固体废弃物第三章.ppt

1,第三章 固体废物的收集和运输 听课重点：分类收集方法和收运系统 拖曳容器系统计算 固定容器系统计算 收运系统的优化问题,2,第三章 固体废物的收集与运输 固体废物的收集与运输是连接发生源和处理处置设施的重要环节，在固体废物管理体系中占有非常重要的地位。在固体废物从产生到处置的全过程管理中，收集和运输的费用约占总费用的7080。因此，如何提高固体废物的收运效率对于降低固体废物处理处置成本、提高综合利用效率、减少最终处置的废物量都具有重要意义。废水和废气都具有流动性，其收集和运输相对比较简单。固体废物：固有的非均质特性，收集和运输复杂和困难。例如：废水：无论是工业废水还是城市污水，只是由于成分的不同而导致处理方法的不同，其收集方式并没有根本的区别。固体废物：城市生活垃圾与工业固体废物，尤其是危险废物，无论是收集和运输方式，还是管理方法、处理处置技术都有着原则的区别，需要分别加以研究。与固体废物收集、运输有关的因素有很多，例如：收集容器、收集方式、运输车辆、运输路线、转运站的类型与设置、交通状况等，这些因素都对固体废物的收运效率和费用产生较大的影响。,3,31 固体废物的收集3.1.1 收集方式 固体废物的收集方式主要有混合收集和分类收集两种形式。根据收集的时间，可以分为定期收集和随时收集。一 混合收集 混合收集是指统一收集未经任何处理的原生废物的方式。这种收集方式历史悠久，应用也最广泛。优点是收集费用低，简便易行；缺点是各种废物相互混杂，降低了废物中有用物质的纯度和再生利用的价值，同时也增加了各类废物的处理难度，造成处理费用的增大。从当前的趋势来看，该种方式正在逐渐被淘汰。二分类收集 分类收集是指根据废物的种类和组成分别进行收集的方式。优点：可以提高废物中有用物质的纯度，有利于废物的综合利用；同时，通过分类收集，还可以减少需要后续处理处置的废物量和整个管理的费用及处理处置成本。对固体废物进行分类收集时，一般应遵循如下原则：,4,工业废物与城市垃圾分开：由于工业废物和城市垃圾的产生量、性质、以及发生源都有较大的差异，其管理和处理处置方式也不尽相同。一般来说，工业废物的发生源集中、产生量大、可回收利用率高，而且危险废物也大都源自工业废物；而城市垃圾的发生源分散、产生量相对较少、污染成分也以有机物为主。因此，对工业废物和城市垃圾实行分类，有利于大批量废物的集中管理和综合利用，可以提高废物管理、综合利用和处理处置的效率。危险废物与一般废物分开：由于危险废物具有可能对环境和人类造成危害的特性，一般需要对其进行特殊的管理，对处理处置设施的要求和设施建设费用、运行费用都要比一般废物高得多。对危险废物和一般废物实行分类，可以减少需要特殊处理的危险废物量，从而降低废物管理的成本，并能减少和避免由于废物中混入有害物质而在处置过程中对环境产生潜在的危害。可回收利用物质与不可回收利用物质分开：固体废物作为人类对自然资源利用的产物，其中包含有大量的资源，这些资源的可利用价值的大小，取决于它们的存在形态，即废物中资源的纯度。废物中资源的纯度越高，利用价值就越大。对废物中的可回收利用物质和不可回收利用物质实行分类，有利于固体废物资源化的实现。可燃性物质与不可燃性物质分开：固体废物是一种成分复杂的非均质体系，很难将其完全分离为若干单一的物质。在多数情况下，将其分离为若干具有相同性质的混合物较为容易。对于大批量产生的固体废物，如城市垃圾，常用的处理处置方法有：焚烧、堆肥和填埋等。将废物分为可燃与不可燃，有利于处理处置方法的选择和处理效率的提高。不可燃物质可以直接填埋处置，可燃物质可以采取焚烧处理，或再将其中的可堆腐物质进行堆肥处理。,5,三定期收集 定期收集是指按固定的时间周期对特定废物进行收集的方式。定期收集是常规收集的补充手段。优点：可以将暂存废物的危险性减小到最低程度；可以有计划地使用运输车辆,有利于处理处置规划的制定。定期收集方式适用于危险废物和大型垃圾(如废旧家具、废旧家用电器等耐久消费品)的收集。四随时收集 对于产生量无规律的固体废物，如采用非连续生产工艺或季节性生产的工厂产生的废物，通常采用随时收集的方式。,6,城市垃圾分类收集分类方法流程,大件垃圾处理厂,垃圾分选处理,填埋或焚烧,安全填埋场,医疗垃圾焚烧厂,厨余垃圾处理厂,城市不同功能区才能有不同的分类收集方法，从而制定相应的措施。商业垃圾：高热值废气物和可回收的较多。工业垃圾：按危险性分类。大件垃圾。居民垃圾：送综合处理厂，厌氧消化处理。,7,3.1.2 固体废物的标记 产生者除了要按规定对固体废物进行收集和包装外，还要根据废物的种类进行标记。对城市垃圾和一般工业固体废物来说，要标明哪些需要送去再生利用、哪些送去焚烧或堆肥、哪些送去直接填埋。对危险废物的标记则要求更加严格和系统化。如：美国环保局是按成分、工艺加工过程和来源对危险废物进行标记。为了便于在后续运输和处理过程中的识别管理，他们对各种废物规定了相应的编码。如：易燃性(I)、急性毒性(H)、腐蚀性(C)、毒性(T)、反应性(R)等。日本对用桶盛装的废物要求以桶的颜色标记其危害特性，如：重金属类用蓝桶、水银类用灰桶、油类等易燃物用红桶。我国目前关于危险废物的标记主要参考铁道部对危险品的标记方法。近年来，国际上对危险废物开始实行转移联单制度，即产生者、运输者、管理者、处理者等各持一单，单上注明废物的种类、特性、形态、处理方法等。根据废物的种类和管理方法等的不同，分为三联单、五联单、八联单等。如日本的废物转移联单共有八种，其中产业废物、感染性废物和建筑废物为四联单，危险废物有五联单、六联单和八联单。我国的部分城市，如沈阳、深圳等地也已经开始试行废物转移联单制度。,8,32 废物收集的系统分析方法 是对固体废物的收集过程进行系统分析与优化，可以节省大量的人力、物力和运行费用。收集系统的分析是通过研究不同收集方式所需要的车辆、工作人员数量和所需工作日数，建立一套数学模型，在大量积累经验数据的基础上，可以推测在系统状况发生变化时，对于设备、人力和运转方式的需求程度。常用的收集系统主要有拖拽容器系统和固定容器系统。3.2.1 拖拽容器系统和固定容器系统一拖拽容器系统 原始的收集方式：用牵引车从收集点将已经装满废物的容器拖拽到转运站或处置场，清空后再将空容器送回到原收集点。然后，牵引车开向第二个收集点重复这一操作。显然，采用这种运转方式的牵引车的行程较长。改进的运转方式：牵引车在每个收集点都用空容器交换该点已经装满废物的容器。与前面的运转方式相比，消除了牵引车在两个收集点之间的空载运行。,9,10,二固定容器系统 运转方式是用大容积的运输车到各个收集点收集废物垃圾，最后一次卸到中转站。由于运输车在各站间只需要单程行车，所以与拖拽容器系统相比，收集效率更高。但该方式对设备的要求较高。例如，由于在现场需要装卸废物，容易起尘，要求设备要有较好的机械结构和密闭性。此外，为尽量保证一次收集尽量多的点，收集车的容积要足够大，并应配备废物压缩装置。,11,收集路线：每日作业日每条路线限制在一个地区，尽可能紧凑，没有断续或重复的线路；工作量平衡，使每个作业，每条线路的收集和运输时间都大致相等；收集路线的出发点从车库开始，要考虑交通繁忙和单行街道的因素；在交通拥挤时间，应避免在繁忙的街道上收集垃圾。垃圾运输系统：垃圾的中转：指通过中转站把收集车收集来的垃圾转载到大型运输工具上，并运往最终处理处置场所的过程。规模：小型（450t/d）工艺：直接倾卸式、贮存待装式、组合式（以上两者结合使用）,12,3.2.1 拖拽容器系统计算方法 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。一般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)集装时间或装载时间 Phcs 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 式中，Phcs：每次行程集装时间或装载时间，h次；tpc：满容器装车时间或装载废物容器所需时间，h次；tuc：空容器放回原处时间或卸空容器所需时间，h次；tdbc：容器间行驶时间或两个容器收集点之间的行驶时间，h次。(2)运输时间 h 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时，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：,13,运输时间 h=a+bx 式中，h：运输时间，h次；a：经验速度常数，h次；b：经验速度常数，hkm；x：平均往返运输距离，km次。,(3)卸车时间 S 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。处置场的停留时间S，对于拖曳容器一般为0.133 h。拖曳总时间 Thcs Thcs=(Phcs+S+h)Thcs：运输一次废物所需总时间，h。Phcs：装载时间，h。S：处置场停留时间，h。h：运输时间，h。(4)非收集时间 w 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或没有正常工作的时间，即工作效率（吃饭等）。常用符号w()表示非收集时间占总时间百分数。非生产因子w变化范围0.10.4，常用系数0.15。因此，一次收集清运操作行程所需时间(Thcs)可用下式表示：Thcs=(Phcs+S+h)(1-w)或 Thcs=(Phcs+S+a+bx)(1-w),14,当求出Thcs后，则每日每辆收集车的行程次数用下式求出：Nd=HThcs 式中，Nd：每天行程次数，次d；H：每天工作时数，hd；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(cf)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/周；c：容器平均容量，m3次；f：容器平均充填系数。每周所需作业时间(每周需要工作日)Dw(d/周)为：Dw=twThcs/H 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（tw每周行程次数Nw的最大值，次/周）。,15,每日每辆收集车能够完成运输次数：Nd=H（1-w）-（t1+t2）Thcs 式中，Nd：每天运输次数，次d；H：每天工作时间，hd；w：非生产因子；t1：从始点（车库）到第一个容器放置点所需时间，h；t2：从最后一个容器放置点到终点（车库）所需时间，h；清运指定范围的垃圾每天（或每周）需要的运输次数 Nd=Vd/（cf）或 Nw=Vw(cf)Nd：每天运输次数，次d；Vd：每天运输次数，次d；C：容器平均体积，m3；f：容器有效利用系数；,16,例题1：确定时间常数a和b。实测数据如表，计算距离处置场15km处的时间常数和往返行驶时间。,解：运输时间和往返距离的关系（线性关系）x/y=h=a+bx,b=0.2h/16km=0.0125 h/km,h=a+bx=0.08+0.0125*2*15=0.45 h,往返距离/x/km,17,例题2：某住宅区生活垃圾量约280m3周，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。试求清运车每日集运次数和为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0033h欲；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。,解：按公式：Phcs=tpc+tuc+tdbc=(0.033+0.033+0)h次=0.066h次,清运一次所需时间，按公式：Thcs=(Phcs+S+a+bx)(1-w)=(0.066+0.512+0.022)(1-0.25)h次=0.80h次,清运车每日可以进行的集运次数，Nd=HThCs=(80.8)次d=10次d,根据清运车的集装能力和垃圾量 Nw=Vw(cf)=280(80.67)次/周=53次/周 每周所需要的工作时间为：Dw=tw Thcs=(53 0.8)h周=42.4 h周,18,3.2.2 固定容器系统计算方法 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。(1)机械装车 每一收集行程时间：Tscs=(Pscs+S+a+bx)(1-w)式中：Tscs：固定容器收集法每一行程时间，h次；Pscs：每次行程集装时间或装载时间，h次；S：处置场停留时间，h，对固定容器系统，处置场停留时间一般为0.1 h；集装时间 Pscs=Ct tuc+（Np-1）tdbc 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：每一行程各集装点间平均行驶时间，h次。,19,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：Ct=V r(cf)式中，V为收集车容积，m3次；r为收集车压缩比；其余符号同前。每周需要的行程次数可用下式求出：Nw=Vw(V r)式中，Nw为每周行程次数，次/周；其余符号同前。每周需要的收集时间为：Dw=NwPSCs+tw(S+a+bx）/(1-w)H 式中，Dw为每周收集时间，d周；tw为Nw值进到大整数值；其余符号同前。考虑非工作因子w，每天需要工作的时间H，H=（t1+t2）+Nd Tscs/(1-w)t1：从始点到第一个废物收集点的行驶时间h；t2：从最后一个废物收集点的大约位置到终点的行驶时间h。,20,例题3：拖曳容器系统和固定容器系统的比较 在一商业区拟建一废物回收站（MRF），环卫部门想用拖曳容器系统，但担心收集运行费用，试确定MRF距离商业区的最大距离，使拖曳容器系统每周的收集费用不高于固定容器系统。假设每一系统只使用1名工人，以下数据参考，为简化起见，行驶时间t1和t2包括在非工作因子中。1.拖曳容器系统(1 yard=3 feet=0.9144 meter)（码在美国习惯体系和英国皇家体系中的一个基本长度单位，1码=3英尺=0.9144米）废物量300 yd3/周 容器大小：8yd3 容器容积利用系数0.67容器装载时间0.033h 容器卸载时间0.033h 速度常数a=0.022h，b=0.022h/m 处置场停留时间0.053h 间接费用USD400/周 运行费用 USD15/h 2.固定容器系统废物量300yd3/周 容器大小：8yd3 容器容积利用系数0.67容器装卸时间0.05h 废物收集车容器30yd3 速度常数a=0.022h，b=0.022h/m 废物收集车压缩系数：2处置场停留时间0.10h 间接费用USD750/周 运行费用 USD20/h 3.废物收集点特征容器收集点之间的平均距离：0.1m；两种系统在收集点间的速度常数均为a=0.06h，b=0.067h/m,21,例题3：拖曳容器系统和固定容器系统的比较,解：1.拖曳容器系统 每周所需收集的行程次数：Nw=Vw(cf)=300/(80.67)=55.97次/周56 次/周,拖曳总时间 Phcs=tpc+tuc+tdbc=tpc+tuc+a+bx=0.033+0.033+0.06+0.067 0.1=0.133 h,每周收集清运操作行程所需时间 Tw（hcs）=Nw(Phcs+S+a+bx)(1-w)=56（0.133+0.053+0.022+0.022 x）/（1-0.15）=（13.704+1.449 x）h/周,每周运行费用：Q=15（13.704+1.449 x）=（205.6+21.7 x）USD/周,2.固定容器系统 每一行程能倒空的容器数：Ct=Vr(cf)=30 2/(80.67)=11.19 个/次,集装时间 Pscs=Ct tuc+（Np-1）tdb=110.05+（11-1）（0.06+0.0670.1）=1.12h1.22 h,每周需要的行程次数：Nw=Vw(Vr)=300/（30 2）=5次/周,每周所需时间 Tw（scs）=Nw(Pscs+S+a+bx)(1-w)=5（1.22+0.10+0.022+0.022x）/（1-0.15）=（7.894+0.129 x）h/周,每周运行费用：Q=20（7.894+0.129 x）=（157.9+2.58 x）USD/周,22,解：3.拖曳容器系统和固定容器系统的比较 确定费用相等时的最大往返距离 400+（205.6+21.7 x）USD/周=750+（157.9+2.58 x）USD/周 19.12 x=302.3 x=15.8m 单程距离8m 每周总费用对往返距离作图：USD,总费用USD,往返距离m,（0，605.6）,（0，907.9）,（15.9，949）,固定容器系统,拖曳容器系统,23,3.2.2 固定容器系统计算方法(2)人工装车 使用人工装车，每天进行的收集行程数为已知值或保持不变。在这种情况下日工作时间为Pscs=H(1-W)Nd(S+a+bx)每一行程能收集垃圾的集装点可以由下式估算，Np=60 Pscs ntp 式中，n：收集工人数，人；tP：每个集装点需要的装载时间，min/点人；符号同前。tP与容器放置点之间的运行时间、每个收集点容器数量以及住户分散收集点的百分比 有关，tP=tdbc+K1Cn+K2PRH tdbc：在集装点之间的平均行驶时间，h K1：与每个收集点装载时间有关的常数，min；Cn：每个收集点平均垃圾桶数量；K2：与从住户分散点收集废物所需时间有关常数，min；PRH：分散点收集的百分比例%。,24,tP取决于现场观测，一个工人时装载时间与收集点容器数量的关系：每个收集点服务容器或箱数：1 2 3个以上 tP(min)：0.5 0.6 0.92 二个工人时，tP经验值 每次行程的集装点数确定后，即可用下式估算收集车的合适车型尺寸(载重量)：V=VpNpr 式中，Vp为每一集装点收集的垃圾平均量，m3次；其余符号同前。每周的行程数，即收集次数Nw=TpFNp式中，Tp为集装点总数，点；F为每周容器收集频率，次周；其余符号同前。,25,人工装车 一个工人 二个工人 Nd=(1-W)H(Pscs+S+a+bx)Pscs=(1-W)HNd(S+a+bx),每一行程能收集 Np=60 Pscs ntp 垃圾的集装点 Np=60 Pscs 1 tp Np=60 Pscs 2tp,每个集装点需要的装载时间 tP=0.72+0.18Cn+0.014PRHtP取决于现场观测 装载时间与收集点容器数量的关系：tP经验值 每个收集点服务容器数：1 2 3个以上 tP：0.5 0.6 0.92,收集车车型尺寸(载重量)V=VpNpr V=VpNpr,每周的收集次数 Nw=TpFNp Nw=TpFNp,每周工作时间：Dw=NwPscs+tw（S+h）/(1-w)H Dw=2NwPscs+tw（S+h）/(1-w)H,26,例题3：某住宅区共有1000户居民，由2个工人负责清运该区垃圾。试按固定式清运方式，计算清运时间及清运车容积，已知条件如下：每一集装点平均服务人数3.5人；垃圾单位产量1.2kg(d人)；容器内垃圾的容重120kgm3；每个集装点设0.12m3的容器二个；收集频率每周一次；收集车压缩比为2；来回运距24km；每天工作8小时，每天行程2次；卸车时间0.10h次；运输时间0.29h次；每个集装点需要的人工集装时间为1.76分(点.人)；非生产时间占15；,解：求集装时间：Pscs=(1-W)HNd(S+h)=(10.15)82(0.10+0.29)h次=3.01h次,一次行程能进行的集装点数目：Np=60 Pscs ntp=(60 3.01 2）/176点次=205点次,每集装点每周的垃圾量换成体积数为：Vp=(1.2 3.5 7120)m3次=0.285m3次,清运车的容积应大于：V=VpNpr=(0.285 2052)m3次=29.2m3次,每星期需要进行的行程数：Nw=TpFNp=(1000 1205)次周=4.88次周,每周需要的工作时间：Dw=Nw（PSCs+S+h）/(1-w)H=24.88(3.01+0.10+0.29)(10.15)8d/周=4.89d 周,每人每周工作日：Dwn=（4.892)d(周人)=2.44 d(周人),27,3.3 固体废物的运输及中转3.3.1 固体废物的运输 运输方式主要有车辆运输、船舶运输、管道运输等。一、车辆运输 垃圾收集运输车辆通常称作垃圾车。垃圾车是采用现成的汽车底盘进行改装而成的专用车。垃圾车的车厢容积及主要装置结构与收集地区的道路条件、垃圾收集方式和垃圾性质有很大关系。不能选用普通的载重汽车作为城市垃圾收集运输车。因其载重的利用率仅为7080，在经济效益上是个很大的损失。垃圾车可分为垃圾收集车和中转运输车2大类，中转运输车辆的容积一般是收集车辆的数倍。,28,（一）国外垃圾车发展概况 密闭式收集运输车 按进料方式分为前装式、顶装式、侧装式、后装式、容器式、吊装式和普通卡车等。前装式垃圾车垃圾车进料口设置在垃圾车厢体顶部，应用不很普遍。顶装式垃圾车进料口设置在车厢顶部的中间位置或后面位置。侧装式垃圾车的进料口设置在垃圾车厢的侧上方，进料高度较前装式垃圾车低。后装式垃圾车在工业发达国家使用比较普遍。后装式垃圾车主要由车厢、推送装置、强力压缩装置、提升架、垃圾自卸装置等组成。但是，后装式垃圾车的大部分辅助装置都集中装置在车厢后面，增加了车辆的自重和后轮的负荷。容器式垃圾车是发达国家普遍采用的城市垃圾收集运输车。这种垃圾车的主要特点是：车厢可完全脱离底盘，空箱体放置在城区居民居住比较集中的固定地点，居民可以随时把垃圾投入容器中。容器装满后，由垃圾车底盘上的液压臂或其他装置将容器提升并安装在车体底上。，底盘上设置了导轨，箱体底部装配了小轮。容器式垃圾车内部均装配了推送挤压机构，所以能够对倒入箱体的垃圾进行强力压缩减容。目前各类机械化垃圾收集车的共同特点是箱体结构内部都装配了强力压缩布料装置，它是为适应城市垃圾体积大、密度小的特点而设置的。,29,（二）我国垃圾车发展概况 人力小车主要用作旧式居住区的垃圾收集。小型机动车主要用来代替人力小车作为旧式居住区的垃圾车辆。小型垃圾车的装载重量一般在o.5t左右。由于经济性方面的限制，很难广泛应用。自卸垃圾车是我国目前运输垃圾的主要车辆。但其车厢为敞开式，不带盖，在运输过程中会污染周围的空气和路面。集装箱来贮运垃圾，用专门的起吊装置将贮装垃圾的集装箱吊装。罩盖式自卸垃圾车和密封式自卸垃圾车，它们不需要配备专门的垃圾集装箱和吊装设备，且运输过程中垃圾不暴露，没有垃圾散落飞扬、散发臭气等污染城市环境的状况，得到迅速的推广应用。桶式侧装密封垃圾车用作垃圾收集车，这种专用垃圾车使用时需要配置一定数量的标准垃圾桶，因而其一次性投资较大。后装式垃圾压缩车和容器式垃圾车能有效地控制垃圾收集运输过程中的二次污染，减轻清洁工人的工作强度。,30,按照垃圾车的用途，分为垃圾收集车和垃圾转运车。垃圾收集车主要用来在街道、商业网点和居民生活区等场地收集垃圾。垃圾转运车用来将城市垃圾运送到距离较远的垃圾处理场。只用来从事垃圾运输，不需配置垃圾收集装置。为了提高垃圾收集和运输过程的机械化，提高垃圾收集和运输过程的工作效率，垃圾车一般均配备有相应的自行卸料、自行装载、自行填充压实和其他工作装置。按照垃圾车工作装置功能的不同，垃圾车可分为自卸垃圾车、自装卸垃圾车、自动填充压实式垃圾车和容器式垃圾车。按照垃圾车工作装置的工作原理和结构特点的不同，垃圾车又可分为门架式垃圾车、机械手式垃圾车、侧装推板式垃圾车、旋板式垃圾车、压实板式垃圾车、转臂式垃圾车、卷臂式垃圾车和双臂起吊式垃圾车等等。按照垃圾车装料部位的不同，垃圾车又分为顶装式垃圾车、侧装式垃圾车、前装式垃圾车和后装式垃圾车。,31,（三）装载效率 车辆的装载效率(),影响车辆装载效率的因素主要有：废物的种类(成分、含水率、容重、尺寸等)；车厢的容积与形状；容许装载负荷；压缩方式；压缩比。值随废物和车辆种类的不同而变化，因此，用值评价车辆的装载效率时，必须限定相同废物和相同车型。车辆的压缩能力越强，废物的减容率越高，装载量也就越多。但压缩装置本身的重量也会降低车辆原有的装载能力。,32,废物的压缩比表示：设废物的自由容重为f(kgm3)，压缩后容重为P，(kgm3)，,采用车辆运输危险废物：收运人员的培训、收运许可证的审核、收运过程中的安全防护等。为保证安全，废物不能在车辆上进行压缩，而是要求废物的包装方式符合规定。运输的车辆有必要的安全的、密闭式的装卸条件，对司机也应进行专业培训。固定运输路线，应按照指定的方法进行风险评价。制定在出现废物泄漏事故时的应急计划等。,其中，压缩后容重P表示为：式中：W装载废物重量(kg)V车厢容积(m3),33,二船舶运输 船舶运输适用于大容量的废物运输，在水路交通方便的地区应用较多。船舶运输由于装载量大、动力消耗小，其运输成本一般比车辆运输和管道运输要低。但是，船舶运输一般需要采用集装箱方式，所以，对中转码头以及处置场码头必须配备集装箱装卸装置。另外，在船舶运输过程中，特别要注意防止由于废物泄漏对河流的污染，在废物装卸地点尤其需要注意。上海老港垃圾填埋场就是采用船舶运输方式。三管道运输 管道运输分为空气运输和水力运输两种类型。管道运输的特点是：废物流与外界完全隔离，对环境的影响较小，属于无污染型输送方式。受外界的影响小，可以实现全天候运行；输送管道专用，容易实现自动化，可提高废物运输的效率：是连续输送，有利于大容量、长距离的输送；设备投资较大；灵活性小，一旦建成，不易改变其路线和长度；运行经验不足，可靠性尚待进一步验证。,34,空气运输 空气输送分为真空方式和压送方式两种。真空方式的特点是：适用于从多个产生源向一点的集中输送，最适于城市垃圾输送；产生源增加时，只增加管道和排放口，不用增加收集站的设备；系统总体呈负压，废物和气体不会向外泄漏，投入端不需要特殊的设备；不利方面：由于负压的限度(实际上最大可达-0.5kgcm2)，不适于长距离输送。真空输送采用的条件是：管径中400600mm，流速2030ms。真空输送的能力主要取决与管道和风机，对于每天垃圾产生量为1015吨的住宅区，输送距离的限度在1.52.0km的范围。压送方式适用于废物供应量一定、长距离、高效率的输送，多用于收集站到处理处置设施之间的输送。由于距离较长，在实际运行中存在管道堵塞及因停电等事故造成停运后，重新起动困难等问题。因此，为了保证输送的高效、安全，最好在输送前对废物进行破碎处理。压送方式的运行条件是：当输送能力为30120吨日时，管径选择5001,000mm，输送距离最大可达7km。,35,水力运输 水力输送的最大优势在于改善废物在管道中的流动条件，水的密度约相当于空气的800倍，可以实现低速、高浓度的输送，从而使输送成本大大降低。水力输送的最大问题是废物中的有害物质溶解于水中，使得水的后续处理成为关键问题，其费用也对总体输送费用的影响较大。另外，水力输送在技术上的可靠性和设计精度等方面也存在一定的问题，目前仍处于研究阶段，尚未实现实用化。,36,3.3.2 固体废物的中转 中转是城市垃圾收集运输系统中的一个重要环节。一中转站的功能 集中收集和储存来源分散的各种固体废物。对各种废物进行适当的预处理。例如：分选、破碎、压缩、解毒、中和、脱水、和对有用物质的回收和再利用。通过这些预处理可以减少在后续运输和处理处置过程中的废物量和危险性，有利于提高整个废物管理的效率。降低收运的成本。对于较长的运输距离来说，大容量的运输车辆要比小容量的运输车辆经济有效，但在收集过程中，特别是城市垃圾的收集，小型车又比大型车灵活方便。在适宜的地方设置中转站，可以合理地分配使用车辆，提高收运系统的总体效率，大大降低运输费用。,37,二中转站的选址与处理能力 对于城市垃圾来说，其中转站一般建议建在小型运输车的最佳运输距离之内。在选择中转站的位置即选址时，要注意以下几个问题：选择靠近服务地区的中心或废物产量最多的地方；选择靠近干线公路或交通方便的地方；选择基建或操作最方便的地方。在规划和设计中转站时，即处理能力考虑如下因素：每天的转运量；转运站的结构类型；主要设备和附属设施；对周围环境的影响。,38,每天的转运量：垃圾的转运量应根据服务区域内垃圾的高产月份平均日产量来确定。在不掌握实际数据时，可以按照公式：,式中：Q 转运站的日转运量(t/d)；n 服务区域的实际人数；q 服务区居民的人均垃圾日产量(kg人日)。应采用当地的实际资料。在无当地准确资料时，则可按照人均日垃圾产生量1.01.2kg计算。在燃料气化率高的地区应适当取低值，燃料气化率低的地区应适当取高值。垃圾产量变化系数。采用当地实际资料.当无资料可用时，可按照=1.31.4。,39,转运站的规模可按转运量分为大型(Q450td)、中型(450td Q 150td)和小型(Q150td)。其用地标准如表21中所列。,40,中转站的结构分类 按结构形式分为集中储运站和预处理中转站。集中储运站：一种设施比较简单的收集站，固体废物在此不经过任何处理就迅速地转运出去，这种转运站投资少，转运速度快，作为小规模的废物转运应用较多。预处理中转站：通常配备有解毒、中和、脱水、破碎、压缩、分选等设施，可以对各种废物进行分类和相应的预处理，北京市的大屯转运站就属于此类。中转站的主要建筑物应采用密闭式结构，四周应设置防护带，以防止飘尘污染周围大气环境，中转站内还应安装除尘、消音和消防设备，并应经常对站内各种设备和设施进行消毒。,41,42,34 固体废物收运系统的优化问题3.4.1 收运系统的优化 为了提高固体废物的收运效率，减少收运费用，对固体废物的收运系统，特别是收集运输路线进行优化是一个十分重要的问题。以城市垃圾为例，介绍固体废物收运路线的优化问题。按固定容器式废物收集运输系统，将其大致分为五个阶段：第一阶段：居民将垃圾从家庭运到公共垃圾容器的过程。第二阶段：垃圾装车的过程，对于有压缩装置的车辆还包括压缩过程。第三阶段：收集车辆在各个垃圾存放点之间的运动过程。这一阶段，收集车辆行驶路线的选择对垃圾的收集效率和收集费用都会产生极大的影响。在指定的收集范围内，车辆的行驶路线称微观路线。解决的主要问题：选择一条空载行程最短、费用最低、效率最高的收集路线。第四阶段：垃圾由各收集区域运到中转站或处理处置设施的过程。解决的主要问题是：寻找一条从各收集线路的终点到中转站或处置场的最优路线，这条路线称宏观路线或区域路线。第五阶段：垃圾由各中转站运到处理处置设施的过程。,43,3.4.2 宏观路线的优化 宏观路线的优化问题实际上是寻找一条从收集路线的终点到中转站或处理处置设施的最优路线。对一个区域系统或一个大的城区，确定一条优化的宏观运输路线，对整个垃圾收运和处理处置系统的效率和成本都会产生较大的影响。这类问题在数学上称为分配问题，解决问题的方法通常采用线性规划技术。一、简单系统的优化计算,式中：Xik单位时间内从废物产生源i运到处置场k的废物量；Cik单位数量废物从废物产生源i运到处置场k的费用：Fk处置场k处置单位数量废物的费用；Wi废物产生源i单位时间内所产生的废物总量；Bkk处置场的处置能力；N废物源的数量；K处置场的数量。在目标函数中，第一项是运输费用，第二项为处置费用。由于各处置场的规格、造价与运行费之间的差异不同，处置场的处置费用也会有所不同。,i 废物产生源,k废物处置场,选择数学模式线形规划技术确定目标函数ik：ik（x）=Xik Cik+Fk Xik使以下的目标函数达到最小，即运输费用最低。目标函数：,j 中转站,44,目标是达到运输成本最低。所应该满足的约束条件为：每个处置场的处置能力是有限的；处置的废物总量应等于废物的产生总量：从每个废物产生源运出的废物量应大于或等于零。即约束条件为：,已知：废物源用N表示，N=4；处置场用K表示，K=2,45,其目标函数可以写为：,46,计算结果列于表2-3。线性规划算法的内容参见有关运筹学的书籍。,47,二、混合系统的优化计算如果在废物源和处置场之间还有中转站或其他处理设施，则宏观路线的确定会变得更加复杂。在这种系统中，废物源产生的废物可以送到中转站，也可以直接送到处置场，而中转站的废物必须送到处置场。在中间处理过程中产生的废物流的变化也必须加以计算。设有N个废物源，J个中转站，K个处置场，处置场和中转站的处理处置费用分别为Fj和Fk。这个系统的目标函数可以用下列数学式来表示：,式中：Cij将单位数量废物从废物产生源i运送到中转站i的费用；Cjk将单位数量废物从中转站j运送到处置场k的费用；Cik将单位数量废物从废物产生源i运送到处置场k的费用；Xij在单位时间内从废物产生源i运送到中转站i的废物数量；Xjk在单位时间内从中转站j运送到处置场k的废物数量；Bik在单位时间内从废物产生源i运送到处置场k的废物数量；Bj中转站j的处理能力；Bk处置场k的处置能力；Fj中转站j处理单位数量废物所需的费用；Fk处置场k处置单位数量废物所需的费用；Pj中转站j处理后残渣占原废物的比例。对于储运站，Pj=1.0；对于焚烧炉，Pj=0.10.2。,48,该目标函数的约束条件为：在废物源i产生的废物量Wi必须等于由i运往J个中转站和K个处置场的废物总量。,中转站j的处理能力为Bj必须大于或等于运往j的废物总量。,从废物源i和中转站j运往处置场k的废物量必须小于或等于处置场k的处置能力Bk。,中转站j处理后残余的废物量必须等于从j运往处置场的废物量。,从所有废物源运往中转站或处置场的废物量，或从中转站运往处置场的废物量必须大于或等于零。,在影响条件过分复杂的情况下，由于线性规划方法造成的误差太大，可以使用简单的网格计算法。在xY坐标网格纸上，将相应区域划分成很多面积相等的方格，然后根据居民人口估算出固体废物的产生量。在此之前，应确定中转站与废物处置场的地点。首先判断明显不适当的地点，例如市区中心、风景区、饮用水源保护区等，然后利用反复试探的方法得到最佳的综合方案。,