城市生活垃圾的收集、运输和预处理.doc

城市垃圾资源化处理技术城市生活垃圾的收集、运输和预处理内容简介本章讲解了城市垃圾的收集方式、方法、城市垃圾的搬运、贮存，城市垃圾堆拖曳容器及固定容器清运操作方法，收集车辆及城市垃圾的收运路线设计等；城市垃圾转运站的类型及设置要求；城市垃圾的破碎原理及其机械，包括颚式破碎机、锤式破碎机、冲击式破碎机、剪切式破碎机、辊式破碎机等；城市垃圾的分选原理、及其机械，包括筛选、重力分选（风力分选、淘汰分选、重介质分选、摇床分选和惯性分选、磁选、电选等内容。教学目标：l 了解城市垃圾的收集方式并掌握主要收集方法l 了解城市垃圾的搬运、贮存工艺流程并掌握工艺设计计算方法l 初步掌握城市垃圾堆拖曳容器及固定容器清运操作技能l 掌握收集车辆及城市垃圾的收运路线的设计方法l 理解城市垃圾转运站的类型及设置要求l 理解城市垃圾的破碎原理并掌握破碎机械的工艺流程和操作技能l 理解掌握城市垃圾的分选原理、掌握并掌握分选机械的工艺流程和操作技能2.1 城市生活垃圾的收集与运输 生活垃圾收运是垃圾处理系统中一个重要的环节，其费用占整个垃圾处理系统的60%80%。生活垃圾收运的原则是：在满足环境卫生要求的同时，收运费用最低，并考虑后续阶段处理方便高效，使垃圾处理系统的总费用最低。因此，科学合理地制定收运计划是非常关键的。生活垃圾收运并非单一阶段操作过程，通常需包括三个阶段。第一阶段是“源”到“桶”：从垃圾发生源到垃圾桶的过程，即搬运与贮存（简称运贮）。第二阶段是“桶”到“站”：垃圾的清除（简称清运），通常指垃圾的近距离运输。清运车辆沿一定路线收集清除贮存设施（容器）中的垃圾，并运至垃圾转运站，有时也可就近直接送至垃圾处理处置场。第三阶段为“站”到“场”：垃圾转运，特指垃圾的远距离运输，即在转运站将垃圾转载至大容量运输工具上，运往远处的处理处置场。后两个阶段需应用最优化技术，将垃圾源分配到不同处置场，使成本降到最低。2.1.1 城市生活垃圾收集方式随着城市居民生活水平的提高，社会经济的发展，生活节奏的加快，对生活垃圾收集方式的要求也越来越高，既要求收集设施与环境协调，又要求收集方式方便、清洁、高效。对生活垃圾的短途运输要求做到封闭化、无污水渗漏运输、低噪声作业，外形清洁、美观，提高车辆的装载量，以实现满载、清洁、无污染的垃圾收集运输。现行的生活垃圾收集方式主要分为混合收集和分类收集两种类型。1混合收集混合收集指收集未经任何处理的原生生活垃圾混杂在一起的收集方式，应用广泛，历史悠久。它的优点是比较简单易行，运行费用低。但这种收集方式将全部生活垃圾混合在一起收集运输，增大了生活垃圾资源化、无害化的难度。2分类收集分类收集是指按城市生活垃圾的组成成分进行分类的收集方式。这种方式可以提高回收物资的纯度和数量，减少需要处理的垃圾量，有利于生活垃圾的资源化和减量化，并能够较大幅度地降低废物的运输及处理费用。在现阶段，各国采用的废物分类收集方法主要是将可直接回收的有用物质和其他废物分类存放（产生源分类收集法）。分类回收的废金属、废纸、废塑料、废玻璃等可以直接出售给有关厂家作为二次利用的原料，然后再把其他有机垃圾和无机垃圾分类收集，使其经过不同的工艺处理后得到综合利用。除分类收集有用废物之外，还要单独收集电池、废药品、废漆、染料等特殊废物，严禁这类废物进人混合收集过程。推行分类收集是一个相当复杂艰难的工作，要在具有一定经济实力的前提下，依靠有效的宣传教育、立法以及提供必要的垃圾分类收集的条件，在实行有用物质分类存放、回收和利用的基础上，积极鼓励城市居民主动将垃圾分类存放，仔细有效地组织分类收集工作，才能使垃圾分类收集的推广能坚持发展下去。2.1.2 城市生活垃圾的搬运在生活垃圾收集运输前，垃圾制造者必须将产生的生活垃圾进行短距离搬运和暂时贮存，这是整个垃圾收运管理系统的第一步。从改善垃圾收运管理系统的整体效益考虑，有必要对垃圾搬运和贮存进行科学的管理，这不仅有利于居民的健康，还能改善城市环境卫生及城市容貌，也为后续阶段操作打下好的基础。1生活垃圾收集方法不管是混合收集方式还是分类收集方式都要通过不同的收集方法来实现。（1）按包装方式生活垃圾的收集方法分为散装收集和封闭化收集，由于散装收集过程带来撒、漏、扬尘等严重污染问题，因此，散装收集方式逐步被淘汰，取而代之的是封闭化收集，其中封闭化收集方式中尤以袋装收集最为普遍。（2）按收集过程生活垃圾的收集方法又可分为上门收集、定点收集和定时收集方式等。 上门收集上门收集分居民家上门收集和管道收集两种。 定点收集定点收集包括垃圾房收集、集装箱垃圾收集站收集。 定时收集定时收集这是一种以垃圾定时收集为基本特征的垃圾收集方式。这种方式主要存在于早期建成的住宅区。其特点是取消固定式垃圾箱，在一定程度上消除了垃圾收集过程中的二次污染。2居民住宅区垃圾搬运（1）低层居民住宅区垃圾搬运低层居民住宅区垃圾一般有两种搬运方式。 由居民自行负责将产生的生活垃圾自备容器搬运至公共贮存容器、垃圾集装点或垃圾收集车内。 由收集工人负责从家门口或后院搬运垃圾至集装点或收集车。（2）中高层公寓垃圾搬运一些老式中层公寓或无垃圾通道的公寓楼房的垃圾搬运方式类似于低层住宅区，对于居民来说搬运垃圾很是不便。为方便中高层建筑居民搬运生活垃圾，这些建筑内常设垃圾通道。垃圾通道由投人口（倒口）、通道（圆形或矩形截面）、垃圾间（或大型接受容器）等组成。3商业区与企业单位垃圾搬运商业区与单位垃圾一般由产生者自行负责搬运，环境卫生管理部门进行监督管理。当委托环卫部门收运时，各垃圾产生单位使用的搬运容器应与环卫部门的收运车辆相配套，搬运地点和时间也应和环卫部门协商而定。如表2-1所示。表2-1 不同垃圾的收集方法垃圾产生方式和种类收集方法垃圾产生方式和种类收集方法家庭、单位、行人产生的垃圾容器收集水面漂浮垃圾打捞收集抛弃在路面的垃圾清扫收集建筑垃圾、粗大垃圾、危险垃圾单独容器或车辆收集低层建筑居民区产生的垃圾小型收集车收集或容器收集家庭厨房垃圾和可裂解垃圾水送系统收集或容器收集中高层建筑产生的垃圾垃圾通道收集或容器收集这些废物收集方法是根据生活垃圾的产生方式和种类制定的。它们既可以单独使用，又可以串联或并联使用，有的收集方法需与特定的清运和处理方法配备使用。2.1.3 城市生活垃圾的贮存由于生活垃圾产生量的不均性及随意性，以及对环境部门收集清除的适应性，需要配备生活垃圾贮存容器。垃圾产生者或收集者应根据垃圾的数量、特性及环卫主管部门要求，确定贮存方式，选择合适的垃圾贮存容器，规划容器的放置地点和足够的数目。生活垃圾的贮存方式大致可分为家庭贮存、街道贮存、单位贮存和公共贮存。1贮存容器及设施（l）贮存容器垃圾收集容器可分成垃圾箱（桶）和垃圾集装箱两类。表2-2列出了一些设想的颜色分类塑料收集箱。表2-2 分类收集容器设置一览表垃圾种类颜色垃圾组成垃圾种类颜色垃圾组成厨余垃圾黄色厨余垃圾等有机易腐物无机垃圾绿色金属、玻璃有机垃圾黑色纸张、橡胶、塑料有害和危险垃圾红色废灯管、过期药品、有机溶剂表2-3所示为我国生产的部分垃圾桶的主要参数。表2-3 国产部分垃圾桶的主要参数材质规格/L长度/mm上部宽度/mm底部宽度/mm高度/mm深度/mm自重/kg载重/kg形状塑料905504854178557707.835倒梯形12055048542098590511501405504854201090101012.1601807204804251100101013.17524075261062094090016.8100钢30069060091080045120圆形长方形方形28096046046088568579110340760760620100080063130 垃圾集装箱一般可分为标准集装箱和专用垃圾集装箱两大类。表2-4所示是国内外部分集装箱的主要参数。表2-4 国内外部分垃圾集装箱主要参数类型容积m最大外形尺寸（长宽高）/mmm备注应用场合开口式集装箱9.0 38.06.02.51.8与车箱可卸式运输车配合国外压缩式集装箱15.0 30.06.02.51.8集装箱自备压缩装置，用车箱可卸式运输车运输拖车式集装箱15.0 30.06.02.32.3与牵引车配合地坑式集装箱7.73.32.21.4与5t级载货车配合国内专用集装箱7.53.42.31.66与5t级车箱可卸式运输车配合4.03.01.951.3与2t级车箱可卸式运输车配合7.03.42.01.57用于上海城市生活垃圾水陆联运集装化运输系统（2）贮存设施垃圾收集设施可分为垃圾房和垃圾收集站两类。垃圾房设置多个垃圾桶，占地面积不小于40m2 ，屋外设垃圾收集站标志，其服务半径一般不大于70m ，四周设置通向污水井的排水沟和绿化隔离带，与周围建筑物的距离不小于5m 。垃圾收集站的服务半径一般不超过600m ，直线距离不超过l000m ，一般是由清洁工上门收集居民生活垃圾，用人力车（手推车或三轮脚踏车）送到收集站，人力车应做到外形整洁、封闭、无污水滴漏、运动轻便安全。（3）一般要求废物贮存对容器的基本要求如下。 容积适度：既要满足日常收集附近用户垃圾的需要，又不要超过1 3d 的贮留期，以防止垃圾发酵、腐败、孽生蚊蝇、散发臭味。 密封性好：要能防蝇防鼠、防恶臭和防风雪，既要配备带盖容器。又要加强宣传，使城市居民在倾倒垃圾后及时盖上收集容器，而且要防止收集过程中容器的满溢。 内部光滑：易于保洁、便于倒空、易于冲刷、不残留黏附物质。 操作方便，布点合理：住宅区贮存家庭垃圾的垃圾箱或大型容器应设置在固定位置，该处应靠近住宅、方便居民，又要靠近马路，便于分类收集和机械化装车，同时要注意隐蔽，不妨碍交通路线和影响市容观瞻。 耐腐，防火，坚固耐用，外形美观，价格便宜。（4）贮存容器及设施设置地点居民区、公共场所根据不同的居住类型设置投放点，见表2-5。表2-5 生活垃圾投放点设置场所分类投放点设置场所分类居民高层和小高层在每一楼层设置（分类）收集桶商务楼投放点设置根据情况在每一楼层或楼口设置（分类）收集桶别墅区和多层小区在单元门口设置（分类）收集桶老式公寓、平房区在垃圾房内设置（分类）收集桶较大区域垃圾房设置（分类）收集桶，小型转运站设置（分类）收集桶沿街商铺根据商铺性质设置（分类）收集桶（5）容器设置数量容器设置数量对费用影响甚大，应事先进行规划和估算。某地段需配置多少容器，主要考虑的因素为服务范围内居民人数、垃圾人均产量、垃圾容重、容器大小和收集次数等。2分类贮存分类贮存是指根据对生活垃圾回收利用或处理工艺的要求，由垃圾产生者自行将垃圾分为不同种类进行贮存，即就地分类贮存。生活垃圾的分类贮存与收集很复杂，在国外有不同的分类方式。 分两类：按可燃垃圾（主要是纸类）和不可燃垃圾分开贮存。其中塑料通常作为不可燃垃圾，有时也作为可燃垃圾贮存。 分三类：按塑料除外的可燃物，塑料，玻璃、陶瓷、金属等不燃物三类分开贮存。 分四类：按塑料除外的可燃物，金属类，玻璃类、塑料、陶瓷及其他不燃物四类分开贮存。金属类和玻璃类作为有用物质分别加以回收利用。 分五类：在上述四类基础上，再挑出含重金属的干电池、日光灯管、水银温度计等危险废物作为第五类单独贮存收集。开展城市废物的就地分类不仅能减少投资，而且还能提高回收物料的纯度。生活垃圾中的纸、玻璃、铁、有色金属、塑料、纤维材料等成分适合于分类贮存收集。要做到就地分离贮存，需设置（或配给）不同容器（如不同颜色的纸袋、塑料袋或塑胶容器）以便存放不同废物。在美国大多数城市已规定住户必须放置两个垃圾容器，一个贮存厨房垃圾，一个贮存其他废物。相应的垃圾收集车辆也有两分类或三分类车（即同一收集车上将槽分为两格或三格，分别收集废纸、塑料及堆积空瓶）。我国少数城市正在试行分类贮存的方法，我国生活垃圾在垃圾品质以及居民住宅条件等各方面与发达国家比较都有一定的差距，目前还处于摸索阶段，认识尚不统一。传统的生活垃圾分类主要在处理厂或转运站进行，家庭分类存放需增加容器数量、收集工人数及车辆。就地分类贮存的推广工作是长期艰巨的系统工程，牵涉到技术、社会以及居民意识等多方面的因素，这三者皆不可偏废。因此在重视技术的同时，更需要统一思想，大力开展宣传，提高全民意识。另外环卫主管部门先行制定规章及其他社会性强制手段也是不可缺少的，并要有相应切实可行的技术措施，这才能使工程得以顺利开展。除上述分类贮存中提到的各种垃圾外，对于集贸市场废物和医院垃圾等特种垃圾通常都不进行分类，前者可直接送到堆肥厂进行堆肥化处理，后者则必须立即送专用焚烧炉焚化。【例2-1】 废物分类收集对生活垃圾组分分布的影响参数假定如下： 生活垃圾循环百分比=15 % ; 已循环固体废物的组分百分分布为：纸=40%，纸板=20%，塑料=6%，庭院废物=8%，锡罐=4%，玻璃=18 %，铝=1%，其他非铁金属=3。【解】 以l00kg 收集的固体废物（包括循环固废）为基础进行计算并假设其组成含量如下表（2）列： 循环固体废物量=15或100kg中有15kg ; 收集的固体废物（未包括循环固体废物）的质量=10015（循环量）=85.0（kg）。如表2-6列出计算如下：表2-6 废物分类收集对生活垃圾组分分布的影响组分（1）收集的固体废物（包括循环物质）质量kg（2）已循环固体废物组分质量百分比kg（3）循环固体废物质量kg（4）收集的固体废物（未包括循环固体废物）质量/kg（5）=（2）（4）收集的固体废物（未包括循环固体废物）组成质量百分比/（6）=（5）/0.85有机物食品废物8.48.409.9纸35.640.06.029.6034.8纸板6.420.03.03.404.0塑料6.96.00.96.007.1织物1.81.802.1橡胶0.40.400.5皮革0.40.400.5庭院废物17.28.01.2016.0018.8废木料1.81.802.1无机物玻璃9.018.02.706.307.4锡罐5.84.00.605.206.1铝0.61.00.150.450.5其他金属3.03.00.452.553.0灰土2.72.703.2总计100.0100.015.0085.00100.02.1.4 城市生活垃圾的清运生活垃圾清运的主要目的是把城市内的生活垃圾及时清运出去以免其影响到市容卫生环境，是废物收运系统的主要环节。世界各国对生活垃圾收运环节都比较重视，一方面努力提高垃圾收运的机械化、卫生化水平，另一方面正在稳步实现垃圾清运管理的科学化。现行的城市生活垃圾收运方法主要是车辆收运法和管道输送法两种类型，其中车辆收运法应用非常普遍，是指使用各种类型的专用垃圾收集车与容器配合，从居民住宅点或街道把废物和垃圾运到垃圾转运站或处理场的方法。采取这种收运方法必须配备适用的运输工具和停车场。车辆收运法在相当长的时间内仍然是废物运输的主要方法。因此，努力改进废物收运的组织、技术和管理体系，提高专用收集车辆和辅助机具的性能和效率是很有意义的。管道输送法是指应用于多层和高层建筑中的垃圾排放管道。排放管道有两种类型： 气动垃圾输送管道； 普遍排放通道。垃圾清运阶段的操作，不仅是指对各产生源贮存的垃圾集中和集装，还包括收集清除车辆至终点的往返运输和在终点的卸料等全过程。清运效率和费用高低主要取决于下列因素： 清运操作方式； 收集清运车辆的数量、装卸量及机械化装卸程度； 清运次数、时间及劳动定员； 清运路线。1清运操作方法清运操作方法可分为拖曳式和固定式两种。（1）拖曳容器操作方法：是指将某集装点装满的垃圾连容器一起运往转运站或处理处置场，卸空后再将空容器送回原处或下一个集装点，其中前者称为一般操作法，后者称为修改工作法。其收集过程见图2-1。（a）一般操作法（b）修改工作法图2-1 拖曳容器收集操作1容器点；2容器装车；3空容器放还原处；4驶向下个容器；5车库来的车行程开始：6满容器运往转运台；7空容器放还原处；8转运站、加工站或处置场；9a 点的容器放在b点，b点容器运往转运站；10空容器放在b点；11满容器运往转运站；12携带空容器的收集车自车库来，行程开始 （ 2 ）固定容器收集操作法是指用垃圾车到各容器集装点装载垃圾，容器倒空后固定在原地不动，车装满后运往转运站或处理处置场。固定容器收集法的一次行程中，装车时间是关键因素，分机械操作和人工操作。固定容器收集过程见图2-2。图2-2 固定容器收集操作1垃圾集装点；2将容器内的垃圾装人收集车；3驶向下一个集装点；4中转站、加工站或处置场；5卸空的收集车进行新的行程或回库；6车库夹的牢车行程开始2收集车辆（l）收集车类型不同地域各城市可根据当地的经济、交通、垃圾组成特点、垃圾收运系统的构成等实际情况，开发使用与其相适应的垃圾收集车。按装车形式大致可分为前装式、侧装式、后装式、顶装式、集装箱直接上车等形式。车身大小按载重量分，额定量约10-30t，装载垃圾有效容积为6-25m3（有效载重量约4-15t）。为了清运狭小里弄小巷内的垃圾，还有数量甚多的人力手推车、人力三轮车和小型机动车作为清运工具。在美国，用于居民的和商业部门的废物收集卡车都装有叫做装填器的压紧装置，液压压紧机可把松散的废物由容重35kg/m3压实到200-240kg/m3，常规的装载量为12m3和15m3 。（2）收集车数量配备收集车数量配备是否得当关系到费用及收集效率。某收集服务区需配备各类收集车辆数量的多少可参照下列公式计算。简易自卸车数=收集垃圾日平均产生量/（车额定吨位日单班收集次数定额完好率）式中：垃圾日平均产生量按式（2-1）计算；日单班收集次数定额按各省、自治区环卫定额计算；完好率按85计。多功能车数=收集垃圾日平均产生量/（车箱额定容量箱容积利用率日单班收集次数定额完好率）式中：箱容积利用率按50-70计；完好率按80计。侧装密封车数=收集垃圾日平均产生量/（桶额定容量桶容积利用率日单班收集次数定额完好率）式中：日单班装桶数定额按各省、自治区环卫定额计算；完好率按80计；桶容积利用率按50-70计。（3）收集车劳力配备每辆收集车配备的收集工人，需按车辆型号与大小、机械化作业程度、垃圾容器放置地点与容器类型等情况而定。一般情况，除司机外，人力装车的3t简易自卸车配2人；人力装车的5t简易自卸车配3-4 人；多功能车配1人；侧装密封车配2人。（4）收集次数与作业时间垃圾收集次数，在我国各城市住宅区、商业区基本上要求及时收集，即日产日清。在欧美各国则划分较细，一般情形，对于住宅区厨房垃圾，冬季每周两三次，夏季至少三次；对旅馆酒家、食品工厂、商业区等不论夏冬每日至少收集一次；煤灰夏季每月收集两次，冬季改为每周一次；如厨房垃圾与一般垃圾混合收集，其收集次数可采取二者之折衷或酌情而定。国外对废旧家用电器、家具等庞大垃圾则定为一月两次，对分类贮存的废纸、玻璃等亦有规定的收集周期，以利于居民的配合垃圾收集时间大致可分昼间、晚间及黎明三种。住宅区最好在昼间收集，晚间可能骚扰住户；商业区则宜在晚间收集，此时车辆行人稀少，可增快收集速度；黎明收集，可兼有白昼及晚间之利，但集装操作不便。总之，收集次数与时间应视当地实际情况，如气候、垃圾产量与性质、收集方法、道路交通、居民生活习俗等而确定，不能一成不变，其原则是希望能在卫生、迅速、低价的情形下达到垃圾收集目的。2.1.5 城市生活垃圾的收运路线设计生活垃圾的收运路线设计生活垃圾收运模式的设计是在以下条件下进行的：（1）已按照可持续发展要求确定了生活垃圾处理的方针、政策；（2）对生活垃圾的产量及成分做了预测；（3）已经确定了生活垃圾处理方法及选定了处理地点。在生活垃圾收集操作方法、收集车辆类型、收集劳力、收集次数和作业时间确定以后，就可着手设计收运路线，以便有效使用车辆和劳力。收集清运工作安排的科学性、经济性关键就是合理的收运路线。德国的生活垃圾收运系统比较完备，各清扫局都有垃圾车收运路线图和道路清扫图，把全市分成若干个收集区，明确规定扫路机的清扫路线以及这个地区的垃圾收集日、收集容器的数量和安放位置及其车辆行驶路线等。一般，收集线路的设计需要进行反复试算过程，没有能应用于所有清况的固定规则。一条完整的收集清运路线大致由“实际路线”和“区域路线”组成前者指垃圾收集车在指定的收集区内所行驶经过的实际收集路线，又可称为微观路线；后者指装满垃圾后，收集车为运往转运站（或处理处置场）需走过的地区或街区。1实际路线的设计收运路线设计的主要问题是卡车如何通过一系列的单行线或双行线街道行驶，以使得整个行驶距离最小。换句话说，其目的就是使空载行程最小。在研究探索较合理的实际路线时，需考虑以下几点：每个作业日每条路线限制在一个地区，尽可能紧凑，没有断续或重复的线路；平衡工作量，使每个作业、每条路线的收集和运输时间都合理地大致相等；收集路线的出发点从车库开始要考虑交通繁忙和单行街道的因素。2区域路线的设计对于一个小型的独立的居民区，确定区域路线的问题就是去寻找一条从路线的终端到处置地点之间最直接的道路。而对于区域较大的城区，通常可以使用分配模型来拟制区域路线，从而获得最佳的处置与运输方案。所谓的分配模型，其基本概念是在一定的约束条件下，使目标函数达到最小。在区域路线设计工作中使用该模型可以将其优点极大地发挥出来。该技术中使用最多的是线性规划。最简单的分配问题是对于有多个处置地点的固体废物的分配最优化。显然最常用的办法是将最近处的废物源首先分配，然后是下一个最靠近的，依次类推。而对于较复杂的系统，有必要应用最优化技术。运输规则系统是最适宜的最优化方案，它是一种线性规划。3设计收运路线的一般步骤设计收集路线的一般步骤包括：准备适当比例的地域地形图，图上标明垃圾清运区域边界、道口、车库和通往各个垃圾集装点的位置、容器数、收集次数等，如果使用固定容器收集法，应标注各集装点垃圾量；资料分析，将资料数据概要列为表格；初步收集路线设计；对初步收集路线进行比较，通过反复试算进一步均衡收集路线，使每周各个工作日收集的垃圾量、行驶路程、收集时间等大致相等，最后将确定的收集路线画在收集区域图上。4垃圾收运系统的衡量标准衡量一个垃圾收运系统的优劣应从以下几个方面进行。（l）与系统前后环节的配合：合理的收运系统应有利于垃圾由产生源向系统的转移，而且具有卫生、方便、省力的优点。收运系统与垃圾处理之间应协调，其中包括工艺协调、接合点协调。（2）对环境的影响：有对外部环境的影响和内部环境的影响之分。应严格避免系统对外部环境的影响，包括垃圾的二次污染、嗅觉污染、噪声污染和视觉污染等；对系统内部环境的影响是指作业环境的不良。（3）劳动条件的改善：一个合理的收运系统应最大限度地解放劳动力，降低操作工人的劳动强度，改善劳动条件，具有较高的机械化、自动化和智能化程度。（4）经济性：是衡量一个收运系统优劣的重要指标，其量化的综合评价指标是收运单位量垃圾的费用，简称单位收运费。影响单位收运费的因素很多，主要有收运方式、运输距离、收运系统设备的配置情况及管理体系等。2.2 城市生活垃圾转运站随着城市的发展，在市区垃圾收集点附近已越来越难找到合适的地方来设立垃圾处理处置场，垃圾转运是必然趋势。2.2.1 定义生活垃圾转运是指利用转运站，将从各分散收集点用小型收集车清运的垃圾转运到大型运输工具，并将其远距离运输至垃圾处理处置场的过程。生活垃圾转运站是连接垃圾产生源头和末端处置系统的结合点，起到枢纽作用。是否设置转运站，其经济性取决于：（l）是否有助于垃圾收运的总费用降低，即由于长距离大吨位运输比小车运输的成本低或由于收集车一旦取消长距离运输能够腾出时间更有效地进行收集工作；（2）是否对转运站、大型运输工具或其他必需的专用设备的大量投资会提高收运费用。2.2.2 转运站类型转运方式形式多样，可按不同方式进行分类。1按转运规模分类（l）小型转运站转运量小于150t/d ; （2）中型转运站转运量为150-450t/d ; （3）大型转运站转运量大于450t/d 。2按转运次数分类可分为一次转运和二次转运。（l）一次转运即垃圾收集后只经过转运站转运后直接运往垃圾处理场的方式，是目前使用最多的转运方式。（2）二次转运即垃圾收集后经过小型转运站转运后运往大中型转运站或铁路、水路转运站进行二次转运后运往垃圾处理场的方式。3按运输工具分类可分为公路转运、铁路转运和水路转运。（1）公路转运是一种利用汽车作为运输工具的转运方式，是国内外采用最为普遍的转运方式。根据转运工艺的不同，可分为直接转运式、推人装箱式、压实装箱式、集装箱转运式等多种形式。（2）铁路转运是一种利用火车作为运输工具的转运方式。我国垃圾铁路转运站的应用极少，只有极少部分大型工矿企业，在将其单位垃圾外运时，有时采用铁路运输方式，一般是将企业垃圾人工（或人工十铲车）送人敞口车箱之后，由火车头拉着车箱沿着铺设好的轨道将垃圾送到处置地。（3）水路转运是一种利用轮船作为运输工具的转运方式。例如上海市的生活垃圾水陆联运系统。4按工艺和压实程度分类可分为直接转运式、车箱外压实装箱式和车箱内压实装箱式。（1）直接转运式工艺流程如图2-3，图2-4所示。图2-3 直接转运式工艺流程图图2-4 直接转运式工艺示意图此工艺简单，设备较少，但对垃圾的减容压实程度最低，垃圾的运输效率低，不符合长距离运输的需要。（2）车箱外压实装箱式该工艺流程如图2-5、图2-6所示，其具有压实效果好、转运作业效率高等优点，但投资和运行费高，巨对垃圾成分要求严格，需要垃圾中压实基体（如煤渣等）含量较高。图2-5 车箱外压实装箱式工艺流程图2-6 车箱外压实装箱式（3）车箱内压实装箱式该工艺流程如图2-7、图2-8所示，该工艺实现了全封闭化操作，作业过程中的臭气扩散和蚊蝇孽生可大大减少。由于压人装箱机的结构比预压缩装箱机简单，操作较易，且动力耗费较少，所以总的投资和运行费相对较低。图2-7 车箱内压实装箱式该工艺流程压入装箱式的转运站工艺较完善，在国内外已得到广泛应用。5按装卸料相对位置分类可分为水平装箱式和竖直装箱式。（l）水平装箱式利用传输带、抓斗天车等辅助工具进行收集车的卸料和大型运输工具的装料，收集车和大型运输工具停在一个平面上，如图2-9所示。（2）竖直装箱式利用地形高差来装卸料，也可用专门的液压台将卸料台升高或大型运输工具下降，如图2-10所示。2.2.3 设置要求垃圾转运站布局规划的主要参考依据是城市环境卫生设施标准（CJ 527-89）和城市垃圾转运站设计规范（CJJ47-91）。1选址（l）应符合城市总体规划和城市环境卫生行业规划的要求；（2）宜选在服务区域的中心或垃圾产量集中的地方；（3）应设置在市政设施完善、交通便利、至后续处理设施的运输距离和行驶路线合理的地方。图2-8 车箱内压实装箱式图2-9 水平装箱式图2-10 竖直装箱式1垃圾运输车；2吊车；3集装箱；4卸料平台；5垃圾储坑2规模垃圾转运量可按下式计算Q= （2-1）式中：Q转运站规模，t/d ; n服务区域人口数，人；垃圾产量变化系数，按当地实际资料采用，若无资料时，一般可取1.13-1.40;q人均垃圾产量，kg/（人d），按当地实际资料采用，若无资料时，一般可采用0.8-1.8kg/（人d）。3用地标准用地面积根据日转运量确定，应符合表2-7的规定。表2-7 垃圾转运站用地标准转运量（t/d）用地面积m2与相邻建筑间距m绿化隔离带宽度m1503000105150-4502500-1000015845080003015注：1表内用地面积不包括垃圾分类和堆放作业用地。2用地面积中包含沿周边设置的绿化隔离带用地，用地面积可根据绿化率的提高而增加。3表中“转运量”按每日工作一班制计算。4当选用的用地指标为两个档次的重合部分时，可采用下档次的绿化隔离带指标。5二次转运站宜偏上限选取用地指标。4设施转运站内设施包括：称重计量系统、除尘除臭系统、监控系统、生产生活辅助设施、通讯设施等，各转运站根据规模大小和当地需求进行相应配置。铁路及水路运输转运站应设置与铁路系统及航道系统相衔接的调度通讯、信号系统。5建筑和环境绿化转运站的外形应美观，操作应封闭，设备力求先进；其飘尘、噪声、臭气、排水等指标应符合环境监测标准；绿化面积应符合国家标准及当地政府的有关规定；转运站内建筑物、构筑物的布置应符合防火、卫生规范及各种安全要求，建筑设计和外部装修应与周围居民住房、公共建筑物及环境相协调。2.2.4 工艺设计计算假定某转运站要求：采用压实设备；竖直装箱式；公路运输。其工艺设计如下：垃圾车在高货位上的卸料台卸料，倾入低货位上的压缩机漏斗内，然后将垃圾压人半拖挂车内，满载后由牵引车拖运，另一辆半拖挂车装料。根据该工艺与服务区的垃圾量，计算卸料台、压缩机、牵引车和半拖挂车的数量。1卸料台数量（A ） 该垃圾转运站每天的工作量可按下式计算E=MWykl/365（2-2）式中：E每天的工作量，t/d；M服务区的居民人数，人；Wy垃圾年产量，t /（人a ）；K1垃圾产量变化系数，参考值为1.15。一个卸料台的工作量F = tl/ （t2kt） （2-3）（2-24） 式中F卸料台每天接受清运车数，辆d；tl转运站每天的工作时间，min/d；t2每辆清运车的卸料时间，min辆；kt清运车到达的时间误差系数。则所需卸料台的数量为A=E/（wF） （2-4）式中：W清运车的载重量，t辆。2压缩机数量（B）B=A （2-5）3牵引车数量（C）一个卸料台的牵引车数量（C1） C1= t3/t4 （2-27） 式中：t3大载重量运输车往返的时间，min；t4半拖挂车的装料时间，min。其中半拖挂车的装料时间t4=t2nk4 （2-6）式中：n向一辆半拖挂车内装料的垃圾车数量，辆。该转运站所需的牵引车总数为C=C1A（2-7）4半拖挂车数量（D）半拖挂车是轮流作业，一辆车满载后，另一辆装车。半拖挂车的总数为D = （Cll）A（2-8）2.3 城市生活垃圾破碎工艺及设备2.3.1 城市生活垃圾的预处理生活垃圾纷繁复杂，其形状、大小、结构和性质各异，为了使其转变为更适合于运输、贮存、资源化利用以及某一特定的处理处置方式的状态，往往需要预先进行一些前期准备加工工序，即预处理。生活垃圾的预处理一般可分为两种情况：其一是分选作业之前的预处理，主要包括筛分、分级、破碎和粉磨等，以使废物单体分离或分成适当的级别，更利于下一步工序的进行；其二是运输前或最终处理、处置前的预处理，主要包括破碎、压缩和各种固化方法等，其目的是使废物减容以利于运输、贮存、焚烧或填埋等。预处理操作技术主要运用物理或化学的方法进行操作，这样不但可以实现固体废物中某些目标物质的分离和集中，同时可以对其中的有效组分进行回收。这对于以资源化为最终目的的固体废物处理系统而言，是至关重要的。2.3.2 城市生活垃圾破碎原理及流程1破碎目的破碎，更确切地称之为颗粒尺寸减小，是通过人力或机械等外力的作用，破坏物体内部的凝聚力和分子间作用力而使物体破裂变碎的操作过程。若再进一步加工，将小块垃圾颗粒分裂成细粉状的过程称为磨碎。破碎是生活垃圾处理技术中最常用的预处理工艺。破碎处理后的垃圾之间不存在较大空隙，物料的密实度增加，颗粒尺寸分布趋于规律大大有利于后续处理工序的需求。图2-11 不同情况下的颗粒尺寸分布从图2-11为不同情况下的颗粒尺寸分布。破碎几乎是所有垃圾处理方法必不可少的预处理工序，主要有以下优点：（l）废物容积减少，便于贮存与运输；（2）为分选提供要求的人选粒度，使原来的联生矿物或联结在一起的异种材料等单体分离，从而更有利于提取其中的有用物质与材料；（3）破碎后，原来组成复杂且不均匀的废物变得混合均一，比表面积增加，易于实现稳定安全高效的燃烧，尽可能回收其中的潜在热值，也有助于提高堆肥效率；（4）对于填埋处理而言，破碎后废物置于填埋场并施行压缩，其有效密度要比未破碎物高25-60% ，减少了填埋场工作人员用土覆盖的频率，加快实现垃圾干燥覆土还原，与好氧条件相结合，还可有效去除蚊蝇、臭味等问题，减少了昆虫、鼠类传播疾病的可能；（5）防止不可预料的大块、锋利的垃圾破坏运行中的处理机械，如分选机、炉膛等；（6）便于生活垃圾的资源化加工，如制砖、制水泥等，都有一定的粒度要求。2生活垃圾的机械强度和破碎方法（l）生活垃圾的机械强度指生活垃圾抗破碎的阻力。通常都用静载下测定的抗压强度、抗拉强度、抗剪强度和抗弯强度来表示。其与垃圾颗粒的粒度有关，粒度小的废物颗粒其宏观和微观裂缝比大粒度颗粒要少，因而机械强度较高。（2）破碎方法分为干式、湿式、半湿式三类。其中，湿式破碎与半湿式破碎是在破碎的同时兼有分级分选的处理。干式破碎即通常所说的破碎，按所用外力的不同，干式破碎（以下简称破碎）又可分为机械能破碎和非机械能破碎两种方法。机械能破碎是利用工具对固体废物施力而将其破碎的；非机械能破碎则是利用电能、热能等对固体废物进行破碎的新方法，如低温破碎、热力破碎、低压破碎或超声波破碎等。目前，广泛应用的是机械破碎，破碎作用分为挤压、摩擦、剪切、冲击、劈裂、弯曲等。3破碎比与破碎段破碎机的基本技术指标有两个：一是单位能耗，即单位质量破碎产品的能量消耗，用于判别破碎机消耗的经济性；二是破碎比，即破碎机在破碎过程当中，原废物粒度与破碎产物粒度的比值。破碎比表示废物粒度在破碎过程中减少的倍数，也就是表征了废物被破碎的程度。破碎机的能量消耗和处理能力都与破碎比有关。破碎比的计算方法有以下两种。（1）用废物破碎前的最大粒度（Dmax）与破碎后的最大粒度（dmax）的比值来确定破碎比（i） i=Dmax/dmax（2-9） 用该法确定的破碎比称为极限破碎比，在工程设计中常被采用。根据最大物料直径来选择破碎机给料口的宽度。（2）用废物破碎前的平均粒度（Dcp）与破碎后的平均粒度（dcp）的比值来确定破碎比（i） i=Dcp/dcp （2-10）用该法确定的破碎比称为真实破碎比，能较真实地反映破碎程度，在科研和理论研究中常被采用。一般破碎机的平均破碎比在3-30 之间；磨碎机破碎比可达40-400 以上。垃圾每经过一次破碎机或磨碎机称为一个破碎段。如若要求的破碎比不大，则一段破碎即可。对有些固体废物的分选工艺，例如浮选、磁选等，要求人料的粒度很细，破碎比很大，往往根据实际需要将几台破碎机或磨碎机依次串联起来组成破碎流程。对固体废物进行多次（段）破碎，其总破碎比等于各段破碎比（i1，i2，in）的乘积，如式（2-11）所示。i=i1i2in （2-11）破碎段数是决定破碎工艺流程的基本指标，它主要决定破碎废物的原始粒度和最终粒度。破碎段数越多，破碎流程就越复杂，工程投资相应增加。为避免机器的过度磨损，工业固体废物的尺寸减小往往分几步进行，一般采用三级破碎，第一级破碎可以把材料的尺寸减小到7.62cm ，第二级破碎减小到2.54cm ，第三级减小到0.32cm 。4破碎流程根据固体废物的性质、颗粒的大小、要求达到的破碎比和选用的破碎机类型，每段破碎流程可以有不同的组合方式，其基本的工艺流程如图2-12所示。（a）单纯破碎仁艺（b）带预先筛分破碎工艺（c）带检查筛分破碎工艺（d）带预先筛分和检查筛分破碎工艺图2-12 破碎的基本工艺流程2.3.3 城市生活垃圾破碎设备选择固体废物破碎设备时，必须充分考虑固体废物所特有的复杂破碎过程，并综合考虑以下因素：所需破碎能力；固体废物性质（如破碎特性、硬度、密度、形状、含水率等）和颗粒的大小；对破碎产品粒径大小、粒度组成、形状的要求；供料方式；安装操作等。常用破碎机有以下类型：颗式破碎机、圆锥破碎机、锤式破碎机、冲击式破碎机、剪切式破碎机、辊式破碎机、粉磨机等。按照工艺要求，破碎机械的分类见表2-8。表2-8 破碎机械按工艺要求分类机械类别作业分类进料尺寸mm出料尺寸mm破碎比主要破碎方法破碎机械粗碎机械粗碎作业300-900100-3506压碎或击碎颚式、颚辊式中碎机械粗碎作业细碎作业100-35050-10020-1003-153-206-30压碎或击碎反击式、锤式双辊式粉碎机械粗磨作业细磨作业2-602-300.1-0.3600 800击碎、磨碎击碎、磨碎球磨机、棒磨机轮碾机1颗式破碎机颗式破碎机俗称老虎口，广泛应用于选矿、建材和化学工业部门。它适用于坚硬和中硬物料的破碎。颗式破碎机按动颗摆动特性分为三类：简单摆动型、复杂摆动型和综合摆动型，前两种应用较为广泛。2锤式破碎机按转轴方向不同，锤式破碎机有水平和垂直两种；按转子数目不同，锤式破碎机可分为单转子和双转子两类。单转子破碎机根据转子旋转方向不同，又可分为可逆式和不可逆式两种。目前普遍采用可逆单转子锤碎机。3冲击式破碎机冲击式破碎机大多是旋转式的，都是利用冲击作用进行破碎，这与锤式破碎机很相似，但其锤子数要少很多，一般为两个到四个不等。冲击式破碎机具有破碎比大、适应性强、构造简单、外形尺寸小、操作方便、易于维护等特点。适用于破碎中等硬度、软质、脆性、韧性及纤维状等多种固体废物。4剪切式破碎机剪切式破碎机以剪切作用为主，通过固定刀和可动刀之间的啮合作用，将固体废物破碎成适宜的形状和尺寸。剪切式破碎机特别适合破碎低二氧化硅含量的松散物料。可动刀又分为往复刀和回转刀。5辊式破碎机辊式破碎机主要靠剪切和挤压作用。根据辊子的特点，可将辊式破碎机分为光辊破碎机和齿辊破碎机。光辊破碎机的辊子表面光滑，主要作用为挤压与研磨，可用于硬度较大的固体废物的中碎与细碎。而齿辊破碎机辊子表面有破碎齿牙，主要作用为劈裂，可用于脆性或豁性较大的废物，也可用于堆肥物料的破碎。2.4 城市生活垃圾分选及其设备生活垃圾分选简称垃圾分选，是垃圾处理的一种方法（单元操作），其目的是将垃圾中可回收利用的或不利于后续处理、处置工艺要求的物料分离出来。通过分选可达到如下几方面的目的。（1）分选可以回收很多有价值的物质。如废塑料制品中通常含有金属等有用物质。（2）对于要进行堆肥处理的垃圾可以经过分选去除其中不可堆肥的物质，提高堆肥效率和堆肥的肥效。（3）垃圾在焚烧前可以通过分选去除其中不可燃烧和有用的物质，对于提高燃料热值、保证燃烧顺利进行具有重要的意义。（4）在生活垃圾进入填埋场之前，分选可以将那些有用的和可能对填埋场造成危害的物质，如废旧电池等分离出来，不但有效地延长了填埋场的使用期限，更提高了其安全性。废物分选是根据物料的物理性质或化学性质（包括粒度、密度、磁性、电性、表面润湿性、摩擦性与弹性以及光电性等）的不同而进行分选的，包括筛分、重力分选、磁选、电选、浮选、摩擦与弹性分选、光电分选以及最简单有效的人工分选等。最广泛采用的生活垃圾分选方法是从传送带上进行人工手选，几乎所有的堆肥厂及部分焚烧厂均用手选方法。这种方法效率低，不能适应大规模的垃圾资源化再生利用系统。但是仅靠机械设备进行垃圾分选，虽然速度快，往往也达不到非常理想的效果。所以在进行大规模的生活垃圾处理时，通常采用机械结合人工分选的方式。2.4.1 物料分选的一般理论为了从一种混合物料中分离各种纯净物质，分选过程可以按两级识别（两个排料口）或按多级识别（两个以上排料口）来确定。例如：磁选机只能选别出磁性与非磁性物质，因此它是两级分选装置；而一台具有一系列不同大小筛孔的筛分机，能够分选出若干种产品，是一种多级分选装置。两级分选机和多级分选机的流程如图2-13所示。图2-13 两级和多级分选机1两级分选机在两级分选机中，给入的物料是由X和Y组成的混合物，X、Y为待分离的物料。单位时间内进入分选机的X物料和Y物料的量分别为X0和Y0；单位时间内X和Y从第一排出口排出的量分别为X1和Y1；从第二排料口排出的量为X