大型垃圾中轉站通風除塵、除臭系統的研制

潘樓垃圾中轉站通風除塵、除臭系統的研制是建立在完成2000年天津市建設管理委員會批準立項的“大型垃圾中轉站設備及配套系統技術措施研究與開發”科研課題基礎上，對天津市潘樓垃圾中轉站工程設計中的研究與應用。 
潘樓垃圾中轉站是天津市雙口衛生填埋場的配套設施，坐落在西青區小南河鎮潘樓村，為2000年國家增量資金項目、天津市重點工程，此工程占地2.67hm2，總投資3600萬元，中轉垃圾1000t／d。該中轉站主要解決天津市和平區、南開區居民生活垃圾清運問題。根據天津市近幾年生活垃圾的調查顯示，垃圾容積大、容重小，如用5t集裝箱垃圾車直運填埋場，每車實際載重量只有2.7t左右，由于運距遠、虧載嚴重，勢必造成用車多、用人多、油耗多而加大運輸成本；同時由于運輸時間集中，給道路交通帶來一定壓力。因此應建設大型垃圾中轉站，即采用小噸位車將垃圾壓縮倒入大型垃圾車運往填埋場處理的運輸方式。 
大型垃圾中轉站壓縮車間一般有多個卸料車位，每日垃圾轉運高峰期集中在早上5：00～9：00，約30S傾倒一車垃圾。由于垃圾卸料時落差較大，粉塵及輕質物騰起，并迅速擴散污染整個車間。在冬季以燃煤取暖的地區垃圾含水量較低，則粉塵污染更為嚴重，彌漫整個車間，工作環境極其惡劣。夏季，垃圾含水量較高，雖然揚塵較小，但由于垃圾滯留腐敗，惡臭污染也極為嚴重。 
2000年我們進行了“大型垃圾中轉站設備及配套系統技術措施研究與開發”，其中重點研制大型垃圾中轉站通風除塵、除臭系統。 
1存在問題及原因分析 
1.1存在問題 
經天津市環境監測中心對中轉站進行監測，發現壓縮車間內的TSP、PM10、惡臭3項污染物指標均大大超過國家標準，其中最嚴重項超標280倍，檢測惡臭氣體的主要物質為氯化氫、硫化氫、甲硫醇、氨、甲基胺等，這些污染物直接影響著工作人員的身心健康，我們結合對國內大型垃圾中轉站現狀的了解，確定潘樓垃圾中轉站存在問題如下： 
（1）除塵系統未建立一個負壓區域，致使運行中揚塵和惡臭得不到很好的控制； 
（2）系統選用的凈化塔設備除塵、除臭效率較低； 
（3）系統布局不合理。 
1.2原因分析 
通過因果分析樹見圖1，對粉塵、臭氣的產生原因進行分析。 


圖1粉塵、臭氣產生的因果分析樹 
由圖1可知： 
（1）污染區封閉不好。由于污染區沒有形成負壓狀態，垃圾倒出時，氣流裹挾著粉塵迅速擴散，污染整個車間。因為垃圾車隨時傾倒，如果污染區不能被封閉，在敞開的空間內，粉塵和惡臭很難被吸入除塵、除臭系統中，解決污染區封閉問題非常關鍵，因此列為主要原因。 
（2）吸風罩設計與安裝不合理。其表現為吸風罩不能按照氣流流動方向，及時將溢出的粉塵吸入罩內，當大量氣流以垂直方向撲出，側吸風罩不能有效的捕集氣體，增加了粉塵擴散的幾率和臭氣彌漫的嚴重性。吸風罩的設計與安裝不盡合理是影響除塵、除臭的主要原因。 
（3）除塵、除臭方式不合理。一般除塵、除臭設備為水噴淋除塵，水霧化不好，除塵效率低，現有設備除塵、除臭效率不足80％。目前的方式是以水噴霧除塵，此方式對30μm以下的粉塵過濾效率較低，靠藥液吸收惡臭的除臭方法，效率也較低。選擇合理的除塵、除臭方式是提高系統除塵、除臭效率的主要原因。 
其他如設備阻塞、濾網阻塞、吸排管路長、管路轉彎死角多等，也對系統產生一些影響。 
如果解決了這3個主要問題，粉塵與臭氣能有效地吸入系統，并進行高效的凈化，方可解決傾倒垃圾造成的環境污染問題，有效地除塵、除臭。 
3改造措施 
3.1針對垃圾槽的敞開式，槽邊污染區不能形成負壓區的問題，采用了軟門簾封閉法，設計軟門簾封閉污染區，利用軟簾封閉污染源形成負壓區。經過現場測量、實驗，測定軟簾的封閉長度，使其即有效地封閉污染區又不妨礙垃圾車傾翻卸車。經軟簾封閉后，污染區基本形成半封閉區域，通過計算，加軟簾后可使料槽邊吸入風速提高10倍，達到0.5m／s。 
3.2針對吸風罩設計與安裝不合理問題，研制人員模擬現場，測定垃圾傾倒時粉塵隨氣流運動的方向，根據氣流運動規律，設計吸風罩的結構與合理的安裝位置。因為在垃圾倒出的瞬間，氣流是垂直向上的，國內以往采用的側吸風罩作業時，氣流首先直射正上方，只有部分氣流進入罩內，由于設計以及安裝位置不合理，粉塵捕集率極低。我們在借鑒其他經驗的基礎上，改變風罩形狀，合理確定安裝側吸風罩的位置，由原來距卸料槽平面0.5m改為2m，變側吸風為側上部吸風，如圖2所示，使瞬間撲出的粉塵能及時吸入罩內。 
通過改造措施的實施，使二層車間粉塵排放濃度控制在國家標準范圍內。 3.3為了提高除塵、除臭效率，我們對設備選型要慎重。選型前進行各指標的篩選，對各種設備的使用情況、適用環境、設備可靠性及效率等進行分析比較，最終選定兩級除塵方式。 
第一級為噴淋除塵：即去除氣體中較大顆粒粉塵，并減少二級除塵的粉塵濃度，減小設備堵塞發生的可能性。為了減少用水量，料槽上方水霧降塵在每個卸料車位設置傳感器，當接收到該車卸料的信號后，電磁閥開啟，對該車位噴水降塵，噴淋延時30s后，自動關閉。 
第二級為爆氣除塵：即除去氣體中50μm以下的細粉塵，保證排放要求。 
采用藥液吸收和活性炭吸附兩級除臭方式，提高垃圾中惡臭的凈化率。 
為了驗證設備的技術指標，首先制作1：5設備模型，模擬運行并進行測試。經過對過濾后的氣體進行采集分析，要提高除塵、除臭效率，需延長氣體的停留時間，在模擬試驗的基礎上，選定設備，確保除塵、除臭率達到95％。經實施以上方案，使室外粉塵排放濃度、排放速率以及惡臭排放濃度都控制在國家標準范圍內：（1）二層車間粉塵排放達到GB16297-1996無組織排放監控濃度限值，即0.5mg／m3；（2）室外粉塵排放濃度達到GB16297-1996中允許排放濃度120mg／m3和排放速率的標準限值3.5kg／h；（3）符合DB12／-059-95惡臭污染物排放標準，凈化后惡臭排放濃度小于1000（無量綱）。 
經檢測：二層車間粉塵排放濃度0.3mg／m3；室外顆粒物排放濃度為1.33mg／m3；排放速率為0.018kg／h；臭氣排放濃度98（無量鋼）。各項指標均達到國家標準。 
4效益分析 
4.1環境效益 
改變了站內傳統垃圾收運過程中塵土飛揚、惡臭污染的惡劣環境，大大改善了工作人員的作業環境，從而有益于保障和增強工作人員的身心健康，同時也改善了周邊的環境，使現代化的中轉站能夠在基本無污染的環境下正常運行，創造了良好的環境效益。 
4.2社會效益 
在技術上實現了新突破，積累了新經驗，并在新技術、新工藝、新設備的開發應用和推廣等方面呈現了可喜的成績。近幾年已成功應用于國內大城市垃圾中轉站工程中。 
4.3經濟效益 
由于垃圾經過壓縮轉運，解決了虧載運輸問題，提高了垃圾運輸的工作效率，降低了運輸成本，每年可為國家節約大量的垃圾運輸費用，經濟效益顯著。 
5結束語 
大型垃圾中轉站除塵、除臭系統的研制解決了多年來大型垃圾中轉站設計中的難題，帶動了國內該領域工程設計水平的提高，為今后大、中、小型垃圾中轉站除塵、除臭系統的設計提供了可靠的依據。 
目前該成果多次應用于垃圾處理場及其他環衛設施中，為改善工人勞動環境、減少環境污染做了有益的探索。