城市生活垃圾中轉站新型壓縮裝置
現有的壓縮式城市生活垃圾中轉站普遍采用平面壓頭，其主要缺點是靠近壓頭的垃圾壓縮倍數于遠離壓頭的垃圾壓縮倍數，造成垃圾壓縮不均勻，整體壓縮倍數較小，普遍反映壓縮效果不理想果通過增大壓力來提高壓縮倍數，勢必要提高垃圾集裝箱等受力件的強度，加大動力源，從而使整個中轉站的成本上升。為此我們提出了一種新的壓縮方式，通過改變壓頭的結構形式來改善壓縮效果，達到在不增加成本的前提下提高壓縮倍數。
1 楔形壓頭的提出
針對現有壓縮式垃圾中轉站存在的主要問題，提出了一種新型壓頭結構——楔形壓頭。該楔形壓頭可以明顯改善垃圾的壓縮效果。原理圖如圖1所示(虛線為平面壓頭)，它的工作原理是通過楔形壓頭的作用可以有效地壓縮靠近垃圾集裝箱壁的垃圾，改善整箱垃圾的受力狀況，達到在壓頭最大截面尺寸相同的情況下，提高垃圾壓縮倍數的效果。試驗也表明，在相同壓力作用下，與平面壓頭相比，楔形壓頭可以加大垃圾集裝箱中靠近側面垃圾的壓縮效果，明顯提高了垃圾的壓縮倍數。
 圖1 楔型壓頭示意圖 |
2 試驗研究
我們研制了城市生活垃圾壓縮試驗臺，采集多處居民小區的生活垃圾做了壓縮試驗。以下介紹的實驗生活垃圾來源于淄博市二棉生活小區，該小區普遍采用集中供暖，其垃圾成份在淄博市及許多大中城市具有一定的代表性，
實際測得垃圾密度為0.25t/m3 ，說明垃圾密度符合逐漸降低的趨勢，垃圾的壓縮收集勢在必行。
試驗原理：在垃圾集裝箱的不同部位取點，安裝傳感器，通過應變片的應變值來確定不同部位垃圾的受力情況，以此來確定相應部位的壓縮狀況。由于垃圾集裝箱的橫截面左右對稱，我們取10個點為測試點，即在后端的上、左、下、中分別取點，記為1#，2#，3#，4#；在上表面取兩個點，記為5#，8#；側面取兩個點，記為6#，9#；底面取兩個點，記為7#，10#，分別在這10個位置安裝傳感裝置。由于涉及到的數據較多，現以具有代表性的2#，6#測試點為例進行分析。在實驗前進行了三次標定(標定壓力58.8N)，2#應變片的應變為45、46、43，6#應變片的應變為35、34、33。可以算得2#應變片的平均應變為：(45+46+43)/3=44.67；6#應變片的平均應變為： (35+34+33)/3=34。該試驗為對比試驗，即在壓頭為平面和楔形的情況下分別進行試驗，對得出的數據進行對比。試驗數據如表1，表2所示。由標定值和應變值算得受力情況如表3、表4所示。
表1 平面壓頭時的應變值 |
表2 楔形壓頭時的應變值 |
表3 平面壓頭作用下的受力值 N |
表4 楔形壓頭下的受力值 N |
受力值隨垃圾量的變化關系曲線如圖2、圖3所示(點線為平面壓頭的情況，細實線為楔形壓頭的情況)，由于垃圾的成份比較復雜，去除不確定因素的影響，通過以上曲線可以看出，隨著壓入垃圾的增多，在平面壓頭的作用下，2#和6#應變片的應變值變化不明顯，2#應變片的最大受力為 151.41N，6#為103.78N，初始垃圾裝入量為120kg，經壓縮后裝入220kg，壓縮倍數為1.83；而在楔形壓頭的作用下，應變值變化迅速，2#應變片的最大受力為224.71N，6#為138.38N，初始垃圾裝入量為110kg，壓縮后裝入250kg，壓縮倍數為2.27。與平面壓頭相比，在楔形壓頭的作用下，2#和6#應變片的最大應變值都有所提高，垃圾的壓縮倍數提高了24.04%，達到了預期的效果。
 圖2 2#應變片受力的變化曲線 圖3 6#應變片受力的變化曲線 |
3 結論
本文提出的楔形壓頭具有顯著的壓縮效果，是一種很有發展前途的壓縮結構形式，正在進行推廣應用。通過研究和實驗分析，得出如下結論：(1)城市生活垃圾的產生量成逐年上升趨勢，而垃圾的密度成逐年下降趨勢，垃圾的壓縮轉運勢在必行。垃圾的壓縮轉運可以解決垃圾運輸的虧載問題以及垃圾運輸過程中的二次污染問題；(2)通過改變壓頭的結構形狀，可以改善垃圾的受力狀況，從而可以提高垃圾的壓縮倍數。楔形壓頭與平面壓頭相比可以提高壓縮倍數20%以上；(3)生活垃圾中塑料成份占的比重較大，可以考慮對其分揀回收，進行資源化利用。
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