掃道土轉(zhuǎn)運系統(tǒng)設計

高相力，陳楠林

（天津市市容環(huán)境工程設計研究所，天津 300201）

1 掃道土轉(zhuǎn)運站的建設

掃道土與生活垃圾成分有很大不同，干式清掃車收集的掃道土灰土含量較高，而生活垃圾中沒有很高的灰土含量，因此生活垃圾轉(zhuǎn)運站內(nèi)不設除塵系統(tǒng)。清掃車卸土時揚塵大，如果沒有控塵系統(tǒng)，對轉(zhuǎn)運站內(nèi)環(huán)境會造成較大影響。濕式清掃車收集的掃道土含水率很高，呈水泥混合物狀，混入生活垃圾中使垃圾滲瀝液量和泥土成分增加，運輸過程中易導致泥水滴漏，也增加了后端處理成本。生活垃圾轉(zhuǎn)運設備不能承接清掃車卸土，其承接口按照垃圾收集車設計，受料口寬度及承接方式不適合清掃車高位卸土。另外，由于掃道土垃圾的成分決定了掃道土應該進行填埋處理，一般垃圾填埋場設置距離市區(qū)平均在20 km以上，每輛清掃車遠距離到填埋場卸土非常不經(jīng)濟，須建設專用的掃道土轉(zhuǎn)運站。

目前，天津市沒有專用的掃道土轉(zhuǎn)運站，大多數(shù)清掃車收集的掃道土就近填坑或空地堆放，塵土和泥水造成環(huán)境臟亂。有的區(qū)為便于清掃車卸土，在環(huán)衛(wèi)汽車隊內(nèi)設置掃道土轉(zhuǎn)運站，但是設施簡陋，沒有相應的環(huán)保措施，站內(nèi)環(huán)境極差。

2 轉(zhuǎn)運系統(tǒng)設計

2.1 掃道土轉(zhuǎn)運工藝設計

從選擇合適的轉(zhuǎn)運工藝、使用的各類清掃車的性能參數(shù)、外形尺寸及卸料高度、卸土的控塵及除塵系統(tǒng)方式、滲瀝液收集等方面考慮，既能保證承接各類清掃車卸土，又必須控制卸土揚塵及防止轉(zhuǎn)運后外運時泥水滴漏。掃道土轉(zhuǎn)運工藝流程設計為：

1）清掃車進站在指定車位傾卸垃圾。干式清掃車收集的掃道土含塵量大，到設置控塵罩的車位將收集的垃圾卸入地坑內(nèi)的垃圾轉(zhuǎn)運箱內(nèi)；濕式清掃車收集的掃道土泥水量大，卸車時沒有揚塵，卸車位不需設置控塵裝置，直接將收集的垃圾卸入地坑內(nèi)的垃圾轉(zhuǎn)運箱內(nèi)。

2）開啟通風除塵系統(tǒng)。在干式清掃車卸車的同時，啟動通風機，控塵罩內(nèi)形成負壓狀態(tài)，含塵氣流通過吸嘴、管路進入布袋除塵器，過濾后達標排放。

3）泥水沉淀后排放。濕式清掃車收集的泥水傾卸后，經(jīng)預設的管道進入沉淀池，沉淀后的液體排入市政管網(wǎng)，沉淀物裝入掃道土轉(zhuǎn)運箱。

4）滿載外運。掃道土轉(zhuǎn)運箱滿載后，通過起重機將箱體吊裝至自卸車上，外運至填埋場處理。同時將空轉(zhuǎn)運箱放置地坑內(nèi)，承接清掃車卸土。

掃道土轉(zhuǎn)運工藝流程見圖1。

2.2 掃道土承接方式設計

道路清掃車的卸土方式均為垃圾收集箱體舉升后傾卸土，垃圾箱后門距地卸土高度在500～600 mm，承接的垃圾轉(zhuǎn)運箱高度在1.1 m左右，因此將垃圾轉(zhuǎn)運箱放置在地坑內(nèi)，箱上口位置與地面水平，便于接納清掃車卸土。垃圾轉(zhuǎn)運箱放入地坑和裝車外運均通過起重機完成。

2.3 控塵及除塵系統(tǒng)設計

為控制干式清掃車卸土時的揚塵，必須設置控塵及除塵系統(tǒng)，凈化轉(zhuǎn)運車間的作業(yè)環(huán)境，減少垃圾轉(zhuǎn)運時產(chǎn)生的二次污染。控塵的作用為控制揚塵的擴散范圍以及便于揚塵的收集，除塵系統(tǒng)的作用是處理收集的含塵氣流。含塵氣流經(jīng)除塵處理后，粉塵被過濾，凈化的氣流達標排放。

2.3.1 揚塵收集及控塵罩設計

當干式清掃車傾土瞬間，由于卸土落差而產(chǎn)生大量揚塵，揚塵的主要運動方向是垂直向上并逐漸擴散。為了及時捕捉瞬間帶有速度的粉塵，防止其擴散外逸，在卸料車位上方設置控塵罩?？貕m罩前端敞開接納清掃車卸土，其余部位密閉?？貕m罩前端上部設置軟門簾、左右兩側(cè)設置彈性密封簾，將清掃車垃圾收集箱后門包入罩內(nèi)，既不阻礙清掃車卸土又減少了漏風面積，使控塵罩內(nèi)容易形成半封閉區(qū)間?？貕m罩的空間在保證使用的前提下盡可能小，利于含塵氣流的收集?？貕m罩寬度約2.5 m，能容納各類清掃車進入卸土；高度約3.5 m，保證清掃車傾翻卸土時不與控塵罩發(fā)生碰撞；長度約5 m，能罩住接納掃道土的垃圾轉(zhuǎn)運箱的長度，見圖2。

2.3.2 除塵系統(tǒng)設計

除塵系統(tǒng)由控塵罩、吸風口、吸風管路、除塵器、風機、煙囪等組成，見圖3。在控塵罩內(nèi)設置吸風口，吸風口連接吸風管路，除塵器的前端與吸風管路連接，后端連接風機吸風口，風機出風口與煙囪連接。其工作原理為：風機啟動，通過風機的抽吸，在控塵罩內(nèi)形成負壓區(qū)，含塵氣流通過吸嘴和吸風管路被抽入除塵器內(nèi)，經(jīng)過除塵器過濾后，去除粉塵，凈化氣流通過煙囪達標排放。

2.3.2.1 系統(tǒng)風量計算

通過計算控塵罩的漏風面積以及漏風處捕捉含塵氣流需要的風速，計算出需要處理的含塵氣流量，通過除塵系統(tǒng)的布置確定各環(huán)節(jié)的阻力損失。根據(jù)計算出的需處理風量和阻力損失，選取合適的風機性能參數(shù)。根據(jù)含塵氣流的性質(zhì)，選取合適的除塵器。

式中：Q為吸入風量（m3/h）；F為漏風面積（m2）；V為漏風處吸捕速度（m/s），取V=1 m/s；B為系數(shù)，取1.5。

漏風面積為控塵裝置前端的寬度與清掃車垃圾箱傾斜后下部距地面距離之間形成的面積。設控塵裝置寬度2.5 m，垃圾箱傾斜后下部距地面距離0.8 m，漏風面積F=2.5×0.8=2 m2。則Q=3 600×2×1×1.5=10 800 （m3/h）。

2.3.2.2 系統(tǒng)壓力計算

系統(tǒng)的壓力需要克服系統(tǒng)阻力損失，系統(tǒng)阻力損失與系統(tǒng)管路的布置、管徑和長度的尺寸、除塵器的選型等有關。管路的阻力包括氣流經(jīng)過吸嘴、管路彎頭、除塵器等處產(chǎn)生的局部阻力損失和沿管道流動產(chǎn)生的沿程阻力損失。小型轉(zhuǎn)運站的占地面積較小，系統(tǒng)布置線路短，管道直徑較大，沿程阻力損失可忽略不計。

局部阻力損失有：

1）吸嘴、管路局部阻力損失。

式中：ζ為局部阻力系數(shù)，取1.1；V為管路風速，取14 m/s；ρ為氣流密度,取1.2 kg/m3。

設系統(tǒng)有 3 處沿程阻力，則 P=3ζV2ρ/2=3×1.1×142×1.2/2=388 Pa。

2）除塵阻力損失。

根據(jù)需要處理的含塵風量，選取除塵器的阻力損失為1 700 Pa。

系統(tǒng)總阻力損失P=388+1 700=2 088 Pa。

2.3.3 通風機的選取

根據(jù)計算的系統(tǒng)吸入風量10 800 m3/h及系統(tǒng)阻力損失2 088 Pa。并考慮15%附加值，風機性能參數(shù)選取風量12 420 m3/h，風壓2 400 Pa

2.3.4 除塵器的選取

掃道土的粉塵含量較高，大多為細粉塵，選取過濾細粉塵效果好、除塵效率高的布袋除塵器。根據(jù)系統(tǒng)環(huán)境狀況選取布袋的材質(zhì)、布袋落塵的反吹機構(gòu)和出灰機構(gòu)。

2.4 泥水收集

濕式清掃車收集的泥水量較大，為防止轉(zhuǎn)運后外運過程污水滴漏，需要進行泥水收集。設置沉淀池，通過管道與垃圾箱地坑連接，沉淀后的泥裝入垃圾轉(zhuǎn)運箱與掃道土外運處理、液體排入市政管道。沉淀池應布置在地坑旁，便于將沉淀物裝入垃圾箱。沉淀池的尺寸根據(jù)卸入的水量按標準確定。

2.5 專用密封垃圾轉(zhuǎn)運箱

由于濕式清掃車收集的掃道土含水率較大，為不使垃圾轉(zhuǎn)運箱吊裝和外運過程中泥水滴漏，垃圾轉(zhuǎn)運箱需要在結(jié)構(gòu)上進行設計。垃圾轉(zhuǎn)運箱除上部敞開承接掃道土外，其余部分封閉。箱體后門上設計排水口，并配有閥門，箱子吊入地坑前將閥門打開，承接的掃道土中的水從排水口排入地坑內(nèi)，減少了垃圾轉(zhuǎn)運箱的攜水量，提高了每運輸1趟次的轉(zhuǎn)運量。轉(zhuǎn)運箱裝滿從地坑吊出后，將閥門關閉，未溢出的泥水截流在箱內(nèi)。垃圾轉(zhuǎn)運箱卸土的后門與箱體采用嵌入式設計，并用密封條密封，有效地防止了運輸過程泥水滴漏，見圖4。垃圾轉(zhuǎn)運箱的外形尺寸設計根據(jù)承接清掃車的卸土的寬度、垃圾轉(zhuǎn)運車的載質(zhì)量等參數(shù)設計。

3 結(jié)論

設計與掃道土成分、清掃車卸土方式等匹配的掃道土轉(zhuǎn)運站，是環(huán)衛(wèi)設施重要組成部分，是實現(xiàn)道路機械化清掃的前提，也是提高道路清掃作業(yè)效率，降低工人勞動強度，減少清掃作業(yè)人身安全事故等方面關鍵環(huán)節(jié)。設置專用的掃道土轉(zhuǎn)運站，可避免掃道土隨意堆放污染環(huán)境，改變塵土搬家的現(xiàn)象，實現(xiàn)掃道土集中收集、集中運輸、集中處理。

［1］徐灝.機械設計手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，1992.

［2］張殿印，申麗.工業(yè)除塵設計手冊［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2003.

［3］王純，張殿印.除塵設備手冊［M］.北京：化學工業(yè)出版社，2009.