论文部分内容阅读
【摘要】真空卫生排污系统在国内已被逐步接受和推广使用。本文就真空卫生排污系统的原理进行了简单的阐述，并对真空排污的两种方案做了简单的比较，最后介绍了该系统具体的应用。
【关键词】地铁车站真空排污系统应用
中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号：
一、引言
目前我国的地铁车站卫生器具和排水系统采用传统重力排污方式。即，马桶、便器和洗手盆等卫生器具的污水，依靠自身重力沿排污管路流至卫生间地面标高以下的集污池，再通过排污泵抽吸排放至市政污水管网。此种排污方式存在地下建筑土建施工费用高、卫生环境影响大，及污水排放难度大等问题和难点。
随着真空卫生器具技术以及在线型真空机组技术的出现并不断发展，真空卫生排污技术也进入了新的发展阶段。该技术的优点是：整个系统为密闭系统，无臭味，卫生环保；污水管路设置灵活，可提升排放；卫生器具冲洗节水、排放高效，是建筑排污技术发展的必然趋势。
三、真空排污系统
1、系统组成及原理
真空排污系统是一个由卫生洁具、真空污废水提升器、真空泵站、真空管路、控制中心等组成的完全密闭排污系统。系统根据气压差可产生快速气流这一基本物理原理，利用卫生洁具、真空污废水提升器和真空污废水泵站将分散排放点的污废水在气流的带动下集中收集进入真空污废水罐内，然后通过提升泵排入城市污水管网。
真空排污系统采用两种方案：一种方案是重力流与真空结合型方案，即便器及其它排水设施均采用传统重力流形式。另一种方案是纯真空型方案，即便器采用真空便器，节约85%的冲厕水，其它排水设施采用重力流。
方案一、重力流与真空结合型方案
统中大便器和小便器均为普通重力式便器，粪便污水采用真空污水提升器收集，地漏水采用真空地漏，洗涤水采用真空废水提升器收集，如此废水和污水在进入真空系统前是严格分开的，避免了便器管路的臭气传入废水管路（比如地漏）。真空废污水提升器和真空地漏通过真空支管路和真空主管路与真空废污水泵站相连。断续的废污水利用短距离的重力流进入提升器或真空地漏内，当液位达到设定值时，真空废污水提升器或真空地漏自动启动，将废污水抽吸进入真空管路系统，最后被输送至真空废污水泵站。真空污水提升器设有隔栅和检查口，并有大物件报警提示，可将诸如手机钥匙等物件探测并取出，同时不影响厕所的使用。
本方案的优点：
（1）系统采用常规重力便器，采用常规重力便器，系统运行稳定、可靠。
（2）在便器内污水进入真空泵站之前，经过真空废污水提升器前设置的格栅可检查口，可以有效防止真空泵站被堵塞，系统运行的安全性提高。本方案的不足之处在于，系统采用常规便器，节水性能不明显。
方案二、纯真空型方案
在所有排污点安装真空便器、真空污水提升器和真空地漏，真空便器用于高浓度收集粪尿进入真空污水泵站，真空污水提升器用于收集洗手台、小便器等其它排水设施的污水进入真空污水泵站，真空地漏用于收集地漏水进入真空污水泵站。
系统具体运行流程为：在各卫生间安装真空马桶或蹲便器，当按下冲厕按钮时，真空马桶或蹲便器自动完成整个冲洗抽吸过程，将粪尿污水高浓度抽吸进入真空管路系统，最后被输送至真空废污水泵站提升至室外。
本方案的优点是系统采用真空便器，节水性能明显。
本方案的不足：
（1）系统采用真空便器，成本高。
（2）采用真空便器，系统运行稳定性稍差。
（3）掉入真空便器内的硬物可随污水直接进入真空泵站，对真空泵站的稳定运行造成隐患。
鉴于以上两种真空排污方案的特点，考虑到地铁站公共卫生间人流量大，人口素质参差不齐，而真空便器故障率人为因素相关性较大，目前一般采用重力流与真空结合型方案。
2、真空排污系统各部件的结构与作用
（1）真空便器
市场上有两种真空便器，一种是便器体加真空隔膜阀的真空便器，另外一种是便器体加凸轮泵的真空便器。前者需要真空污水泵站产生真空并收集污水，后者直接由凸轮泵产生真空并提升每次上厕所产生的粪尿至化粪池或市政管网。
两种真空便器各自的特点：
便器体加真空隔膜阀的真空便器优点：在于真空隔膜阀只是一个上下往复运动，产品寿命长。缺点：由于依靠集中真空污水泵站提供真空，所以一旦有一个真空便器的真空隔膜阀被卡，真空系统就会崩溃，导致整个厕所不可用。
便器体加凸轮泵的真空便器的优点在于它在每个便器后加了真空泵（凸轮泵具有很强的自吸能力，可谓真空泵），单个便器被卡不会影响其它便器的使用；他的缺點在于每次冲厕都伴随高速运转的泵的提升，尤其在此真空便器用于公厕时更频繁，因此产品寿命短。
（2）真空污废水提升器
真空废污水提升器安装于各废污水排放点，包含一个控制器、一套液位传感器、一套真空隔膜阀组以及箱体。
（3）真空污废水泵站
真空污废水泵站安装于真空管路系统末端，是真空排水系统的核心。它包含一个控制器、一套液位传感器、两个真空泵、两个排污泵、一个真空废污水罐以及一套尾气处理装置。整个泵站除尾气处理装置排放口与大气相通外，完全处于密闭状态，避免了臭气外溢。真空泵站使管路内始终维持真空，因此卫生洁具排水管路可实现向上提升，提升高度高3.5 m左右，完全打破了水往下流的设计理念。
（4）真空管道
真空管道的作用有如下两个：
1)将负压动力有效地传递到提升器或真空便器，并使压力损失达到最小；
2)以管道内的负压为动力，输送污水。真空管道的设计原则是尽可能的使污水成柱塞状输送（能耗最小），尽可能利用管道内的重力流，使传递负压的阻力最小，即管道内的充满度尽可能小。
（5）控制中心
由PLC自动控制真空泵站的运行，如泵的启停、液位显示、各种控制阀门的开关等。
3、真空排污系统的特点
应用真空排水系统实现了同层排水，同时由于管网内为负压（污水在气流的带动下在管道内高速运动，流速可达4～6 m/s）且全封闭，臭气不会外溢，避免了地铁站建卫生间修建集水坑带来的臭气外溢、蚊蝇滋生等现象。
三、真空排污系统的应用
1、真空卫生器具安装
依据真空卫生器具真空控制装置安装位置不同，可分为板下安装（隔层安装）和夹墙安装（同层安装）两种安装方式。根据现场实际施工条件和设计要求，北京某地铁线的５个车站真空卫生器具均采用板下安装（隔层安装），各器具安装示意图如图1所示。
图1各器具安装示意图
卫生器具的安装包括陶瓷洁具体的安装，真空控制器的安装，以及相应管路的连接安装。陶瓷洁具体的安装工艺流程如图2所示。
图2 陶瓷洁具安装工艺流程图
真空控制器根据现场条件，安装于楼层板或站台板下，通过支吊架固定在结构墙上，并调整到适当的位置，以便于各种管路的连接安装，同时又便于检修。
2、真空管路安装
真空排污系统对管道安装工程的要求较高，管道系统的连接、安装技术的优劣，直接影响系统功能和性能，关系到管网的运行效果和使用寿命。因此对连接技术的要求非常严格。
污水管路连接应避免采用90°直角连接，而应该采用45°弯头；支管与干管的接入，也应该顺应污水流动方向尽可能45°接入。
管道安装完成后，尤其是对于穿墙管道、隐蔽管道，在进行下一步施工工序前，必须进行管道密封性和水压承压试验。真空吸污管路可通过真空密封性试验进行检验，压力排污管路可通过管道水压承压试验进行检验。
3、真空机组安装
真空机组设备安装于机组设备间内，设备基础为高度200mm的混凝土基础，机组设备通过地脚螺栓固定于基础上。
真空抽吸管路接入机组设备间内，在连接机组设备进污口前设置一平衡罐，在增加系统真空储气量的同时，也可减少气流和水流对机组设备的冲击。
压力排污管路从机组排污口以法兰连接方式，先后连接橡胶曲挠接头和止回阀后，管路穿出设备间 ，经走廊吊顶上方管道支吊架接出至指定排放地点。
机组电控箱根据设备间实际情况，考虑安装、操作和检修方便，将其安装于设备间内适当位置。
结束语
真空卫生排污系统运转以来，各站设备运转良好，卫生器具冲洗、排污正常，系统污水输送及排放正常，达到了预期的设计要求及使用要求。
参考文献
[1] 赵有明;曾凤柳等. 真空卸污排污系统技术开发研究 [Z].国家科技成果.
[2] 闫凯. 地铁车站建筑真空卫生排污系统用在线型叠加双泵真空机组研制 [J].机床与液压, 2012.20
[3] 王玉娟. 地铁车站排污系统的应用与发展[J/OL]. 城市建筑, 2012.11
【关键词】地铁车站真空排污系统应用
中图分类号：U231+.3 文献标识码：A 文章编号：
一、引言
目前我国的地铁车站卫生器具和排水系统采用传统重力排污方式。即，马桶、便器和洗手盆等卫生器具的污水，依靠自身重力沿排污管路流至卫生间地面标高以下的集污池，再通过排污泵抽吸排放至市政污水管网。此种排污方式存在地下建筑土建施工费用高、卫生环境影响大，及污水排放难度大等问题和难点。
随着真空卫生器具技术以及在线型真空机组技术的出现并不断发展，真空卫生排污技术也进入了新的发展阶段。该技术的优点是：整个系统为密闭系统，无臭味，卫生环保；污水管路设置灵活，可提升排放；卫生器具冲洗节水、排放高效，是建筑排污技术发展的必然趋势。
三、真空排污系统
1、系统组成及原理
真空排污系统是一个由卫生洁具、真空污废水提升器、真空泵站、真空管路、控制中心等组成的完全密闭排污系统。系统根据气压差可产生快速气流这一基本物理原理，利用卫生洁具、真空污废水提升器和真空污废水泵站将分散排放点的污废水在气流的带动下集中收集进入真空污废水罐内，然后通过提升泵排入城市污水管网。
真空排污系统采用两种方案：一种方案是重力流与真空结合型方案，即便器及其它排水设施均采用传统重力流形式。另一种方案是纯真空型方案，即便器采用真空便器，节约85%的冲厕水，其它排水设施采用重力流。
方案一、重力流与真空结合型方案
统中大便器和小便器均为普通重力式便器，粪便污水采用真空污水提升器收集，地漏水采用真空地漏，洗涤水采用真空废水提升器收集，如此废水和污水在进入真空系统前是严格分开的，避免了便器管路的臭气传入废水管路（比如地漏）。真空废污水提升器和真空地漏通过真空支管路和真空主管路与真空废污水泵站相连。断续的废污水利用短距离的重力流进入提升器或真空地漏内，当液位达到设定值时，真空废污水提升器或真空地漏自动启动，将废污水抽吸进入真空管路系统，最后被输送至真空废污水泵站。真空污水提升器设有隔栅和检查口，并有大物件报警提示，可将诸如手机钥匙等物件探测并取出，同时不影响厕所的使用。
本方案的优点：
（1）系统采用常规重力便器，采用常规重力便器，系统运行稳定、可靠。
（2）在便器内污水进入真空泵站之前，经过真空废污水提升器前设置的格栅可检查口，可以有效防止真空泵站被堵塞，系统运行的安全性提高。本方案的不足之处在于，系统采用常规便器，节水性能不明显。
方案二、纯真空型方案
在所有排污点安装真空便器、真空污水提升器和真空地漏，真空便器用于高浓度收集粪尿进入真空污水泵站，真空污水提升器用于收集洗手台、小便器等其它排水设施的污水进入真空污水泵站，真空地漏用于收集地漏水进入真空污水泵站。
系统具体运行流程为：在各卫生间安装真空马桶或蹲便器，当按下冲厕按钮时，真空马桶或蹲便器自动完成整个冲洗抽吸过程，将粪尿污水高浓度抽吸进入真空管路系统，最后被输送至真空废污水泵站提升至室外。
本方案的优点是系统采用真空便器，节水性能明显。
本方案的不足：
（1）系统采用真空便器，成本高。
（2）采用真空便器，系统运行稳定性稍差。
（3）掉入真空便器内的硬物可随污水直接进入真空泵站，对真空泵站的稳定运行造成隐患。
鉴于以上两种真空排污方案的特点，考虑到地铁站公共卫生间人流量大，人口素质参差不齐，而真空便器故障率人为因素相关性较大，目前一般采用重力流与真空结合型方案。
2、真空排污系统各部件的结构与作用
（1）真空便器
市场上有两种真空便器，一种是便器体加真空隔膜阀的真空便器，另外一种是便器体加凸轮泵的真空便器。前者需要真空污水泵站产生真空并收集污水，后者直接由凸轮泵产生真空并提升每次上厕所产生的粪尿至化粪池或市政管网。
两种真空便器各自的特点：
便器体加真空隔膜阀的真空便器优点：在于真空隔膜阀只是一个上下往复运动，产品寿命长。缺点：由于依靠集中真空污水泵站提供真空，所以一旦有一个真空便器的真空隔膜阀被卡，真空系统就会崩溃，导致整个厕所不可用。
便器体加凸轮泵的真空便器的优点在于它在每个便器后加了真空泵（凸轮泵具有很强的自吸能力，可谓真空泵），单个便器被卡不会影响其它便器的使用；他的缺點在于每次冲厕都伴随高速运转的泵的提升，尤其在此真空便器用于公厕时更频繁，因此产品寿命短。
（2）真空污废水提升器
真空废污水提升器安装于各废污水排放点，包含一个控制器、一套液位传感器、一套真空隔膜阀组以及箱体。
（3）真空污废水泵站
真空污废水泵站安装于真空管路系统末端，是真空排水系统的核心。它包含一个控制器、一套液位传感器、两个真空泵、两个排污泵、一个真空废污水罐以及一套尾气处理装置。整个泵站除尾气处理装置排放口与大气相通外，完全处于密闭状态，避免了臭气外溢。真空泵站使管路内始终维持真空，因此卫生洁具排水管路可实现向上提升，提升高度高3.5 m左右，完全打破了水往下流的设计理念。
（4）真空管道
真空管道的作用有如下两个：
1)将负压动力有效地传递到提升器或真空便器，并使压力损失达到最小；
2)以管道内的负压为动力，输送污水。真空管道的设计原则是尽可能的使污水成柱塞状输送（能耗最小），尽可能利用管道内的重力流，使传递负压的阻力最小，即管道内的充满度尽可能小。
（5）控制中心
由PLC自动控制真空泵站的运行，如泵的启停、液位显示、各种控制阀门的开关等。
3、真空排污系统的特点
应用真空排水系统实现了同层排水，同时由于管网内为负压（污水在气流的带动下在管道内高速运动，流速可达4～6 m/s）且全封闭，臭气不会外溢，避免了地铁站建卫生间修建集水坑带来的臭气外溢、蚊蝇滋生等现象。
三、真空排污系统的应用
1、真空卫生器具安装
依据真空卫生器具真空控制装置安装位置不同，可分为板下安装（隔层安装）和夹墙安装（同层安装）两种安装方式。根据现场实际施工条件和设计要求，北京某地铁线的５个车站真空卫生器具均采用板下安装（隔层安装），各器具安装示意图如图1所示。
图1各器具安装示意图
卫生器具的安装包括陶瓷洁具体的安装，真空控制器的安装，以及相应管路的连接安装。陶瓷洁具体的安装工艺流程如图2所示。
图2 陶瓷洁具安装工艺流程图
真空控制器根据现场条件，安装于楼层板或站台板下，通过支吊架固定在结构墙上，并调整到适当的位置，以便于各种管路的连接安装，同时又便于检修。
2、真空管路安装
真空排污系统对管道安装工程的要求较高，管道系统的连接、安装技术的优劣，直接影响系统功能和性能，关系到管网的运行效果和使用寿命。因此对连接技术的要求非常严格。
污水管路连接应避免采用90°直角连接，而应该采用45°弯头；支管与干管的接入，也应该顺应污水流动方向尽可能45°接入。
管道安装完成后，尤其是对于穿墙管道、隐蔽管道，在进行下一步施工工序前，必须进行管道密封性和水压承压试验。真空吸污管路可通过真空密封性试验进行检验，压力排污管路可通过管道水压承压试验进行检验。
3、真空机组安装
真空机组设备安装于机组设备间内，设备基础为高度200mm的混凝土基础，机组设备通过地脚螺栓固定于基础上。
真空抽吸管路接入机组设备间内，在连接机组设备进污口前设置一平衡罐，在增加系统真空储气量的同时，也可减少气流和水流对机组设备的冲击。
压力排污管路从机组排污口以法兰连接方式，先后连接橡胶曲挠接头和止回阀后，管路穿出设备间 ，经走廊吊顶上方管道支吊架接出至指定排放地点。
机组电控箱根据设备间实际情况，考虑安装、操作和检修方便，将其安装于设备间内适当位置。
结束语
真空卫生排污系统运转以来，各站设备运转良好，卫生器具冲洗、排污正常，系统污水输送及排放正常，达到了预期的设计要求及使用要求。
参考文献
[1] 赵有明;曾凤柳等. 真空卸污排污系统技术开发研究 [Z].国家科技成果.
[2] 闫凯. 地铁车站建筑真空卫生排污系统用在线型叠加双泵真空机组研制 [J].机床与液压, 2012.20
[3] 王玉娟. 地铁车站排污系统的应用与发展[J/OL]. 城市建筑, 2012.11