垃圾收运路线设计

《固体废物处理与处置》课程设计
(化学与环境科学学院)
杨凌家乐园垃圾收运路线初步设计
【摘要】本设计以杨凌家乐园小区为设计对象，在分析杨凌家乐园小区生活垃圾排放及收集现状的基础上，对小区垃圾量进行了平均分配，综合考虑每日垃圾产量和收运频率等各方面因素，提出了合理的生活垃圾收运路线，经过分析比较，确定了最佳收集路线。

【关键词】生活垃圾；清运路线；容器；收集频率；设计
1.垃圾收运路线设计概述
1.1设计目的
城市垃圾的收集与清运是城市垃圾收运管理系统中的重要步骤，也是其中操作最为复杂、人力物力需求最多的阶段。

选取合适的垃圾清运方式，设计合理有效的收运路线，对城市垃圾收运系统是十分重要的。

本设计根据家乐园小区的实际情况设计合理的收运路线，使小区的垃圾及时快捷的被清除，让大家的生活环境更加清洁、舒适。

1.2城市生活垃圾收运系统设计要求
1.2.1收运系统的组成部分
城市垃圾收运并非单一阶段操作过程，通常由三个阶段构成一个收运系统:
第一阶段是从垃圾发生源到垃圾桶的过程，即搬运贮存（简称运贮）;
第二阶段是垃圾的清除（简称清运），通常指垃圾的近距离运输，一般用清运车辆沿一定的路线收集清除容器和其他贮存设施中的垃圾，并运至垃圾转运站，有时也可就近直接送至垃圾处理厂和处置场;
第三阶段为转运，特指垃圾的远途运输，即在转运站将垃圾装载至大容量运输工具上，运往远处的处理处置厂。

一般的垃圾收运系统可以表示成如下形式：
清运和转运这两个阶段宜采用优化方法进行规划，按照最优的行车路线收集垃圾，并将垃圾源合理分配到不同处理场，以使成本降到最低。

合理的收运系统应有利于垃圾从产生向系统
的转移，而且具有卫生、方便、省力的优点。

1.2.2收运模式及收集时间的确定
上述提到的三个阶段，其中收集和运输是每个收运系统共有的，而中转则可能在一些系统中无须设置，是否设置中转环节是根据垃圾从产生源至处理地的运输距离、垃圾收集车辆的运输能力及垃圾量来确定。

其中中转可能是一次，也可以有多次。

因此从有无中转环节来区别，垃圾收运系统可分为无中转收运模式和有中转收运模式。

区别垃圾收运模式还必须从的收集方式上加以区别，目前使用的垃圾收集方式主要有：
a．车辆流动收集（或称无站式收集）
b．收集站收集
c．动力管道收集。

车辆流动收集是利用收集车辆（如后装垃圾车、侧装垃圾车等）对分散于各收集点的垃圾（桶装、袋装或散装）进行收集的一种方法，收集后的垃圾直接或经中转后运往垃圾处理厂（场）。

车辆流动收集方式较适用于人口密度低、车辆可方便进出的地区。

这种方法在西欧使用很普遍，国内一些人口密度较低的中小城市或大城市的周边地区也较适用这种方法，车辆流动收集方式的优点是其灵活性较大，垃圾的收集点可随时变更，但由于车辆必须到收集点进行收集作业，对收集点四周环境造成影响（如噪声、粉尘等）。

家乐园小区面积不大，垃圾产量一般，因此无需设置中转站。

结合小区的实际情况以及各垃圾收集方式的特点，最终可确定应选取同车辆流动收集即无站式收集相似的收集模式，但不完全与其相同。

由于此种方法对收集点四周环境造成影响而且此处为住宅区，因此垃圾收集时间最好在昼间收集，避免晚间骚扰住户。

1.3设计垃圾收运路线的原则
（1）收运路线应尽可能紧凑，避免重复或断续。

（2）收运路线应能平衡工作量，使每个作业阶段、每条线路的收集和清运时间大致相等。

（3）收集路线应避免在交通拥挤的高峰时间段收集、清运垃圾。

（4）收运路线应当首先收集地势较高地区的垃圾。

（5）收集路线起始点最好位于停车场或车库附近。

（6）收运路线在单行街道收集垃圾，起点应尽量靠近街道入口处，沿环形路线进行垃圾收集工作。

1.4垃圾收运路线设计方案
在垃圾收运路线的设计中，根据实际情况设计合理的收运路线在一定程度上可以非常有
效地提高城市垃圾收运水平。

垃圾收运路线的设计一般有四种方案：
第一种方案是每天按固定路线收运。

这是目前采用最多的收集方案。

环卫工人每天按照预设固定路线进行收集。

该法具有收集时间固定、路线长短可以根据人员和设备进行调整的特点。

缺点是人力设备使用效率较低，在人力和设备出现故障时会影响收集工作的正常进行，而且当路线垃圾产生量发生变化时，不能及时调整收集路线。

第二种方案是大路线收运，允许收集人员在一定时间段内，自己决定何时何地进行哪条路线的收集工作。

此法的优缺点与第一种方法相似。

第三种方案是车辆满载法。

环卫人员每天收集的垃圾是运输车辆的最大承载量。

此方发的优点是可以减少垃圾运输时间，能够比较充分的利用人力和设备，并且适用于所有收集方式。

缺点是不能准确预测车辆最大承载相当于多少居民或企事业单位的垃圾产生量。

第四种方案是采用固定工作时间的方法。

收集人员每天在规定的时间内工作。

这样可以比较充分利用有关的人力和物力，但是由于本方法规律性不明显，一般人员很少了解本地垃圾收集的具体时间。

经过对家乐园小区的初步简单调查了解，结合该地区垃圾的各种特点、垃圾容器、垃圾估计产量以及车辆、道路、交通等各方面因素，初步确定可以使用第一种方案与第三种方案结合的收运路线设计方案。

也就是，垃圾收集车每天按照预设固定路线进行收集，直到收集的垃圾是运输车辆的最大承载量，返回垃圾处理处置场，清空垃圾后再次出发按照既定路线继续收集。

此方案是根据实际情况将两种方案结合而成，更适合于实际的具体情况。

1.5清运操作方法
1.5.1移动容器操作方法（移动式）
移动容器操作方法是指将装满垃圾的容器使用垃圾运输工具（牵引车等）运往转运站或处理厂，垃圾卸空后再将容器送回原处【图1.5（a）】或其他垃圾集装点【图1.5（b）】，如此重复循环进行垃圾清运。

1号垃圾集装点2号垃圾集装点3号垃圾集装点n号垃圾集装点
(a)搬运容器方式
1.5.2固定容器收集操作法（固定式）
固定容器操作方法是指垃圾收集容器不动，由垃圾车收集各点垃圾，直到达到垃圾车 的最大容量返回中转站或处理厂，清空垃圾车后继续到下一集装点收集【图1.5（c ）】，如此重复进行垃圾清运。

1.5.3清运操作方法综述
城市垃圾清运的操作方法分为上述两种即移动式和固定式。

两种方法各有其优缺点，
在实际设计中应根据具体情况选取适合于某地区的清运操作方法。

在设计前对家乐园小区进行过考察和分析，由于该小区垃圾桶容量较小、个数多且分布有一定规律等特点，在根据之前确定的收运模式以及收运路线的设计方案等各个因素综合考虑，结合实际初步设定该小区垃圾清运操作方法应选取固定容器清运方式。

此方法中垃圾的装车时间是该收集法一次行程所使用时间的主要影响因素。

垃圾车辆装车一般有机械操作和人工操作两种方式，此两种方式各有其优缺点。

通过调查比较结合各个因素，初步确定该小区使用机械操作装车。

该方法可节省大量人力物力且可随时方便的进行操作，是一般垃圾桶容量较小、个数多且分布有一定规律的住宅区首选方法。

2.设计收运路线的一般步骤
2.1调查、考察垃圾清运区的特点
2.1.1清运区概况
杨凌位于关中平原地区，气候属暖温带半湿润的季风气候区，雨量适中，四季分明。

家乐园小区位于杨凌中央地区，地势平坦，交通方便。

小区内有中等停车场一个，大型活动广场一个，小区建筑大小不一，但建筑群分布有一定规律，垃圾桶以及集装点分布也有一定的规律性。

2.1.2垃圾成分现状及变化趋势
该清运区垃圾类型主要为生活垃圾，而生活垃圾成分以厨余、果皮、纸屑、灰尘等为主，玻璃，塑料，织物，废电池等可回收物质的比例较小；区域主要能源是电和天然气，也有少部分燃煤，垃圾中煤灰比例相对不高。

随着城市居民生活水平的提高，食品结构的变化，尤其是能源结构中天然气的日趋普及，生活垃圾的构成会发生变化。

无机成分如煤灰会减少甚至消失，有机成分如厨余，果皮逐渐减少，可回收利用成分不断增加，如废玻璃，废塑料和废金属等可回收利用物质，而且可燃物含量也会上升。

2.1.3垃圾收集服务人口及面积
家乐园小区占地面积0.8平方公里。

目前区域内人口约为1365人。

根据总体规划，结合所调查资料以及小区近几年的发展，分析后确定本方案以目前总人口1365人设计，服务面积0.8平方公里。

2.1.4垃圾产量计算
不同地区可根据其特点运用不同的方法计算本地区的垃圾产量，根据此清运区实际情况，可选择依据人口以及各个系数计算其垃圾产量。

该清运区可按下式计算容器服务范围内的垃圾日产量：
W=R*C*Y*P
式中，R 为服务范围内人口数，人；C 为实测的垃圾日产量，kg/（人*d ）；Y 为垃圾日产量不均匀系数，通常取1.1--1.15；P 为居住人口变动系数，取1.02—1.05。

计算得到日产量后，可根据日产量由下式计算垃圾日产生体积：
V ave =
ave
D Q W
*
式中，V ave 为垃圾平均日产生体积，m 3/d ；W 为垃圾日产生量，kg/d ；Q 为垃圾容重变动 系数，一般取0.7—0.9；D ave 为垃圾平均容重，kg/ m 3。

我国人均每天城市固废产量可按0.8—1.2kg/（人*d ）考虑。

根据设计区情况 R=1365人，C 取1.0 kg/（人*d ），Y 取1.13，P 取1.03，计算得：
W=1365*1.0*1.13*1.03=1588.7kg/d
容器中垃圾平均容重约为120kg/ m 3，垃圾容重变动系数Q 取0.8，则：
V ave =
120
*8.07
.1588=16.5 m 3/d
通过以上计算得到设计区垃圾日产量体积为16.5 m 3/d 。

2.1.5收集服务小区平面图
该平面图（图2.1见下页）中包含垃圾集装点位置、容器数、收集频率等信息。

有关设计信息及数据如下：
（1）收集次数为每周2次的集装点，收集时间在星期二、四2天； （2）收集次数为每周3次的集装点。

收集时间在星期一、三、五3天； （3）各集装点容器可以位于十字路口任何一侧集装； （4）收集车从南门进入，从北门出去；
（5）固定容器收集操作从星期一至星期五每天进行收集，每天行程一次；
（6）固定容器收集操作法作业数据：容器卸空时间为0.016h ，卸车时间为0.1h/次； （7）容器间估算行驶时间常数为a=0.017h/次，b=0.01125h/km ；
（8）确定收集操作的清运时间，使用运输时间常数为a=0.08h/次，b=0.025h/km ； （9）收集操作的非收集时间系数为0.15。

图2.1 家乐园平面图以及垃圾分布信息
SW 垃圾量，m3/容器 N 容器数
F 收集频率，次/周
2.2资料整理分析
根据图2.1提供资料对小区内垃圾集装点数量、垃圾桶个数、垃圾量以及收集次数等条件进行分析、列表。

收集区域共有集装点28个，集中收集次数每周3次的有9个点，时间要求在星期一、三、五3天，收集次数每周2次的有9个点，时间要求在星期二、四2天，其余10个点每周收集1次，时间要求在星期一至星期五。

合理的安排是使每周各个工作日集装的容器数、每日收集垃圾量大致相等以及每天的行驶距离相当。

如果某日集装点的增多或行驶距离较远，则改日的收集将花费较多的时间并且将限制确定处置场的最远距离。

三种收集次数的集装点，每天收集的垃圾量要均衡，因此，每天的收运路程基本相当而且需收集的垃圾量基本相同是设计必须满足的。

根据前述的各种分析路线设计确定为固定容器收集操作法，因此，每天需要收集的垃圾量分配，列于表2.2。

表2.2 每日垃圾收集安排
收集次数
/（次*周1 ）垃圾量
/m3
每日收集的垃圾量/m3
星期一星期二星期三星期四星期五
1 1*16.8 3.6 3.0 3.6 3.0 3.6
2 2*13.5 13.5 13.5
3 3*12.92 12.92 12.92 12.92
共计82.56 16.52 16.5 16.52 16.5 16.52 2.3初步设计收集路线
2.3.1初步路线的集装次序确定
根据各种资料以及现有条件，结合小区实际情况：小区建筑群有一定规律，小区各个道路长宽基本相同，集装点分布有规律且不会有变化等各特点。

经过反复的计算、制定，最终确定的几条路线大致相同，没有太多的区别。

要根据已有条件和小区情况设计出两种以上区别较大且满足各个条件的收集路线是比较困难的。

因此，本设计经过多次重复的比较，主要设计了一条满足条件路线，此路线相对于其他大致相同的路线有较多的优点和较少的缺点，是一条比较理想的路线。

根据所收集的垃圾量，经过反复试算制定均衡的收集路线，对于每天确定的垃圾收集点而言，应确定好各点收集的先后次序使总线路行程最短。

每日收集路线列于表2.3（1），南门和北门间的每日行驶距离列于表2.3（2）。

表2.3（1）固定容器收集操作法收集路线
星期一星期二星期三星期四星期五
集装次序垃圾量
/m3
集装
次序
垃圾量
/m3
集装
次序
垃圾量
/m3
集装
次序
垃圾量
/m3
集装
次序
垃圾量
/m3
1 2.0 1
2 1.6 1 2.0 12 1.6 1 2.0
4 2.0 11 2.0 6 1.0 11 2.0 6 1.0
5 1.
6 3 0.14
7 1.6 3 0.14 7 1.6
6 1.0 2 1.6 1
7 1.5 2 1.6 17 1.5
7 1.6 10 1.0 18 1.6 8 1.6 28 1.6
17 1.5 9 2.0 27 2.0 19 2.0 26 0.42
15 1.6 8 1.6 26 0.42 16 1.5 20 1.6
20 1.6 19 2.0 20 1.6 14 2.0 15 1.6
26 0.42 14 2.0 15 1.6 22 1.5 13 1.6
21 1.6 23 2.0 21 1.6 24 0.56 21 1.6
13 1.6 24 0.56 13 1.6 23 2.0 25 2.0 总计16.52 总计16.5 总计16.52 总计16.5 总计16.52
表2.3（2）南门和北门间的每日行驶距离
星期一二三四五行驶距离/km 2.8 2.6 2.7 2.3 2.6 2.3.2处置场的最远距离确定
（1）从表2.3（1）可以得知，每天行程收集的容器数平均为26个，故容器间的平均行驶距
离为：
26
*
5
6.2 3.2
7.2
6.2
8.2+
+
+
+
km=0.1 km 利用公式可以求出每次行程的集装时间：
P scs =C
t
(t
uc
+t
dbc
)= C
t
(t
uc
+a+bx)
=[26*(0.016+0.017+0.01125*0.1)] h/次
=0.89 h/次
（2）利用公式求从北门到处置场的往返距离：
H=
w
N bx a s P d
scs -+++1*)(
8 h/d =
15
.01)
025.008.010.089.0(*1-+++x h/d
计算可得：x=229.2 km
（3）确定从北门到处置场的最远距离： 2
2
.229km = 114.6 km 2.4收集路线图制作
根据表2.3（1）的集装次序可确定每天的收集路线如下： 星期一：垃圾车从南门开始收集一号楼
草坪
三号楼五号楼活动广场八号楼
十一号楼十四号楼十号楼
六号楼出北门去处置场
星期二：垃圾车从南门开始收集物业办四号楼
停车场活动广场七号楼
九号楼十二号楼出北门去处置场
星期三：垃圾车从南门开始收集一号楼三号楼
五号楼活动广场草坪十四号楼
十一号楼十号楼九号楼
. 出北门去处置场
星期四：垃圾车从南门开始收集物业办四号楼
停车场活动中心八号楼
七号楼十号楼十二号楼
九号楼出北门去处置场
星期五：垃圾车从南门开始收集一号楼三号楼
五号楼活动广场十五号楼十四号楼
十一号楼八号楼六号楼
十号楼十三号楼出北门去处置场
以上收集路线进一步经过试运行、修正、确定等步骤才能逐步完成，并且只有经过一段时间的运行实践后，才能最终确定下来。

3.垃圾收集设计小结及建议
3.1设计小结
在生活垃圾收运系统中，收集清运工作的科学性、经济性关键就是选择合理的收运路线。

选择合理的垃圾收运车辆的路线，可减少行驶距离，节约时间，可高效地调度收运车辆，减少投入车辆数，车辆的维修费用、燃油费也相应减少。

同时，人力资源也可发挥更大的效率。

因此，通过对垃圾收运车辆行车路线的优化，可以很大程度地节省收运费用,
从而产生巨大的经济和社会效益。

在此次设计中我了解到：一个合理的收运系统应最大限度地解放劳动力, 降低人的劳动强度, 改善劳动条件。

在设计中要求必须将垃圾的收运路线安排进行合理优化,及时全面地完成垃圾收运计划,最大程度地节省、去掉不必要的资金浪费。

3.2结论和建议
（1）在分析城市生活垃圾收运系统特征的基础上，根据实际存在的城市生活垃圾收运方式，结合家乐园小区具体情况，设计了基本的垃圾收运路线。

（2）在设计中考虑生活垃圾运输过程中对周围环境影响，对减少住宅区生活垃圾收集运输过程中的环境污染和保障小区环境管理具有重要意义。

（3）在设计过程中要充分考虑到各方面因素，结合各个具体条件，最终才能确定出合理优化的垃圾收集清运路线。

参考文献
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