城市生活垃圾處理設備的研發及應用研究

余玉麟（江蘇維爾利環保科技股份有限公司,江蘇　常州　213200）

城市生活垃圾處理設備的研發及應用研究

余玉麟
（江蘇維爾利環保科技股份有限公司,江蘇常州213200）

摘要：城市生活垃圾處理的力度直接的決定了一座城市的風貌，如何做好城市生活垃圾的處理工作，不僅關系到城市的環境與面貌，同時也與人們的生活質量有著緊密的聯系。城市生活垃圾處理設備致力于處理城市人們生產、生活所產生的各種垃圾，在改善城市環境與提高人們生活質量方面有著重要的作用。本文主要分析了目前城市生活垃圾的處理現狀，

關鍵詞：城市生活垃圾；垃圾處理設備；設備研發；設備應用

0　引言

近幾年里，隨著政府對城市環境建設力度的不斷加大，我國城市生活垃圾的治理得到了一定程度的提高，城市面貌以及人們的生活質量都得到了不同的提高。目前我國的城市生活垃圾處理正向著“無害化、資源化、減量化”的方向進行發展。城市生活垃圾的處理是一項系統、繁雜的工作，因此想要徹底的處理好城市生活垃圾，不僅需要依靠政府的大力支持，管理者的全面部署，同時相應的生活垃圾處理設備的研發與應用也有著不可替代的重要地位。

1　城市生活垃圾的分類

城市的生活垃圾大致的可以分為可回收與不可回收兩大類，其中可回收的城市生活垃圾又主要包含了金屬、布料、玻璃、塑料以及廢紙等五大類。金屬主要是人們生活所用的罐頭盒、易拉罐以及其他廢鐵等等。布料主要是人們所廢棄的衣服，生活中所用的抹布、桌布以及小孩上學使用的書包等等。玻璃主要是人們生活使用的茶杯、花瓶、鏡子等等。塑料類的則主要是生活中所使用的各種類型的塑料袋，以及各種飲料瓶等等。廢紙則包含了各類雜志、報刊以及其他的生活用紙。

2　國內城市生活垃圾的處理現狀

城市生活垃圾主要是指城市中的人們日常生活所產生固體廢物，隨著城市人口的不斷增加，每年城市生活垃圾的增長幅度也越來越大，大量的城市生活垃圾不僅嚴重的影響了一座城市的市容，同時也給人們的生活環境造成了巨大的污染，也對人們的身體健康形成了巨大的威脅。在我國，由于每個城市的生活垃圾的成分存在著巨大的差異，因此每個城市的生活垃圾處理應該根據各自城市生活垃圾的特點進行選擇。生活垃圾的處理方式主要有三大類，分別是堆放、填埋以及焚燒。

3　城市生活垃圾處理設備的研發與應用

3.1城市生活垃圾處理設備推板結構的拓撲優化設計

（1）推板的結構分析。圖一是我國某城市的生活垃圾處理設備的推板結構圖，生活垃圾處理設備在進行工作時，設備的液壓油缸會作用在推板上，從而讓推板沿著箭頭所指的方向進行移動，從而將垃圾進行壓縮，將垃圾中所含有的空氣、水分的壓出，當液壓泵的壓強增加到21Mpa時，推板會處于靜止的狀態，這時生活垃圾由于受到較大的壓力，而將體積縮小為最小的狀態。推板保持靜止10秒以后，再沿著箭頭的方向退回到初始位置。其中推板是在鋼板上所焊接的矩形鋼管，推板的垂直和水平方向都焊接了加強的剛勁，確保推板的強度與剛度。

（2）推板結構的拓撲優化設計。在對城市生活垃圾處理設備的推板進行拓撲優化設計時，首先設計時應該對原有推板進行填充，建立推板進行拓撲優化設計的基本結構，如圖2所示，圖中所表明的紅色區域為非設計區域，設計區域為黃色區域。進行推板的拓撲優化設計時，推板的剛度是最大的目標，約束條件是減少材料體積的百分之六十。并且圖中的設計區域的單元是偽密度的設計變量，通過一系列的迭代計算，能夠得到推板材料的密度云圖，見圖3，圖中的黃色區域所表示的是需要對推板進行加強筋的位置，而圖中的白色區域表示的是可以刪除或者是減少材料的部分。

結合計算得出的密度云圖以及城市生活垃圾處理設備的具體特點，將推板的結構進行進一步的改善，首先將矩形管改為實心的加強筋，并且將推板與液壓缸的鏈接位置放置在推板的中心部分，從推板的中心部分向四周進行發散性的鋼筋加固，同時為了保證對半的推力，還應該對推板水平方向的剛度進行加強。根據密度云圖改進后推板結構如圖4所示，圖5為改善后的推板結構所制成的實際產品。

圖1　某生活垃圾處理設備的推板結構示意圖

圖2　推板拓撲優化的有限元示意圖

圖3　推板材料的密度云示意圖

3.2城市生活垃圾處理設備的應用

城市生活的垃圾處理設備會將城市生活垃圾進行壓實，當推板處于靜止的狀態是，垃圾處理設備的液壓缸的壓力是恒定的，此時的推板受到的作用力達到最大值，很容易因為手里較大而導致推板受損。為了有效的保證城市生活垃圾處理設備能夠得到正常的使用，并且得到長久的使用，建立相應的有限元分析模型是很有必要的。建立有限元分析模型，首先應該選取垃圾處于壓實狀態時，對推板的前后受力的情況進行有限元分析。在進行推板結構的拓撲優化之前，油缸與推板的連接位置處以及導軌與推板所接觸的地方受力較大。因此推板下部的兩側會出現較大的位移，最大的綜合位移是位于推板兩側的直角的頂點位置處。優化設計以后的推板結構，推板的受力面積向四周進行擴散，受力面積得到了一定程度的擴大，并且在材料的屈服范圍內，推板兩側位移雖然有所增加，但是總體的變化量得到了較小。總而言之，優化以后的推板結構不僅有效的減少了材料的消耗，降低了城市生活垃圾處理設備的生產成本，同時也提高了城市生活垃圾的使用壽命，提高了整體的經濟效益。

圖4　優化后的推板結構

圖5　實際應用中的推板結構

4　結語

綜上所述，處理城市生活垃圾在改善城市風貌以及提高人們的生活質量，保障人們的身體健康方面有著非常重要的作用。但是根據相關統計資料表明，歷年來，城市生活垃圾的處理都是一項極其繁瑣的工作，雖然政府每年都投入了大量的財力與人力進行整治，但是任然有部分城市的生活垃圾處理效果并不明顯。城市生活垃圾多種多樣，并且隨著科學的進步與城市人口的不斷增多，城市生活垃圾的種類與數量都在不斷的增加，想要進一步的治理好城市生活垃圾，離不開生活垃圾處理設備。本文主要研究了對生活垃圾處理設備中推板結構的優化，希望改進后的推板結構，能夠有效的改善生活垃圾處理設備的性能，從而提高對城市生活垃圾處理的能力，改善城市面貌與城市居民的生活環境。

參考文獻：

[1]傅宅國.城鄉結合部社會管理中基層政府協同問題研究——以湖南省湘潭市九華示范區為例[D].湘潭大學,2013.

[2]徐穩.企業需求導向的網上行政審批服務優化研究--以房地產開發報建審批為例[D].廣西大學,2014.

[3]孫宜然.歷史街區消防安全影響因素分析與規劃對策研究——以屯溪老街為例[D].合肥工業大學,2013.