固废学院校园内垃圾收集系统线路设计.pdf 18页

2013-2014学年第1学期《固体废弃物处理与利用》实训实训内容：学院校园内垃圾收集系统线路设计年级：2011级专业：城市水净化技术姓名：指导教师：谢伟雪成绩： 目录前言………………………………………………………………2第一章固体废物的收集和运输的基本知识……………………31.1固体废物收集的原则…………………………………………31.2固体废物收集的方法…………………………………………3第二章垃圾分类、服务人口及面积………………………………42.1校园垃圾分类…………………………………………………42.2校园垃圾组成…………………………………………………42.3校园垃圾的分类回收与资源化处理…………………………52.4垃圾收集服务人口及面积……………………………………52.5固体废物的运输包容器的选择、运输方式和运输管理……52.5.1城市生活垃圾运输方式………………………………52.5.2城市生活垃圾的收集系统线路………………………6第三章校园垃圾收集路线设计…………………………………63.1收集劳动量的确定…………………………………………73.2收集车辆的确定………………………………………………93.3收集系统线路的确定…………………………………………93.3.1垃圾收集系统设计说明………………………………11第四章垃圾收集设计小结及建议………………………………114.1该区域垃圾收集设计小结……………………………………114.2结论和建议……………………………………………………12附录（参考文献）1 ·前言目前，垃圾问题已成为一个污染环境，困扰人类的大问题。全世界平均每天新增加垃圾490万t，高出其可再生资源的近6倍。这些垃圾一方面侵占土地，污染土壤，水，空气，影响环境卫生；另一方面本身又含多种有用物质，是一种资源，如果将这些生活垃圾资源化回收利用，将是人类一笔可观的财富。进行校园垃圾分类处理及回收利用的研究在节约资源方面意义重大。垃圾分类回收处理是校园文明程度的重要体现。校园垃圾分类可大幅度地减少垃圾增加带来的污染，节约垃圾无害化处理费用，有利于进行资源再利用。在校园中开展垃圾分类回收利用的活动，不但可以使资源循环再利用，节省资源，还可以培养学生环境保护的意识。普及垃圾分类知识，提高全民环保意识，全面推广和落实完善的垃圾分类处理政策，建设一个和谐，美丽，节约型的社会。我们研究校园垃圾收集路线是十分有必要的，提出有建设性的意义，让我们的生活和学习环境变得更加优美，也让我们将所学知识用于实践。2 第一章固体废物收集和运输的基本知识1.1固体废物收集的原则《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》于1995年颁布，1996年4月1日实施，2004年12月予以修订，已于2005年4月1日起开始正式施行。使我国的固体废物管理工作走上了法治的轨道。《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》中明确规定：收集、贮存危险固体废物，必须按照危险固体废物性分类进行。禁止混合收集、贮存、运输处置性质不相容而未经安全性处置的危险固体废物。禁止将危险固体废物混入非危险固体废物中贮存。将危险固体废物混入非危险固体废物中贮存，实质上是采取稀释的方法贮存危险固体废物，其结果是非但没减少或减轻固体废物的危险性质、数量和体积，反倒会使非危险固体废物转化为危险固体废物，从而增加了危险固体废物的数量，增大了其体积，使污染更为复杂和困难，并未达到污染防治的目的。固体废物收集总的原则是：收集方法应有利于固体废物的后期处理，同时兼顾收集方法的可行性。其主要内容是提倡固体废物分类收集，一般要求如下：危险固体废物与一般固体废物分开；工业固体废物与生活垃圾分开；泥态与固态分开；污泥应进行脱水处理。另外，还要根据处理、处置或利用的要求，采取具体的相应收集措施，需要包装或盛放的废物，要根据运输要求和废物的特性，选择合适的容器和包装设备，同时附以确切明显的标记。1.2固体废物收集的方法城市垃圾的收集、运输和转运是整个城市垃圾清除和处理系统中的重要组成部分。城市垃圾流的产生是分散的，而它的处理系统却要求集中垃圾流，城市垃圾的收集运输和转运系统的主要功能就是一个从分散到集中的转换。按收集方式来分，城市垃圾可分为：（1）定点收集，指收集容器放置于固定的地点，一天中的全部或大部分时间为居民服务；采用这种收集方式要求占用一定的空间设立收集点，收集点要求便于车辆的通过，以便收集到的垃圾能及时清运。另外，从收集的卫生要求来看，收集容器应有较好的密闭隔离效果，以避免收集过程中，产生公共卫生问题。另一方面，采用该收集方式，既要找到适合的收集点位置，又要求具有一定的居住3 密度，否则会造成收集容器的容积效率的不到充分利用。由于城市的居住区基本上都可以达到这些要求，故该收集方式是最普遍的垃圾收集方式。这样收集方式按所使用的收集工具的不同可分为容器式和建筑物式。（2）定时收集，不设置固定的垃圾收集点，直接使用垃圾清运车以固定的时间和线路行驶于居民区中并收集路旁的居民家庭用垃圾容器中的垃圾；具体做法是，收运车以固定的时间与路线行驶于居民区中并收集路旁的居民垃圾。其收集容器可分为专用容器和普通容器。（3）特殊的垃圾收集方式，如大楼型居住区的垃圾楼道式收集方式和气动垃圾收集方式。（4）分类收集，按垃圾成分不同分类收集是垃圾收集方式的一种新发展。由于从垃圾的发生源考虑，提高了打击的资源利用价值和减少了垃圾的处理工作量。垃圾的分类收集，可适用于几乎所有的城市，而由于该方法带来的成本增加问题可以通过资源利用产品的出手来解决。城市垃圾的分类收集是发达国家普遍采用的收集方法。分类收集的主要目的是提高废品的回收率和便于分类处置。垃圾的分类收集应根据各城市的垃圾组成特点，将垃圾分成几个类组，如可回收废品、大型垃圾、易腐性有机物和一般性无机物等，可回收废品中还可根据需要分成玻璃，磁性或非磁性金属、塑料、木料、纸张等成分亚组，以提高其利用价值并降低处理成本。为有效利用垃圾桶容积效率及时清运垃圾，本系统使用了定时和定点收集校园生活垃圾的方法。第二章垃圾分类、服务人口及面积2.1校园垃圾分类随着人们生活质量的不断提高，校园垃圾成分越趋复杂，合理地确定分类依据对垃圾的后续处理环节极为重要，它可最大限度地降低处理过程中以及处理后的能耗，可防止再次污染的发生。根据国家标准，校园垃圾可以分为可回收物，不可回收物，有毒有害垃圾三大类。2.2校园垃圾组成在校园垃圾中，废纸约占10%，塑料包装约占5%，电池，碎玻璃约占5%，食物等饮食垃圾比重较大，约占80%。总体上看，在教学区的垃圾以废纸为主，数量所占比例较高，在4 食堂主要是餐饮垃圾，包括塑料餐盒和食物等，宿舍区主要有塑料食品包装，瓜皮，果核等。2.3校园垃圾的分类回收与资源化处理随着经济的快速发展和人民生活水平的日益提高，垃圾排放量与日俱增，对环境的压力越来越大，特别是学校，每天都在制造垃圾，如废纸，塑料，废电池，果皮等，这些垃圾绝大部分是可回收利用的资源。校园垃圾实现分类回收，综合利用的潜力较大。美国环境学家内贝尔研究认为，生活垃圾90%都是可以回收的，这些潜在的原料资源可重新在资源循环中发挥作用。对城市生活垃圾进行最大限度的资源化是今后固体废物管理的重要目标。分类收集可大幅度减少垃圾带来的污染，节约垃圾无害化处理费用，有利于进行资源回收利用。下面对其进行分类分析。2.4垃圾收集服务人口及面积兰州资源环境职业技术学院位于兰州市城关区东岗镇窦家山，占地536.3亩，建筑面积28万平方米。校园自然环境优美、人文气息浓郁。学校现有各类在校学生12000余人。2.5固体废物的运输包容器的选择、运输方式和运输管理2.5.1城市生活垃圾运输方式固体废物的运输可直接外运，可经过收集站或转运站运走。运输方式受固体废物的特征和收集点到处置点之间的自然状况所控制，有公路、铁路、船运和航空运输等种类，最常见者为公路运输。我国和发达国家普遍使用各种类型的垃圾运输车来清运垃圾。车辆分为密闭型和非密闭型两种：前者指垃圾槽为封闭式，与周围环境隔离，运输过程中扬尘少，对环境二次污染的机会极小，可实现全天候操作，但车厢内部结构较为复杂，一次性投资和操作成本均较高；后者垃圾槽为敞开式，在收集、装车及运输过程中易发生扬尘，污染环境，影响卫生，但它设备简单、用性强、运转成本低，因此在许多城市也广为采用。各类危险固体废物的运输最好使用专用设备来运输，如专用公路槽车或铁路槽车。因此它们内部设有各种防腐、防渗衬里，可以防止运输过程中的腐蚀泄漏现象的发生。对于非危险性固体废物，可用各种容器盛装，用卡车或铁路货车运输。对于要进行远洋焚烧处置的固体废物，选择专用的焚烧船运输。考虑到校园清洁与学生健康，本系统采用密闭型垃圾运输车。5 2.5.2城市生活垃圾的收集系统线路在城市垃圾收集及运输过程中，运输路线的选择应根据收集区的交通特征及自然环境等条件来确定最优线路。实际工作过程中，人们摸索出以下原则作为判断运输线路是否合理的准则:（1）运输线路不应该是分离的或是重叠的，由同一区域的街道组成的运输线路应该是封闭的；（2）在收运队中每个运输线路总的收集加运输时间应该是相等的（工作负荷等量化）；（3）运输路线的起始点应尽量靠近车库或停车场，同时必须对交通量大的和单行的道路加以考虑；（4）交通量大的街道不应该在高峰时段进行收运；（5）对于单行道的情况，最好从街道的上行端开始收运，沿着下行方向工作，以形成环状工作路径；（6）对于只有一个开口的街道的收运工作可以按交叉道路的收运来考虑，因为他们都需要收运车回环通过而完成收运。对这样的街道应该在它们的路口出现在收运车的右侧时收集，，这样可以使车辆的左转次数降到最低限度。对这样的街道的收集必须由正向进入，反向驶出来完成，也即车辆的行驶路线是一个U形；（7）对于收集区是一个小山的情况，收集车应沿山的周边在山下收集，这样收集更安全、容易和快速，同时也可以减少车辆的磨损并节约燃料；（8）手机路线上的地势较高地段应位于运输线路的开始处；（9）对于一次只收集街道一侧的垃圾的线路，运输线路安排为沿着街区的顺时针旋转环总是有利的。（10）对于一次同时收集街道两侧的垃圾的情况，运输线路在作顺时针回环以前，以长直的路径穿过街道的交叉处总是有利的。第三章校园垃圾收集路线设计在垃圾收运操作方法、收集车辆类型，收集劳动及收集次数和时间等确定以后，就应着手设计路线，使劳动力与设备有效发挥作用。一般手机路线设计是6 一个反复试算过程，没有能应用于所有情况的固定规则，路线设计的主要问题是收集车辆如何通过一些列的单行线或双行街道行驶，以使整个行驶距离最小，或者说空载行程最小。3.1收集劳动量的确定收集劳动量：每个垃圾车的容积12000L，每个垃圾桶的容积250L，垃圾桶的利用因子为（垃圾桶容积的利用率）80%，每周垃圾的产生量180000L，每个垃圾桶出空垃圾所需时间5min，每个双程旅程出空垃圾桶的数目39个，每个双程旅程垃圾桶放置点的数目40个，车辆驶于垃圾桶放置点之间所花费的平均时间15min，车辆在处置场时间30min，每个双程旅程运输距离50km，非生产性时间因子为0.25，车辆的速度极限为72km/h。收集车辆数：日单班收集次数定额35个，车辆的完好率为80%。①.每个双程旅程拾取时间的确定：PC(u)(n1)(a)SCSicpbcPSCS=39*0.08+(40-1)*0.25=13h式中C—每个双程旅程出空垃圾桶的数目；iu—每个垃圾桶出空垃圾所需时间，h；cn—每个双程旅程垃圾桶放置点的数目；pa—车辆驶于垃圾桶放置点之间所花费的平均时间，h。bc②.每个双程旅程所需要时间的确定：T(PSabx)/(1w)SCSSCST=(12.987+0.5+0.22+0.014*50)/(1-0.25)SCS=19.21式中T—每个双程旅程所需要的时间，h；SCSP—每个双程旅程拾取时间，h；SCSS—车辆在处置场的时间，h；7 a，b—经验常数，根据附表选项；x—每个双程旅程运输距离，km；w—非生产性时间因子。③.每周双程旅程次数的确定：NV/(Vr)WW=180000/(120000*0.65)=23.08式中N—每周双程旅程次数；WV—每周垃圾的产生量，L；W④.每个双程旅程出空垃圾桶的数目的确定：CVr/(Cf)iC*Cf/v=39*250*0.8/1200=0.65r=iCVr/(Cf)i=120000*0.65/(250*0.8)=390式中C—每个双程旅程出空垃圾桶的数目；iV—每个垃圾车的容积，L；r—垃圾的压缩比；C—每个垃圾桶的容积,L；f—垃圾桶的利用因子。⑤.每周需要的劳动量计算：D[NPt(Sabx)]/[(1w)H]WWSCSwD=23.08*12.87+23(0.5+0.022+0.014*50)/(1-0.25)*8W=54.19式中D—每周工作的劳动量，d；Wt—N圆整后的整数；wWH—一个工作日的时间，h/d，一般取8h/d。8 3.2收集车辆的确定①.垃圾车的选择由于垃圾收集系统选择固定容器系统，故垃圾车选择适用于固定容器系统的桶式倒装密封车辆。②.垃圾车数量的确定QV/(CfNi)aQ=180000/7*250*80%*35*80%=5分别记五辆车为车A，B，C，D，E。式中Q—桶式倒装密封车辆数；V—该车收集的垃圾日平均产生量，L；aC—每个垃圾桶的容积定额,L；f—垃圾桶的容积利用率；N—日单班收集次数定额；i—车辆的完好率。3.3收集系统线路的确定①.设计原则首先确定收集的劳动量和收集车辆，然后很好的规划收集线路，使劳动量和设备有效的发挥作用。②.设计方法收集线路无固定的规划，一般采用尝试误差法进行。③.设计步骤分为四大步：A.第一步准备适当比例的地域或地域图在学院校园地域图（由学生自己绘制）上标出每个垃圾桶的放置点，垃圾桶的数量和收集频率，还应标出每个放置点的垃圾产生量（固定容器系统具有）。根据面积的大小和放置点的数目，将地域划分成长方形和方形的小面积，使之与工作所使用的面积相符合。见图1所示。9 B.第二步资料分析根据这个平面图，将每周收集频率相同的收集点的数目和每天需要出空的垃圾桶数目列出一张表。如下表所示:表1每日出空垃圾桶数每日收集垃收集点数圾量（1）（2）周周一周二周三周四周五周六日线路①3325714线路②3380线路③33线路①332571443线路②34线路①3325714线路②3480线路③33线路①332571443线路②34线路①3325714线路②3480线路③33线路①332571443线路②34线路①3325714线路②3480线路③33总计10010 C.第三步初步收集线路的设计从垃圾车停车场开始设计每天的收集线路。在设计线路时应考虑的因素（八点因素），利用这些因素，可以制定出效率较高的收集线路。见图2所示。D.第四步采用尝试误差法进行进一步均衡初步收集线路。当各种初步线路设计出后，应对垃圾桶之间的平均距离进行计算。应使每条线路所经过的距离基本相同或相近，如果相差太大应当重新设计。如果不止一辆收集车辆时，应使驾驶员的负荷平衡。3.3.1垃圾收集系统设计说明①根据已知数据确定每日所产生垃圾量不会超出25714L；②根据垃圾桶数目和每个垃圾桶出空时间、行驶两垃圾桶最大时间算出每日触控所有垃圾桶时间为13h50min；③根据上步所得时间确定每车每次出空20垃圾桶较为合理，设全院100垃圾桶需三条路线（路线①、②、③），每条路线有33个垃圾桶，每条路线需一辆车；④根据假设算出每条路线出空垃圾桶的时间为6h25min；⑤根据前四步所得，每天每个垃圾桶出空数为1次较为合适。所以假设第一,第二条线路每天收集一次,第三条路线两天收集一次，每周五辆车轮流收集。第四章垃圾收集设计小结及建议4.1该区域垃圾收集设计小结城市垃圾收集应贯彻落实我国政府制定的可持续发展战略：“人口、经济、社会、环境和资源相互协调的、既满足当代人的需要而又不对后代人满足需求的能力构成危害的可持续发展的道路。”垃圾收集的发展目标可以扼要的归纳为无害化、减量化、资源化。为完成设计区域垃圾收集的发展目标，还需要继续进行下列工作：（1）从源头抓起，最大限度减少垃圾产量。垃圾分类收集是合理利用和妥善处理垃圾的前提，是实现可持续发展的重要组成，也是实现生活垃圾减量化、资源化和无害化的有效途径；推行净菜上市，逐步实现农贸市场超市化，通过11 对传统农贸市场的业态提升、调整改造，鼓励盘活存量商业网点和社会闲置物业新办净菜超市；鼓励现有超市扩大生鲜比重，以达到“农改超”标准。（2）加大投入，加快垃圾处理设施建设。提高城区垃圾无害化处理率。扩大垃圾源头分类覆盖范围及资源利用水平。采用先进处理工艺和科学技术政策，提高综合利用率。（3）推广垃圾分类，提高资源化水平。坚持从源头抓起，实行垃圾分类投放、分类收集、分类运输和分类处理，逐步减少以至最终禁止混合垃圾直接填埋处理。在新建、改建和扩建的小区，要配套建设相应的垃圾分类收集设施，老旧住宅区也要加快增建垃圾分类收集设施。建立垃圾义务回收制度，促进垃圾的减量和回收利用。（4）依靠科技进步，推进技术创新。加快生活垃圾无害化为主的处理方式向资源化综合利用方式的转变。加大科技攻关力度，开发和引进一批适合设计区域情况的先进适用技术。建立和完善垃圾减量化的途径和垃圾资源化的整体技术框架，促进垃圾资源综合利用。（5）加强宣传工作，扩大居民参与。通过新闻媒体、志愿者参与和社区公益性宣传等多种形式，提高全社会对环境卫生的参与意识和责任意识，引导居民养成文明、健康的卫生习惯。4.2结论和建议（1）在设计中考虑生活垃圾运输过程中对周围环境影响，对减少校园生活垃圾收集运输过程中的环境污染和保障校园环境管理具有重要意义。（2）在收集运输城市生活垃圾时，可以利用反馈系统，实现收集运输车辆和收集路线的动态分配，减少车辆资源的浪费，这对于将来校园生活垃圾的收集运输是非常重要的。12 附录：参考文献1、何品晶——《固体废物的处理与资源化技术》，高等教育出版社2、张益陶华——《垃圾处理处置技术及工程实例》，化学工业出版社3、庄伟强——《固体废物处理与利用》，化学工业出版社4.宁平——《固体废物处理与处置实践教程》，化学工业出版社5.芈振明——《固体废物的处理与处置》，高等教育出版社6.韩宝平程建光何康灵--《固体废物处理与利用》，煤炭工业出版社7.刘海春赵育--《固体废物处理与利用》，大连理工大学出版社13 附表表2经验常数表速度极限（km/h）a（h）b（h/km）880.0160.0112720.0220.014560.0340.018400.0500.025240.0600.04214 附图图1玉柏盛公寓松鸣公寓枝园榆繁公寓银光陶然广场树行源槐香公寓云岩百荟馆柳荫公寓润稼里医梓汇知方图书馆操场竹金星实训金谷苑显宜盛锅炉房贤珺宇门超市家属楼图1校园垃圾回收线路图-----移动式垃圾桶-----固定式垃圾箱比例1:20015 图2玉柏盛松鸣枝园榆繁银光陶然广场树行源槐香云岩百荟馆柳荫润稼里医梓汇知方图书馆操场竹金星实训金谷苑显宜盛锅炉房贤珺宇门超市家属楼起始点/终点图2校园垃圾回收线路图-----移动式垃圾桶-----固定式垃圾箱比例1:20016 图2说明：1.收集线路说明:根据任务书提供的设计参数，考虑到垃圾车的合理利用和垃圾运输成本，决定设计3条不同的垃圾收集路线，每条路线配给1台垃圾小车。第一和第二条路线每天收集一次，第三条路线每两天收集一次。第一条路线：图中以红色实线标注。垃圾车校门口开始收集垃圾→锅炉房→操场→梓贵公寓→竹青公寓→校医室→汇知方→金星实训楼→显宜盛→校门口。第二条路线：图中以蓝色实线标注。垃圾车从陶然广场开始收集→百荟馆→松鸣公寓→树行源→图书馆→金谷苑→贤珺宇→教职工家属楼→超市→校门口。第三条路线：图中以绿色实线标注。垃圾车从玉枝园开始收集→柏盛公寓→银光实训楼→榆繁公寓→润稼里→柳荫公寓→槐香公寓→云岩实训楼→校门口。2.收集车辆说明:星期一,星期三和星期五路线①、②、③分别用车辆A,B,C来收集，星期二和星期四路线①、②分别用车辆D，E来收集。17