转运前用拉臂车的拉臂架吊装或放箱，因此在垃圾车方向上所留长度与竖直式几乎一样；在地坑卸料位布置的横向上，每个地坑可布置成多个卸料车位同时卸料的卸料车位数。一方面，水平式工艺不需考虑在输送料及压缩期间或吊箱或放箱或没有箱情形下的卸料等候情形，卸料位按正常情形设计卸料车位数即可；另一方面，卸料位之间是无缝连接（一个卸料地坑多个卸料车位），卸料地坑与卸料地坑之间摆放设置现场控制室，不会形成无效占地；b、设备投资：设备投资高水平压缩工艺设备构成复杂、较多，设备投资大，但技术含量高；水平压缩工艺是目前国内国际上垃圾压缩转运站的主流工艺，据多方调查了解，国内目前有珠海联谊、北京弘华、重庆耐德、珠海柯凌、长治清华、扬州海沃等多家厂商可参与竞标，这样可使设备投资降到较低限度，获得较佳的技术经济效益；c、土建投资：土建投资低设备水平布置，水平放置的垃圾箱高约2.5m，加之移位系统等，层高6m左右，水平层高层高6m图1-3水平式厂房高度d、运行成本：油耗成本低、维修成本低，故运行成本偏低水平压缩工艺的站内电力消耗大，但站内油耗省；垃圾压缩转运运行成本中油费、人工费、维修费占整个运行成本的85%以上。①水平压缩式垃圾压缩工艺由于采用了卸料地坑，箱体换位不用转运车辆而采取电驱动的移位系统进项换箱作业，效率较高，故而油耗低；②规模较大的水平式垃圾压缩设备厂家全中国就只有几十家，全世界范围超过几百家以上，竞争度充分，维修配件造价不高、维修效率较高，故而维修成本低；拉臂架的正常使用寿命在10年以上。3.2竖直压装式工艺a、占地：占地一般设备竖直布置，在转运前用钢丝绳将垃圾箱缓慢牵引成水平状，放箱也是如此。因此在垃圾车方向上所留长度与水平式几乎一样；在垃圾箱（桶）卸料位布置的横向上，垃圾桶的个数就是卸料位的个数。一方面，竖直式工艺需考虑在压实期间或吊箱或放箱或没有箱情形下，要保证充足的卸料位（垃圾桶）以防止垃圾收集车排队等候，卸料位要比正常情形多设计1～2个卸料位（垃圾桶）；另一方面，垃圾桶之间留有至少0.5m的安全间隙，形成无效占地；同时，由于需要站内钢丝绳转运车对垃圾箱进行换位移箱，需要留有转运车的周旋空间，故占地较大；b、设备投资：设备投资低中大型的竖直压装式工艺设备构成简洁，技术含量不高，设备投资相对较小，但其设备生产厂家在国内就仅上海中荷环保一家，未形成规模效应，因此设备的投资可能由于缺乏竞争而超出控制，经济性较差；c、土建投资：土建投资高层高8m以上设备竖直布置，垃圾桶就6m多高，加之上方的溜槽等，层高至少在8m以上；竖直式工艺生产车间一层高度和车间整体高度要大于水平压缩层高8m以上图1-4竖直式厂房高度图d、运行成本：油耗成本高、维修成本高，故运行成本高竖直压装式工艺站内电力消耗小，但因钢丝绳转运车在站内的竖放箱操作使得站内油耗大；垃圾压缩转运运行成本中油费、人工费、维修费占整个运行成本的85%以上。①竖直式垃圾压实工艺由于省略了水平式的卸料地坑（而直接卸料到桶内），需要不断地用转运车进行换箱（桶）移位作业、更由于采用钢丝绳吊装形式，效率较低，故而油耗高；②垃圾规模较大的竖直式垃圾压实设备厂家全中国就只有1家，全世界范围也不会超过2家，竞争度很差，维修配件造价很高、维修效率较低，故而维修成本高。4．配套设备的先进性、合理性比较4.1水平压装式工艺a、储料装置：配备有大容积、多车位的储料系统，可多辆收集车同时卸料，转运效率高水平压缩式压缩机配备有大容积的储料装置（可配备链板输送机、单向推板地坑、全自动半潜式推板地坑等），卸料槽体采用全钢制结构，和压缩机的配合达到全自动控制，无须人为干涉，一台压缩机配一台储料装置，每套储料装置容积达到50m3以上，每套储料装置均有多个车位，满足多车同时卸料，无须排队等候，允许收集车连续卸料在推料送料过程中，垃圾收集车可以不受推头位置影响而随时卸料，有效避免垃圾产生蓬堵现象，电控系统采用PLC控制，可自动实现连续输料。具有足够的钢性以防垃圾卸料时的冲击。系统设有污水污泥收集装置，将随推板或链板带到后部的污水污泥定向收集排出，防止外泄。便于维修，易损件更换容易，操作简单，清洗清理容易。备件在国内采购方便、容易、快捷。使用效率高、结构简单可靠、易于维修、技术成熟。水平压缩式压缩机可配套使用多种形式的大容积、多车位储料系统。可配备的储料系统如图1-5所示。单向推板地坑全自动半潜式推板地坑链板输送机图1-5配套使用的储料系统b、转运设备：可与勾臂车、集装箱半挂式转运车、车厢一体式转运车配套使用水平压缩式压缩机配套使用的转运车辆可根据转运站垃圾处理规模大小、转运距离、转运形式的不同灵活选用配套的转运车辆。可与勾臂车、集装箱半挂式转运车、车厢一体式转运车等多种形式的转运车辆配套使用。勾臂车、集装箱半挂式转运车、车厢一体式转运车是目前国内普遍采用的垃圾转运设备，技术成熟，性能稳定，维修保养方便；具体的配套使用的车辆如图1-6所示。勾臂车集装箱半挂式转运车车厢一体式转运车图1-6配套使用的转运车4.2竖直压装式工艺a、储料装置：配备单车位竖直卸料槽，卸料车位少，转运效率低竖直卸料槽只有一个卸车位，垃圾箱即为系统的储料装置。垃圾箱的容积约22m3，只能一次收集车到达指定卸车位后，直接将垃圾倒入垃圾箱内，垃圾靠自重即可自行下落或沿喇叭口的斜面滑进容器中。当垃圾装满容器时，压实器进行垂直压缩，使得垃圾进一步减容；再装料，再压缩。垃圾的压缩过程全部在垃圾箱内完成，因此垃圾箱必须要具有很高的刚性和强度，造价成本较高；供料不连续，造成高峰期收集车排队等候或坑处卸料，转运效率低，同时垃圾直接落入压缩腔因落差太大易于对压缩腔产生冲击破坏、大落差也使得垃圾因气流反冲而腾起污染环境、另外收集车向压缩腔中直接卸料也易于造成“蓬堵”现象的产生等严重缺点。竖直式工艺由于没有缓冲的储料地坑槽，来料垃圾收集车垃圾要一次性全部倒入其竖直的垃圾桶（箱）内；由于现代垃圾收运的趋势也将朝着压缩密闭和单车大容量发展（发达地区已经在前端收集处建了小型转运站），因此收集车的容量和竖直垃圾桶（箱）的容量产生了致命的不匹配现象，不是装不满竖直桶（箱），就是装不下竖直桶（箱）造成严重的亏载或超载，甚至竖直桶（箱）门关闭不上，造成垃圾及污水四溢的状况。例如：竖直垃圾桶（箱）的额定装载质量为12吨，城市的垃圾收集车载重量为5吨、6吨和8吨三种，要使竖直垃圾桶（箱）满载装12吨垃圾，对于随机来的垃圾收集车如何调配呢？不太可能连着来2辆5吨车和1辆2吨车吧？如此，就要等着调配，大大影响了转运站效率，否则垃圾箱极就会出现超载、亏载的现象。b、转运设备：只能与钢丝绳牵引转运车配套使用容器的装车、运输、卸料和复位过程由一部车（钢丝绳牵引转运车）来完成。转运车的底架由液压驱动，倾角可达72°。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。钢丝绳牵引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。采用钢丝绳牵引车操作危险性较高，而且转运效率低；钢丝绳牵引转运车