固体废弃物处理与处置课件

第二章固体废物的收集、运输与压实本章要点

混合收集与分类收集

垃圾运输的经济分析

压实程度的度量§2-1

固体废物的收集与运输在我国，工业固体废物（包括危险固体废物）处理的原则是“谁污染，谁治理”。一般，产生废物较多的工厂在厂内外都建有自己的堆场，收集、运输和贮存工作由工厂负责，有相应的行业标准。我国城市垃圾产量巨大，垃圾收运是垃圾处理系统中相当重要的一个环节，据统计，垃圾收运费要占整个处理系统费用的60％一80％，可见其重要地位。城市垃圾收运的原则是：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的同时，费用最低，并有助于降低后续处理阶段的费用。因此，科学地制定合理的收运计划，以此来提高收运效率是非常必要。生活垃圾的收运阶段生活垃圾的收运分为三个阶段：搬运：垃圾发生源到垃圾容器的过程清运：垃圾车按收集路线将垃圾容器中垃圾进行收集，并运输至垃圾填堆场或转运站（近距离运输）转运：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（远距离运输）后两个阶段需应用最优化技术，将垃圾源分配到不向处置场，以使成本降到最低。垃圾的收集方式（1）—混合收集城市垃圾的收集是废物收运系统的首要环节，它的组织和实施对后续处理具有极大影响。混合收集指将未经任何分类处理的原生固体废物直接收集混合的方式。它的优点是比较简单易行，收集费用低。但是在混合收集过程中，各种废物相互混杂、黏结，降低了废物中有用物质的纯度和再利用价值，同时增加了后续处理的难度和费用。垃圾的收集方式（2）—分类收集分类收集是指按废物组分进行收集的方式。国外先进发达国家趋向于将垃圾分为五类：除塑料外可燃物；金属；玻璃；塑料及其它不可燃物；干电池、日光灯管、水银温度计等危险废物我国在推广垃圾分类收集时将其分作三类： 可回收、不可回收、有毒有害。在荷兰乌德勒支市的一家超市外，一辆垃圾车正在对垃圾进行分类回收。荷兰许多超市外都设置有分类垃圾箱，包括玻璃瓶、塑料瓶、废电池、织物和旧报纸等多种投掷口，方便有关部门对垃圾进行归类回收再利用。分类收集的优点和难点分类收集优点很多，可以提高回收物料的纯度，减少需处理的垃圾量，因此能较大幅度地降低运输费用，简化处理工艺和降低处理成本，是垃圾真正意义上实现综合治理的前提。然而我国城市垃圾收集的实践证明，真正实现分类收集相当困难，尤其是分类收集的组织工作非常复杂，需要依靠宣传教育、立法和经济的手段多管齐下。在一个城市推行分类收集，首先要依靠严密的组织，并采取有效措施，使分类收集的推广实施能够持续下去。附以相应的垃圾分类收集条件，提高城市居民主动分类存放、集中出售有用物质的积极性。垃圾收集状况发达国家垃圾品质、教育水平等均高，实行垃圾的分类收集，有很成功的经验，并且获得了较好的经济效益。城市街道旁配备专门收集废纸、废玻璃等的专用容器，还将特制塑料袋、塑料容器等免费提供给居民，以有利于分类收集。除分类收集有用废物之外，还要单独收集电池、废药品、染料等特殊废物，严禁这类废物与其它废物混合。发展中国家城市居民生活水平不高，垃圾中有用物质含量偏低。居民一般将废纸、玻璃瓶、金属物等可再利用的物质在住宅内分类存放，集中出卖给收购者。剩余垃圾中可利用物质的含量相当低，混合收集为主。垃圾的搬运在城市垃圾收集运输的，垃圾的制造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，这是整个垃圾收远管理系统的第一步。对垃圾搬运和贮存进行科学的管理，不仅有利于居民的健康，还能改善城市环境卫生，也为后续阶段操作打下好的基础。垃圾的搬运，一般由居民自行负责将产生的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。前者对居民较为方便，可随时进行，但若管理不善或收集不及时会影响公共卫生；后两者有利于环境卫生与市容管理，但常有时间限制，对居民不便。垃圾通道一些老式中高层公寓设置了垃圾通道，方便了居民搬运垃圾，却带来一系列隐患：通道已发生起拱、堵塞现象，影响使用由于清除不及时、天气炎热、密封不好等因素，常造成臭气外溢而影响卫生居民图方便，不利于就地分类收集管道化风力输送方式国外不少城市已采用管道化风力输送或水力输送来解决高层建筑垃圾的搬运间题。最早是瑞典开始用于医院垃圾的风力输送，进而推广到解决高层住宅，并有逐步推广到整个城市区垃圾的管道化收运系统的发展趋势。气动垃圾输送装置主要由垃圾倾斜道下的底阀、用垃圾输送的管道和带有分离器、高压鼓风机、消声器的机械中心组戊。风力吸送装置的每天运转次数由住宅区各户抛弃垃圾的数量而定，并根据垃圾量决定出料次数。垃圾的清运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，主要取决于下列因素：①清运操作方式；②收集清达车辆数量、装卸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。清运操作方式分为拖运容器系统和固定容器系统两种。拖运容器系统拖运容器系统(hauled

Container

System)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或下一个集装点。其中前者称为简单模式，后一种将空容器送到下—个集装点的方法称为交换模式。简单模式交换模式拖运容器系统的特点优点是可以减少装、卸车时间，卫生状况较好。缺点是由于大型容器装载时易导致较低的容积效率，在远距离运送废物时，容积利用率是影响操作费用的主要因素。适用于垃圾产率较高的区域。固定容器系统固定容器系统(Stationary

Container

System)是在贮存站设置固定购小型容器若干个，收集卡车沿一定路线逐站收集垃圾，可采用人工或机械将容器中垃圾倾入车斗内。收集车装满后，运送至处理中心或转运站。这种系统比较灵活、方便，车辆可大可小，但装卸工作卫生条件较差。固

定

容

器

系

统

图清收车辆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。尽管垃圾车的种类和构型很多，按装车型式(主要是装车装置)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。在发达国家，用于居民的和商业部门的垃圾收集体车都装有叫做装填器的液压装置，将废物压实到很高的密度，使总装载量等于允许的轴向承载。能有效的提高工效，并减少二次污染。国外垃圾车国外垃圾车侧视我国垃圾收集车现状我国目前尚未形成垃圾收集车的分类体系，型号规格和技术参数也无统一标准。近年来环卫部门引进配置了不少国外机械化自动化程度较高的收集车，并开发研制了一些适合国内具体情况的专用垃圾收集车。为了清运狭小里弄小巷内的垃圾，许多城市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。国内垃圾车（1）国内垃圾车（2）垃圾的转运在城市垃圾收运系统中，第三阶段操作过程称为转运。它是指利用中转站将从各分散收集点较小的收集车清运的垃圾，转装到大型运输工具并将其远距离运输至垃圾处理利用设施或处置场的过程。转运站就是指进行上述转运过程的建筑设施与设备。转运的必要性只要城市垃圾收集的地点距处理地点不远，用垃圾收集

车直接运送垃圾是最卫生的方法。但垃圾处理点不宜离

居民区太近，土壤条件也不允许垃圾处理姑离市区太近。因此城市垃圾要远运是必然的。垃圾要远运，最好先集中。因为垃圾收集车公认是专用的车辆，先进而成本高，常需2-3人操纵，不是为进行长途运输而设计的，用于长途运输费用会变得很昂贵，还会造成几名工人无事干的“空载”行程。因此，设立中转站进行垃圾的转运就显得必要，其突出的优点是可以更有效地利用人力和物力，使垃圾收集车更好地发挥其效益，也使大载重量的运输工具能经济而有效地进行长距离运输。设置转运站的经济性分析当处置场远离收集路线时，究竟是否设置中转站，主要视经济性而定。经济性取决于两个方面：一方面是有助干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高效地收集；另一方面是对转运站、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。因此，有必要进行深入的经济性分析。一般来说，运输距离长，设置转运合算。那么运距的所谓“长”以何为依据呢？三种运输方式为：①拖运容器；②固定容器；③设置转运站。费用方程可以表示为：式中：S

——运距；an

——各运输方式的单位运费；bn

——设置转运站后增添的基建投资费和管理费；Cn

——运输方式的总运输费。一般情况下，a1＞a2＞a3，b3＞＞b2

。经济性分析与决策将三个方程作运距-单位运费关系线如右图所示。采用拖运容器系统时：S＞S2时，需设置转运站；S＜S2时，不需设置转运站；采用固定容器系统时：S＞S3时，需设置转运站；S＜S3时，不需设置转运站；公路转运公路转运车辆是最主要的运输工具，使用较多的公路转运车辆有半拖挂转运车、卷臂式转运车和液压式集装箱转运车。由于集装箱密封好，不散发臭气与流溢污水，故用集装箱收集和转运垃圾是较理想的方法。铁路转运对于远距离输送大量的城市垃圾来说，铁路运输是有效的解决方法。特别是比较偏远地区，但却有铁路线，且铁路附近有可供填埋场地时，铁路运输方式就比较实用。当垃圾运输列车敞开时，应盖有一层篷布以防止运输过程中垃圾的散落。水路转运通过水路可廉价运输大量垃圾。水路垃圾中转站（垃圾驳船专用码头）需要设在河流或者运河边，垃圾收集车可将垃圾直接卸入停靠码头的驳船里。水路运输时，需注意避免废物洒落水中，以免污染河水。上海老港填埋场垃圾驳船码头垃圾处理的整体性原则城市生活垃圾从搬收、清运、转运到其后的处理处置，才能构成了一个完整的体系。各个环节的合理配置、

协调配台可获得最大的环境、社会相经济效益。收运与垃圾后处理之间包括工艺协调和接合点协调：工艺协调指的是收集系统必须与所在城向所采用的垃圾处理工艺的协调，必须根据具体的处理工艺来确定收集的方式等等。接合点的协调是指收运系统与垃圾处理厂(场)接合点的协调，通常为垃圾运输(或转运)车辆与处理厂(场)卸料点的配合。第二节固体废物的压实压实：通过外力加压于松散的固体物，以缩小其体积，使其变得密实的操作。固体废物经压实处理，增加容重、减少体积后，可以提高收集容器与运输工具的装载效率，在

填埋处置时可提高场地的利用率。同时由于过程的挤压与升温，大大减少了水分和空气的含量，降低了腐化性，从而减轻了运输等后处理过程中对环境的污染。比重与容重固体废物可设想为各种固体物质颗粒及颗粒之间充满气体空隙共同构成的集合体。比重是指在绝对密实状态下，单位体积物质的重量（γ，以g/cm³或kg/m³表示）。显然，绝对密实只是一种理想状态，实验中常用排液置换法测定其真实体积以求出比重大小。容重是指物质在自然状态下（含孔隙）单位体积的重量（δ，以g/cm³或t/m³表示）。显然，容重的大小与物质所处的环境状态有关。同一物质在不同的实验条件下，得到的容重也不相同。城市垃圾的压实以城市固体废物为例，压实的容重通常在0.1-0.6t／m3范围，经过压实后容重可提高到1t／m3左右，因此，固体废物填埋前常需进行压实处理，尤其对大型废物或中空性废物事先压实更显必要。压实操作的具体压力大小可根据处理废物的物理性质

(如易压缩性、脆性等)而定。一般开始阶段，随压力增加，物料容重较迅速增加，以后这种变化会逐渐减弱，且有一定限度，实践证明未经破碎的原状城市垃圾，

压实容重极限值约为1.1t／m3。比较经济的办法是先破碎再压实，可提高压实效率，即用较小的压力取得相同的增加容重效果。压实程度（1）——空隙率固体废物的总体积(Vm)等于包括水分在内的固体颗粒体积(Vs)与空隙体积(Vv)之和。即Vm=

Vs+

Vv空（孔）隙率定义为：ε=Vv/Vm×100%空隙率也可通过测定比重与容重求得：ε=(1-

δ

/

γ)×100%空隙率越低，则表明压实程度越高，相应的容重越大。顺便指出空隙率大小对堆肥和焚烧过程物料与空气接触效率也是重要的评价参数。压实程度（2）——湿密度与干密度忽略空隙中的气体质量，固体废物的总质量(Wh)就等于固体物质质量(Ws)与水分质量(Ww)之和：Wh

=Ws

+Ww湿密度：Dw

=Wh

/Vm干密度：Dw

=Ws

/Vm实际上，废物收运及处理过程中测定的物料质量常都包括水分，故一般容重均是湿密度。压实前后固体废物密度值及其变化率大小，也是度量压实效果的重要参数。压实程度（3）——体积减少百分比体积减少百分比(R)用来直接表征压实前后体积的变化：R

=[(Vi

–

Vf)/Vi]×100%式中：Vi

——压实前废物的体积，m3； Vf——压实后废物的体积，m3压实程度（4）——压缩倍数压缩倍数可定义为：n

=

Vi

/

Vf体积减少百分比与压缩倍数的相互义系如右图。当体积减少百分比在80％以下变化时，压缩倍数在

1-5之间，变化幅度较少；当体积减少越过80%以上时，压缩倍数急剧上升。固定式压实设备固定式压实设备通常由一个容器单元和一个压实单元组成。容器单元通过料箱或料斗接受固体废物物料，并把它们供入压实单元，压实单元通常装有用液压(亦可用气压)控制操作的挤压头，利用一定的挤压力把固体废物压成致密的形式。固定式压实器的基本参数包括装料截面尺寸、循环时间和压面压力。循环时间短，压实速度就快，然而，短循环时间往往得不到高的压实比。移动式压实设备移动式压实设备主要用于垃圾填埋场压实所填埋的废物。为压实固体废物，增加填埋容量，可采用多种方式和各种类型的压实机具。按压实过程工作原理，移动式压实机械作用原理可分为碾(滚)压、夯实、振动三种，相应有碾(滚)压实机、夯实压实机、振动压实机三大类。其中碾(滚)压实机为最常用的。国外垃圾压实成捆处理工艺国外采用垃圾高度压实成捆的处理工艺：生垃圾→预压缩→金属铁丝网包紧→主压缩(16-20MPa，压缩倍数约5)→捆扎→沥青(柏油)中浸渍约10s进行沥青(180-200℃)包覆→约1t的垃圾捆包（容重可达1125-l

380kg／m3)→填埋捆包场埋大大减少了飞扬碎屑的危害。由于高压和高温