地鐵車站污水提升方案淺談

摘 要：為了解決傳統(tǒng)污水排放方式存在的污染環(huán)境、造成安全隱患、檢修困難、集水坑清理困難等問題，提出用新型排污裝置來替代傳統(tǒng)污水排放的解決方案。通過對(duì)傳統(tǒng)污水排放系統(tǒng)、密閉提升排污系統(tǒng)及真空排污系統(tǒng)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)的比較，提出了自己的看法，供設(shè)計(jì)參考。

關(guān)鍵詞：傳統(tǒng)排污系統(tǒng) 密閉提升排污系統(tǒng) 真空排污系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：U23文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2013）05（a）-0124-02

根據(jù)《地鐵設(shè)計(jì)規(guī)范》GB 50157-2003規(guī)定，地鐵車站應(yīng)設(shè)置公共廁所，同時(shí)為了滿足車站值班及管理人員需要，需設(shè)置員工廁所。衛(wèi)生間的設(shè)置在極大方便乘客及工作人員生活的同時(shí)，對(duì)地鐵污水排放系統(tǒng)提出了更高的要求。地鐵污水排放系統(tǒng)是地鐵工程的重要組成部分，其方案的選擇直接影響到地鐵車站空氣環(huán)境、運(yùn)營(yíng)維護(hù)的便利及車站服務(wù)質(zhì)量。選擇一個(gè)“技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理、運(yùn)行可靠、維護(hù)方便”的車站污水排放系統(tǒng)是我們亟待解決的問題。

1 排污系統(tǒng)簡(jiǎn)介

地鐵車站排污系統(tǒng)是指將地鐵車站衛(wèi)生間中產(chǎn)生的糞便污水及沖洗水通過收集、提升等步驟，經(jīng)過化糞池處理后排入城市污水管網(wǎng)的系統(tǒng)。系統(tǒng)一般由末端設(shè)備（包括便器、地漏等）、污水收集裝置、污水提升系統(tǒng)和管網(wǎng)系統(tǒng)組成。

根據(jù)國(guó)內(nèi)地鐵車站排污系統(tǒng)方式，在地鐵中運(yùn)用最廣泛的是傳統(tǒng)的重力排污系統(tǒng)。但隨著近年來國(guó)內(nèi)外對(duì)新技術(shù)研發(fā)和推廣力度的不斷加大，以及人們對(duì)環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)要求的不斷提高，國(guó)內(nèi)地鐵中出現(xiàn)了新型的排污系統(tǒng)，如密閉提升裝置系統(tǒng)、真空排污系統(tǒng)等，這些新型的排污系統(tǒng)均有著各自的特點(diǎn)。

2 傳統(tǒng)污水排放系統(tǒng)

所謂傳統(tǒng)污水排放系統(tǒng)，是指利用污水本身的重力作用，將污水通過排水管收集進(jìn)入車站內(nèi)的污水集水池，再通過設(shè)置于污水池內(nèi)的潛污泵將收集的污水提升至室外，并經(jīng)處理后排入市政污水管網(wǎng)系統(tǒng)。

污水池利用站臺(tái)板下空間砌筑污水集水坑，無需對(duì)車站結(jié)構(gòu)進(jìn)行下沉；該方案結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝方便、系統(tǒng)成熟、投資較低，且具有成熟的設(shè)計(jì)、運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)以及良好的系統(tǒng)穩(wěn)定性。同時(shí)，該方案也存在以下致命缺點(diǎn)：

（1）沖洗廁所耗水量大，節(jié)水性能差

采用節(jié)水型大便器每次用水量約6 L，小便器每次沖洗用水量約4.5 L；而真空便器，大便沖洗耗水量1.2 L，小便器沖洗耗水量為0.6 L，可見真空便器在節(jié)水方面具有較大優(yōu)勢(shì)。

（2）氣密性差、污染環(huán)境

污水池采用鋼筋混凝土砌筑，廢水泵房揚(yáng)水管、反沖洗管、浮球液位傳感器、控制顯示電纜均需進(jìn)入集水坑；由于封堵不嚴(yán)、水泵運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生振動(dòng)，使臭氣外溢，影響污水泵房、衛(wèi)生間空氣環(huán)境；泵房?jī)?nèi)集水坑容易滋生蚊蟲。

（3）存在安全隱患

由于污水池集水坑內(nèi)長(zhǎng)期存放糞便污水，容易產(chǎn)生沼氣等可燃?xì)怏w，如遇明火或者電氣火花則容易引起爆炸、火災(zāi)等安全事故；水泵的供電電纜長(zhǎng)期浸泡在污水中，電纜保護(hù)層容易受損而造成漏電事故發(fā)生；同時(shí)，人員對(duì)污水池內(nèi)進(jìn)行檢修、清掏等容易造成沼氣中毒等安全事故。集水坑由混凝土砌筑而成，如防水未做好，則存在污水滲漏至站臺(tái)板下的風(fēng)險(xiǎn)。

（4）檢修困難

由于集水坑內(nèi)水泵浸泡在污水中，水泵外殼會(huì)附有大量的污物，當(dāng)設(shè)備故障時(shí)，會(huì)給維修人員帶來較大困難。

（5）集水坑淤泥清掏困難

由于糞便污水、污泥在集水坑內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間停留會(huì)發(fā)酵產(chǎn)生沼氣，同時(shí)污泥長(zhǎng)時(shí)間停留會(huì)造成在池底淤積，表面干結(jié)，造成污泥清掏困難，故需要定期對(duì)污水池內(nèi)污泥進(jìn)行清掏。

該種方案在北京、廣州、上海等早期建設(shè)的地鐵線路中使用較為廣泛；蘇州軌道交通1號(hào)線也采用了此方案，其缺點(diǎn)在使用過程中已逐漸顯現(xiàn)。

3 密閉提升排污系統(tǒng)

污水密閉提升排污系統(tǒng)由密閉水箱、污水泵、手動(dòng)隔膜泵及管道組成，水箱上設(shè)置有進(jìn)水、出水、通氣管道接口；污水泵和密閉水箱相連，污水經(jīng)管道匯入密閉水箱，通過水泵排至室外。該方案與傳統(tǒng)污水排放系統(tǒng)的模式基本相同，不同的是把集水池改為密閉水箱，最大可能的避免了臭氣外溢，同時(shí)將水泵設(shè)置在水箱外，可以方便系統(tǒng)的維護(hù)及檢修；密閉提升裝置如圖1所示。

密閉提升排污系統(tǒng)利用站臺(tái)板下空間將密閉提升裝置設(shè)置在底板上，同時(shí)，為了收集污水泵房?jī)?nèi)地面污水，需在結(jié)構(gòu)底板上設(shè)置600 mm×600 mm×600 mm的集水坑，車站結(jié)構(gòu)局部下沉；該方案主要優(yōu)缺點(diǎn)如下。

3.1 優(yōu)點(diǎn)

（1）將污水儲(chǔ)存在密閉水箱內(nèi)，臭氣不會(huì)泄露到外部，可以通過專用的排氣管道將臭氣接至排風(fēng)道，排至車站外，不會(huì)對(duì)車站環(huán)境產(chǎn)生影響。

（2）水箱頂面、側(cè)面均有進(jìn)水口，方便泵房布置、設(shè)備安裝及管道的連接，泵房可布置在衛(wèi)生間下方或附近，對(duì)設(shè)備用房影響較小。

（3）水泵可根據(jù)用戶需要設(shè)置在水箱外，方便水泵的檢修及維護(hù)，同時(shí)改善了污水泵的運(yùn)行環(huán)境，延長(zhǎng)了水泵的使用壽命。

（4）由于密閉提升裝置的水泵具有每小時(shí)啟動(dòng)15次的能力，故水箱容積較小，方便設(shè)備布置及減小占地面積；同時(shí)水泵啟動(dòng)頻繁，使污水盡快排出室外，減小污水在水箱內(nèi)停留的時(shí)間，從而減小了污水產(chǎn)生污泥和沼氣的概率。

（5）污水泵采用切割污水泵，能夠通過較大顆粒的污物，從而減小污泥的產(chǎn)生。

3.2 缺點(diǎn)

（1）由于需要結(jié)構(gòu)板局部下沉形成集水坑，給結(jié)構(gòu)專業(yè)帶來了困難，但經(jīng)過溝通，均能在設(shè)計(jì)中克服。

（2）由于水箱容積較小，水泵抽吸時(shí)容易造成地漏水封的破壞，故需要設(shè)置可靠的通氣管，以減小水箱壓力的波動(dòng)對(duì)地漏水封產(chǎn)生破壞。

（3）提升裝置雖具有破碎裝置，但很難破碎諸如手機(jī)鑰匙等物件，需加強(qiáng)管理。

（4）衛(wèi)生潔具均采用普通衛(wèi)生潔具，其節(jié)水性能差，耗水與傳統(tǒng)排污系統(tǒng)相同。

（5）該系統(tǒng)造價(jià)比傳統(tǒng)污水排放系統(tǒng)略高。

該種方案主要應(yīng)用于各類新建或改造的項(xiàng)目中，如深圳、天津、南京、北京、沈陽等城市軌道交通建設(shè)中，蘇州地鐵也采用了此方案，正處于實(shí)施階段；該方案是目前地鐵設(shè)計(jì)中比較成熟的污水排放系統(tǒng)。

4 真空排污系統(tǒng)

真空排污系統(tǒng)是一個(gè)由衛(wèi)生潔具、真空管路、真空廢污水提升器、真空泵站、控制中心等組成的完全密閉的排污系統(tǒng)。

真空排污系統(tǒng)形式按照真空泵站的形式分為真空罐式和凸輪泵式：

真空罐式污水泵站包含一個(gè)控制器、一套液位傳感器、兩個(gè)真空泵、兩個(gè)排污泵、一個(gè)真空廢污水罐以及一套尾氣處理裝置。整個(gè)泵站除尾氣處理裝置排放口與大氣相通外，完全處于密閉狀態(tài)，避免了臭氣外溢。

凸輪泵式污水泵站包含由凸輪泵、儲(chǔ)氣罐、電控系統(tǒng)、機(jī)柜、安裝架及連接閥門管件等部件組成。泵站的工作由系統(tǒng)設(shè)定真空度控制，設(shè)定真空度的上下限值控制著泵的啟停。該系統(tǒng)使用一套凸輪泵替代了真空罐式廢污水泵站中的排污泵和真空泵，具有系統(tǒng)無泄漏、無異味的優(yōu)點(diǎn)；但是系統(tǒng)使用的核心部件凸輪泵存在被硬物卡住的隱患。

鑒于真空罐式真空泵站具有系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、無硬物堵塞隱患的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，下面將按真空罐式真空泵站考慮，分別對(duì)重力與真空結(jié)合式和純真空式兩種不同方案進(jìn)行對(duì)比。

重力與真空結(jié)合式：

4.1 優(yōu)點(diǎn)

（1）系統(tǒng)采用常規(guī)重力便器，與常規(guī)重力排污系統(tǒng)相比，初投資增加較少。

（2）采用常規(guī)重力便器，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠。

（3）在便器內(nèi)污水進(jìn)入真空泵站之前，經(jīng)過真空廢污水提升器前設(shè)置的格柵可檢查口，

（4）可以有效防止真空泵站被堵塞，系統(tǒng)運(yùn)行的安全性提高。

4.2 缺點(diǎn)

系統(tǒng)采用常規(guī)便器，節(jié)水性能不明顯；

純真空式：

（1）優(yōu)點(diǎn)：系統(tǒng)采用真空便器，節(jié)水性能明顯。

（2）缺點(diǎn)：

①系統(tǒng)采用真空便器，初投資太高；

②采用真空便器，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性稍差；

③掉入真空便器內(nèi)的硬物可隨污水直接進(jìn)入真空泵站，對(duì)真空泵站的穩(wěn)定運(yùn)行造成隱患。

通過以上分析比較可以看出，真空排污系統(tǒng)具有明顯的技術(shù)優(yōu)勢(shì)，而其中的重力與真空結(jié)合式排污系統(tǒng)在故障率和人為因素相關(guān)性較大地鐵使用更為合適。

5 經(jīng)濟(jì)技術(shù)比較

通過對(duì)傳統(tǒng)排污系統(tǒng)、密閉提升排污系統(tǒng)、重力與真空結(jié)合式真空排污系統(tǒng)進(jìn)行技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較，三種排污方式優(yōu)缺點(diǎn)如表1所示。

6 結(jié)語

通過對(duì)三種排污方案的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)比較可知，密閉提升排污系統(tǒng)無論從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)比較目前均為最優(yōu)方案；但重力與真空結(jié)合式真空排污系統(tǒng)在很多方面也具有很強(qiáng)的優(yōu)勢(shì)，考慮到工程造價(jià)較高，且目前在國(guó)內(nèi)軌道交通項(xiàng)目中投入運(yùn)行的時(shí)間較短，可以進(jìn)一步跟蹤，待條件成熟時(shí)擇機(jī)采用重力與真空結(jié)合式真空排污系統(tǒng)。

參考文獻(xiàn)

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