洪蔚，水春雨

(中國鐵道科學(xué)研究院節(jié)能環(huán)保勞衛(wèi)研究所，北京 100081)

1 概述

垃圾氣力輸送技術(shù)是近年來發(fā)展起來的一種新型垃圾輸運方法，其利用氣力輸送原理，由風(fēng)機產(chǎn)生的高速氣流攜帶生活垃圾穿過預(yù)先鋪設(shè)好的管道系統(tǒng)，進入中央垃圾收集站，經(jīng)氣固分離，垃圾由垃圾轉(zhuǎn)運車運送至垃圾處置場，尾氣經(jīng)除塵除臭后達(dá)標(biāo)排放。該技術(shù)成功將垃圾收集運輸過程從地上轉(zhuǎn)至地下，達(dá)到高效、清潔傳輸?shù)哪康摹ｈF路站車?yán)鴼饬斔拖到y(tǒng)是鐵科院環(huán)保所針對鐵路車站垃圾特性及輸運特點，基于垃圾氣力輸送技術(shù)研制。

吐魯番北站是蘭新鐵路第二雙線的重要車站之一，投入運營后將迎來送往大批旅客，勢必產(chǎn)生大量的站臺垃圾及候車室垃圾。一直以來，鐵路車站的垃圾均靠人工清運，此方法存在著轉(zhuǎn)運效率低、易引發(fā)二次污染、滋生傳播病菌［1］、占用旅客通道、妨礙站內(nèi)交通［2］等眾多問題，糟糕的乘車環(huán)境將嚴(yán)重影響游客的出行體驗。因此吐魯番北站首次將垃圾氣力輸送技術(shù)引入現(xiàn)代化客站，可基本解決人工清運垃圾帶來的上述問題，提升游客滿意度，為鐵路客站運行帶來創(chuàng)造性的革新。

2 系統(tǒng)設(shè)計

吐魯番北站垃圾氣力輸送系統(tǒng)輸送能力設(shè)計結(jié)合近期、兼顧遠(yuǎn)期、考慮極端情況下車站的垃圾產(chǎn)生量，預(yù)估站臺及候車大廳每天產(chǎn)生垃圾量不超過4 t，保證吐魯番北站垃圾氣力輸送在最不利情況下仍能滿足運輸作業(yè)要求。

2．1 投放口設(shè)置

系統(tǒng)在3個站臺各設(shè)1個垃圾投放口，為了投放垃圾時不影響旅客上下列車，投放口位置設(shè)置于站臺西側(cè)距離端部20 m處;候車室投放口設(shè)置于衛(wèi)生間附近，便于清潔人員投放垃圾及清潔周邊污物。

2．2 氣力輸送管道設(shè)置

垃圾氣力輸送管道連接垃圾投放口，通往垃圾中央收集站。管道埋深不得低于土壤凍結(jié)深度0．83 m;管道敷設(shè)時，需鋪0．2 m 厚砂墊層，在彎頭和三通處設(shè)置支墩，并沿垃圾走向設(shè)置0．1%坡度。管道每間隔100 m及彎頭、三通的下游設(shè)檢查井及檢修口，便于設(shè)備檢修及堵點疏通。

2．3 垃圾中央收集站設(shè)置

氣力主機、空氣壓縮系統(tǒng)、電控裝置及通信系統(tǒng)、垃圾分離器、除濕除塵裝置、除臭裝置、垃圾轉(zhuǎn)運系統(tǒng)(壓縮站、垃圾集裝箱、電動雙梁起重機、集裝箱平移裝置)、室內(nèi)空氣凈化裝置等設(shè)備均安裝在垃圾中央收集站內(nèi)，同時配置給排水、暖通、電力系統(tǒng)。各設(shè)備間連接緊湊，布局合理。

垃圾氣力輸送系統(tǒng)示意圖見圖1，垃圾中央收集站布置圖見圖2。

圖1 吐魯番北站垃圾氣力輸送系統(tǒng)示意圖

圖2 吐魯番北站垃圾中央收集站布置圖

3 關(guān)鍵設(shè)備研制/選型

3．1 垃圾投放口

垃圾投放口設(shè)有傳感器，當(dāng)垃圾到達(dá)限定高度時，系統(tǒng)自動開啟氣力主機，當(dāng)氣力主機運行一段時間，風(fēng)速到達(dá)一定值時，氣動排放閥自動開啟，垃圾由于重力及負(fù)壓進入主管道，延時數(shù)秒后，氣動排放閥關(guān)閉。

站臺垃圾投放口設(shè)置在敞開式的空間，考慮到防雨防潮，材質(zhì)選用不銹鋼?？紤]到運行時的安全問題，投放口配備專用鑰匙，由專人保管及使用;在投放口面板設(shè)置警示燈，紅燈亮?xí)r，系統(tǒng)處于待機狀態(tài)，可開啟投放口投放垃圾;綠燈亮?xí)r，風(fēng)機運行，投放口底部排放閥處于關(guān)閉狀態(tài)，可開啟投放口投放垃圾;黃燈閃爍時，投放口底部排放閥開啟，不得開啟投放口投放垃圾;投放口底部排放閥與投放口鎖聯(lián)動，投放口未鎖閉時，排放閥始終處于關(guān)閉狀態(tài)。

3．2 垃圾分離器

高速氣流攜帶著垃圾進入氣固分離器，分離出的垃圾暫存于分離器下部緩存箱內(nèi)，待緩存箱滿后，排入垃圾壓縮站;氣流進行下一步的除濕除塵除臭處理。

不同列車使用的垃圾袋可能厚度不同，厚垃圾袋經(jīng)過氣力輸送后不破裂，仍以袋裝形式分離，薄垃圾袋可能破裂，則高速氣流中會混有紙屑、塑料袋等輕質(zhì)或碎質(zhì)的垃圾，另外還會混有啤酒瓶底、石塊等稍重的垃圾，這就要求垃圾分離器有很好的氣固分離效果;此外，可連續(xù)作業(yè)、維護便利亦是工程應(yīng)用中必備的要求。

3．3 氣力主機

根據(jù)設(shè)計，系統(tǒng)的最大壓損為最遠(yuǎn)端投放口即候車室投放口至除臭裝置的總壓損。當(dāng)投入物料后，氣力輸送系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力損失由沿程壓損、彎管壓損、局部壓損、加速壓損、提升物料壓損等幾部分組成，經(jīng)計算系統(tǒng)最遠(yuǎn)端管路總壓損為15 kPa。本系統(tǒng)設(shè)3臺8 kPa的風(fēng)機串聯(lián)安裝，兩用一備，完全滿足系統(tǒng)所需。

3．4 氣力輸送管道及空氣壓縮管道

氣力輸送管道和空氣壓縮管道均為直埋，若因為管道銹蝕或焊接質(zhì)量導(dǎo)致漏氣或較大的破裂，將嚴(yán)重影響整個系統(tǒng)的使用。因此管道的防腐防銹及保證焊接質(zhì)量尤為重要。目前垃圾氣力輸送工程中管材主要采用低碳鋼，其強度高、韌性好、承載應(yīng)力大、抗沖擊性和嚴(yán)密性好、便于焊接，但是其耐腐蝕性較差，需要采取防腐措施。本工程中，對氣力輸送管道采用3PE防腐進行處理，并在管道焊接處采用熱縮PE膠帶防腐?？諝鈮嚎s管連接空氣壓縮機和氣力輸送管道上的氣動閥，若泄露，氣動閥將無法開啟，導(dǎo)致系統(tǒng)癱瘓。本工程中，空氣壓縮管采用不銹鋼材質(zhì)，并嚴(yán)格控制焊接質(zhì)量。

此外，管道堵塞也是影響系統(tǒng)使用的重要原因。因此，在本工程中，彎頭、三通處下游及管道每隔100 m處均設(shè)有檢查井和檢修口，當(dāng)系統(tǒng)輸送能力降低時，可通過檢查井及檢修口排除堵塞。另外還配置了管道疏通機，對距離檢修口較遠(yuǎn)處的堵點進行疏通作業(yè)。

4 系統(tǒng)使用效果

經(jīng)過一段時間的使用，系統(tǒng)運行良好，未有堵塞、故障的現(xiàn)象發(fā)生。垃圾多口投放時，根據(jù)投放口到達(dá)設(shè)定垃圾數(shù)量的先后順序依次進行垃圾輸送;垃圾分離器可良好實現(xiàn)大小袋裝垃圾、散狀垃圾與高速空氣的分離，氣體經(jīng)除濕除塵除臭處理后，可達(dá)標(biāo)排放。

5 建議

(1)本工程為設(shè)計變更后新增，施工前站臺已完成澆筑，因此投放口的安裝和管道的預(yù)埋需要開挖站臺。建議今后工程根據(jù)站臺施工情況及時跟進，減少工作量、降低工作難度。

(2)垃圾氣力輸送管道過軌需要通過給排水管涵，且需要在管涵中安裝檢修口、氣動閥等，建議工程設(shè)計時統(tǒng)籌考慮給排水管道、垃圾氣力輸送管道的預(yù)留空間，便于施工。

(3)垃圾中央收集站的選址要盡量靠近垃圾投放口，縮短氣力輸送管道以減少系統(tǒng)總壓損，同時也要滿足垃圾轉(zhuǎn)運車裝卸垃圾集裝箱的需要。

［1］ 鐘亞力，楊章?。婵展艿览占到y(tǒng)介紹［J］．環(huán)境衛(wèi)生工程，2007，15(2):21-22．

［2］ 水春雨，黃明娟．鐵路站車?yán)艿罋饬斔拖到y(tǒng)應(yīng)用方案探討［J］．鐵路節(jié)能環(huán)保與安全衛(wèi)生，2013，3(3):122-124．