我国城市生活垃圾收运车辆的发展及应用

我国城市生活垃圾收运车辆的发展及应用(上)
2011-09-20 15:00 环卫科技网作者：张卫华汪澍0条评论
城市生活垃圾呈固液混合状态，成分复杂且不稳定；伴随着垃圾降解产生的臭气和有着较强腐蚀性的渗沥液，严重影响和污染着周围的环境。

近些年来我国经济发展迅速，人民生活水平日益提高，人们对环境卫生的要求也越来越高。

按照近年来提出的城市固体废弃物处置“无害化、减量化、资源化”原则，作为城市生活垃圾收集和运输载体的车辆如何发展，是城市建设面临的一个重要课题。

我国城市生活垃圾收运车辆的发展和使用情况垃圾的收运处理作为一个物流系统，由收集、运输和中转3部分组成；包括直接收运和设立垃圾压缩中转站，将收集来的垃圾压缩减容后再转运至填埋场或焚烧厂这2种方式，如图1示。

图1垃圾收运处理方式(2种)
目前，我国城市生活垃圾的收集、中转、运输均以车辆为主，只有少部分水系发达的城市的中转和运输过程中部分采用了成本低廉的船运。

下面就我国城市生活垃圾收运车辆的发展及使用情况做一简述。

1.20世纪中期，我国城市生活垃圾的收运模式，主要是:采用铁制或木制的人力推车(见图2)，每天定时去居民楼的垃圾通道口或居民区的垃圾倾倒点收集，然后再将垃圾运至固定的垃圾堆置点；后来，由人力(机动)三轮车或小型货车改装成的垃圾运输车得到使用，使城市生活垃圾收运系统的机械化水平和收运效率有了一定提高，但垃圾装卸仍由人工进行至今为止，人力车收集模式在国内各城市依然存在，主要用于街道和居民小区保洁的人力三轮车(见图3)与人力推车相比，工人的劳动强度有所降低，垃圾收运过程对环境的影响有所降低。

这种粗放型的生活垃圾收运方式的特点是：
(1)收运效率低，工人劳动强度大。

(2)收运过程中，车辆密闭情况不好，对沿途环境造成的污染较严重。

(3)垃圾在倾倒点滞留时间较长，污水、臭气、蚊蝇孳生，对周围环境造成较严重的影响。

2.进入20世纪80年代后，随着改革开放及国民经济的迅速发展，人民生活水平的不断提高，专用的密封式垃圾收集车得到应用和普及；此阶段，车辆流动收集模式、收集中转站模式也都得到良好的发展
1)普通自卸车收运
“垃圾池(箱)投放＋普通自卸车”的收运模式一般有2种：一是垃圾箱建在高处，自卸车工作时停在垃圾箱下，箱门打开后垃圾流入自卸车车厢；二是地面垃圾池内的垃圾由人工装车或由叉车配合将垃圾箱内的垃圾
装入自卸车车厢。

由于这种收集是开放式，装运垃圾时灰尘及细屑满天飞，臭气四散，工作环境十分恶劣;但因这种模式的收运成本较低，目前国内很多地区还普遍采用，同时，建筑垃圾、渣土的收运也以这种方式为主，只是在转运的垃圾车厢上加装了密封盖，以减少运输途中垃圾的撒落(见图4)。

图4加装密封盖的建筑垃圾、渣土运输车
2)收集中转站式收集
收集站(也称小型中转站)收集，是利用设立在垃圾产生区域的固定站点来收集垃圾的一种方法。

来自产生源的垃圾一般通过人力或小机动车运至收集站。

收集站收集方式较适用于人口密度高、区内道路窄小的城区，而一些对噪声等污染控制要求较高及实行上门或分类收集的地区也较适宜于这种收集方式。

收集站收集方式在我国采用非常广泛。

20世纪70—80年代普遍采用非压缩式收集(中转)方式，其典型结构如：置于垃圾楼转运站地坑内的小型集装箱和起吊设备，结合普通自卸车(见图5);或是小型垃圾箱(斗)结合摆臂车(见图6)。

这种作业方式在垃圾收集时不需要转运车辆在站内外停留等候，使车辆运转变得灵活；但垃圾没有经过压缩，车辆易亏载，运作效率低下，同时污水和臭气容易外泄，工作环境相对恶劣，较适合于无腐蚀、无放射性的工业垃圾的收集。

3)车辆流动收集车辆流动收集是利用收集车辆，如侧装式垃圾车(见图7)、后装压缩式垃圾车(见图8)、前装式垃圾车(目前国内使用很少，见图9)等对分散于各收集点的桶装、袋装或散装垃圾进行收集运输的一种方法，收集后的垃圾直接或经中转后运往垃圾处理厂(场)。

压缩式垃圾车具有以下优势：
(1)一次性装载质量高，为环卫部门节省了大量的设备及人员。

(2)较好地解决了运输过程中的二次污染问题。

(3)垃圾的收集点可随时变更，有很强的灵活性。

(4)为优化城市垃圾收运配置和环卫部门责任分区提供了依据和硬件支持。

因此，压缩式垃圾车自然就成为环卫系统收集运输垃圾的主流产品而逐渐被推广开来；但采用这种方式，车辆必须到垃圾收集点进行作业，会对收集点周围环境造成影响，如噪声、臭气、污水、粉尘等。

因此，车辆流动收集的方式较适用于人口密度较低、车辆可方便进出的地区。

在欧洲使用很普遍，国内一些人口密度较低的中小城市或大城市周边地区也较适用这种方式。

3.20世纪90年代以来，城市生活垃圾成分不断变化，垃圾密度逐年降低，为了增加垃圾车装载量，降低运费，城市生活垃圾收集开始转向压缩收集和压缩中转收集方式。

在压缩式垃圾车得到普及的同时，各城市分别建设了不同形式的垃圾中转站，车厢可分离的垃圾转运车便应运而生
1)车厢可分离式垃圾转运车
该车高效灵活，是目前发达国家普遍采用的垃圾转运车型，其垃圾集装箱(车厢、垃圾箱)轻巧灵活，有效容积大，净载率高，箱体密封性好。

工作时由于汽车底盘(或牵引车)与垃圾集装箱可自由分离、组合，在压缩机向垃圾集装箱内压装垃圾时，驾驶员和车辆不需要在站内停留等候，提高了转运车和驾驶员的利用效率，因而设备投资和运行成本均较底，维修保养也更方便。

箱、车可分离式垃圾转运车一般有结合地面举升系统的多箱式、钩臂车、半挂式集装箱转运车3类。

如图10，中转站地面上设置了带举升机构的双箱式模式，由此衍生出的车辆也多为后装压缩式垃圾车的变型。

一般是在普通底盘基础上，加装可拆卸式上装(车厢)，能够实现装箱、卸箱和自动倾倒等动作。

车辆进入固定地面压缩站后，地面举升系统将上装(车厢)与底盘分离，底盘离开后，车厢被放置于地面工作位置，由地面动力源驱动，实现装箱等动作。

装载完成后，上装(车厢)被举起，连接至底盘，再被运至填埋场卸载，卸载作业由车辆发动机驱动。

而地面无举升机构的中转收集站，站内设计了将垃圾从小车向运输车集装箱内转移的料斗装置(见图11);与之相比更灵活的一种方式是不用建设地面站，空箱体直接放置在指定地点，箱体前部设计有压缩机构，只要提供相应动力源便可作为压缩中转站的车辆，这些车辆在卸料时将车厢举升即可完成垃圾倾倒，机动性强(见图12、图13、图14)。

这种中转方式促生了卸箱式钩臂垃圾车(见图13、图14)。

卸箱式钩臂车是在汽车底盘基础上加装多功能钩臂，配用垃圾专用集装箱改装而成。

钩臂既可以作为装箱上车的拖拉机构，又可作为举升卸载机构，使车厢后倾排出箱内垃圾。

根据需要，还可选配不同容积的专用集装箱，以满足不同的垃圾处理系统。

由于不需推料机构和导向结构，车厢结构大大简化。

目前荷兰海沃(HYVA)公司、芬兰希尔博(HIAB)公司均已在中国设厂，大型钩臂(拉臂)系统在国内制造，也会对这类作业模式的发展起到一定的促进作用。

以上垃圾转运设备的压缩过程是压缩推头将进入压缩室中的垃圾直接推入垃圾箱内，待垃圾箱装满后再行压实。

这种压缩方式工艺成熟、操作简单、占地面积小、电容量相对较低、投资较少；但它也存在下列难以克服的问题：
(1)压缩机压头行程短，压缩力受到限制，压缩比率相对较低，集装箱上部较难装满垃圾，车辆净载率较低。

(2)由于垃圾压实是在垃圾集装箱内进行的，集装箱需要特别加强。

(3)压装过程在压缩机和转运车集装箱之间进行，垃圾、污水及臭气相对容易外泄。

(4)这类车型出于满足整车稳定性的需要和法规的要求，集装箱的容积一般都≤30m3，且整车的额定净载质量一般≤16t。

2)半挂式集装箱转运车
该车主要由牵引车、垃圾集装箱及半挂车3大部分组成(见图15)。

半挂车部分可以是独立的集装箱半挂车，也可以是骨架式集装箱半挂车(配置标准箱角锁)，能实现垃圾集装箱与自身之间的快速拆装，两者可组成单独置放的集装箱半挂车；垃圾集装箱前部设计了液压油缸驱动的排料板，方便垃圾推卸。

该类车辆与大型垃圾压缩转运站的预压式压缩机共同使用，即：在压缩设备内将垃圾压缩成块，然后将垃圾块一次性地推入转运集装箱。

垃圾经过预压再装箱，箱体不承受压缩力，制作成本降低，箱容大，运载效率高。

其缺点是：占地面积大，电容量消耗大，投资较高。

目前预压式压缩和压装式压缩在国内都得到采用，中小型的转运站及早期的转运站大多采用压装式，大中型转运站则多采用预压式。

3)压缩式垃圾车
该车属箱、车一体式(如图8、9)，由于其垃圾箱固定于汽车底盘上，两者结合成不可拆分的整体，因此在同等转运规模下，较箱、车可分离式车辆就需配置更多的汽车底盘，导致投资浪费。

在压缩机(转运站或自带)向垃圾集装箱压装垃圾时，驾驶员和车辆在转运站的等候时间较长，压装式垃圾转运站中此种现象尤甚，既影响了车辆的利用率和站内交通，又造成垃圾转运站的人工成本和运行成本较高。

另外，从维修方面考虑，集装箱或汽车底盘维修保养时都将使整车不能使用，造成资源浪费。

但值得提出的是，箱车一体式垃圾车投料口低，十分方便垃圾收集；再配以垃圾桶提升机构，使机械化程度提高，能有效减轻环卫工人的劳动强度；行驶、转向灵活，机动性能好；作为中转站的输入方，在垃圾收运系统中不可或缺。