2收集.ppt

2 固体废物的收集、运输与压实 v工业固体废物的收集、运输 v城市垃圾的收集、运输 v固体废物的压实 2.1 工业固体废物的收集、运输 固体废物的收集(collection)、运输(transport)是固体 废物处理与利用的一个重要环节，也是一项非常困难 而复杂的工作。 分散：无处不在； 繁杂：什么都有。 v 原则 v 收集与运输的方式 （1）原则 基本原则是：“谁污染，谁治理”。 这并不是指工矿企业都要建立自己的收集运输系统，而是确立了对 所产生的固体废物所具有的义务。即工矿企业可以根据自己的固体 废物的性质、产生量等选择自行收集或是委托收集，也可以根据市 场确定是收取费用还是支付费用。 前提是必须对固体废物进行收集与运输。 （2）收集与运输方式 收集与运输的方式是根据企业的规模，所产生的固体废物的性质 确定的，一般有以下几种方式: 自行收集与运输(Self-collection and transportation ) 这种方式适用于大型企业。如火力发电厂一般建有专门的粉煤灰 堆场，矿山则建有废石场和尾矿坝，钢铁厂建有高炉渣与钢渣堆 场，并均配备专门的管理系统及人员。 定期回收(Periodic collection) 该方式主要适用于中型企业，一般委托有关部门进行定期回收。 巡回回收(Scheduled collection) 适用于小型企业，由物资回收部门开展经常性的回收工作，收集 的品种有金属、塑料、橡胶纸张、布、麻、棉等16大类1000多 个品种。 在企业固废的收集过程中，有害固体废物必须专门分类收集，分类 管理。 2.2 城市垃圾的收集、运输 概述 v 生活垃圾的收集方式及收集容器 v 生活垃圾的收集系统分析 v 生活垃圾的收集线路设计 概述 城市垃圾即城市固体废物，共5种，并具有不同的收集方式： 生活垃圾(kitchen wastes 厨房垃圾) 垃圾的主要部分，环卫部门统一收集； 商业垃圾(trading residues ) 由经营者自行收集； 建筑垃圾(builders rubbish) 建筑商自行处理，或环卫部门有偿处理； 粪便(dejecta ) 有卫生设施的：大部分排入化粪池，小部分直接进入城市污 水系统；无卫生设施（公共厕所）：环卫部门日清理 污水处理厂的污泥 污水厂自行收集 2.2.1 生活垃圾的收集方式及收集容器 生活垃圾的收集运输系统包括非连续收集运输系 统和连续收集运输系统两大类。 非连续收集运输系统 (Discrete transportation system) 连续连续 收集运输输系统统 (Continuous transportation system) （1）非连续运输系统(Discrete transportation system) 概念 是一种采用普通的汽车、轮船或火车等运 输工具载运各收集点垃圾的运输方式。一 般在收集区内采用小型垃圾车，在经转运 站集装后换成大型车、船送往填埋场或处 理厂，即： 系统组成 垃圾源；收集容器；垃圾车；转运站；填 埋场 a. 垃圾源(Garbage source) 特点 分散且种类繁多，故有混合垃圾(mixed garbage )和分类垃圾 (classified grabage)两种； 原则 鼓励分类，提倡袋装； 西方：一般采用奖励的办法，也有义务性或强制 性； 瑞士：设立音乐垃圾箱，吸引小孩甚至大人； 泰国：设立垃圾银行，发放书包和文具； 新加坡：严厉的惩罚制度。 我国：对有用废物采用收购的方式进行鼓励 b. 收集容器(Collection vessel) 收集容器分两类： 固定式 砖混结构的垃圾箱，混凝土结构的垃圾台，高层 建筑的地下垃圾室 移动式 铁制(或塑料)垃圾桶（garbage bin） c. 垃圾车(Dump truck) 小型垃圾车：0.5t4t，见图2-1和图2-2 小型的尚有板车、人工装卸车等 专用带提升叉车的垃圾车：24t，见图2-3； 专用带压实装置的垃圾车：4t；见图2-4； 图2-1 小型垃圾车 图2-2 小型垃圾车 图2-3 带提升装置的垃圾车 图2-4 带压实装置的垃圾车 5t后装压缩式垃圾车 LSS5100ZLJ型垃圾车 生产厂家：河北省秦皇岛新谊工程有限公司 d. 转运站(transfer station) 因为： 市区内垃圾车不宜太大（交通拥挤、街道宽窄不一）， 小型车直接送往郊区成本太高并增加车流量。 所以： 设置转运站，集中后换用大型汽车、轮船或火车转运。 垃圾转运站一 垃圾转运站二 图2-5 垃圾转运站一 图2-6 垃圾转运站二 e. 填埋场或处理厂(Landfill site or treatment plant) 一般在郊区或郊县，是垃圾的最终归宿地。 问题 随着城市的发展，非连续运输系统问题日益显现。 首先，定点设置的垃圾收集系统在高峰时垃圾外溢，影响 环境卫生； 再则，城市交通日趋紧张，垃圾运输更增加了交通压力； 还有，转运站一般均设在市内，加上设施的不完善，也出 现了噪音扰民问题。 因此，非连续运输系统的进一步发展受到了制约。 （2）连续运输系统(Continuous transportation system) 概念 v 类型 v 特点 va. 概念 连续运输系统一般是指采用地下管道，由空气或水作 为载体，用空气压缩机或压力泵压送垃圾的方法。也 有在高层建筑内部采用竖井方式与皮带传送装置联合 运送垃圾的方式。 其中，空气流式的真空管道系统在发达国家的许多城 市被广泛应用。 b. 类型 单轨火车传送带输送 管道输送（图2-7） 空气输送 ：正压或负压（真空）； 水力输送。 c. 特点 该系统的出现解决了非连续运输方式中所无法解 决的一些问题。由于全系统封闭，对运输过程中 的环境污染起到有效的控制作用。但该系统的需 要巨大的初期投资，并且，在拥挤的城市中心区 ，管道的铺设也有一定的困难，所以，早期仅限 于单个大型建筑或小规模高密度居住区，现在已 逐步向区域规模发展，将来一定会普及。 图2-7 城市垃圾的管道输送 2.2.2 收集系统分析(analysis of collection system): 将收集活动分解成几个单元操作，研究每个 单元操作完成的时间以确定收集过程所需的车辆 ，劳力和时间。 基本概念 拖曳容器系统分析 （略） 固定容器收集系统分析 （略） （1）基本概念 收集系统：二种类型，三种方式 v 拖曳容器(Mobile container)系统 q 简便模式（图2-8）：多次旅程 q 交换模式（图2-9）：需备用垃圾桶 v 固定容器(Fixed container)系统 q 只收集垃圾而不带走容器（图2-10） 收集系统分析： 将收集系统分解为四个单元过程，通过计算每个单元过程所需 的时间，可以得到每辆垃圾车每天往返垃圾场（或转运站）的 次数，再根据垃圾总量，求得所需的垃圾车数量。 1、牵引车从 调度站出发到 此收集线路一 天的工作开始 2、拖曳装满 垃圾的垃圾桶 3、空垃圾桶 返回原放置点 4、垃圾桶放 置点 5、提起装了垃圾的垃圾桶6、放回空垃圾桶 7、开车至下一 个垃圾桶放置点 8、牵引车回调度站 9、垃圾处理场或转运 站加工场 图28 拖曳容器系统 （a）简便模式 1、垃圾桶 放置点 2 、从调度 站带来的 空垃圾桶 ，一天收 集线路的 开始 3、 从第一个 垃圾桶放 置点拖到 处置场 4、处置场 5、出空垃圾桶送到第二个垃圾桶放置点 6、 放下空垃圾桶再提起装了垃圾的垃圾桶 7、牵引车带着空 垃圾桶回调度站 图29 拖曳容器系统 （b）交换模 式 图2-10固定容器系统示意图 1、垃圾桶放置 点 2、垃圾车辆 从调度站来，开 始收集垃圾 3、 收集线路 4、放置点中垃 圾桶出空到垃圾 车上 5、垃圾车 驶往下一个收集 点 6、处 置场或中继站、 加工场 7、垃圾 车回调度站 四个单元过程： v 拾取时间 v 运输时间 v 在处置场所花费的时间 v 非生产性时间 收集时间计算 1. “拾取” 时 间 拖曳系统简便模式 ：包括牵引车 从放置个放置点所需的时间(dbc) ，提起装满垃圾的垃圾桶的时间 (pc)和放下空垃圾桶的时间(uc) 。 拖曳系统的交换模式：包括提起装 满垃圾的垃圾桶的时间和在另一个 放置点放下空垃圾桶的时间。 固定容器系统：包括从收集线路上 所有装了垃圾的垃圾桶中将垃圾出 空到垃圾车上所花费的时间。 收集时间计算 2运输时间 拖曳容器系统:指牵引车将装满垃圾的 垃圾桶从放置点拖到处置场和将空垃 圾桶从处置场拖到垃圾桶放置点所需 要的时间。 固定容器系统:指垃圾车装满后或从收 集线路的最后一个放置点开车到处置 场和出空垃圾后再从处置场开车到下 一个收集线路的第一个放置点所需的 时间。 收集时间计算 3在处置场所花费的时间 包括在处置场等待卸车的时间和出空垃圾的时间。 4非生产性时间 非生产性时间是指相对收集操作过程这点来说的。它包 括二方面的活动，必须的和非必须的。 每日早晨的报到、登记、分配工作等花费的时间 ；每日结束的检查工作和统计应扣除的工时等所用的 时间； 每日早晨从调度站开车去第一个放置点和每日结 束从处置场开车回调度站所需的时间； 由于交通拥挤不可避免地时间损失。 花费在设备修理和维护上花的时间。 (二)拖曳容器系统 在拖曳容器系统中，每收集一桶垃圾所需时间用下式表 示： Thcs=（Phos+S+h）/（1w） （21） 式中：Thcs拖曳垃圾桶每个双程所需时间，h； Phcs每个双程拾取花费的时间，h； h每个双程运输花费的时间，h； S在处置场花费的时间，h； 非生产性时间因子（%）。 当拾取时间与在处置场的时间相对稳定时，运输时间 决定于车辆速度和运输距离。从不同的收集车辆得到 的数据，用下式可近似的求得运输时间h = + bx 式中：h每个双程运输的时间，h； a一经验常数，h； b经验常数，hkm； x每个双程的运输距离km。 a、b二个数值是由经验取得，称为车辆速度常数，它 们的数值与车辆速度极限有关，它们的关系见表21 。 (二)拖曳容器系统 将式(22) 代入式(21)，得到每个双程的时间； Thcs=(Phcs+S+a+bx)(1) (23) 在拖曳容器系统，每个双程的拾取时间按定义为； Phcs=pc+uc+dbc (24) 式中：pc一提起装满垃圾的垃圾桶需要的时间，h； uc 放下空垃圾桶需要的时间，h； dbc牵引车驶于垃圾桶放置点之间需要的时间，h。 在计算每个双程拾取时间时，如果牵引车驶于垃圾桶放置 点之间需要的平均时间不知道，可利用式(2-2)估计出时间 ，式中垃圾桶之间距离代替双程旅程的运输距离。 拖曳容器系统每日每辆车的双程旅程次数可由式(2-5)决定 。 Nd=(1)H(Phcs+S+a+bx) (25) 式中：Nd每日每辆车的双程旅程次数， H个工作日的时间，hd。 其他符号与前面相同。数值在0.10.25之间变化，一般 操作取0.15，在某些情况，特别是长距离，如从调度站出 发及回调度站花费时间较长，应从工作日的时间中扣除。 但需注意值也应作相应的调整。 若已知每周需要出空的垃圾桶的数目，利用式(24)，可以 计算出每辆车每周工作日： Dw=tw（Phcs+S+a+bx）/（1）H （26） 式中：Dw每周需要工作日，d； tw 每周双程旅程次数（整数）。 如果一周的旅程次数不知，可以利用下式估计： Nw = Vw / Cf 式中：Nw一周的旅程次数； Vw一周废物产生量，m3 C加权平均垃圾桶利用因子；m3 f加权平均垃圾桶利用因子。 垃圾桶的利用因子被定义为垃圾桶体积被垃圾占据的 分数。因为这个分数是随垃圾桶的大小而变化的，因 而在式（26）中应用了加权平均垃圾桶利用因子。 加权平均垃圾桶利用因子由下式求得： 各种尺寸的垃圾桶数目乘上每种垃圾桶的利用因子 的和被垃圾桶的总数去除即得加权平均垃圾桶利用因 子。 各种尺寸的垃圾桶数目乘上每种垃圾桶的利用因子的 和被垃圾桶的总数去除即得加权平均垃圾桶利用因子。 由式（2-7）求得NW不一定是整数，如舍去小数取低的 整数，则意味着有一个或多个的容器比平时满，如将小 数四舍五入取较高整数，则有一个或多于1个的垃圾桶 不及平时满。 每周需要的劳动量可由每周工作日乘收集人员数而得 。需要的收集车辆数可由下列方法决定：用每周工作天 数除每周需要的次数（Dw），其整数即为需要的收集车 辆数。如D w / 5= 0.7，1.2，3.7。圆整的结果分别为1 ，2，4。 （三）固定容器系统 1.机械装卸垃圾的垃圾车 2.人工装卸垃圾的垃圾车 1、机械装卸垃圾的垃圾车 一般用压缩面进行自动装卸垃圾，每个双程旅 程所需的时间为： Tscs=（Pscs+S+a+bx）(1-w) （28） 式中：Tscs每个双程旅程需要的时间，h； Pscs每个双程旅程拾取所需时间，h； S一在处置场的时间，h； a、b经验常数； x每个双程旅程运输距离，km； w非生产性时间因子。 式(28)与式(23)不同的是拾取所需的时间。对固 定容器系统拾取时间由下式得到： Pscs=Ct（uc）+(np1)(dbc) （29） 式中：Pscs每个双程旅程拾取时间，h； Ct一每个双程旅程出空垃圾桶的数目； uc每个垃圾桶出空垃圾所需时间，h； np每个双程旅程垃圾桶放置点的数目； dbc车辆驶于垃圾桶放置点之间所花费的平均 时间，h。 每个双程旅程出空垃圾桶的数目与车辆的容积和能达 到的压缩比有关。可利用下列关系式求得： Ct=Vr(Cf) （2-10） 式中：Ct每个双程旅程出空的垃圾桶的数目； V一垃圾车的容积，m3； r压缩比 C垃圾桶的体积，m3； f加权垃圾桶利用因子。 每周需要双程旅程次数由每周需要收集的垃圾量决定。 Nw = V w/（Vr） （2-11） 式中：Nw每周双程旅程次数； Vw每周垃圾产生量，m3； V垃圾车的容积，m3； r压缩比。 每周需要工作的时间可用下式计算； Dw = (Nw )Pscs+ tw(S+a+bx)(1w)H （2-12） 式中：Dw每周工作的日数，d； Nw每周双程旅程次数； t wN。圆整后的整数； H一工作日的时数，hd。 其余符号与前面相同。 2人工装卸垃圾的垃圾车 人工装卸垃圾的车辆，一般用于住宅区的服务。其分析原 理同前，仅计算式有所不同。 如每日工作打小时，每日完成的旅程次数已知，可利用 Nd =(1 w) H(Pscs+S+d+bx) 求得拾取所需时间( Pscs ) ： Pscs=(1-w)HNd-(S+a+bx) (2-13) 每个双程旅程的垃圾桶放置点的数目，由下式估算： Np=60Pscsntp (2-14) 式中：Np每个双程旅程垃圾桶放置点的数目； 60小时变成分的转换因子， n收集者的数目， tp拾取时间min。由下式求得。 Tp=0.72+0.18(Cn)+0014(PRH) （2-15） 式中，Cn每个垃圾桶放置点上平均垃圾桶数， PRH服务到居民家中收集点占全部放置垃圾 桶的放置点的百分数，。 垃圾车辆的大小可由下式计算： V=VpN p / r （2-16 ） 式中：V垃圾车的体积，m3； Vp每个放置点上垃圾桶内可收集到的垃圾体积，m3； Np每个双程旅程垃圾桶放置点的数目， r压缩比。 每周需要的劳动量：=Dwn Dw =(N w) Pscs+tw (S+a+bx) (1w) H 而 Nw=TpFNp 式中：Nw每周双程旅程数目； Tp垃圾桶放置点的总数， F每周收集频率， Np每个双程旅程垃圾桶放置点的数目。 根据以上分析则需要垃圾车的数目可用下式求出： 劳动量 垃圾车（数量）= 每辆车上收集者的数量目每周工作 日 三、收集线路设计 第一步：在商业、工业或住宅区的大型地图上标出每个垃圾 桶的放置点，垃圾桶的数量和收集频率(图212)。 第二步，根据这个平面图，将每周收集相同频率的收集点的 数目和每天需要出空购垃圾桶数目列出一张表，如表22 。 第三步，从调度站或垃圾车停车场开始设计每天的收集线路 。图24中的黑线 表示了周一的收集线路。F/N数字中F 表示收集频率，N表垃圾桶的数目。 第四步，当各种初步线路设计出后，应对垃圾桶之间的平均 距离进行计算。 第三节 固体废物的压实 一、压实目的及操作原理 二、固体废物压实器 三、影响压实的因素 四、压实器的选择 一、压实目的及操作原理 压实亦称压缩，即是利用机械的方法增加固体废 物的聚集程度，增大容重和减小体积，便于装卸 、运输、贮存和填埋。固体废物中适合压实处理 的主要是压缩性能大而复原性小的物质，液态废 物不宜作压缩处理。 压实的原理主要是减少空隙率，将空气压掉。如 若采用高压压实，除减少空隙外，在分子之间可 能产生晶格的破坏使物质变性。 二、固体废物压实器 构造：容器单元和压实单元二部分 类别：固定和移动 容器单元接受废物，压实单元具有液 压或气压操作的压头，利用高压使废 物致密化。 移动式压实器一般安装在收集垃圾车上， 接受废物后即行压缩，随后送往处置场地 。 固定式压实器一般设在废物转运站、高层 住宅垃圾滑道的底部，以及需要压实废物 的场合。 (一)金属类废物压实器 1三向联合式压实器 适合于压实松散金属废物的三向联合式压实器。它具有三个 互相垂直的压头，金属等类废物被置于容器单元内，而后依 次启动1、2、3三个压头，逐渐使固体废物的空间体积缩小， 容重增大，最终达到一定的尺寸。压后尺寸一般在200 1000mm之间。 2、回转式压实器 废物装入容器单元后，先按水平式压头1的方向压缩，然后 按箭头的运动方向驱动旋动式压头2，使废物致密化，最后 按水平压头3的运动方向将废物庄至一定尺寸排出。 (二)城市垃圾压实器 1高层住宅垃圾滑道下的压实器 图27