隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，城市生活垃圾的數(shù)量越來越大，垃圾壓縮時(shí)產(chǎn)生的廢液量也隨之增加。大量的垃圾壓縮廢液在垃圾的壓縮、運(yùn)輸過程中，流至地表，污染土壤，滲至地下，污染水源，并以“惡臭”氣味污染空氣，對(duì)人們的健康和生活環(huán)境造成了危害。 


圖1垃圾壓縮機(jī)的種類 
目前，垃圾壓縮機(jī)可分為：中小型垃圾壓縮機(jī)，如圖1(a)；大型垃圾壓縮機(jī)，如圖1(b)；垃圾壓縮運(yùn)輸車，如圖1(c)。但是，現(xiàn)有的這3類設(shè)備均沒有垃圾壓縮廢液的收集和排放機(jī)構(gòu)，所產(chǎn)生的廢液未經(jīng)處理就直接排放，導(dǎo)致了廢液對(duì)環(huán)境的污染問題。 
中小型垃圾壓縮機(jī)一般用于中小型垃圾中轉(zhuǎn)站，垃圾壓縮吞吐量適中(小于50t/日)，投資及運(yùn)作成本較低。大型垃圾壓縮機(jī)用于大型垃圾中轉(zhuǎn)站，其日處理垃圾量大(50～100t/日)，單從垃圾壓縮的角度考慮，具有較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益[1]，運(yùn)作成本低，利于垃圾的集中處理。但是，這兩種壓縮機(jī)都缺乏配套的廢液排放機(jī)構(gòu)，產(chǎn)生的壓縮廢液匯聚于地表，滲透性大，對(duì)環(huán)境污染較大。垃圾壓縮運(yùn)輸車是集垃圾壓縮機(jī)和運(yùn)輸車設(shè)計(jì)于一體的垃圾壓縮運(yùn)輸設(shè)備，便于收集垃圾，即時(shí)壓縮，方便快捷；但隨之產(chǎn)生的壓縮廢液，隨壓縮車沿途滴漏，該類問題也沒有得到解決。 
1垃圾壓縮機(jī)廢液排放機(jī)構(gòu)的現(xiàn)狀 
目前，絕大多數(shù)垃圾壓縮機(jī)未考慮壓縮廢液對(duì)環(huán)境的影響。既使有少數(shù)企業(yè)考慮到垃圾壓縮時(shí)的廢液?jiǎn)栴}，也僅僅是為了提高壓縮效果，而沒有從根本上解決環(huán)境污染問題。 
據(jù)粗略統(tǒng)計(jì)，當(dāng)前我國(guó)城市的垃圾年產(chǎn)生量約為1.5億t[2]，并且以每年8%的速度增長(zhǎng)[3]。以每噸垃圾產(chǎn)生1L廢液進(jìn)行計(jì)算，全國(guó)每年將有15萬(wàn)m3的垃圾壓縮廢液被排放到環(huán)境中，而且還在逐年增加。這些廢液如果排放到人們的生活區(qū)，將對(duì)居民的身體健康和生活環(huán)境造成極大的危害。 
然而，現(xiàn)有的垃圾壓縮機(jī)構(gòu)主要由壓縮機(jī)構(gòu)(推板、推桿和擋板等)、鎖緊機(jī)構(gòu)(螺栓、螺母和卡扣等)、支撐機(jī)構(gòu)(機(jī)體)和閘門提升機(jī)構(gòu)等組成，沒有垃圾壓縮廢液收集和排放機(jī)構(gòu)。所以，設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)與改進(jìn)垃圾壓縮機(jī)時(shí)，應(yīng)考慮廢液收集和排放機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)，以使垃圾壓縮廢液排放至污水處理場(chǎng)所，徹底解決因垃圾壓縮而導(dǎo)致的廢液污染問題。 
2廢液排放機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì) 
由于垃圾壓縮廢液來源于生活垃圾，因此屬于生活污水類，可對(duì)垃圾壓縮機(jī)增加一定的機(jī)構(gòu)，由該機(jī)構(gòu)把壓縮過程中產(chǎn)生的廢液排泄到生活污水管網(wǎng)中，從而進(jìn)入城市污水處理系統(tǒng)。這樣既減少了壓縮廢水的危害，又降低了廢液處理的成本。 
對(duì)于壓縮機(jī)的廢液排放機(jī)構(gòu)，我們有以下設(shè)計(jì)對(duì)策。 
2.1壓縮機(jī)機(jī)體傾斜 
目前，垃圾壓縮機(jī)機(jī)體在工作時(shí)大都呈水平狀態(tài)放置(如圖2(a))。壓縮過程產(chǎn)生的廢液，因流體本身的特性而在壓縮機(jī)機(jī)體底板上無(wú)規(guī)則流動(dòng)，最終在壓縮機(jī)底板與機(jī)體結(jié)合的縫隙處泄漏出來，流至地表，滲入地下，污染土壤，對(duì)環(huán)境造成危害。針對(duì)此種情況，設(shè)計(jì)時(shí)把壓縮機(jī)機(jī)體傾斜(如圖2(b))，在壓縮垃圾時(shí)，廢液的流動(dòng)有了一定的方向性——在重力勢(shì)能的作用下，廢液由傾斜機(jī)體底板的高端向低端流動(dòng)，使壓縮廢液在機(jī)體底板的低端匯聚，便于人為控制使其排放至污水處理管網(wǎng)。實(shí)現(xiàn)機(jī)體傾斜的方法有兩種：其一，把垃圾壓縮機(jī)置于斜坡上進(jìn)行垃圾壓縮；其二，通過改變壓縮機(jī)機(jī)體兩端支撐物的高度，以達(dá)到機(jī)體傾斜的目的。設(shè)壓縮機(jī)機(jī)體底板與水平方向的夾角為α，則傾斜角α與廢液流速、機(jī)體長(zhǎng)度的關(guān)系可根據(jù)黏性流體伯努力方程，得到 

式中：x——廢液距離底板低端的距離，m； 
g——重力加速度，取值為9.81m/s2； 
L——壓縮機(jī)機(jī)體底板的長(zhǎng)度，m； 
v——廢液的流速，m/s；

d——等效管徑，m； 
μ——廢液與底板間的摩擦系數(shù)，取值0.03[4]； 
Re——雷諾數(shù)。 
對(duì)于等效管徑d，有 

式中：q——廢液流量，取樣機(jī)運(yùn)行參數(shù)，約為1×10-6m3/s； 
L——垃圾壓縮機(jī)機(jī)體底板長(zhǎng)度，m。 
廢液剛要流動(dòng)時(shí)，v=0，此時(shí)，廢液流動(dòng)所需的水頭值最小。 
所以，由式(1)得： 
tanα=μ(3) 
若要保證廢液的流向，!值應(yīng)滿足： 
tanα≥μ(4) 
代入μ值，得α>2°。 
考慮到壓縮時(shí)機(jī)體的穩(wěn)定性，α不宜超過15°。 
不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，取值有所差異。結(jié)合某樣機(jī)的運(yùn)行參數(shù)，建議α一般取值以5°為宜。 
2.2改變壓縮機(jī)機(jī)體的底板結(jié)構(gòu) 
目前，壓縮機(jī)機(jī)體底板的結(jié)構(gòu)為圖3(a)所示的平板型結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)將導(dǎo)致壓縮過程中產(chǎn)生的廢液在壓縮機(jī)機(jī)體底板表面無(wú)規(guī)則流動(dòng)。 


圖2壓縮機(jī)體的放置和廢液流動(dòng)狀態(tài) 
若把壓縮機(jī)機(jī)體底板結(jié)構(gòu)由圖3(a)所示的平板型結(jié)構(gòu)改為圖3(b)所示的“V”形結(jié)構(gòu)，廢液就會(huì)得到處理：壓縮過程中產(chǎn)生的廢液向中間匯聚，在中間交線兩側(cè)沿底板流動(dòng)，不會(huì)流至底板與壓縮機(jī)機(jī)體的銜接縫隙處滴漏，便于人為控制廢液的排泄，以免污染環(huán)境。 


圖3平板型壓縮機(jī)底板和廢液流動(dòng)方向示意圖 
在加工“V”形底板時(shí)，需要確定“V”形板的夾角β。設(shè)“V”形底板單側(cè)板與水平方向的夾角為θ(如圖4)，同理，根據(jù)黏性流體伯努力方程有： 

式中：x——廢液距離“V”形底板底槽的距離，m； 
b——“V”形底板單側(cè)板長(zhǎng)度，m； 
v——廢液到達(dá)底板低端的流速，m/s2； 
Re——雷諾數(shù)； 
d——等效管徑，m； 
g——重力加速度，取值為9.81m/s2； 
μ——“V”形底板單側(cè)板對(duì)廢液的阻力系數(shù)，此處取值0.03。 
同理，可求得θ>2°。結(jié)合樣機(jī)實(shí)際運(yùn)行參數(shù)， 
θ取值以10°為宜。 
所以，由幾何關(guān)系，得“V”形板夾角： 
β=180°-2θ=160° 


圖4底板結(jié)構(gòu)圖 
2.3廢液導(dǎo)流裝置 
匯聚于中間線的壓縮廢液，在傾斜機(jī)體產(chǎn)生的重力勢(shì)能作用下，向壓縮機(jī)機(jī)體底板的低端流動(dòng)，以中間線為主匯聚于壓縮機(jī)機(jī)體的低端。若在壓縮機(jī)機(jī)體底板的低端中心處開一導(dǎo)流孔，如圖5所示，則廢液會(huì)由此孔流出壓縮機(jī)，進(jìn)入導(dǎo)流裝置。 
廢液導(dǎo)流裝置的外部為漏斗狀，末端可接塑料軟管；內(nèi)部為平滑的錐形結(jié)構(gòu)，與壓縮機(jī)體底板通過螺栓連接，用橡膠圈進(jìn)行密封。 
導(dǎo)流裝置流出的廢液，可通過連接導(dǎo)流裝置的塑料軟管(根據(jù)壓縮地點(diǎn)與下水道入口距離的遠(yuǎn)近確定軟管的長(zhǎng)度)排放至下水道，也可以在導(dǎo)流裝置下放置廢液收集桶，根據(jù)具體地點(diǎn)采取不同的廢液導(dǎo)流方法，最終將產(chǎn)生的垃圾壓縮廢液導(dǎo)入市政污水排泄系統(tǒng)管網(wǎng)。 


圖5廢液導(dǎo)流裝置 
3結(jié)束語(yǔ) 
通過對(duì)垃圾壓縮機(jī)廢液排放機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)論證，實(shí)現(xiàn)了垃圾壓縮廢液的有序?qū)Я?，有利于廢液的最終處理，減輕了廢液對(duì)環(huán)境的危害，增強(qiáng)了垃圾壓縮機(jī)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。 
參考文獻(xiàn)略