第二章收集运输与中转

第二章固体废物的收集、运输、中转及预处理以城市垃圾为中心进行分析说明。城市垃圾收运乃城市垃圾处理系统中第一环节，其耗资最大，操作过程亦最复杂。据统计，垃圾收运费要占整个处理系统费用的60%~80%。城市垃圾收运之原则是：首先应满足环境卫生要求，其次应考虑在达到各项卫生目标时，费用最低，并有助于降低后续处理阶段的费用。因此，必须科学地制定合理的收运计划和提高收运效率。城市垃圾收运并非单一阶段操作过程，通常需包括三个阶段，构成一个收运系统。第一阶段是搬运与贮存（简称运贮），是指由垃圾产生者（住户或单位）或环卫系统收集工厂从垃圾产生源头将垃圾送至贮存容器或集装点的运输过程。第二阶段是收集与清除（简称清运）通常指垃圾的近距离运输。一般用清运车辆沿一定路线收集清除容器或其它贮存设施中的垃圾，并运至垃圾中转站的操作，有时也可就近直接送至垃圾处理厂或处置场。第三阶段为转运，特指垃圾的远途运输。即在中转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。第一节城市垃圾的搬运与贮存在城市垃圾收集运输前，城市垃圾的产生者必须将各自所产生的城市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，以利于居民的健康，并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）垃圾产生源的搬运管理(a)居民住宅区垃圾搬运低层居民住宅区垃圾搬运:①由居民自行负责将产生的城市城市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。②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。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。多数中高层公寓都设有垃圾通道，住户只需将垃圾搬运至通道投入口内，垃圾靠重力落入通道低层的垃圾间。粗大垃圾需由居民自行送入底层垃圾间或附近的垃圾集装点。这种方式需要注意避免垃圾通道内发生起拱、堵塞现象。(b)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，环境卫生管理部门进行监督管理。当委托环卫部门收运时，各垃圾产生者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。（2）贮存管理由于城市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，需要配备城市垃圾贮存容器。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。贮存方式大致分为家庭贮存、公共贮存、单位贮存和街道贮存。（a)城市垃圾贮存容器。类型繁多，可按使用和操作方式容量大小、容器形状及材质不同进行分类。国外许多城市都制定有当地容器类型的标准化和使用要求。用于各家各户生活垃圾的贮存容器多为塑料和钢制垃圾桶、塑料袋和纸袋。垃圾桶应该用耐腐的和不易燃材料制造，钢制的重而价昂，塑料轻而经济，但不耐热，使用寿命短。为了减少垃圾桶脏污和清洗工作，已广泛提倡使用塑料袋和纸袋。（b)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，主要应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。我国规定容器设置数量按以下方法计算。首先按下式求出容器服务范围内的垃圾日产生量：W=RCA1A2(1)式中：W—垃圾日产生量，t/d；R—服务范围内居住人口数，人；C—实测的垃圾单位产量，t/人·d；A1—垃圾日产量不均匀系数，取1.1~1.15；A2—居住人口变动系数，取1.02~1.05。然后按式（2）和（3）折合垃圾日产生体积：Vave=W/(A3Dave)(2)Vmax=Kvave(3)式中：Vave—垃圾平均日产生体积，m3/d；A3—垃圾容重变动系数，取0.7~0.9；Dave—垃圾平均容重，t/m3；K—垃圾产生高峰时体积的变动系数，取1.5~1.8；Vmax—垃圾高峰时日产生最大体积，m3/d）。最后以式（4）和（5）求出收集点所需设置的垃圾容器数量：Nave=A4Vave/(EF)(4)Nmax=A4Vmax/(EF)(5)式中：Nave—平时所需设置的垃圾容器数量，个；E—单个垃圾容器的容积，m3/个；F—垃圾容器填充系数，取0.75~0.9；A4—垃圾收集周期，d/次，当每日收集1次时，A4=1，每日收集2次时，A4=0.5，每二日收集1次时，A4=2，以此类推；Nmax—垃圾高峰时所需设置的垃圾容器数量。当已知Nmax时即可确定服务地段应设置垃圾贮存容器的数量，然后再适当地配置在各服务地点。容器最好集中于收集点，收集点的服务半径一般不应超过70m。在规划建造新住宅区时，未设垃圾通道的多层公寓一般每四幢应设置一个容器收集点，并建造垃圾容器间，以利于安置垃圾容器。(c)分类贮存分类贮存是指根据对城市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，也即就地分类贮存。城市垃圾的分类贮存与收集是复杂的工作，国外有不同的分类方式：(1)分二类贮存，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。(2)分三类贮存，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。(3)分四类贮存，按塑料除外可燃物；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。(4)分五类，在上述四类外，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，是减少投资提高回收物料纯度的好方法。适于分类贮存收集的城市垃圾成分主要是纸、玻璃、铁、有色金属、塑料、纤维材料等。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二个垃圾容器，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）。另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，后者则必须立即送焚烧炉焚化。对于危险性垃圾（有毒害有害废物），则必须特殊处置（在后面的章节会讲到）。第二节城市垃圾的收集与清除垃圾清除阶段的操作，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往返运输过程和在终点的卸料等全过程。因此这一阶段是收运管理系统中最复杂的，耗资也最大。清运效率和费用之高低，主要取决下列因素：①清运操作方式；②收集清运车辆数量、装载量及机械化装卸程度；③清运次数、时间及劳动定员；④清运路线。1、清运操作方法清运操作方法分移动式和固定式两种。移动容器操作方法：是指将某集装点装满的垃圾连容器一起运往中转站或处理处置场，卸空后再将空容器送回原处（一般法）或下一个集装点（修改法），其收集过程示意见下图：1、操作计算收集成本的高低，主要取决于收集时间长短，因此对收集操作过程的不同单元时间进行分析，可以建立设计数据和关系式，求出某区域垃圾收集耗费的人力和物力，从而计算收集成本。可以将收集操作过程分为四个基本用时，即集装时间、运输时间、卸车时间和非收集时间（其他用时）。（1）集装时间对常规法，每次行程集装时间包括容器点之间行驶时间，满容器装车时间，及卸空容器放回原处时间三部分。用公式表示为：Phcs=tpc+tuc+tdbc（6）式中Phcs–––每次行程集装时间（h/次）；tpc–––满容器装车时间（h/次）；tuc–––空容器放回原处时间（h/次）；tdbc–––容器间行驶时间（h/次）。如果容器行驶时间未知，可用下面运输时间公式（7）估算。（2）运输时间：指收集车从集装点行驶至终点所需时间，加上离开终点驶回原处或下一个集装点的时间，不包括停在终点的时间。当装车和卸车时间相对恒定，则运输时间取决于运输距离和速度，从大量的不同收集车的运输数据分析，发现运输时间可以用下式近似表示：h=a+bx（7）式中h–––运输时间，h/次；a–––经验常数，h/次；b–––经验常数，h/km；x–––往返运输距离，km/次。（3）卸车时间专指垃圾收集车在终点（转运站或处理处置场）逗留时间，包括卸车及等待卸车时间。每一行程卸车时间用符号S（h/次）表示。（4）非收集时间非收集时间指在收集操作全过程中非生产性活动所花费的时间。常用符号W(%)表示非收集时间占总时间百分数。因此，一次收集清运操作行程所需时间（Thcs）可用公式表示：Thcs＝(Phcs＋S＋h)/(1-w)（8）也可用下式表示：Thcs=(Phcs－S+a+bx)／(1-w)(9)当求出Thcs后，则每日每辆收集车的行程次数用下式求出：Nd=H/Thcs（10）式中：Nd–––每天行程次数（次/d）；H–––每天工作时数（h/d）；其余符号同前。每周所需收集的行程次数，即行程数可根据收集范围的垃圾清除量和容器平均容量，用下式求出：NW=VW/(C•f)（11）式中：NW–––每周收集次数，即行程数，次/周，若计算值带小数时，需进值到整数值；VW–––每周清运垃圾产量，m3/w；C–––容器平均容量（m3/次）；f–––容器平均充填系数。由此，每周所需作业时间Dw（d/w）为：Dw=tw•Phcs（12）式中tw为Nw取整到大的整数值。应用上述公式，即可计算出移动容器收集操作条件下的工作时间和收集次数，并合理编制作业计划。Example:某住宅区生活垃圾量约280m3/w。拟用一垃圾车负责清运工作，实行改良操作法的移动式清运。已知该车每次集装容积为8m3/次，容器利用系数为0.67，垃圾车采用八小时工作制。试求：为了及时清运该住宅垃圾，每周需出动清运多少次？累计工作多少小时？经调查已知：平均运输时间为0.512h/次，容器装车时间为0.033h/次；容器放回原处时间0.033h/次，卸车时间0.022h/次；非生产时间占全部工时25%。Solution:按公式(6)：Phcs=tpc+tuc+tdbc=0.033+0.033+0=0.066h/次清运一次所需时间，按公式(8)：Thcs=(Phcs+S+h)/(1-w)=(0.066+0.512+0.022)/(1-0.25)=0.80（h/次）清运车每日可以进行的集运次数，按公式(10)：Nd=H/Thcs=8/0.8=10（次/d）根据清运车的集装能力和垃圾量，按公式(11)：NW=VW/(cf)=280/(8×0.67)=53（次/周）每周所需要的工作时间为：Dw=twPhcs=53×0.8=42.4（h/周）固定容器收集操作法：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。因为装车有机械操作和人工操作之分，故计算方法也略有不同。机械装车：每一收集行程时间用下式表示：(13)式中：Tscs—–固定容器收集法每一行程时间，h/次；Pscs–––每次行程集装时间，h/次。其余符号同前。此处，集装时间为：Pscs=Ct(tuc)+(Np-1)(tdbc)(14)式中：Ct–––每次行程倒空的容器数，个/次；tuc–––卸空一个容器的平均时间，h/个；Np–––每一行程经历的集装点数；tdbc–––每一行程各集装点之间平均行驶时间。如果集装点平均行驶时间未知，也可用公式(7)进行估算，但以集装点间距离代替往返运输距离x（km/次）。wbxaSPTscsscs1每一行程能倒空的容器数直接与收集车容积与压缩比以及容器体积有关，其关系式：(15)式中：V–––收集车容积，m3/次；r–––收集车压缩比；其余符号同前。每周需要的行程次数可用下式求出：(16)式中：NW–––