地坑压缩式城市生活垃圾转运站的设计与应用
作者：王军峰
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摘要：介绍了一种具有压缩功能，并与吊装设备配套使用的城市生活垃圾转运站，具有操作方便，减少工人劳动强度等特点，通过压缩机的压缩增大了箱内垃圾比重，提高了垃圾的清理及运输效率，同以往相比运输次数减少半数以上，大大提高了工作效率，有效的节省了人力和物力资源。

关键词：地坑压缩式；中转站；吊装设备
在我国，随着经济的高速发展，人民生活水平的迅速提高，城市生活垃圾年产量急剧增加。

目前，我国城市垃圾年清运量已达1.5亿t，垃圾单位产量平均已超过1kg/人•d，50万人的中等城市每天产生垃圾就可以达到500t。

随着城市的扩大和发展，环保的严格要求和近郊土地的升值，垃圾填埋场被迫远离郊外，使垃圾运输路程越来越远，有的已超过30km，甚至50km。

在这种情况下，如果继续使用小型的收运车运输垃圾，不但运率低，而且运费大增。

因此，必须采用大容量的运输工具，以解决垃圾的运输和城市的交通拥挤问题。

大型垃圾运输车辆的出现和小型垃圾收集车辆的接泊，使垃圾转运站应运而生，它既是垃圾清运的新生事物，又是垃圾运输中必不可少的中间环节。

目前市场上主要存在的垃圾站是以翻斗方式为主的地面式中转站、建有2层平台的高位倒料式中转站和以吊装方式为主的吊装式垃圾站。

以翻斗方式为主的地面式垃圾中转站由于增加了翻料装置，在倾倒垃圾时容易出现二次污染现象，并且由于无落差，易出现倒料不充分现象。

建有2层平台的高位倒料式中转站由于需要做收集车的引道，使得建筑费用较高。

而以吊装方式为主的吊装式垃圾站垃圾未经过压缩，不但运率低，而且运费增大。

因此，研究开发一种工作可靠、性能优良的地坑压缩式城市生活垃圾转运站，是很有必要的。

1工作原理及设计目标
地坑压缩式垃圾站主要由垃圾箱起重机（由吊装机构、行走机构、集装箱专用吊具和导轨等组成）、垃圾集装箱、压缩装置、电气系统等组成（图1）。

图1地坑压缩式垃圾转运站
自卸车拉空垃圾箱到垃圾站→起重机吊起垃圾箱放入地坑→提垃圾箱小门→压缩装置推料→料满后放下垃圾箱小门→起重机吊起垃圾箱放入自卸车→拉往填埋场。

垃圾站应该能够很好地处理噪音、臭味以及垃圾挤压过程中所产生的垃圾污水。

只有这样才具有一定的市场竞争力。

地坑压缩式垃圾站的设计目标为：
（1）设计一种噪音小、操作简便、具有除尘除臭功能并且无二次污染的垃圾转运站。

它的日处理量可达到50～100t；
（2）运用现代设计方法，并与传统的设计方法相结合，提高产品的质量和稳定性。

2结构特点分析
2.1垃圾箱起重机
由吊装电机、减速器、卷筒、滑轮组成吊装机构；由行走电机、减速器、行走轮组成行走机构，使吊装机构能在导轨上行走；由架体、挂箱电磁铁、连杆、滑轮等组成集装箱专用吊具。

电磁铁吸合与分离，带动连杆，可挂住或脱开集装箱吊耳。

导轨安装于工房顶部，作为吊装机构行走的轨道。

2.2垃圾集装箱
由箱体、吊耳、装料门和卸料门等组成。

放置在地坑内，地坑下方安装有V型导向件。

垃
圾由前门装入，由后门卸出。

整个垃圾集装箱由高强度耐磨型材和钢板组焊加工而成，并经特殊防腐蚀处理，结实、耐用、耐腐蚀。

垃圾集装箱的后门增加橡胶板，在关闭后门时，通过锁门机构的预压，使胶皮受到一定的压力，确保密封效果，杜绝了在垃圾运输的过程中垃圾液四溢的情况。

装满垃圾的集装箱可以用经过简易改造的自卸车拉往填埋场。

2.3压缩装置
由液压系统、压装机、推板、提门机构和推压油缸等组成。

整个压缩装置预埋在地坑内。

用于对收集车卸入的松散垃圾压缩并装入垃圾集装箱内。

液压系统的液压泵、阀件采用了进口优质元件，提高了液压系统的可靠性。

为了确保垃圾集装箱满载，保障转运车运输安全性，在压缩机的压缩油缸上还设置了压力传感器，工作压力达到设定值时即发出料满指示信号，压缩机做完该工作循环即自动停止压缩工作。

提门机构采用了一种自动伸缩的提升压紧装置，属国内首创，已申报发明专利。

压装机、推板均由高强度耐磨型材和钢板组焊加工而成，并经特殊防腐蚀处理，其导轨采用先进的高强度耐磨钢板NM360加工而成，滑块采用先进的高分子聚乙烯材料，耐磨性能更好，使用寿命更长。

液压油缸、液压系统采用航天工艺技术设计加工，密封件主要阀锁件选用国际先进产品，使整个产品具有国内领先水平。

压装机壳体与推板形成压缩腔，接纳来自收集车的垃圾。

壳体内底部两角设有固定式导轨，对推板起定位导向作用。

壳体后底部设有污水收集装置，当推板回缩时壳体底部的垃圾液可通过该装置导入污水池内。

2.4电气系统
电气系统由2部分组成，包括起重机控制部分和压缩装置电气系统。

起重机控制部分实施对垃圾集装箱的起吊、下放、挂箱、松箱和横移等动作进行控制。

压缩装置电气系统采用了PLC控制技术，改善了整个系统的安全性、可靠性。

电气控制系统分为手动和自动2种控制方式。

在手动控制状态下，可对设备进行维护和维修。

在自动控制状态下，可对设备进行正常的工艺控制。

通过电气系统的程序控制，站内设备自动化程度、可靠性大大提高；整套设备操作只需一人即可完成。

为确保设备的可靠性，主要元器件均选用进口优质产品。

2.5除尘除臭系统
喷淋降尘系统由雾化喷头、电磁阀、管道过滤器和水管等组成。

其水源来自自来水系统。

该系统用于垃圾转运站的降尘。

雾化喷头安装于防尘罩的下方，当收集车向垃圾箱压缩腔内倾倒垃圾时传感器发出喷淋信号，电磁水阀自动打开，雾化喷头开始喷雾，扬起的灰尘在雾化喷头喷出的水雾作用下，绝大部分被沉降下来，达到降尘的目的。

在喷淋的同时可将灭虫药液或芳香剂按一定比例掺到喷淋水中，起到消灭蚊蝇以及除臭作用。

压缩装置设置有污水槽，它将垃圾液导流入下水管道。

实验表明，只要渗滤液的量少于城市生活污水的5/1000，那么渗滤液与城市生活污水可以合并处理，可以利用生活污水对渗滤液的缓冲，稀释作用以及城市生活污水的营养物质，改善提高渗滤液的可生化性，这样不但可以节省单独建立渗滤液处理的大额投资，而且可以降低单位处理成本。

液压泵站的总功率为7.5kW，吊装电机的功率为5kW，2个行走电机的功率为1.6kW，噪音分贝均不超过国家允许的80dB。

3经济条件分析
整套设备销售价格为20万元，每年的维护费用不超过2000元（其中包括液压油的更换、各运动部件之间添加的润滑脂以及更换卷筒内的钢丝绳）。

垃圾站增加了压缩功能后，减容效果显著，压缩比可达到2：1以上，可缩减垃圾储存面积
及收运垃圾的次数，转运车辆也相应减少，从而提高了运载效率降低了成本。

我们可以粗略地计算一下，以人均日产1kg垃圾，按每天拉1次垃圾计算（垃圾箱容积为6.5m3，压缩后垃圾密度0.6t/m3），1车箱垃圾重0.6×6.5=3.9t，那么每天1个垃圾箱可供应3.9t/1kg=3900人的生活小区。

而按未经压缩过的生活垃圾（垃圾密度0.3t/m3），则1车箱垃圾重0.3×6.5=1.95t，每天可供1.95t/1kg=1950人的生活小区。

若垃圾填埋厂距最近的垃圾站以20km 计算，每公里油耗为0.32L，1升油价为5元，那么经过压缩后的和未经压缩的垃圾相比较，每天可节约20×2×0.32×5=64元。

1年即可节约360×64=23040元。

如果一个中等城市按30万人口计算，需垃圾站30万人/4万人～8个，则中小城市1年可节约23040×8=18.432万元，还不包括每辆车每天多跑40km的折旧费用。

4结论
按照上述设计思想，我厂于2004年先后在宁夏青铜峡市、中卫市安装的地坑压缩式垃圾站已成功应用于环卫工程中。

整套设备具有操作方便、动作灵活可靠。

减少了环卫工人的劳动强度等特点，通过压缩机的压缩增大了箱内垃圾比重，提高了垃圾的清理及运输效率，有效地节省了人力和物力资源。