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行業(yè)資訊
真空排水系統(tǒng)分為室外真空排水系統(tǒng)和室內(nèi)真空排水系統(tǒng)。室外真空排水系統(tǒng)一般由用戶污水收集器(洗手盆、洗浴盆、地漏、衛(wèi)生器具等)、排出管、收集箱、真空管道、真空泵站(收集罐、真空泵、排污泵)、除臭設施和在線監(jiān)測系統(tǒng)組成。室內(nèi)采用真空排水系統(tǒng)時可直接與室外真空排水系統(tǒng)連接,非真空衛(wèi)生器具排水可通過收集箱與室外真空排水系統(tǒng)連接。
真空排水系統(tǒng)的基本原理是以負壓為驅(qū)動力,對污水進行抽吸與輸送。平時管網(wǎng)中保持一定的真空狀態(tài),當收集箱污水達到一定液位后開啟真空界面閥, 系統(tǒng)內(nèi)外壓差將污水及幾倍于污水體積的空氣抽吸到真空管道中,污水經(jīng)真空管道的傳輸進入真空收集罐,罐內(nèi)收集的污水*后經(jīng)污水泵序批排出,見圖1。
圖1 真空排水系統(tǒng)構成圖
2設計要點
1、系統(tǒng)布置
為便于用戶重力管或壓力管接入,收集箱應靠近污水排出點,一戶或多戶居民可設置一個收集箱;不宜設置在有車輛、行人經(jīng)過的地方。當排水量小于或等于4L/s時,宜設單個真空閥的收集箱。當排水量大于4L/s時,宜設兩個真空閥的收集箱。
真空泵站宜布置于真空排水系統(tǒng)中心或地勢低的位置,與周圍建筑物的距離不應小于25m,與生活給水泵房、水源、水池的距離不應小于10m,當達不到要求時,應采取有效的防污染措施。真空排水系統(tǒng)布置見圖2。
圖2 真空排水系統(tǒng)布置示意圖
2、接戶管
村落生活污水主要包括洗滌、淋浴、廚房(飯店)、廁所污水。為了避免真空管道堵塞,污水排入收集箱前,廚房、飯店污水必須建造隔油池,廁所污水必須建造化糞池,收集箱前設置格柵井。住戶至真空收集箱污水收集示意見圖3。
(1)住戶、飯店衛(wèi)生間污水、廚房污水和洗滌污水等各類排污口接管要求全部接入新建系統(tǒng)中,接戶管安裝一般應遵循橫平豎直的原則,以保持使用和外觀整潔。
(2)接戶管可選用管徑范圍75~160mm,管材一般選用UPVC管。廚房的排水管徑采用75mmUPVC管,農(nóng)戶衛(wèi)生間污水到化糞池前的排水管徑不小于110mmUPVC管,化糞池出水到支管的排水管徑采用110mmUPVC管。
?。?)出戶管坡度:管徑選用75mm,坡度2%;管徑選用110mm、160mm,坡度1%。
(4)為防止臭氣回溢,須在衛(wèi)生間、廚房出水立管設置"S"型存水彎。若不能滿足*小離地距離,可在埋地橫管設置"P"型存水彎。
?。?)戶外裸露接戶管應采取防凍防曬措施,一般可用保溫材料包扎管道,并用膠帶捆扎。
(6)設置在戶外的洗滌池要規(guī)范砌筑一槽或幾槽,板上洗滌污水收集入槽,槽內(nèi)污水用軟管收集接入管網(wǎng),且收集軟管與槽池底部必須連接嚴密,連接處要做好防漏處理。
圖3 住戶至真空收集箱污水收集示意圖
3、真空管網(wǎng)
真空管網(wǎng)主要有由真空支管、真空主管、檢查井和相關附件組成。真空管管徑按照污水量計算確定,管徑較小,一般為dn65~dn250。單個真空站的真空主管長度不宜大于4km,真空管道累積提升不超過3.5米。真空管網(wǎng)沿路敷設采用開挖施工,沿溝渠敷設采用支架架設施工。管道縱向、水平偏轉(zhuǎn)夾角宜大于45°。真空管道施工應保持密閉性,管道連接處應保持管道內(nèi)部光滑,不得采用90°彎頭、三通,應采用45°彎頭、斜三通。
(1)當?shù)孛鏋樯掀?、水平或坡度小?‰時,真空管道以不小于2‰的坡度向下敷設。管道需提升時,采用鋸齒式向上提升。支管提升不宜超過1個,集水箱和提升段的距離≥1.5 m,集水箱和真空干管的距離≤30m。支管接入位置宜在干管鋸齒底部水平距離6m內(nèi),不宜設置在鋸齒頂部6m內(nèi)。連續(xù)提升時,提升彎之間的水平距離不應小于6m,且不應大于100m。真空管道敷設示意見圖4。
?。?)當?shù)孛孀匀黄露龋?‰時,真空污水管道敷設坡度宜采用地面自然坡度,見圖5。
圖4 地面為上坡、水平或坡度小于0.2‰時真空管道敷設示意圖
圖5 地面為下坡時真空管道敷設示意圖
4、真空站
真空站有兩種形式,一種為在線式,由凸能泵、蓄能罐組成;另一種為集中式,由真空泵、污水泵、真空罐組成。
在線式僅設置一個蓄能罐,不設置真空收集罐,凸能泵具有抽真空和污水排出功能。集中式通過真空泵在系統(tǒng)中產(chǎn)生負壓,利用污水泵排出。前者設備體積小,布置靈活,適用于衛(wèi)生器具較少,1~2個衛(wèi)生間共用一套在線式系統(tǒng),見圖6。后者適用于同一建筑物、小區(qū)、住宅群的室外真空排水系統(tǒng),見圖7。
污水收集至真空罐后,排污*簡便的方式是先破除罐內(nèi)真空,并停止污水收集,再利用排污泵、高壓氣體或真空泵反轉(zhuǎn)產(chǎn)生正壓加速排放。由于污水不間斷排放,往往要求真空罐排污時不允許停止污水的收集。針對排水系統(tǒng)特殊性,目前,有三種解決方法:
?。?)雙真空罐交替集污與排污,其中一罐破除真空后利用排污泵加速排污,同時另一罐收集污水。
?。?)二級真空罐,即一個真空罐分上、下兩個腔室。集污時上、下腔室連通,污物由上腔室進人,在重力作用下落入下腔室。排污時上腔室保持負壓并持續(xù)收集,下腔室與大氣連通,用排污泵加速排污,排污完成后上下腔室再次連通。與雙真空罐相比,二級真空罐方式所需設備小,真空罐容積利用率高。
?。?)單真空罐帶負壓排放。污水收集量達設計容積時不破壞真空,使用大揚程排污泵強制排放。
目前,單真空罐帶負壓排放是國內(nèi)外真空罐排放的主流技術,應采用真空罐一排污泵一平衡管的組合。相比于前兩者,此種污水排放方式的設備及控制更為簡單,投資及占地更小,且不會因周期破壞真空而浪費系統(tǒng)真空動力,但對排污泵揚程、氣蝕余量和系統(tǒng)氣密性等性能有更高要求。
圖6 在線式真空站系統(tǒng)示意圖
圖7 集中式真空站系統(tǒng)示意圖
5、廢氣排放和處理
真空站排氣應符合現(xiàn)行國家標準《惡臭污染物排放標準》GB 14554 的規(guī)定,有條件時可高空排放。當不能滿足要求時,應設置凈化裝置對真空泵排出廢氣進行處理。
3工程案例
皖南某古村落街道狹窄,排水溝渠多,民居基礎多為鵝卵石,地質(zhì)條件不利于管道施工,地下敷設重力污水管道無法保持建筑的安全,采用傳統(tǒng)污水收集方式面臨著巨大風險與挑戰(zhàn)。經(jīng)過技術、經(jīng)濟比較,*終選用集中式室外真空排水系統(tǒng)。
該古村落南北約600m,東西約400m,地形較平坦,地勢北高南低,西高東低。為了便于將村落的污水輸送至污水處理廠,將真空站設于村落東南側(cè),該處為綠化建設用地,且地勢低,有利于真空管道的敷設,同時滿足真空站的選址要求。村落為旅游區(qū),為不破壞村落原有風貌,真空站設計為半地下式。
該村落居民人數(shù)約2300人,生活污水設計排水量約120m3/d。工程設置收集井62座,de63真空管900m,de160真空管2300m,真空收集站1套,收集站平面尺寸為7m×6m。采用單真空罐帶負壓排放,罐體體積8.0m3,罐體真空度-40~-60kpa;水環(huán)真空泵2臺,抽氣量400m3/h;排污泵2臺,流量為65m3/h。
圖8 真空站平面布置圖及剖面圖
圖9 真空排水系統(tǒng)現(xiàn)場圖
4結(jié)語
(1)真空排水系統(tǒng)較傳統(tǒng)重力排水系統(tǒng)復雜、投資費用高,但傳統(tǒng)排水技術難以實施時,真空排水系統(tǒng)卻不受外部條件限制,其技術性、經(jīng)濟性優(yōu)于傳統(tǒng)排水系統(tǒng)。
?。?)為使污水收集取得更好效果,接戶管工程應按規(guī)范同步實施。實施過程中應加強監(jiān)督和管理,保持每家每戶污水均能收集到排污系統(tǒng)中去。
?。?)加強排污系統(tǒng)后期管養(yǎng),聘請專業(yè)技術人員,為每家每戶提供技術支持,并對收集管路、真空泵、監(jiān)控設備等進行定期檢查和維護。
?。?)繼續(xù)探索室外真空排水技術在我國城鎮(zhèn)、村落污水治理中的應用模式,開展適用技術和設備的研發(fā)、引進,提高其可行性、可控性,通過標準化及模塊化降低投資、使用及維護成本。