CN102602631A - 一种用于城市地下物流系统的垃圾中转站及其运转方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于城市地下物流系统的垃圾中转站及其运转方法，该垃圾中转站由地下垃圾压缩站、超深转运竖井和地下运输站点三部分组成，通过运转竖井将位于地下浅层空间的垃圾压缩站和位于地下深层空间的运输站点相连接，运输站点连接地下物流系统的区间隧道。在该建筑物中，城市生活垃圾在地下垃圾压缩站完成卸料并压缩进入集装箱，通过龙门吊经由超深转运竖井将满载集装箱运达地下运输站点，装入运输厢体后通过地下运输管道驶出。该垃圾中转站结合垃圾压缩、装箱、存放、吊运、地下运输的工艺特点，根据垃圾压缩转运工艺、地下物流运输能力和存储要求确定其的布局和规模，实现城市生活垃圾收运系统的完全地下集约化。

Description

一种用于城市地下物流系统的垃圾中转站及其运转方法

    技术领域

本发明涉及地下空间开发和环境卫生工程技术领域的城市垃圾中转站，尤其是城市固废垃圾处置系统中的一种用于城市地下物流系统的垃圾中转站及其运转方法。

背景技术

城市生活垃圾的收运过程一个主要阶段是通过大型垃圾运输车辆将垃圾由垃圾中转站长距离转运至最终处理场所。垃圾中转站实现了垃圾由分散收集到集中运输的过渡，在整个垃圾收运过程中起到了重要作用。

根据工艺流程和中转设备对垃圾压实程度的不同，中转站可分为直接转运式、压入装箱式（或推入装箱式）和压实装箱式。压实装箱式压实效果好，转运作业效率高，但投资和运行费高，且对垃圾成分要求严格，需要垃圾中压实基体（煤渣等）含量较高。而上海市生活垃圾中的压实基体含量相对减少，弹性较大的塑料等成分的含量较多，这样，使得在压缩腔内的垃圾压实成形较困难，在腔内被压实的垃圾被推入垃圾箱后会发生反弹、膨胀、坍塌等不利现象，给连续装载及关闭压缩机端门等带来困难。直接转运式工艺简单，设备较少，但对垃圾的减容压实程度最低，垃圾的运输效率低，不符合长距离运输的需要。而对于压入装箱工艺而言，箱内垃圾有较高的密实度，对所转运垃圾性质的适应性强。装箱机在装箱过程中对箱内垃圾有一定的挤推压力，使箱内的垃圾密实度得以提高，压缩比一般可以达到2:1。由于垃圾所受的压缩力比预压缩装箱小得多，并且垃圾是在箱内被压缩，使压缩后的反弹、膨胀、坍塌和端门难以关闭等令人头疼的问题得以解决。

压入装箱实现了全封闭化操作，作业过程中的臭气扩散和蚊蝇滋生可大大减少。且由于压入装箱机的结构比预压缩装箱机简单，操作较易，且动力耗费较少，所以总的投资和运行费相对较低。压入装箱式的中转站工艺较完善，在国内外已得到广泛应用。目前国内外压入装箱式生活垃圾中转工艺型式可分为水平装箱和竖直装箱（筒）二大类。但无任哪类，其地面或半地下垃圾中转站系统可分为三大部分：进料部分、压缩部分和出料部分。具体说来，进料部分主要包括称重计量系统和进料系统，压缩部分包括压装系统、除尘除臭系统和污水处理系统，出料部分包括自动控制系统和集装箱运输系统。

现行的地面垃圾收运方式存在着一定的问题。首先，在垃圾中转站对垃圾进行卸料和压缩处理时，需要进行除尘除臭作业和污水清理作业，对中转站周围居民的生活环境产生不利的影响。其次，现行的垃圾中转运输大部分采用大型卡车运输的方式，在运输过程中卡车产生的噪声和尾气对城市环境的污染十分严重。再次，大型卡车的制动能力差，是很多交通事故的罪魁祸首。最后，传统的垃圾收运方式需要较多的人力资源，设备的科技含量不高，能源消耗大，不利于对成本的控制。因此，需要一种新的城市生活垃圾收运方式来替代传统的方法。

地下物流系统可将原本在地面以上进行的货物运输作业转移到地下，通过管道（或轨道）来进行运输，具有低污染、高效率、安全性强等诸多优点。对未来城市固废垃圾处置系统而言，将垃圾中转站地下化并与地下物流系统的运输站点结合，建立起从各中转站至最终处理场所的地下物流网络，以代替现有的地面卡车运输，那么垃圾的压缩处理和中转运输可以在地下完成而不对地面环境产生任何影响。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种用于城市地下物流系统的垃圾中转站，该垃圾中转站能够在地下完成对垃圾的分选、压缩等预处理，并通过地下物流系统将处理后的垃圾中转运送至最终处理场所。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种用于城市地下物流系统的垃圾中转站，其特征在于该垃圾中转站包括设在地下浅层空间的地下垃圾压缩站、位于地下深层空间的地下运输站点和连接地下垃圾压缩站和地下运输站点的转运竖井。地下垃圾压缩站入口处设有坡道，地下垃圾压缩站出口与转运竖井连通，地下垃圾压缩站设有垃圾卸料压缩点，垃圾卸料压缩点设有垃圾压装设备，地下垃圾压缩站设称重计量设备，出口处设有运输平台，地下垃圾压缩站底部设有水平滚轴地板轨道连接垃圾卸料压缩点和运输平台。转运竖井设置在地下垃圾压缩站的中部，且在该转运竖井上部的地下垃圾压缩站内设有可水平移动的龙门吊。地下运输站点位于转运竖井的底部，包括集装箱装卸平台，该集装箱装卸平台设有水平顶进装置，该装卸平台旁设有运输轨道连接地下物流系统的区间隧道。

本发明的另一个目的在于提供一种用于城市地下物流系统的垃圾中转站的运转方法，能够在地下完成对垃圾的分选、压缩等预处理，并通过地下物流系统将处理后的垃圾中转运送至最终处理场所。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种用于城市地下物流系统的垃圾中转站的运转方法，其特征在于该运转方法包括以下步骤：A、垃圾通过垃圾收集车运至垃圾中转站，通过入口处的坡道进入地下垃圾压缩站；B、地下垃圾压缩站内设有垃圾压缩点，在垃圾卸料压缩点，垃圾被卸入贮料集装箱内，由垃圾压装设备完成垃圾压缩任务；C、装满垃圾的密封集装箱，通过水平滚轴地板轨道送至运输平台；D、转运竖井将满载集装箱向下运至竖井底部的地下运输站点，并将完成作业任务的空载集装箱由地下运输站点向上运至地下垃圾压缩站的运输平台后，通过水平滚轴地板轨道返回垃圾卸料压缩点；E、满载集装箱通过转运竖井向下运送至集装箱装卸平台，再通过装卸平台的水平顶进设备将满载集装箱推入停靠在旁边的运输舱体内，运输舱体沿运输轨道驶出地下运输站点。

在该建筑物中，城市生活垃圾在地下垃圾压缩站完成卸料并压缩进入集装箱，通过龙门吊经由超深转运竖井将满载集装箱运达地下运输站点，装入运输厢体后通过地下运输管道驶出。该垃圾中转站结合垃圾压缩、装箱、存放、吊运、地下运输的工艺特点，根据垃圾压缩转运工艺、地下物流运输能力和存储要求确定其的布局和规模，实现城市生活垃圾收运系统的完全地下集约化。本发明的优点在于，首先，生活垃圾的长距离运输全部在地下完成，工作封闭性良好，不会对地面产生视觉污染、恶臭气味、滋生蚊蝇等二次污染，改善了居民的生活环境；其次，不同于传统的卡车地面运输的方式，地下物流系统中垃圾的转运通过地下运输系统完成，不占用地面的宝贵土地资源和道路资源，这对于缓解流量已经饱和的地面交通运输有很大帮助；再其次，传统卡车运输方式在运输过程中会产生垃圾散落的问题，影响了道路卫生，也造成了安全隐患，另外，卡车运输本身也容易发生交通事故。地下物流系统的运输作业在地下深层完成，不会对地面交通的安全造成任何危害；此外，城市地下物流系统是实现城市可持续发展的物流运输体系的一个有效方式，在实现城市可持续发展、提高城市品位、优化城市经济结构等方面都将发挥重要作用；最后，垃圾地下物流系统采用先进的收集设备、中转压缩设备和地下管道运输设备，能够实现全天候作业和即时（just-in-time）作业，整个工作流程速度快、效率高。虽然初期成本投入较高，但从长远角度来看，其经济效益是优于传统垃圾收运方式的。

附图说明

图1是垃圾中转站立面示意图。

图2是地下垃圾压缩站平面示意图。

图3是地下运输站点平面示意图。

图4是龙门吊设备示意图。

图5是水平压入装箱工艺示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述。

1．布局。

用于地下物流的垃圾中转站为空间立体形状，它由地下垃圾压缩站1、转运竖井2和地下运输站点3三部分组成，见图1。地下垃圾压缩站1处于地下浅层空间（一般位于地下-0.0~-15.0米深位置），地下运输站点3位于地下深层空间（一般位于地下-40.0~-70.0米深的位置），两者通过转运竖井2相衔接，地下运输站点3连接地下物流系统的区间隧道。通过地下垃圾压缩站入口处的坡道，小型垃圾收集车可到达地下垃圾压缩站的内部。同时设置人行坡道或楼梯通向地面，供工作人员进出使用。根据相关设备的需要布置电气设备间、暖通用房、储藏室、备用室等辅助用房。在地下垃圾压缩站的上部地面设置通风口，保证正常的通风。垃圾卸料压缩点位于下沉式的工作平台，便于垃圾车卸料，可并排设置多个。在垃圾卸料完成后即可进行压缩作业。

2．工艺与设备。

地下垃圾压缩站包括称重计量点、垃圾卸料压缩点、满载集装箱转运点和空载集装箱转运点。垃圾通过小型垃圾收集车运至垃圾中转站，通过入口处的坡道进入地下垃圾压缩站。称重计量设备4指示车辆按序称重统计，随后垃圾被卸入贮料集装箱内，由垃圾压装设备完成垃圾压缩任务。如图2所示，满载集装箱转运点和空载集装箱转运点分别位于运输平台的两侧。

垃圾的压缩工艺可以利用图1中的垃圾压装设备即垂直压缩设备6采用竖直压入装箱工艺进行压缩，也可以利用如图5所示的垃圾压装设备即水平液压压入设备19，采用水平压入装箱工艺进行压缩。在垃圾卸料压缩点，垃圾被卸入空载集装箱5（竖直压入装箱工艺）或接收料仓20（水平压入装箱工艺）内。在垃圾卸料点布置吸尘罩，与除尘除臭设备相连接，对垃圾进行初次除尘除臭。在垃圾压缩点，使用竖直压入装箱工艺对空载集装箱中的垃圾进行直接压缩，或使用水平压入装箱工艺将接收料仓中的垃圾压入空载集装箱内。在垃圾压缩点布置吸尘罩10，对压缩的垃圾进行初次除尘除臭。同时布置污水处理设备9，对垃圾压缩过程中产生的沥水和清洗垃圾集装箱产生的污水进行清理。

装满垃圾的密封集装箱，通过水平滚轴地板轨道7送至运输平台的满载集装箱转运点，见图2。然后，通过转运竖井将满载集装箱向下运至竖井底部的地下运输站点，并将完成作业任务的空载集装箱由地下运输站点向上运至运输平台的空载集装箱转运点。集装箱在竖井中的转运采用如图4所示的可水平移动的龙门吊8来完成。

在图2所示地下垃圾压缩站平面情况示意图中，地下垃圾压缩站的地面布置有水平滚轴地板轨道7，可将压满垃圾的满载集装箱由垃圾卸料压缩点13运送至满载集装箱转运点14。完成作业任务的空载集装箱12由转运竖井提升至垃圾压缩车间的空载集装箱转运点15，并通过水平滚轴地板轨道运送至垃圾卸料压缩点13，进行下一个工作循环。

图3所示的地下运输站点位于超深竖井的底部，由集装箱装卸平台、运输厢体和运输轨道组成。满载集装箱通过转运竖井2向下运送至集装箱装卸平台16，再通过装卸平台的水平顶进设备17将满载集装箱12推入停靠在旁边的运输舱体11内。运输舱体沿运输轨道18驶出地下运输站点。

本系统的转运工艺的主要设备和功能如下。

称重电子地磅：对进入垃圾中转站的小型垃圾收集车进行称重计量。

垃圾压装设备：对集装箱内的垃圾进行压实操作，减小垃圾之间的空隙。通过压缩板对卸入集装箱内的垃圾进行压实处理, 返复压缩直至集装箱压满，并进行一段时间的保压，当收到安装在集装箱的垃圾容量传感器发出的信号时，压缩机停止压缩动作，快速关闭集装箱，压缩过程完成。按照压缩工艺的不同，可选择现有的水平压入装箱设备和竖直压入装箱设备。

除尘除臭设备：在垃圾卸料和压缩的过程中，对产生的粉尘和臭气进行消尘、吸附、除臭等处理，并达标排放。除尘除臭设备包括喷淋系统和除臭系统。喷淋系统在垃圾卸料时进行喷淋降尘或喷洒药剂去除垃圾散发的臭味。除臭系统对垃圾卸料和压缩垃圾时所污染的空气进行收集, 通过除湿、过滤、活性炭吸附等工艺过程除尘、除臭后达标排放。喷淋系统包括喷淋机、喷淋液输送管道等，除臭系统包括鼓风机、吸尘罩、气体管道、过滤器等。具体设备可选用现有的废气净化治理成套设备。

污水处理设备：主要功能是对垃圾压缩过程中渗漏出的渗沥液进行清理，排放到污水集水池中，经过过滤、沉淀等初级处理后排出。

水平滚轴地板轨道：将压装满垃圾的满载集装箱运送至运输平台，将完成垃圾运输任务的空载集装箱运送至垃圾卸料压缩点进行下一个工作循环。具体设备可选用TRUSCO日本中山株式会社生产的中山（TRUSCO）运输滚轴。

龙门吊：可沿轨道水平移动至指定点与集装箱连接，将满载集装箱向下运送至地下运输站点，将空载集装箱向上运送至地下垃圾压缩站。也可采用其他升降运输设备。

控制系统：对垃圾中转站的整个工艺流程进行监控和指挥，可实现垃圾中转站的地下无人操作，仅需要在地上控制室有若干工作人员。包括电子监控系统、交通指挥系统、压缩控制系统、集装箱运输系统、龙门吊控制系统、集装箱装卸系统、运输工具进出站系统等。可选用现有系统，也可独立开发。

3．施工方法。

地下垃圾压缩站为大型深基坑工程，可根据挖深、工程地质和周边环境情况采用相应的支护体系。超深转运竖井宜与在地下垃圾压缩站分期施工，施工方法可选择法气压沉箱法。此外，超深竖井作为地下物流系统区间隧道盾构机的始发井或接收井。

本地下垃圾中转站结构形式采用钢筋混凝土框剪结构，其中地下主体结构外墙(内衬墙)为主体结构的剪力墙，内部结构为框架结构。主体结构基础采用桩基筏板基础。

Claims (10)

1.一种用于城市地下物流系统的垃圾中转站，其特征在于该垃圾中转站包括设在地下浅层空间即地下0.0～-15.0米深的地下垃圾压缩站、位于地下深层空间即地下-40.0~-70.0米深的地下运输站点和连接地下垃圾压缩站和地下运输站点的转运竖井。

2.根据权利要求1所述的垃圾中转站，其特征在于：地下垃圾压缩站入口处设有坡道及称量计量设备，地下垃圾压缩站出口与转运竖井连通，地下垃圾压缩站设有垃圾卸料压缩点，垃圾卸料压缩点设有垃圾压装设备，地下垃圾压缩站出口处设有运输平台，地下垃圾压缩站底部设有水平滚轴地板轨道连接垃圾卸料压缩点和运输平台。

3.根据权利要求2所述的垃圾中转站，其特征在于：转运竖井设置在地下垃圾压缩站的中部，且在该转运竖井上部的地下垃圾压缩站内设有可水平移动的龙门吊。

4.根据权利要求2所述的垃圾中转站，其特征在于：地下运输站点位于转运竖井的底部，包括集装箱装卸平台，该集装箱装卸平台设有水平顶进装置，该装卸平台旁设有运输轨道连接地下物流系统的区间隧道。

5.根据权利要求2所述的垃圾中转站，其特征在于：垃圾卸料压缩点设有垂直压缩设备或水平液压压入设备。

6.根据权利要求2所述的垃圾中转站，其特征在于：在垃圾卸料压缩点布置吸尘罩，与除尘除臭设备相连接，对垃圾进行初次除尘除臭；在垃圾卸料压缩点，还布置污水处理设备，对垃圾压缩过程中产生的沥水和清洗垃圾集装箱产生的污水进行清理。

7.一种用于城市地下物流系统的垃圾中转站的运转方法，其特征在于该运转方法包括以下步骤：A、垃圾通过垃圾收集车运至垃圾中转站，通过入口处的坡道进入地下垃圾压缩站；B、地下垃圾压缩站内设有垃圾压缩点，在垃圾卸料压缩点，垃圾被卸入贮料集装箱内，由垃圾压装设备完成垃圾压缩任务；C、装满垃圾的密封集装箱，通过水平滚轴地板轨道送至运输平台；D、转运竖井将满载集装箱向下运至竖井底部的地下运输站点；E、满载集装箱通过转运竖井向下运送至集装箱装卸平台，再通过装卸平台的顶进设备将满载集装箱推入停靠在旁边的运输舱体内，运输舱体沿运输轨道驶出地下运输站点。

8.根据权利要求7所述的垃圾中转站的运转方法，其特征在于：空载集装箱通过运输轨道运回集装箱装卸平台，通过转运竖井由地下运输站点向上运至地下垃圾压缩站的运输平台后，通过水平滚轴地板轨道返回垃圾卸料压缩点。

9.根据权利要求7的垃圾中转站的运转方法，其特征在于：在垃圾卸料压缩点布置吸尘罩，与除尘除臭设备相连接，对垃圾进行初次除尘除臭；在垃圾卸料压缩点，还布置污水处理设备，对垃圾压缩过程中产生的沥水和清洗垃圾集装箱产生的污水进行清理。

10.根据权利要求7所述的垃圾中转站的运转方法，其特征在于：在垃圾压缩点，使用竖直压入装箱工艺对空载集装箱中的垃圾进行直接压缩，或使用水平压入装箱工艺将接收料仓中的垃圾压入空载集装箱内。

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