地鐵站在線式真空排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

楊曉林 費(fèi)志華

摘? ? 要：地鐵站內(nèi)環(huán)境一般相對封閉，通風(fēng)較差。采用重力式衛(wèi)生間和污水泵房組成的排水系統(tǒng)存在衛(wèi)生狀況差、保潔壓力大等問題，而在線式真空排水系統(tǒng)則很好地解決了這個問題。

關(guān)鍵詞：在線式;真空排水;地鐵站;真空衛(wèi)生間;真空機(jī)組;凸輪泵

1? 引言

地鐵站衛(wèi)生間如果采用傳統(tǒng)水沖方式的重力式排水系統(tǒng)，由于這是一種開放式排水系統(tǒng)，衛(wèi)生間的高頻次使用，污染物不能及時清理，而站內(nèi)通風(fēng)較差，極易造空氣污染、環(huán)境惡化。站臺層的污水泵房長期積水和殘留污物，蚊蠅、細(xì)菌滋生，嚴(yán)重污染站臺環(huán)境。地鐵站在線式真空排水系統(tǒng)則應(yīng)運(yùn)而生。

2? 在線式真空排水系統(tǒng)原理

2.1? 系統(tǒng)工作原理

在線式真空排水系統(tǒng)根據(jù)氣壓差可產(chǎn)生快速氣流這一基本物理原理來工作。在線式真空機(jī)組的凸輪泵在增容罐及真空管網(wǎng)內(nèi)產(chǎn)生并維持一定的真空;在真空作用下，污水從終端設(shè)備（包括真空便器、中間收集裝置）進(jìn)入真空管網(wǎng)并被抽吸到增容罐內(nèi)。系統(tǒng)利用凸輪泵的自吸和排放功能，在產(chǎn)生真空的同時將增容罐內(nèi)的污水排出，輸送至市政污水管網(wǎng)或污水處理設(shè)施中。

2.2? 系統(tǒng)特點(diǎn)

在線式真空排水系統(tǒng)有以下明細(xì)的優(yōu)勢：（1）全密閉的負(fù)壓排水系統(tǒng)，無污水泄漏、無臭味外溢。（2）污物直接排放到市政管網(wǎng)或污水處理設(shè)施內(nèi)，不在系統(tǒng)內(nèi)存留。（3）管路敷設(shè)靈活，允許提升，管路施工方便。（4）采用真空便器節(jié)水效果好，每次沖洗耗水量僅1.5L～2L。（5）在線式真空機(jī)組的凸輪泵能實(shí)現(xiàn)不停機(jī)在線維護(hù)。（6）系統(tǒng)采用自動控制方式，能實(shí)現(xiàn)無人值守化管理。

3? 在線式真空排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)

在線式真空排水系統(tǒng)主要由在線式真空機(jī)組、真空便器（包括真空蹲便器、真空坐便器）、中間收集裝置、普通重力潔具（小便器、拖布池、洗手盆、地漏）、重力排水管路、真空管路、排污管路和控制系統(tǒng)等組成。終端設(shè)備通過真空管網(wǎng)和控制線路與真空機(jī)組連接，協(xié)同工作，共同組成的真空排水系統(tǒng)。

3.1 真空便器

真空便器組成主要由便盆、真空閥、水閥、控制模塊、電磁閥及沖洗開關(guān)等部件組成。真空便器為電控型，觸發(fā)沖洗開關(guān)后，控制模塊控制電磁閥，使水閥和真空閥打開，便盆內(nèi)污物在真空和沖洗水的共同作用下被抽吸到真空管路中，再關(guān)閉閥門。每次沖洗耗水量僅1.5L～2L。

3.2 中間收集裝置

中間收集裝置主要由收集箱、液位開關(guān)、真空閥、電磁閥和控制模塊等組成。收集箱用來收集小便器、洗臉盆、污水盆等重力潔具所排出的污水）。當(dāng)箱體內(nèi)液位達(dá)到設(shè)定高度時，控制模塊被觸發(fā)，控制真空閥打開，污水被排入真空管路中，再關(guān)閉閥門。

3.3? 普通重力潔具及重力排水管路

普通重力潔具包括洗手盆、拖布池、小便器、地漏等潔具，重力排水管路采用國家建筑給排水管道規(guī)范的PVC-U管路。

3.4? 真空排水管路

真空管路指終端設(shè)備與真空機(jī)組進(jìn)污口間的連接管路。真空管路包括衛(wèi)生間內(nèi)部真空管路和外部真空主管路兩部分。真空管路采用HDPE管路電熱熔連接或法蘭連接，管材和管件強(qiáng)度不得低于PE80、SDR11、1.25MPa等級。

3.4.1? 衛(wèi)生間內(nèi)部真空管路

重力潔具內(nèi)的污水先以重力自流的的方式收集到中間收集裝置內(nèi)，再被收集到真空管網(wǎng)中;真空便器內(nèi)的污水則直接收集到真空管網(wǎng)中。為了便于施工，一般都采用上排水方式：出口的真空支管路均向上提升排水，進(jìn)入到真空主管路，提升高度不得超過3.5m。

3.4.2? ?衛(wèi)生間外部真空管路

每個衛(wèi)生間內(nèi)的真空支管路均匯聚成一條真空主管路，真空主管路以2‰～8‰的坡度進(jìn)入到在線式真空機(jī)組內(nèi)。若真空主管路較長，每隔25m～30m設(shè)置一個提升彎，整個主管路呈現(xiàn)鋸齒形，這種結(jié)構(gòu)是真空主管路傳送污水效率的保證。

3.5? 在線式真空機(jī)組

在線式真空機(jī)組主要凸輪泵、增容罐、真空開關(guān)、控制系統(tǒng)、連接閥門及管路組成，用來產(chǎn)生系統(tǒng)所需的真空及排放污物。凸輪泵是在線式真空機(jī)組的核心部件，可以產(chǎn)生真空和輸送各種粘稠及含有顆粒的介質(zhì)。凸輪泵在系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生真空的同時，將系統(tǒng)內(nèi)的污水也排到污水管網(wǎng)中，凸輪泵的詳細(xì)工作流程如圖2所示。真空機(jī)組內(nèi)設(shè)置兩臺凸輪泵，采用一用一備交替工作方式，實(shí)現(xiàn)不停機(jī)在線維護(hù)。

3.6? 控制系統(tǒng)

在每個衛(wèi)生間的支管路與主管路的連接節(jié)點(diǎn)處設(shè)置真空傳感器，每個終端設(shè)備有控制模塊。控制模塊根據(jù)管路真空度和動作請求，自動控制終端設(shè)備完成相應(yīng)的工作循環(huán)。

在真空機(jī)組的增容罐上設(shè)置真空傳感器，檢測和控制真空機(jī)組內(nèi)真空度。真空機(jī)組采用自動控制方式，由PLC和真空開關(guān)來自動控制凸輪泵的啟停（一般設(shè)定值為-45kPa～-65kPa）。

3.7? 污水排出管路

在線式真空機(jī)組排污管路為壓力管路，管路可采用符合國家建筑給水管道規(guī)范的塑料管路、金屬管路或者復(fù)合材料管路。管路的安裝及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)參照現(xiàn)行國家規(guī)范。

4? 結(jié)語

地鐵站在線式真空排水系統(tǒng)已經(jīng)在上海、成都、西安、無錫等多個城市地鐵站使用，經(jīng)歷了多次人群高峰的考驗(yàn)，運(yùn)用情況良好，對衛(wèi)生間及地鐵站的環(huán)境改善明顯，得到了地鐵系統(tǒng)和廣大乘客們的肯定。

參考文獻(xiàn)：

[1]? EN 12109：1999.室內(nèi)真空衛(wèi)生排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].

[2]? GB 50015—2003.建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范[S].