生活垃圾转运站排水能力及其影响因素研究

宋 薇，蒲志红

（中国城市建设研究院有限公司，北京 100120）

生活垃圾转运站排水能力及其影响因素研究

宋 薇，蒲志红

（中国城市建设研究院有限公司，北京 100120）

降低生活垃圾含水率是压缩转运站的一个重要功能。在对我国垃圾压缩转运站排水能力现状分析的基础上，对垃圾自身的压缩排水特性、设备压缩排水特性以及运行管理水平3个排水能力的重要影响因素进行研究，并据此提出了设备选型以及规范运行管理建议。

生活垃圾；转运站；排水量；渗沥液产生量

1 我国垃圾压缩转运站排水能力现状

压缩转运站的主要功能是装载转运垃圾，通过压实，减少垃圾体积，提高转运垃圾效率。同时，垃圾中的部分水分（即渗沥液）也会被挤压排出，若将这部分水从厢体排出可以有效地降低转运垃圾质量。目前我国对于转运站排水能力的研究仍处于起步阶段。一方面是由于目前对转运站排水功能认识不足，另一方面是由于转运站的排水量（渗沥液产生量）比较难计量，有时又与作业冲洗水混合在一起，更难获得准确数据。

国内几个环卫管理较为先进的城市曾做过相关的研究。上海市3个典型垃圾转运站（规模为1 700、1 500、500 t/d） 调研结果显示：排水量平均值为5.6%，总排口（渗沥液加冲洗水）平均值为10.1%，并且季节波动较大，夏季约为冬季的3.5倍［1］。另外，对进入老港填埋场的各物流环节垃圾含水率调查表明（2009年），垃圾含水率沿产生、转运直至进入末端处置物流线路呈降低趋势，含水率平均由初始的60.79%下降至57.20%（转运） 和56.31%（末端），即转运环节排水量为8.39%［2］。北京8个垃圾转运站（小武基、马家楼、大屯、五路居、梨园、衙门口、葡萄嘴、城关）2009—2011年的相关数据分析表明，北京转运站渗沥液产生量变化范围为0.58%～4.9%［3］。根据广州市城管委废管中心调研显示，广州垃圾转运站的排水量为10%～15%。深圳市宝城转运站2014年干湿2季平均排水量分别为5.43%与9.39%；其它转运站分别为1%～2%与3%～8%。此外，在转运站设计中，排水量通常按垃圾量的8%计［4］。由以上研究结果可以看出，目前我国各地转运站排水量相差较大，变化范围为0.5%～15%。因此有必要对排水量影响因素进行进一步的研究。2 垃圾转运站排水量影响因素

2.1 生活垃圾压缩排水特性分析

垃圾压缩排水特性与垃圾含水率以及水分赋存形态有关。

1）生活垃圾含水率。生活垃圾含水率主要受当地的降水情况与垃圾组成决定。就降水而言，降水量大的地区，降水量多的月份，垃圾含水率相应地就要高些。就垃圾组分而言，厨余、果皮等高含水率有机物所占比例高，则垃圾含水率就高。我国城市生活垃圾含水率为30%～60%。

2）垃圾水分赋存形态。垃圾中水分由自由水与结合水组成，其中自由水以机械方式附着在物料表面，与物料之间的结合程度较低，易于脱除；结合水包括由于毛细作用吸附的水分和以化学键形式与固体物料结合的水分，较难脱除。由于垃圾在转运站停留时间较短，垃圾压缩也是纯粹的物理过程，垃圾中的结合水析出很少，因此转运站压缩排出的渗沥液主要是自由水。

垃圾水分赋存形态测定比较困难，浙江大学曾利用热重分析仪方式［5］进行分析，并取得一定的成果。垃圾中的高含水组成主要是废纸、竹木、纺织类与瓜果皮。瓜果皮与竹木是自身水分含量较高，而废纸板与纺织品则是因为易于吸水导致其水分含量较高，见表1。由此再结合生活垃圾组成情况，可以粗略地估算出垃圾自由水含量。以深圳为例（厨余40.78%、纸类13.56%、纺织2.02%与木竹0.59%），由此可以估算出其中自由水含量为30%，其大型垃圾转运站的排水量也不到10%，可见，转运站排水量仅为自由水的1/3。

表1 垃圾中典型组分水分含量与其形态分布 %

2.2 设备压缩排水特性

设备压缩排水特性主要取决于设备排水方式与压缩机的压实强度。

1）压缩设备排水性能。排水方式与设备类型有关。垃圾转运技术设备有不同的分类方式：按是否将垃圾压实划分为压缩式和非压缩式；按压实设备的运动方向，分为垂直压缩和水平压缩；按垃圾压实过程在装载容器内或外完成分为直接压缩（压装）式和预压式等；按压缩装置是否在厢体内，分为联体式与分体式等。结合当前我国的应用情况，重点分析分体水平式、联体水平式、水平预压式、立式预压式与立式直压式转运站设备的排水特点。

①分体水平式压缩：厢体底部一般设有渗沥液排放口，压缩垃圾时打开排放口，渗沥液排出厢体；运输时关闭排放口，避免沿途洒漏。厢体清洗方便，排污口不易堵塞，但清洗水量较大。

②联体水平式压缩：常用于无土建条件、无排水条件的情况时。压缩力小，污水通常留在箱体内随转运车运往处理厂，排水能力不高。

③水平预压式压缩：压缩机预压腔布置排水孔槽，压缩力较高，排水效果好，排出污水易于有组织地收集。

④立式预压式压缩：压缩力较大，垃圾排水效率高；需要的清洗用水较少；压缩排出的污水需用抽水系统抽出，污水中泥沙结块易导致污水泵故障。

⑤立式直压式压缩：由于受垃圾厢的结构强度限制，不能过于压实，垃圾排水效率较低。

对上述5种压缩转运设备的排水性能进行对比分析，见表2。总体看来，就排水能力而言，立式预压＞水平预压＞分体水平直压＞立式直压（考虑到箱体的承压性）＞联体式水平直压。而且可采用预压技术的大中型转运站的排水能力高于直压工艺的中小型转运站。

表2 各类型生活垃圾压缩方式对比

2） 压实强度。在渗沥液能顺利排出的情况下，压实强度与渗沥液排出量呈正相关关系，即提高压实强度可以提高渗沥液排出量，但是两者不是线性关系。杨先海等的研究表明［6］：随着压强的增加，垃圾密度变化趋势逐渐减缓，在施加压强较小的范围内（0～0.3 MPa） 增加压强，压实密度变化较为明显；之后再增加压强，压实密度变化不显著。同时，提高压强会引起一系列设备结构、强度和刚度问题。考虑到压实装置的经济性和压实效果等多方面的因素，对我国生活垃圾进行压实时选择压强一般在0.1～0.2 MPa较好。

2.3 运行操作水平

转运站的运行管理水平直接影响着设备性能的充分发挥。其中保压时间是一个重要的因素。此外，还有一些不规范的操作行为不利于渗沥液的排出。

1）保压时间。保压时间即压缩机推头保持最大行程的时间。在相同压实条件下，保压时间长短直接决定垃圾压实比与排水量。由于目前我国垃圾收运作业方式，垃圾收运主要集中于上午2～4h，转运站的主要目的是在尽量短的时间内将垃圾压缩，实现垃圾“小车”换“大车”，通常保压时间一般不长，导致设备的排水效果不能完全实现。

2）不规范操作行为。转运站工作人员的一些不规范运行操作方式也导致排水效果差。主要有：水平分体压缩箱在压缩过程中不打开污水口，造成污水无法排放；压缩装箱作业过程中，清洗水混入垃圾，增大垃圾含水率；部分垃圾在收运过程中未实现全程密闭化，导致部分降水进入垃圾等。

3 结论与建议

1）压缩排水是转运站除了装载垃圾外的一个重要功能。目前，国内对于在转运站尽可能多地排出渗沥液还没有足够的重视。从节省运输与处理成本，避免垃圾运输途中的跑冒滴漏，提高后续处理设施运行效果多方面考虑，都应该进一步加强转运站排水能力。

2）目前我国转运站排水能力差别较大。影响排水量的主要因素有：垃圾自身的压缩排水特性、设备压缩排水特性以及运行管理水平。转运站的排水量主要是源于垃圾中的自由水；比较国内常用压缩设备排水性能，建议小型垃圾转运站采用分体水平直压技术设备，大中型转运站采用立式预压或水平预压技术设备。

3）结合理论分析与实际经验，有利于转运站排水的作业措施建议有：①提高垃圾压缩过程中的保压时间，合理安排到站垃圾量，避免垃圾过分集中到达；②提高压缩操作压力，按照压缩设施的操作要求进行作业；③压缩设备压缩垃圾的过程中需把排水阀打开，排水需通畅；④垃圾压缩箱卸完垃圾回到站内后，必须用高压水枪冲洗垃圾压缩箱的排污口，以防止堵塞等。

［1］ 黄长缨.城市生活垃圾压缩中转站压滤污水的现状调查［J］.净水技术，2013，32（3）：41-45.

［2］ 上海市环境工程设计科学研究院有限公司.城市生活垃圾收运关键技术与研究示范（2006-2010）［R］.2007.

［3］ 王昭，李振山，冯亚斌，等.北京市生活垃圾转运站耗能和排污特征及其影响因素分析［J］.环境科学，2013，34（6）：2456-2463.

［4］ 赵国志，熊建英，李丹，等.中心城区垃圾转运站渗滤液处理技术探讨［J］.给水排水，2015，41（7）：38-41.

［5］ 吴亚娟.城市生活垃圾典型组分水分分布特性及干燥过程试验研究［D］.杭州：浙江大学，2011.

［6］ 杨先海，吕传毅.城市生活垃圾压缩站环境污染研究［J］.环境污染与防治，2005，27（8）：618-619.

Drainage Capacity and Its Influence Factors in Transfer Station of Municipal Solid Waste

Song Wei，Pu Zhihong
（China Urban Construction Design&Research Co.Ltd.，Beijing 100120）

Based on the analysisof the current situation of the drainage capacity of the garbage compression transfer station in China，three important parameters effecting the drainage capacity including the compression and drainage characteristics ofthe garbage and facilities，and operation management level were investigated.And the corresponding suggestionsof equipment selection and standard operation management were provided.

municipal solid waste；transferstation；drainage capacity；leachate generation

X799.3；X32

B

1005-8206（2017） 05-0048-03

2017-03-09

宋薇（1978—），高级工程师，主要从事生活垃圾处理技术与管理研究。

E-mail：weisong1840@sina.com。