大型垃圾中转站通风除尘、除臭系统的研制

潘楼垃圾中转站通风除尘、除臭系统的研制是建立在完成2000年天津市建设管理委员会批准立项的“大型垃圾中转站设备及配套系统技术措施研究与开发”科研课题基础上，对天津市潘楼垃圾中转站工程设计中的研究与应用。 
潘楼垃圾中转站是天津市双口卫生填埋场的配套设施，坐落在西青区小南河镇潘楼村，为2000年国家增量资金项目、天津市重点工程，此工程占地2.67hm2，总投资3600万元，中转垃圾1000t／d。该中转站主要解决天津市和平区、南开区居民生活垃圾清运问题。根据天津市近几年生活垃圾的调查显示，垃圾容积大、容重小，如用5t集装箱垃圾车直运填埋场，每车实际载重量只有2.7t左右，由于运距远、亏载严重，势必造成用车多、用人多、油耗多而加大运输成本；同时由于运输时间集中，给道路交通带来一定压力。因此应建设大型垃圾中转站，即采用小吨位车将垃圾压缩倒入大型垃圾车运往填埋场处理的运输方式。 
大型垃圾中转站压缩车间一般有多个卸料车位，每日垃圾转运高峰期集中在早上5：00～9：00，约30S倾倒一车垃圾。由于垃圾卸料时落差较大，粉尘及轻质物腾起，并迅速扩散污染整个车间。在冬季以燃煤取暖的地区垃圾含水量较低，则粉尘污染更为严重，弥漫整个车间，工作环境极其恶劣。夏季，垃圾含水量较高，虽然扬尘较小，但由于垃圾滞留腐败，恶臭污染也极为严重。 
2000年我们进行了“大型垃圾中转站设备及配套系统技术措施研究与开发”，其中重点研制大型垃圾中转站通风除尘、除臭系统。 
1存在问题及原因分析 
1.1存在问题 
经天津市环境监测中心对中转站进行监测，发现压缩车间内的TSP、PM10、恶臭3项污染物指标均大大超过国家标准，其中最严重项超标280倍，检测恶臭气体的主要物质为氯化氢、硫化氢、甲硫醇、氨、甲基胺等，这些污染物直接影响着工作人员的身心健康，我们结合对国内大型垃圾中转站现状的了解，确定潘楼垃圾中转站存在问题如下： 
（1）除尘系统未建立一个负压区域，致使运行中扬尘和恶臭得不到很好的控制； 
（2）系统选用的净化塔设备除尘、除臭效率较低； 
（3）系统布局不合理。 
1.2原因分析 
通过因果分析树见图1，对粉尘、臭气的产生原因进行分析。 


图1粉尘、臭气产生的因果分析树 
由图1可知： 
（1）污染区封闭不好。由于污染区没有形成负压状态，垃圾倒出时，气流裹挟着粉尘迅速扩散，污染整个车间。因为垃圾车随时倾倒，如果污染区不能被封闭，在敞开的空间内，粉尘和恶臭很难被吸入除尘、除臭系统中，解决污染区封闭问题非常关键，因此列为主要原因。 
（2）吸风罩设计与安装不合理。其表现为吸风罩不能按照气流流动方向，及时将溢出的粉尘吸入罩内，当大量气流以垂直方向扑出，侧吸风罩不能有效的捕集气体，增加了粉尘扩散的几率和臭气弥漫的严重性。吸风罩的设计与安装不尽合理是影响除尘、除臭的主要原因。 
（3）除尘、除臭方式不合理。一般除尘、除臭设备为水喷淋除尘，水雾化不好，除尘效率低，现有设备除尘、除臭效率不足80％。目前的方式是以水喷雾除尘，此方式对30μm以下的粉尘过滤效率较低，靠药液吸收恶臭的除臭方法，效率也较低。选择合理的除尘、除臭方式是提高系统除尘、除臭效率的主要原因。 
其他如设备阻塞、滤网阻塞、吸排管路长、管路转弯死角多等，也对系统产生一些影响。 
如果解决了这3个主要问题，粉尘与臭气能有效地吸入系统，并进行高效的净化，方可解决倾倒垃圾造成的环境污染问题，有效地除尘、除臭。 
3改造措施 
3.1针对垃圾槽的敞开式，槽边污染区不能形成负压区的问题，采用了软门帘封闭法，设计软门帘封闭污染区，利用软帘封闭污染源形成负压区。经过现场测量、实验，测定软帘的封闭长度，使其即有效地封闭污染区又不妨碍垃圾车倾翻卸车。经软帘封闭后，污染区基本形成半封闭区域，通过计算，加软帘后可使料槽边吸入风速提高10倍，达到0.5m／s。 
3.2针对吸风罩设计与安装不合理问题，研制人员模拟现场，测定垃圾倾倒时粉尘随气流运动的方向，根据气流运动规律，设计吸风罩的结构与合理的安装位置。因为在垃圾倒出的瞬间，气流是垂直向上的，国内以往采用的侧吸风罩作业时，气流首先直射正上方，只有部分气流进入罩内，由于设计以及安装位置不合理，粉尘捕集率极低。我们在借鉴其他经验的基础上，改变风罩形状，合理确定安装侧吸风罩的位置，由原来距卸料槽平面0.5m改为2m，变侧吸风为侧上部吸风，如图2所示，使瞬间扑出的粉尘能及时吸入罩内。 
通过改造措施的实施，使二层车间粉尘排放浓度控制在国家标准范围内。 3.3为了提高除尘、除臭效率，我们对设备选型要慎重。选型前进行各指标的筛选，对各种设备的使用情况、适用环境、设备可靠性及效率等进行分析比较，最终选定两级除尘方式。 
第一级为喷淋除尘：即去除气体中较大颗粒粉尘，并减少二级除尘的粉尘浓度，减小设备堵塞发生的可能性。为了减少用水量，料槽上方水雾降尘在每个卸料车位设置传感器，当接收到该车卸料的信号后，电磁阀开启，对该车位喷水降尘，喷淋延时30s后，自动关闭。 
第二级为爆气除尘：即除去气体中50μm以下的细粉尘，保证排放要求。 
采用药液吸收和活性炭吸附两级除臭方式，提高垃圾中恶臭的净化率。 
为了验证设备的技术指标，首先制作1：5设备模型，模拟运行并进行测试。经过对过滤后的气体进行采集分析，要提高除尘、除臭效率，需延长气体的停留时间，在模拟试验的基础上，选定设备，确保除尘、除臭率达到95％。经实施以上方案，使室外粉尘排放浓度、排放速率以及恶臭排放浓度都控制在国家标准范围内：（1）二层车间粉尘排放达到GB16297-1996无组织排放监控浓度限值，即0.5mg／m3；（2）室外粉尘排放浓度达到GB16297-1996中允许排放浓度120mg／m3和排放速率的标准限值3.5kg／h；（3）符合DB12／-059-95恶臭污染物排放标准，净化后恶臭排放浓度小于1000（无量纲）。 
经检测：二层车间粉尘排放浓度0.3mg／m3；室外颗粒物排放浓度为1.33mg／m3；排放速率为0.018kg／h；臭气排放浓度98（无量钢）。各项指标均达到国家标准。 
4效益分析 
4.1环境效益 
改变了站内传统垃圾收运过程中尘土飞扬、恶臭污染的恶劣环境，大大改善了工作人员的作业环境，从而有益于保障和增强工作人员的身心健康，同时也改善了周边的环境，使现代化的中转站能够在基本无污染的环境下正常运行，创造了良好的环境效益。 
4.2社会效益 
在技术上实现了新突破，积累了新经验，并在新技术、新工艺、新设备的开发应用和推广等方面呈现了可喜的成绩。近几年已成功应用于国内大城市垃圾中转站工程中。 
4.3经济效益 
由于垃圾经过压缩转运，解决了亏载运输问题，提高了垃圾运输的工作效率，降低了运输成本，每年可为国家节约大量的垃圾运输费用，经济效益显著。 
5结束语 
大型垃圾中转站除尘、除臭系统的研制解决了多年来大型垃圾中转站设计中的难题，带动了国内该领域工程设计水平的提高，为今后大、中、小型垃圾中转站除尘、除臭系统的设计提供了可靠的依据。 
目前该成果多次应用于垃圾处理场及其他环卫设施中，为改善工人劳动环境、减少环境污染做了有益的探索。