中新天津生态城中部片区垃圾气力输送系统设计研究

魏建民，梁静波，李　　征，蒋玉广，杨　　伟，田　　锐

（天津生态城环保有限公司，天津　300467）

中新天津生态城中部片区垃圾气力输送系统设计研究

魏建民，梁静波，李征，蒋玉广，杨伟，田锐

（天津生态城环保有限公司，天津300467）

基于中新天津生态城南部片区气力输送系统成功的应用，结合生态城中部片区规划及开发进度，对中部片区生活垃圾的产生量、收集量、规模进行预测，并对垃圾收运方案进行工程方案的技术可靠性、经济合理性及实施的可行性进行多方案的分析比较和论证，旨在为生态城中部片区垃圾收运系统建设提供借鉴。

中新天津生态城；生活垃圾；气力输送

中新天津生态城为中国新加坡政府合作框架协议下在华建设的1座生态示范城市，其城市建设内涵为人与人和谐共存、人与经济活动和谐共存，能复制、能实行、能推广的建设理念。因此，在生态城建设生活垃圾收运系统，具有极大的推广意义。该系统已在生态城南部片区大范围建设，共设置4套气力输送系统。目前，2#系统已建成并投入使用，已连续稳定运行1 a，3#、4#、5#系统正在建设中，预计2016年完工并投入试运行［1-3］。笔者结合生态城总体规划条件、中部片区开发进度以及南部片区建设经验，针对中部片区垃圾气力输送系统的设计规模、系统布局等方面展开研究。

1　　中部片区规划及开发进度

中新天津生态城规划区位于天津东部沿海的滨海新区范围内，属于新建城区。其规划行政区域编制分为南部综合片区、中部综合片区和北部、东北部综合片区。

中部综合片区位于中新天津生态城中部。其范围为东至中央大道，南至蓟运河故道和慧风溪生态廊道，西至蓟运河，北至华五路。南部片区气力建设绝大部分先于各地块开发，而中部片区除华三路和中泰大道部分路段未施工，其余道路及道路两侧管线等市政基础配套设施已基本建设完成，信息园、南开中学、双威城、依水园等公建和住宅项目地块已完成开发（见图1）。

图1　　中新天津生态城中部片区开发总图

因此，中部片区若新建气力项目，无法完全按照南部片区模式进行公网系统的铺设，需要结合现状建设条件合理对中部片区气力输送系统进行布局。

2　　中部片区气力输送系统设计规模

根据环卫规划要求，中新天津生态城人均垃圾产生量为0.8 kg/（人·d），暂住人口的人均垃圾产生量与常住人口人均垃圾产生量一样，流动人口垃圾产生量为常住人口的1/2。中部片区垃圾产生量见表1。

表1　　中部片区生活垃圾产生量预测

根据环卫规划对生态城垃圾成分的预测分析，大件垃圾、金属和玻璃及有毒有害类垃圾占垃圾总量的15%，此部分不能进入气力收集系统。另外依水园、双威城、南开中学、信息园和产业园等地块由于已完成建设，其垃圾也不纳入到气力输送系统中。因此，在此基础上考虑到高峰期和季节性变化，气力输送系统设计规模按实际垃圾产生量的1.3系数计算，得到中部片区可进入气力输送设计规模为51.88 t/d。

3　　系统建设方案的研究

气力输送系统在收集设备的设计理念上可以分成固定式及移动式2类。固定式是泛指所有垃圾/废物收集设备都是固定地安装在建筑物内，而垃圾是需要经过固定的管道接到有关的收集设备，分为大固定式系统（C系统） 和小固定式系统（F系统）。移动式则是指该设备具备移动性能可以移动到不同的地方通过软性管道接入埋地管网收集垃圾。无论固定式或移动式的系统都同样具有气力输送系统的各种优点。2种系统之间的差别主要在于根据楼宇的密度和分布，地理，环境以及空间的不同情况而需要在最终的收集设备的设计上作出不同的变化，当中亦包括输送管网如何调整设计以顺利连接到不同的收集设备。由于2类系统的输送管网及收集设备的设计不同，所以系统的规格亦明显存在较大差异。表2为气力输送系统不同方案特点比较。

表2　　气力输送系统不同方案特点比较

由表2可知，移动式系统在灵活性方面优于固定式系统，但固定式系统在服务范围，管道输送长度，环境影响、垃圾清运作业、交通影响、系统可靠性、运行管理等方面均优于移动式系统，更适合于本项目。因此，生态城中部片区宜采用固定式系统。

由于中部片区目前配套管道与道路已基本建设完成，部分道路市政配套未考虑气力输送管线布置，如在中部片区全部采用C系统方案，其经济性和可行性较差，因此，根据中部片区的建设情况，宜采用C系统和F系统组合的工艺方案。

4　　系统覆盖范围优化原则

1）应以规划用地为依据，区域划分时应使得各系统收集转运规模尽量均衡合理；

2） 应根据中部片区开发情况，合理选用系统工艺方案，尽可能不破坏现状设施；

3）各系统管网敷设长度应合理，以便能保证系统操作的可靠性；

4） 各系统分区边界应以城区内主干道为界，尽可能避免垃圾收集干管横穿主干道；

5）中央垃圾收集站选址应合理，尽可能使收集干管敷设长度最短。

基于以上原则，中部片区气力输送系统整体规划和建设方案选定为4站系统，各站服务范围和水平管线最长长度等方案参数见表3，平面布置见图2。

表3　　中部片区气力输送各系统参数

图2　　中部片区气力输送各系统覆盖范围

5　　各系统中央收集站建设形式分析

5.1C系统中央收集站建设形式分析

5.1.1C系统中央收集站地上式

中央收集站地上方案采用地面以上2层形式，为混凝土结构，一层布置主要集装箱大厅、控制室、风机室。二层布置的设施间主要为除尘室、储存间和分离器大厅和高低压配电室。考虑到倒车区域，整个中央收集站主体功能区域总占地面积为1 300 m2。该方式优点：①由于集装箱不需要提升，物流运输通畅（集装箱垃圾转运、空箱归位等方面更为方便、通畅）。②与半地上方案相比同比投资少（在同等条件下，半地上式方案的土建投资增加200万元，升降机为非标设备，也额外增加投资，约300万元）。③降低了地下水和暴雨期雨水进入站内的风险。④节能（2层建筑都可利用自然采光）。⑤同比条件下，运行费用略低（不需要往复提升集装箱）。缺点：①噪音的控制对土建要求更高。②同比条件下，占地面积大。

5.1.2C系统中央收集站半地上、半地下式

中央收集站半地上、半地下式也为混凝土结构，首层在地面以下，一层布置主要为集装箱大厅、除尘室、风机室和高低压配电室。二层布置的设施间主要为控制室、储存间和分离器大厅。考虑到倒车区域，整个中央收集站主体功能区域总占地面积为1 300 m2。该方式优点：①站内垃圾管道布置更为简洁（不需要过大坡度的盘升）。②风机房噪声控制相对较容易。③同比条件下，占地面积稍大。缺点：①占地面积增大，增加设备和土建投资。②垃圾车需进入地下进行换箱操作，增加操作时间。③提升设备为非标设备，设备订货和土建建设周期相对较长。④增加了地下水和暴雨期雨水进入站内的风险（有过这种情况发生的实例）。⑤参观展示不方便。⑥同比条件下，不节能（地下层白天需要照明）。

结合生态城规划和建设特点，中央收集站C地上方案宜采用地上式。

5.2F系统中央收集站建设形式分析

F系统中央收集站共2座，8#站处理规模为3.05 t/d，由于规模较小，建筑体量较小，考虑建筑美观，宜建成全地下形式，地下一层布置风机房、控制室、集装箱大厅等，地上建筑仅考虑升降平台部分。

9#站处理规模为8.11 t/d，根据小系统的特殊性，不需设置分离器，垃圾直接进入集装箱，不需考虑垃圾管道爬升高度的问题，因此，9#站宜采用半地上半地下方案。地下一层布置主要为除尘、除臭室和风机房；二层布置的设施间主要为集装箱大厅、控制室和高低压配电室，总建筑面积为563.5 m2考虑到倒车区域，其占地面积为675.5 m2。

6　　结束语

生活垃圾气力输送收集系统属于公建配套设施，该系统的建设和实施对于创新理念落实国家战略、科技助推智慧城市建设、打造公建精品配套打造绿色环卫等方面具有重大意义。而中新天津生态城中部片区气力输送的建设，基于生态城总体规划和开发进度，针对规模设计、服务范围、中央收集站建设形式等方面进行深入分析，优化充分体现了“以人为本”的原则和“生态、环保”的理念具有重要社会和环境效益，为新型城市垃圾收运系统设计和建设提供借鉴。

［1］ 宋欣欣，闵海华，刘淑玲，等.中新天津生态城南部片区垃圾气力输送系统整体方案研究［J］.环境卫生工程，2015，23（2）：43-44.

［2］ 杨永健，蒋玉广，马俊驰，等.中韩两国在垃圾气力输送系统应用方面的差异分析［J］.环境工程，2015（S1）：522-523，528.

［3］ 毛绘宇.小型气力垃圾输送系统的设计与应用研究［J］.工程建设与设计，2013（5）：126-129.

Design of Pneumatic Transmission System of Household Garbage in the Center of Sino-Singapore Tianjin Eco-city

Wei Jianmin，Liang Jingbo，Li Zheng，Jiang Yuguang，Yang Wei，Tian Rui
（Sino-Singapore Tianjin Eco-city Environmental Protection Co.Ltd.，Tianjin300467）

Based on the successful application of pneumatic transmission system in the southern of Sino-Singapore Tianjin Eco-city，combining the plan and development of the central area，we predicted the household garbage quantity from productive process and collective process.The project’s technical reliability，economic rationality and feasibility of implementation about collection and transportation had been analyzed and argued.The aim of this paper is to provide suggestions for the construction ofhousehold garbage collection and transportation system in the center ofSino-Singapore Tianjin Eco-city.

Sino-Singapore Tianjin Eco-city；household garbage；pneumatic transmission

X799.3；U653.922+.1

B

1005-8206（2016）01-0089-03

魏建民（1976—），高级工程师，硕士，主要从事垃圾收运设施设备技术研发工作。

E-mail:weijianmin@tjeco-city.com。

2016-01-25