宋 薇，蒲志紅

（中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司，北京 100120）

生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站排水能力及其影響因素研究

宋 薇，蒲志紅

（中國(guó)城市建設(shè)研究院有限公司，北京 100120）

降低生活垃圾含水率是壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)站的一個(gè)重要功能。在對(duì)我國(guó)垃圾壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)站排水能力現(xiàn)狀分析的基礎(chǔ)上，對(duì)垃圾自身的壓縮排水特性、設(shè)備壓縮排水特性以及運(yùn)行管理水平3個(gè)排水能力的重要影響因素進(jìn)行研究，并據(jù)此提出了設(shè)備選型以及規(guī)范運(yùn)行管理建議。

生活垃圾；轉(zhuǎn)運(yùn)站；排水量；滲瀝液產(chǎn)生量

1 我國(guó)垃圾壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)站排水能力現(xiàn)狀

壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)站的主要功能是裝載轉(zhuǎn)運(yùn)垃圾，通過壓實(shí)，減少垃圾體積，提高轉(zhuǎn)運(yùn)垃圾效率。同時(shí)，垃圾中的部分水分（即滲瀝液）也會(huì)被擠壓排出，若將這部分水從廂體排出可以有效地降低轉(zhuǎn)運(yùn)垃圾質(zhì)量。目前我國(guó)對(duì)于轉(zhuǎn)運(yùn)站排水能力的研究仍處于起步階段。一方面是由于目前對(duì)轉(zhuǎn)運(yùn)站排水功能認(rèn)識(shí)不足，另一方面是由于轉(zhuǎn)運(yùn)站的排水量（滲瀝液產(chǎn)生量）比較難計(jì)量，有時(shí)又與作業(yè)沖洗水混合在一起，更難獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)。

國(guó)內(nèi)幾個(gè)環(huán)衛(wèi)管理較為先進(jìn)的城市曾做過相關(guān)的研究。上海市3個(gè)典型垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站（規(guī)模為1 700、1 500、500 t/d） 調(diào)研結(jié)果顯示：排水量平均值為5.6%，總排口（滲瀝液加沖洗水）平均值為10.1%，并且季節(jié)波動(dòng)較大，夏季約為冬季的3.5倍［1］。另外，對(duì)進(jìn)入老港填埋場(chǎng)的各物流環(huán)節(jié)垃圾含水率調(diào)查表明（2009年），垃圾含水率沿產(chǎn)生、轉(zhuǎn)運(yùn)直至進(jìn)入末端處置物流線路呈降低趨勢(shì)，含水率平均由初始的60.79%下降至57.20%（轉(zhuǎn)運(yùn)） 和56.31%（末端），即轉(zhuǎn)運(yùn)環(huán)節(jié)排水量為8.39%［2］。北京8個(gè)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站（小武基、馬家樓、大屯、五路居、梨園、衙門口、葡萄嘴、城關(guān)）2009—2011年的相關(guān)數(shù)據(jù)分析表明，北京轉(zhuǎn)運(yùn)站滲瀝液產(chǎn)生量變化范圍為0.58%～4.9%［3］。根據(jù)廣州市城管委廢管中心調(diào)研顯示，廣州垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的排水量為10%～15%。深圳市寶城轉(zhuǎn)運(yùn)站2014年干濕2季平均排水量分別為5.43%與9.39%；其它轉(zhuǎn)運(yùn)站分別為1%～2%與3%～8%。此外，在轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)計(jì)中，排水量通常按垃圾量的8%計(jì)［4］。由以上研究結(jié)果可以看出，目前我國(guó)各地轉(zhuǎn)運(yùn)站排水量相差較大，變化范圍為0.5%～15%。因此有必要對(duì)排水量影響因素進(jìn)行進(jìn)一步的研究。2 垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站排水量影響因素

2.1 生活垃圾壓縮排水特性分析

垃圾壓縮排水特性與垃圾含水率以及水分賦存形態(tài)有關(guān)。

1）生活垃圾含水率。生活垃圾含水率主要受當(dāng)?shù)氐慕邓闆r與垃圾組成決定。就降水而言，降水量大的地區(qū)，降水量多的月份，垃圾含水率相應(yīng)地就要高些。就垃圾組分而言，廚余、果皮等高含水率有機(jī)物所占比例高，則垃圾含水率就高。我國(guó)城市生活垃圾含水率為30%～60%。

2）垃圾水分賦存形態(tài)。垃圾中水分由自由水與結(jié)合水組成，其中自由水以機(jī)械方式附著在物料表面，與物料之間的結(jié)合程度較低，易于脫除；結(jié)合水包括由于毛細(xì)作用吸附的水分和以化學(xué)鍵形式與固體物料結(jié)合的水分，較難脫除。由于垃圾在轉(zhuǎn)運(yùn)站停留時(shí)間較短，垃圾壓縮也是純粹的物理過程，垃圾中的結(jié)合水析出很少，因此轉(zhuǎn)運(yùn)站壓縮排出的滲瀝液主要是自由水。

垃圾水分賦存形態(tài)測(cè)定比較困難，浙江大學(xué)曾利用熱重分析儀方式［5］進(jìn)行分析，并取得一定的成果。垃圾中的高含水組成主要是廢紙、竹木、紡織類與瓜果皮。瓜果皮與竹木是自身水分含量較高，而廢紙板與紡織品則是因?yàn)橐子谖畬?dǎo)致其水分含量較高，見表1。由此再結(jié)合生活垃圾組成情況，可以粗略地估算出垃圾自由水含量。以深圳為例（廚余40.78%、紙類13.56%、紡織2.02%與木竹0.59%），由此可以估算出其中自由水含量為30%，其大型垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站的排水量也不到10%，可見，轉(zhuǎn)運(yùn)站排水量?jī)H為自由水的1/3。

表1 垃圾中典型組分水分含量與其形態(tài)分布 %

2.2 設(shè)備壓縮排水特性

設(shè)備壓縮排水特性主要取決于設(shè)備排水方式與壓縮機(jī)的壓實(shí)強(qiáng)度。

1）壓縮設(shè)備排水性能。排水方式與設(shè)備類型有關(guān)。垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)技術(shù)設(shè)備有不同的分類方式：按是否將垃圾壓實(shí)劃分為壓縮式和非壓縮式；按壓實(shí)設(shè)備的運(yùn)動(dòng)方向，分為垂直壓縮和水平壓縮；按垃圾壓實(shí)過程在裝載容器內(nèi)或外完成分為直接壓縮（壓裝）式和預(yù)壓式等；按壓縮裝置是否在廂體內(nèi)，分為聯(lián)體式與分體式等。結(jié)合當(dāng)前我國(guó)的應(yīng)用情況，重點(diǎn)分析分體水平式、聯(lián)體水平式、水平預(yù)壓式、立式預(yù)壓式與立式直壓式轉(zhuǎn)運(yùn)站設(shè)備的排水特點(diǎn)。

①分體水平式壓縮：廂體底部一般設(shè)有滲瀝液排放口，壓縮垃圾時(shí)打開排放口，滲瀝液排出廂體；運(yùn)輸時(shí)關(guān)閉排放口，避免沿途灑漏。廂體清洗方便，排污口不易堵塞，但清洗水量較大。

②聯(lián)體水平式壓縮：常用于無土建條件、無排水條件的情況時(shí)。壓縮力小，污水通常留在箱體內(nèi)隨轉(zhuǎn)運(yùn)車運(yùn)往處理廠，排水能力不高。

③水平預(yù)壓式壓縮：壓縮機(jī)預(yù)壓腔布置排水孔槽，壓縮力較高，排水效果好，排出污水易于有組織地收集。

④立式預(yù)壓式壓縮：壓縮力較大，垃圾排水效率高；需要的清洗用水較少；壓縮排出的污水需用抽水系統(tǒng)抽出，污水中泥沙結(jié)塊易導(dǎo)致污水泵故障。

⑤立式直壓式壓縮：由于受垃圾廂的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度限制，不能過于壓實(shí)，垃圾排水效率較低。

對(duì)上述5種壓縮轉(zhuǎn)運(yùn)設(shè)備的排水性能進(jìn)行對(duì)比分析，見表2。總體看來，就排水能力而言，立式預(yù)壓＞水平預(yù)壓＞分體水平直壓＞立式直壓（考慮到箱體的承壓性）＞聯(lián)體式水平直壓。而且可采用預(yù)壓技術(shù)的大中型轉(zhuǎn)運(yùn)站的排水能力高于直壓工藝的中小型轉(zhuǎn)運(yùn)站。

表2 各類型生活垃圾壓縮方式對(duì)比

2） 壓實(shí)強(qiáng)度。在滲瀝液能順利排出的情況下，壓實(shí)強(qiáng)度與滲瀝液排出量呈正相關(guān)關(guān)系，即提高壓實(shí)強(qiáng)度可以提高滲瀝液排出量，但是兩者不是線性關(guān)系。楊先海等的研究表明［6］：隨著壓強(qiáng)的增加，垃圾密度變化趨勢(shì)逐漸減緩，在施加壓強(qiáng)較小的范圍內(nèi)（0～0.3 MPa） 增加壓強(qiáng)，壓實(shí)密度變化較為明顯；之后再增加壓強(qiáng)，壓實(shí)密度變化不顯著。同時(shí)，提高壓強(qiáng)會(huì)引起一系列設(shè)備結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度和剛度問題?？紤]到壓實(shí)裝置的經(jīng)濟(jì)性和壓實(shí)效果等多方面的因素，對(duì)我國(guó)生活垃圾進(jìn)行壓實(shí)時(shí)選擇壓強(qiáng)一般在0.1～0.2 MPa較好。

2.3 運(yùn)行操作水平

轉(zhuǎn)運(yùn)站的運(yùn)行管理水平直接影響著設(shè)備性能的充分發(fā)揮。其中保壓時(shí)間是一個(gè)重要的因素。此外，還有一些不規(guī)范的操作行為不利于滲瀝液的排出。

1）保壓時(shí)間。保壓時(shí)間即壓縮機(jī)推頭保持最大行程的時(shí)間。在相同壓實(shí)條件下，保壓時(shí)間長(zhǎng)短直接決定垃圾壓實(shí)比與排水量。由于目前我國(guó)垃圾收運(yùn)作業(yè)方式，垃圾收運(yùn)主要集中于上午2～4h，轉(zhuǎn)運(yùn)站的主要目的是在盡量短的時(shí)間內(nèi)將垃圾壓縮，實(shí)現(xiàn)垃圾“小車”換“大車”，通常保壓時(shí)間一般不長(zhǎng)，導(dǎo)致設(shè)備的排水效果不能完全實(shí)現(xiàn)。

2）不規(guī)范操作行為。轉(zhuǎn)運(yùn)站工作人員的一些不規(guī)范運(yùn)行操作方式也導(dǎo)致排水效果差。主要有：水平分體壓縮箱在壓縮過程中不打開污水口，造成污水無法排放；壓縮裝箱作業(yè)過程中，清洗水混入垃圾，增大垃圾含水率；部分垃圾在收運(yùn)過程中未實(shí)現(xiàn)全程密閉化，導(dǎo)致部分降水進(jìn)入垃圾等。

3 結(jié)論與建議

1）壓縮排水是轉(zhuǎn)運(yùn)站除了裝載垃圾外的一個(gè)重要功能。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)于在轉(zhuǎn)運(yùn)站盡可能多地排出滲瀝液還沒有足夠的重視。從節(jié)省運(yùn)輸與處理成本，避免垃圾運(yùn)輸途中的跑冒滴漏，提高后續(xù)處理設(shè)施運(yùn)行效果多方面考慮，都應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)轉(zhuǎn)運(yùn)站排水能力。

2）目前我國(guó)轉(zhuǎn)運(yùn)站排水能力差別較大。影響排水量的主要因素有：垃圾自身的壓縮排水特性、設(shè)備壓縮排水特性以及運(yùn)行管理水平。轉(zhuǎn)運(yùn)站的排水量主要是源于垃圾中的自由水；比較國(guó)內(nèi)常用壓縮設(shè)備排水性能，建議小型垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站采用分體水平直壓技術(shù)設(shè)備，大中型轉(zhuǎn)運(yùn)站采用立式預(yù)壓或水平預(yù)壓技術(shù)設(shè)備。

3）結(jié)合理論分析與實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，有利于轉(zhuǎn)運(yùn)站排水的作業(yè)措施建議有：①提高垃圾壓縮過程中的保壓時(shí)間，合理安排到站垃圾量，避免垃圾過分集中到達(dá)；②提高壓縮操作壓力，按照壓縮設(shè)施的操作要求進(jìn)行作業(yè)；③壓縮設(shè)備壓縮垃圾的過程中需把排水閥打開，排水需通暢；④垃圾壓縮箱卸完垃圾回到站內(nèi)后，必須用高壓水槍沖洗垃圾壓縮箱的排污口，以防止堵塞等。

［1］ 黃長(zhǎng)纓.城市生活垃圾壓縮中轉(zhuǎn)站壓濾污水的現(xiàn)狀調(diào)查［J］.凈水技術(shù)，2013，32（3）：41-45.

［2］ 上海市環(huán)境工程設(shè)計(jì)科學(xué)研究院有限公司.城市生活垃圾收運(yùn)關(guān)鍵技術(shù)與研究示范（2006-2010）［R］.2007.

［3］ 王昭，李振山，馮亞斌，等.北京市生活垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站耗能和排污特征及其影響因素分析［J］.環(huán)境科學(xué)，2013，34（6）：2456-2463.

［4］ 趙國(guó)志，熊建英，李丹，等.中心城區(qū)垃圾轉(zhuǎn)運(yùn)站滲濾液處理技術(shù)探討［J］.給水排水，2015，41（7）：38-41.

［5］ 吳亞娟.城市生活垃圾典型組分水分分布特性及干燥過程試驗(yàn)研究［D］.杭州：浙江大學(xué)，2011.

［6］ 楊先海，呂傳毅.城市生活垃圾壓縮站環(huán)境污染研究［J］.環(huán)境污染與防治，2005，27（8）：618-619.

Drainage Capacity and Its Influence Factors in Transfer Station of Municipal Solid Waste

Song Wei，Pu Zhihong
（China Urban Construction Design&Research Co.Ltd.，Beijing 100120）

Based on the analysisof the current situation of the drainage capacity of the garbage compression transfer station in China，three important parameters effecting the drainage capacity including the compression and drainage characteristics ofthe garbage and facilities，and operation management level were investigated.And the corresponding suggestionsof equipment selection and standard operation management were provided.

municipal solid waste；transferstation；drainage capacity；leachate generation

X799.3；X32

B

1005-8206（2017） 05-0048-03

2017-03-09

宋薇（1978—），高級(jí)工程師，主要從事生活垃圾處理技術(shù)與管理研究。

E-mail：weisong1840@sina.com。