第二章 固體廢棄物 收集運(yùn)輸與壓實(shí)-3

1、五，收運(yùn)系統(tǒng)的優(yōu)化簡(jiǎn)介 垃圾收集，中裝，處理整個(gè)系統(tǒng)成本最低 -合理的確定垃圾收集，中轉(zhuǎn)，處理的線(xiàn)路， 這類(lèi)問(wèn)題在數(shù)學(xué)上稱(chēng)為分配問(wèn)題-線(xiàn)性規(guī)劃技術(shù)。 1 例子：假設(shè)一個(gè)簡(jiǎn)單的垃圾收運(yùn)系統(tǒng)（如圖），有4個(gè)廢物產(chǎn)生源（用收集區(qū)域的矩心表示），其所產(chǎn)生的廢物被分配到2個(gè)處置場(chǎng)，目標(biāo)是達(dá)到運(yùn)輸成本最低。目標(biāo)函數(shù)： 式中： Xik 單位時(shí)間內(nèi)從廢物產(chǎn)生源i 運(yùn)到處置場(chǎng)k的廢物量； Cik 單位數(shù)量廢物從廢物產(chǎn)生源i運(yùn)到處置場(chǎng)k的費(fèi)用； Fk 處置場(chǎng)k處置單位數(shù)量廢物的費(fèi)用； N 廢物源的數(shù)量； 例題中為4 K 處置場(chǎng)的數(shù)量。例題中為2應(yīng)該滿(mǎn)足的約束條件為：每個(gè)處置場(chǎng)的處置能力是有限的；處置的廢物總量應(yīng)等

2、于廢物的產(chǎn)生總量；從每個(gè)廢物產(chǎn)生源運(yùn)出的廢物量應(yīng)大于或等于零。這個(gè)問(wèn)題的解決可以歸納為使以下的目標(biāo)函數(shù)達(dá)到最小。目標(biāo)函數(shù)： Wi 廢物產(chǎn)生源i單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的廢物總量； Bkk處置場(chǎng)的處置能力；例子，其目標(biāo)函數(shù)可以寫(xiě)為： f(X) = X11C11 + X21C21 + X31C31 + X41C41 + X12C12 + X22C22 + X32C32 + X42C42+ F1 (X11 + X21 + X31 + X41) + F2 (X12 + X22 + X32 + X42) 求上述函數(shù)最小值的約束條件為：X11 + X21 + X31 + X41 B1X12 + X22 + X32

3、 + X42 B2X11 + X12 = W1; X21 + X22 = W2; X31 + X32 = W3X41 + X42 = W4X11 0，X12 0，X41 0，X42 0計(jì)算條件列于表。表2-2 固體廢物從產(chǎn)生源到處置場(chǎng)分配的計(jì)算例廢物固體廢物產(chǎn)生量運(yùn)輸費(fèi)用（元）產(chǎn)生源Wi（噸/日）處置場(chǎng)1處置場(chǎng)211,0005012021,300705031,2504080485013060處置地點(diǎn)處置能力（噸）處置費(fèi)用（元/噸）125040220060線(xiàn)性規(guī)劃算法的內(nèi)容參見(jiàn)有關(guān)運(yùn)籌學(xué)的書(shū)籍.根據(jù)表假設(shè)數(shù)據(jù)計(jì)算的結(jié)果廢物來(lái)源，i處置地點(diǎn)，k運(yùn)輸廢物量(t/d)運(yùn)輸費(fèi)用(元/d) 處置費(fèi)用(元/

4、d)11100050004000212501750100022105052506300311250500050004285051005100總計(jì)費(fèi)用2210021400最小費(fèi)用43500注：線(xiàn)性規(guī)劃算法的內(nèi)容參見(jiàn)有關(guān)運(yùn)籌學(xué)的書(shū)籍. 2 如果: 在廢物源-中轉(zhuǎn)站-處置場(chǎng)廢物可以送到中轉(zhuǎn)站，也可以直接送到處置場(chǎng).中轉(zhuǎn)站的廢物必須送到處置場(chǎng)。例2： 設(shè)有N個(gè)廢物源，J個(gè)中轉(zhuǎn)站，K個(gè)處置場(chǎng)，處置場(chǎng)和中轉(zhuǎn)站的處理處置費(fèi)用分別為Fj和Fk。這個(gè)系統(tǒng)的目標(biāo)函數(shù)可以用下列數(shù)學(xué)式來(lái)表示： Cij 將單位數(shù)量廢物從廢物產(chǎn)生源i運(yùn)送到中轉(zhuǎn)站j的費(fèi)用； Cik 將單位數(shù)量廢物從廢物產(chǎn)生源i運(yùn)到處置場(chǎng)k的費(fèi)用 Cjk

5、將單位數(shù)量廢物從中轉(zhuǎn)站j運(yùn)送到處置場(chǎng)k的費(fèi)用； Xij 在單位時(shí)間內(nèi)從廢物產(chǎn)生源i運(yùn)到中轉(zhuǎn)站j的廢物數(shù)量 Xjk 在單位時(shí)間內(nèi)從中轉(zhuǎn)站j運(yùn)送到處置場(chǎng)k的廢物數(shù)量 Xik單位時(shí)間從廢物產(chǎn)生源i運(yùn)送到處置場(chǎng)k的廢物數(shù)量 Bj 中轉(zhuǎn)站j的處理能力； Bk 處置場(chǎng)k的處置能力； Fj 中轉(zhuǎn)站j處理單位數(shù)量廢物所需的費(fèi)用； Fk 處置場(chǎng)k處置單位數(shù)量廢物所需的費(fèi)用； Pj 中轉(zhuǎn)站j處理后殘?jiān)荚瓘U物的比例。對(duì)于儲(chǔ)運(yùn)站，Pj = 1.0；對(duì)于焚燒爐，Pj =0.10.2。 約束條件為： 在廢物源i產(chǎn)生的廢物量Wi必須等于由i運(yùn)往J個(gè)中轉(zhuǎn)站和K個(gè)處置場(chǎng)的廢物總量。 中轉(zhuǎn)站j的處理能力為Bj必須大于或等于運(yùn)往

6、j的廢物總量。 對(duì)于所有j 廢物源i和中轉(zhuǎn)站j運(yùn)往處置場(chǎng)k的廢物量必須小于或等于處置場(chǎng)k的處置能力Bk。 對(duì)于所有的k中轉(zhuǎn)站j處理后殘余的廢物量必須等于從j運(yùn)往處置場(chǎng)的廢物量 對(duì)于所有的j 從所有廢物源運(yùn)往中轉(zhuǎn)站或處置場(chǎng)的廢物量，或從中轉(zhuǎn)站運(yùn)往處置場(chǎng)的廢物量必須大于或等于零 Xij0，Xik0，Xjk0 對(duì)于所有的i、j、k收運(yùn)系統(tǒng)模式的設(shè)計(jì)流程 對(duì)于一個(gè)具體城市的垃圾收運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)：a 確定采用有中轉(zhuǎn)收運(yùn)模式或無(wú)中轉(zhuǎn)收運(yùn)模式；b 確定生活垃圾收集方式c 配置系統(tǒng)硬件（包括車(chē)輛、中轉(zhuǎn)站布點(diǎn)及設(shè)備等）；d 收運(yùn)系統(tǒng)優(yōu)化e 制定作業(yè)規(guī)程第三章固體廢物的預(yù)處理預(yù)處理：機(jī)械處理，簡(jiǎn)易分離與濃縮廢物目的：

7、方便后續(xù)廢物的資源化，減量化，無(wú)害化處理處置 壓實(shí)，破碎，分選，脫水等第一節(jié) 固體廢物的壓實(shí)一、壓實(shí)目的及操作原理定義：利用機(jī)械的方法增加固體廢物的聚集程度，增大容重和減少體積，便于裝卸、運(yùn)輸、貯存、填埋。減小體積增加容重制取高密度惰性材料，便于貯存，填埋，做建筑材料適用：壓縮性能大而復(fù)原性小的物質(zhì)，如金屬細(xì)絲、紙箱、電器，紙箱； 不適于木頭，玻璃，塑料塊等密實(shí)固體二、壓實(shí)原理減少空隙將空氣壓掉。 一般減小體積6070%，密度320 kg/m3高壓可破壞分子間的晶格,使物質(zhì)變性， 高壓-擠壓升溫：例子： 壓力258kg/cm3-城市垃圾-1125.41380 kg/m3BOD：6000-200

8、ppmCOD: 8000-150ppm垃圾塊-類(lèi)似塑料結(jié)構(gòu)的惰性材料。難降解。三 固體廢物壓實(shí)程度的度量1、 空隙比： 空隙體積/固體體積； 孔隙率：空隙體積/表觀(guān)體積2、 濕密度：固體重量/體積 干密度：去除水分后固體重量/體積 3、 壓縮比：固體廢物經(jīng)壓實(shí)后，體積減小的程度一般可達(dá)35，生活垃圾可減少70%， 破碎+壓實(shí) 可達(dá)510。 壓縮倍數(shù)：壓實(shí)后，體積壓實(shí)的程度 為壓縮比的倒數(shù) 因素：廢物種類(lèi)、壓力，四、固體廢物的壓實(shí)器移動(dòng)式壓實(shí)器：多在垃圾車(chē)上1）固定式壓實(shí)器結(jié)構(gòu)： 多在廢物轉(zhuǎn)運(yùn)站、高層住宅垃圾滑道底部等容器單元：接受廢物；壓實(shí)單元：液壓、氣壓操作的壓頭 利用高壓使廢物致密化金屬類(lèi)廢物壓實(shí)器1、水平壓實(shí)器 圖3-11、三相聯(lián)合式壓實(shí)器圖3-22、回轉(zhuǎn)式壓實(shí)器圖3-3 城市垃圾壓實(shí)器1、高層住宅垃圾滑道下的壓實(shí)器2、城市垃圾壓實(shí)器 -涂瀝青，防止有機(jī)物腐敗。2）、壓實(shí)器的基本參數(shù) 截面尺寸：容納大尺寸垃圾循環(huán)時(shí)間：壓頭縮回，裝入垃圾，開(kāi)始擠壓再縮回需要時(shí)間- 時(shí)間短：處理量大，但壓縮比不會(huì)很高壓面壓力：壓面行程長(zhǎng)度：體積排率：載入容器的的體積*單位時(shí)間內(nèi)壓頭循環(huán)次數(shù) 二） 移動(dòng)式壓實(shí)設(shè)備 帶輪子或在軌道上。 填埋場(chǎng)壓實(shí)填埋廢物：膠輪式壓土機(jī)，履帶式壓土機(jī)，鋼輪式壓土機(jī)等五、壓實(shí)器的選擇1、選擇適當(dāng)?shù)膲嚎s比和使