城鎮垃圾轉運站模塊化設計

垃圾綜合處理系統由收集(含小車短距離運輸)、運輸(含轉運)和處理3大環節組成，即由3個子系統——垃圾收集系統、垃圾轉運系統、垃圾處理系統組成。 
垃圾收集系統：包括從不同產生源收集垃圾和將收集的垃圾送至垃圾轉運站。該系統的全部運行管理可由專業環境技術服務公司承接；或者將前一項工作交由街道居委會或小區物業公司負責(便于與服務對象溝通)，后一項工作涉及專用設備、容器及人力、物力的統一調度，應由專業環境技術服務公司承接。 
垃圾處理系統：由專項垃圾處理設施統一消納、處置，如分選回收、焚燒發電、高溫堆肥、衛生填埋等，以達到減量化、資源化、無害化的目的。專項垃圾處理設施應由專業環境技術服務公司營中轉運輸系統：在特定條件下，垃圾收集與垃圾處理兩個環節可以直接銜接配套。但是隨著運輸距離、運輸量的增加，運輸工具的改進，更多的時候則利用轉運技術及轉運設施來提高系統工作效能和效率。 
從系統管理理論的角度看，轉運系統是城鎮垃圾處理系統中的一環——一個具有特定功能的子系統；從邊界控制理論的角度看，轉運設施對于城鎮垃圾處理系統中的相關系統(環節)是一個關鍵的控制邊界——一個由建筑物、構筑物及配套機械設備組成、具有特定工藝技術參數的實體。因此，如何科學地規劃、設計垃圾轉運系統及設施，并合理配置機械設備是城鎮垃圾處理過程中的一個重要課題。 
1模塊化設計概念與設計原則 
1.1模塊化設計概念 
從系統管理和綜合效益的角度考慮(不限于追求局部或單一環節的最優)，按照規范化和通用性的基本原則，在項目設計中采用成熟、成套的技術及同規格(參數)設備，組合構建項目主體設施及輔助設施，以求項目建設的高速、高效和運行管理過程的方便、經濟。 
1.2模塊化設計原則與思路 
系統的規模設定兼顧實用性、科學性和前瞻性，既要確保中近期的需求，又要考慮遠期擴容；主要技術經濟指標參數的取舍應以提高系統效能和綜合效益為目標；設施設計與設備選型應注重規范化和實用性，便于建造和運行管理；配套設備及備件具備較強的通用性和互換性，且貨源充足可靠；將模塊化設計理念貫穿于項目的系統設計和實體設計等各環節，用不同功能特性的專業模塊(special modules)組合專項設施模塊組(module units)；再依據設施規模等要求，由若干模塊組構建多層次、多單元的模塊群(modular group)或模塊系統(modular system)。 2垃圾轉運站模塊化設計要點 
2.1模塊組結構設計 
作為城鎮垃圾收集、運輸系統的主要基礎設施，垃圾轉運站在工藝性方面應滿足以下基本要求： 
?轉運設施與設備能與前、后的垃圾收運、處理系統銜接、配合； 
?保持較高的作業機械化水平，盡可能避免現場人員直接接觸垃圾； 
?注重轉運站的密閉性能，采取必要措施控制二次污染。 
從專業特征和模塊化設計原則兩方面綜合考慮，垃圾轉運站的模塊化基本結構如圖1所示。 
每個垃圾轉運站都是一個規模確定的模塊群；每個模塊群由若干模塊組構成，其組數視轉運站規模確定；每個模塊組又由若干專業模塊構成，專業模塊可以是單一模塊(如形成垃圾轉運主體結構的建筑模塊)，也可以是一個子模塊組(如組成垃圾轉運工藝模塊的進站卸料模塊、填裝進料模塊和啟運模塊)。 


圖1垃圾轉運站模塊化框架結構圖 
垃圾轉運站的模塊組由3個專業模塊構成，即 

其中，工藝模塊是系統模塊的主體，它又包括： 

此外，還可由控制、管理、后勤等內容構成輔助模塊。 
2.2專業模塊功能設計 
2.2.1建筑模塊：形成工藝建筑物，為機械設備(垃圾填裝機、垃圾載運容器及舉升裝置、通風除臭裝置)提供安裝基礎和運行平臺；為生產作業及其管理提供活動空間，如收集小車卸料間、轉運容器受料間。 
2.2.2工藝模塊：由主要工藝設備、工藝構筑物及其調控裝置形成主工藝流程及其技術路線，按設定的技術經濟參數實現設施功能。如： 

2.2.3環保模塊：按國家現行標準的要求，結合工藝特征與外部環境條件，為生產過程提供必要的環境保護措施，如噴霧降塵、灑藥滅菌、通風除臭等。 
2.3垃圾轉運站規模設計與配套設備的規格、型號確定 
2.3.1轉運站設計規模Q設即為模塊設計規模Q群；模塊群由若干相同的模塊組Q組構成： 

其中n為模塊群中的模塊組數量，[ ]為高斯取整函數符號。 
2.3.2每個模塊內的各專業模塊的處理能力工藝 
參數相同。對于垃圾轉運站而言，建筑模塊、工藝模塊和環保模塊的工藝能力Q建、Q工藝和Q環應相互匹配。 
Q建=Q工藝=Q環(3) 
21313專業模塊中的子模塊組，也同樣遵循工藝能力匹配原則。對于垃圾轉運工藝模塊，其進站卸料模塊、填裝垃圾模塊、啟運模塊的工藝能力Q卸、Q裝和Q運也應相互匹配。 
Q卸=Q裝=Q運(4) 
任何一座垃圾轉運站其主體構筑物和主要工藝設備，以及環保設備、控制設備都是同型號、同規格的，因其模塊組數量的不同構成不同的模塊群，進而實現不同規模的要求。在設計、建設、運營維護的各個階段帶來很大的方便，提高工作效率和整體效益。 
當然，模塊化設計也存在不合理的地方。突出的一點是，若干相同工藝能力的模塊組構成的模塊群的規模能力大于或等于轉運工藝必要的規模能力，存在一定的浪費。但與模塊化設計的優點及其帶來的整體效益相比，這種不足及損失是微不足道的。 
3垃圾轉運站模塊化設計實踐 
3.1范例簡況 
中山市中心城區面積172km2；2002年10月人口總數54.53萬人，其中常住人口32.47萬人；日排放生活垃圾約400t。 
預測2010年，轄區服務人口達60萬人，因為考慮部分普通工業垃圾與生活垃圾一并處理，所以垃圾收集、轉運系統應具備日消納800t垃圾的能力。 
中心城區轉運站由城區周邊的5個中等規模的垃圾轉運站和兩個中小型水陸兩用垃圾轉運站構成。該轉運模式的基本技術路線是：各居民區(收集點)人工收集垃圾用收集車(人力車、腳踏三輪車、小型垃圾車)運往轉運站，再由中型垃圾運輸車輛運往中心組團垃圾綜合處理基地。 
各轉運站必備轉運能力如表1。 
3.2轉運站轉運模式設計 
中心城區的垃圾轉運站的平均距離在15km左右，不存在經濟運輸距離優勢(適合長距離運輸)。因此，不考慮采用超大型集裝箱(大噸位)運輸工具的二次轉運模式。 
經過調查研究及綜合分析，決定采用工藝較成熟、操作可靠、維修簡便、成本較低的固定式直接填裝式轉運模式。該方案將壓縮裝置、箱體、車底盤三者分離，尤其是一車多箱的配置，既有操作的靈活性，縮短了車輛等待裝填的時間，又減少了車輛的數量和周轉次數，節省了轉運站的投資和運營成本。 
為了有效的控制中轉運輸過程中的污染，車輛全部封閉運輸，轉運站與外界以綠化作隔離，垃圾污水和臭氣通過專用處理設施解決。從轉運工藝設計到運行，適合中山市中心城區轉運模式。 
3.3轉運站模塊化設計 
3.3.1模塊組及專業模塊功能設計 
按照規范化和通用性的基本原則，以模塊化設計理念及技術措施為基礎構建垃圾轉運站框架：每一個垃圾轉運站按其規模不同，設計若干模塊組構成主體設施(模塊群)，并補充必要的輔助措施；每個模塊組由建筑模塊、轉運功能模塊和環保模塊組成；每個模塊組的功能指標參數為設計轉運垃圾能力(Q組)60t/d。 
建筑模塊：含空間尺寸6m×4.5m×5.5m的垃圾受料間(一個車位)； 
轉運功能模塊：含1臺填裝機，可分離箱體(容積15m3，有效載荷8t)，1套箱體舉升裝置，以及相應的控制設備； 環保模塊：含1套通風除臭裝置及配套控制設備。 
3.3.2轉運站(模塊群)規模與模塊組數量設計 
1號轉運站： 
理論設計規模 
Q1設=K調?Q0=1.2×220=264(t/d) 
于是，模塊組數量 

所以，模塊群規模 
Q1群=n?Q組=5×60=300(t/d) 
用同樣的方法，分別計算2～6號轉運站(模塊群)規模和模塊組數量，如表1所示。 
3.4效益評析 
垃圾轉運系統能有效地接收、轉運轄區產生的生活垃圾，并且避免了可能產生的二次污染，保護區域生態環境，改善投資環境和居住條件。社會環境效益不言而喻。 
表1轉運站的設施規模及車輛設備配置表 


注1：6號站共有備用車5臺 
注2：因垃圾排放量受季節性因素等的影響，轉運站設計調整系數k調為1.2～1.5，其中3～6號轉運站取上限。 
垃圾轉運站按其規模不同，由若干建筑模塊、轉運功能模塊和環保模塊構成主體設施，具有必要的輔助措施。 
標準化的建筑模塊規范簡化了設計與建設環節，能減少建設投資。 
轉運功能模塊中選用單車有效載荷為8t的可分離式中型運輸車，雖然運輸量不如大型或超大型車(≥16t)，但其在機動性，與轉運設施、處理設施以及道路等設施的銜接、配套方面更具有適用性；選用與車體分離的固定填裝機能減輕運輸車箱體自重，提高有效載運量10%以上；6個垃圾轉運站的22個轉運工位全部采用同一型號、規格的填裝、舉升、載運機械設備及其控制設備，雖然在個別工位出現能力過剩的情況，但從總體上看，不僅能簡化轉運站的設計、建設過程，方便日常運行管理及設備維修、更換，而且具有通用性、互換性、互補性。環保模塊由規范化設計的抽風除臭系統構成，風機、風罩、管道及除臭裝置的型號、規格相同，具有建造、安裝及維護管理便利的特點。總之，依據科學、規范的設計原則以及模塊化的設計理念和技術措施，制定垃圾轉運站建設及設備配置方案，有利于控制和減少建設投資，提高工作效率，便于運行管理。 
參考文獻 
1中山市中心城區環境衛生專業規劃(1999～2020)[Z].1999，.2 
2中山市中心城區垃圾轉運系統(轉運站)調整、擴建可行性研究[Z].2002，12 
3陳海濱，劉晶昊，熊小玲.沿海地區小城鎮環衛設施布局規劃研究.第一屆國際固體廢物處理技術與設備研討會論文集[C].2002，6 
4陳海濱，劉晶昊，黎軍等.小城鎮環境衛生專業規劃中若干問題的研究[J].環境衛生工程，2002，3