1、摘要：近年来，随着经济的快速发展，城市人口迅猛增加，我国居民的消费水平越来越高，生活质量也不断得到提升，但在经济发展的背后，隐藏的便是严峻的垃圾问题。我国是世界上垃圾包袱最沉重的国家。据统计，目前全世界每年产生的 49 亿吨垃圾中，中国城市就占到 15 亿吨。垃圾是没有被充分利用的资源，减少废物的产生量，加强垃圾污染治理，是全面建设小康社会，加快推进城市现代化的重要内容，是实现经济社会可持续发展的重要保障。其中，城市生活垃圾问题成为日渐突出的问题，垃圾的产生量大于清运量，无害化处理量更小，垃圾污染事故频出，严重破坏了城市生态环境系统的平衡。城市生活垃圾已成为制约城市社会经济发展的主要因素之一。
2、城市生活垃圾的收集运输环节是垃圾处理系统中的重要组成部分。因此，做好城市垃圾收运系统的规划，对于提高垃圾处理效率、降低处理成本、控制环境污染、保护环境、促进可持续发展具有重要意义。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。本设计根据蚌埠学院的实际情况设计合理的收运路线，使蚌埠学院的垃圾及时快捷的被清除，让大家的生活学习环境更加清洁、舒适。关键词:校园垃圾 收集路线 设计 运输1 课程设计任务书1.1 设计任务及目的1.1.1 任务：蚌埠学院垃圾收集路线设计
3、。本设计以蚌埠学院为设计对象，在分析蚌埠学院的垃圾排放及收集现状的基础上，对蚌埠学院的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。1.1.2 目的：通过本课程设计，使学生掌握调查研究、查阅文件、进行城市垃圾收集路线设计、确定系统设计方案的方法，提高使用资料、设计计算、绘制工程图和编写设计说明书的能力。垃圾收集运输路线设计的理想目标是垃圾运输成本最低，即荷载运输路线最短和运输过程中对周围环境影响最小，但在实际运行中两者不可能同时满足。因此综合考虑荷载运输路线距离及各路段的居民环境要求，对荷载运输路线距离和运输过
4、程中对周围环境影响分别赋予权重，并考虑区域环境目标要求不同，给垃圾运输对各区域的环境影响赋予权重，建立目标函数，通过比较各路线的目标函数值，获得垃圾收集最佳路线。1.2 研究区概况（1）地区概况蚌埠学院是一所以工为主，工学、理学、管理学、文学、教育学、艺术学多学科协调发展的安徽省省属教学型普通本科院校。学院占地 1000 余亩，校舍总面积近 30万平方米；教学仪器设备总值近 7000 万元，多媒体教室和语音实验室座位 3050 座；建有 2 个省级实验教学示范中心，15 个实验实训中心，135 个校内外实习（实训）和就业基地；馆藏纸质图书 75 余万册，电子图书 62 余万册，各类中外文期刊千
5、余种，公开出版蚌埠学院学报 。 学校现有教职员工 860 名，11 个教学单位和淮河文化研究中心、工程研究中心等研究机构，开设环境科学等 36 个本科专业。同时开设环境监测与治理技术等 22 个专科专业。学校面向 20 多个省（市、自治区）招生，现有全日制普通在校生 15000 多人。（2）垃圾成分概况蚌埠学院校区的垃圾来源有 4 个方面：一个是食堂、宿舍、超市、教师公寓的生活垃圾如：剩饭剩菜、果皮、坚果壳、落叶、食品袋、一次性碗筷、塑料袋、纸屑等；二是校医院医疗垃圾如使用后的一次性医疗器械、过期药品等；三就是校区绿化产生的绿化垃圾如砖瓦、渣土、花草、树的枝叶等；四是实验室、教学楼，图书馆的垃
6、圾。我们可以把这些垃圾分为以下三类： 1有机垃圾。又称作湿垃圾、不可回收垃圾，如瓜果皮、变质食品、剩菜剩饭等。2无机垃圾。又称作干垃圾、可回收垃圾，如废纸、废金属、废塑料、废玻璃、废织物(布料)等。 3有害垃圾。又称作危险废弃物，如废电池、化学药品、水银温计，另外就是我们常见的一种污染物白色污染。它们随着风随处飘舞,特别是被挂在树枝、建筑物、电线上,很难清扫，经常被当作一般的垃圾来处理(埋入土中或焚烧)，又不容易分解。按照以上垃圾成分的特点，经以其他同类城市的垃圾成分进行类比分析，设计该校区垃圾成分为玻璃、塑料、纸屑、废电池等废品占 35%，生活垃圾等有机物占 40%，医疗垃圾占 10%，绿化
7、垃圾占 15%。本设计暂以上述资料为基础进行技术分析。依据垃圾产生，可以将垃圾分类，结果如下表。按垃圾产生分类垃圾分类 垃圾产生及收集来源食品垃圾 也称厨余垃圾，指居民住户排出的主要成分普通垃圾 也称零散垃圾，指纸类、废旧塑料、罐头盒、玻璃、陶瓷等日用废物庭院垃圾 包括植物残余、树叶、树杈及庭院其他清扫杂物清扫垃圾 指道路、广场等其他露天公共场所由环卫系统清扫收集的垃圾商业垃圾 指商业性服务网点或营业场所如超市、饮食店产生的垃圾建筑垃圾 指建筑物或构筑物进行维修或兴建的施工现场产生的垃圾危险垃圾 包括医院传染病房、放射治疗系统、核实验室等场所排放的各种废物其他垃圾 除以上各类产生源以外所排放的
8、垃圾（3）垃圾收集服务人口及面积 该校区现状占地 30 万平方米，有在校生 15000 余人。本工程根据目前该校区人口及面积设计。（4）垃圾收集设计总量根据中国环境科学研究院对我国五百多个城市生活垃圾产生量的统计分析，目前我国人均垃圾产生量一般在 0.91.2kg/(人d) 左右，垃圾密度一般为 0.40.6t/m3。按照以上数据分析计算，该校区共产生垃圾大约 15 t/d。2 设计内容2.1 垃圾收集布置2.1.1 收集系统的组成部分（1）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（
9、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。 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。（2）城市垃圾收运的原则首先应满足环境卫生要求，其次应考虑在达到各项卫生目标时，费用最低，并有助于降到后续处理阶段的费用，因此，科学的制定合
10、理的收运计划，以此来提高收运效率是非常必要和关键的。在垃圾收运运输前，垃圾的产生者必须将各自产生的垃圾进行短距离搬运和暂时贮存，这是整个垃圾收运管理系统的第一步。从改善垃圾收运管理系统的整体效益考虑，有必要对垃圾收运和贮存进行科学的管理。以利于居民的健康，并能改善城市环境卫生和城市容貌，也为后续阶段操作打下好的基础。（3）垃圾收运系统规划总体原则 首先，应坚持生活垃圾处置“减量化、资源化、无害化”的原则，并满足环境卫生要求，其次应考虑达到各项卫生目标时，费用最低，并有助于降低后续处理阶段的费用。因此，科学地制定合理的收运计划，以此来提高收运效率是非常必要和关键的。一般的垃圾收运系统可以表示成如
11、下形式：2.1.2 垃圾收集方式根据对校园的实际情况和现场调查，目前校园垃圾的收集方式主要是在产垃圾的建筑和单位定点放置垃圾桶，收集所在区域的垃圾，并在交通道路上也放置垃圾桶，然后垃圾车按照现制定的收集线路深入每个教学楼、宿舍楼和居民区进行收集清运。最后再由垃圾车将所收集的垃圾运至垃圾堆场进行最后处置。此收集模式是目前国内多采用的收集方式，因此本课程设计主要是从合理的收集线路着手，仍采用目前所使用的垃圾收集模式。其收集模式如下图所示。垃圾垃圾收集 运输 垃圾处理中转 运输垃圾桶小型垃圾转运站大型垃圾中转站袋装垃圾处理场平板车运输车2.1.3 定点容器收集系统（图 2）此收集系统是在存储站设置若
12、干个固定的小型容器，收集卡车沿规定路线逐站收集，可采用人工或机械将容器中垃圾倾入车斗内。收集车一般装有压实装置，待垃圾装满压实后，运送至处理中心或中转站。这种系统比较灵活、方便，车辆可大可小，但装卸工作卫生条件稍差。图 2 定点容器收集系统操作运行模式2.1.4 贮存容器 贮存容器大小适当，需满足各种卫生条件要求，并要求使用操作方便美观，价格便运输车地面垃圾环卫工人宜，便于机械化装车。 （1）容器类型 国内目前各城市使用的容器规格不一。对于居民家庭，通常有家庭资本随意性容器；对于街道贮存，常见的有供行人丢弃废纸、果壳、烟蒂等物的固定式垃圾桶等；本设计采用耐腐和不易燃材料制造的分类收集垃圾桶。
13、（2）存放地点 住宅区贮存家庭垃圾的垃圾集中间设置在固定位置，该垃圾集中间靠近住宅区，方便居民，又要靠近马路，便于分类收集和机械化装车。 容器最好集中于收集点，收集点的服务半径一般不应超过 70m。（3）设置容器数量 容器设置数量对费用影响很大，应根据事先规划和估算合理设置容器数量。某地段需要配置多少容器，主要应考虑的因素为服务范围内居民人数、垃圾人均产量、垃圾容重、容器大小、收集次数等。本设计对这个问题考虑不太周全，共设计了 551 个垃圾桶。垃圾桶数目如下表所示室内 80L 垃圾桶 室外 120L 垃圾桶一二号宿舍楼和北操场 60 6第一食堂 3 1三四号宿舍楼 60 3超市和学生活动中心
14、 2 3五六号宿舍楼 60 5第二食堂 3 1七八号宿舍楼和南操场 60 6教知公寓和体育馆 7 17九十号宿舍楼和金工实习 60 4图书馆 23 1校医院 4 1艺术楼和行政楼 36 10实验楼和教学楼 97 18总计 475 76学校共有板车 15 辆，宿舍楼垃圾每天清扫收运两次，其他每天一次。校园以垃圾袋个人和集体收集垃圾，再集中到就近的垃圾桶的垃圾收集方式为主。主要街道和商业区、住宅区设置垃圾桶，并实行定时定点收集。考虑到校园垃圾收集方式垃圾桶和垃圾清运车，并在条件适宜时逐步推广垃圾分类收集和分类处理，以提高垃圾收集和分类回收的效率。此次调查是跟随学校垃圾清运车，从其停运点开始，绕大学
15、垃圾设置点运行一周。校园园区道路及两旁的垃圾由校园内的环卫工人每天上午大约七点打扫校园各个角落的卫生，室内的垃圾运到室外大型垃圾桶或垃圾车，各个宿舍里由清扫阿姨每天上午九点和下午三点打扫清理，由于每层楼的垃圾太多，会分别运到宿舍 楼下的垃圾车。环卫工人九点驾车巡视清扫，落叶杂草堆于路边的草地上，可回收的固废及有毒有害物质装车带走再倒入校园内固定点停放的板车。再由板车运往垃圾中转站。2.2 垃圾收集路线规划2.2.1 在进行一般收集路线规划设计时，需要尽量考虑以下因素。（1）必须确定现行的有关收集点和收集频率的政策和法规。（2）现行的收集系统的运行参数例如工作人员的多少和收集装置的类型要进行调整
16、。（3）在任何可能的情况下，必须对收集路线进行规划，以便路线能开始和结束在主干道，用地形和物理的障碍物作为收集路线的边界。（4）在山区，收集路线要开始在最高处然后随着装载量的增加组建下降。（5）收集路线应该设计成最后一个收集容器离处置点最近。（6）在交通拥挤处产生的垃圾必须一天当中尽可能早地收集。（7）能产生大量垃圾的产生源必须在一天中的第一时间收集 。（8）如果可能的话，那些垃圾产生量小且有相同收集频率的分散收集点应该在一趟或一天中收集。2.2.2 设计垃圾收运路线规划的基本原则（1）在匹配的收集系统条件下，给出与各存储站位置、垃圾产率、收集频率等相关的规定标志；（2）行驶路线尽量不重叠，紧
17、凑而不分散；（3）起点应尽量靠近收集车始发点与车库，终点应尽量靠近处理中心或转运站；（4）交通量较大的路段，应避免在交通拥挤的高峰时间段收集、清运垃圾；（5）对于大垃圾产源区，每日用主要时间进行服务，对小而分散的产源区，在允许的条件下，尽量达到同等收集频率；（6）环绕街道运行，应尽量顺时针方向行驶；（7）在不能横穿的单行线上，应在路顶端形成回路；（8）在山地与坡道上收集时，应安排在下坡时收集。（9）应坚持生活垃圾处置“减量化、资源化、无害化”的原则，并满足环境卫生要求。（10）应考虑达到各项卫生目标时，费用最低，并有助于降低后续处理阶段的费用。3 设计成果3.1 设计计算3.1.1 计算垃圾设
18、计点容器数量（1）计算垃圾日产生体积校区总人数约 15000 多人，每天产生垃圾量约为 15t，假设大学生每人每天产生垃圾1kg。W-垃圾日产生量，t/d ；Q-垃圾容重变动系数，一般取 0.70.9，取中间值 0.8；Dave -垃圾平均容重，tm 3，取 0.25 tm 3；(2)垃圾设置点所需的容器数量N-垃圾容器数；T-垃圾清运周期（每天一次=1） ；V-单容器体积，取 0.4m3个；f-垃圾容器填充数，取 0.75；3.1.2 垃圾收集布置、方案及路线设计（1）学校各片区垃圾产生量根据公式W-垃圾日产生量；R-服务范围内居住人口；C-垃圾日产生量不均系数，取 1.1；Y-实测的垃圾单
19、位产量，取 0.5kg/(人 d)；P-居住人口变动系数,取 1.03；女生宿舍楼 1 号 2 号女生宿舍楼 1 号 2 号学生人数约为总人数的五分之一，垃圾日产量：垃圾容器数：取 29 个，即女生宿舍楼 1 号 2 号需要垃圾容器数 29 个，因为各个宿舍楼垃圾数目一样，所以女生宿舍楼 3 号 4 号、男生宿舍楼 5 号 6 号、男生宿舍楼 7 号 8 号、男生宿舍楼 9 号 10 号都需要垃圾容器数各 29 个。教知公寓教知公寓约 900 人，垃圾日产量：垃圾容器数：取 9 个，则教知公寓需要垃圾容器数 9 个。图书馆图书馆人流量约为 600 人，垃圾日产量：垃圾容器数：取 5 个，则图书
20、馆需要垃圾容器数 5 个。教学楼蚌埠学院每天学生上课人数大约为 3500 人，垃圾日产量：垃圾容器数：取 34 个，则图书馆需要垃圾容器数 34 个。艺术楼艺术楼学生人数约为 300 人，垃圾日产量：垃圾容器数：取 3 个，则图书馆需要垃圾容器数 3 个。其他各处由于人流量少，则机电实验楼放 1 个，物理实验楼放 2 个，化学实验楼各方1 个，行政楼放 1 个，南北操场各放 1 个， 还有食堂各放 1 个，超市放 1 个，医院放1 个，体育馆放 1 个。垃圾桶的总数 208 个，垃圾桶容量为 0.4m3。3.2 垃圾车的清运路线设计3.2.1 中转站位置在城市垃圾收集系统中，垃圾转运是指从各分
21、散收集点较小的收集车清运的垃圾转载到大型运输车辆，并将其远距离运输至垃圾处理利用设施或处置场的过程。转运站就是指上述转运过程的建筑设施与设备。转运站的选址原则：(1) 转运站的选址原则应符合城镇总体规划和卫生专业规划的总体要求；(2) 转运站的位置应在生活垃圾收集服务区内人口密度大、垃圾排放量大、易形成转运站经济规模的地方；(3) 转运站选址不宜邻近广场、餐饮店等群众日常生活聚集场合；(4) 在具备铁路运输或水路运输条件，且运距较远时，宜设置铁路或水路运输垃圾转运站。依据垃圾转运站的选址原则，再考虑蚌埠学院的垃圾产量和学校规划，可以在东门旁边设置转运站，如下图所示。因为蚌埠学院的宿舍楼都在东边，教师公寓也离东门不远，所以此处的人口密度大、垃圾排放量大，适宜做转运站；而且靠近东门，东门出口就是公路，东门由于较偏僻，人流大部分都从北门进出，所以东门人流很少，也便于垃圾的及时运输。3.2.2 垃圾路线设计根据所收集的垃圾量，经过反复试算制定均衡的收集路线，在垃圾量相近的情况下，每日固定路线如下： 清运车由东门边的中转站 =教知公寓 = 风雨操场 = 九十号男生宿舍=金工实习 =艺术楼= 行政楼= 实验楼= 教学楼= 图书馆= 南操场= 七八号宿舍楼 =第二食堂=五六号宿舍楼=三四号宿舍楼=一二号宿舍楼= 北操场= 第一食堂= 超市= 第二食堂= 医院= 回到中转站
