一体化污水提升设备

一体化污水提升设备在地铁中应用的探讨

 

通过比较湿式污水提升系统、真空污水提升系统以及 一体化污水提升系统三者的优缺点, 指出地铁建设中的污水提升采用一体化提升装置的可行性以及必要性。 一体化提升装置减少了污水泵房恶臭气味的散发, 同时检修维护相当方便,在地铁车站的应用前景非常广泛。

关键词:污水提升设备;真空污水提升系统

随着我国经济建设的飞速发展, 大量劳动力涌入 城市, 很多城市的公共设施已经远远不能满足广大人民群众的需求, 其中以城市公共交通的矛盾尤为突出,已经成为制约城市发展的颈。在这种情况下, 发展 轨道交通已经成为很多城市尤其是发达城市解决这个矛盾的重要途径 。城市轨道交通是指在不同形式轨道上运行的大 、中运量公共交通工具, 是当代城市中地铁 、轻轨、单轨、自动导向、磁浮等轨道交通的总称。至2006年底, 北京 、上海 、广州三座城市轨道交通运行.目前我国兴建的轨道交通多以地铁为主。地铁作为一种城市基础设施, 其服务的对象主要是人民大众, 所以其方便、快捷 、舒适性就成为建设过程中必须考虑的问题。很多地铁站为了方便乘客, 设置有公共卫生间, 但是由于位于地下空间,气流交换相对闭塞;加之高峰期人流量大, 使用频繁, 导致很多地铁站的卫生间排水、排气不畅、臭味弥漫,严重影响了地铁的正常运行, 也成为乘客投诉的热点问题之一。如何解决这个问题也越来越多的受到设计 、建设、运营三方的重视 。

1 地铁污水提升的传统方式

1.1 传统提升方式简介

在现行的地铁建设中, 采用最多的仍然是传统的污水提升方法。卫生间排出的污水经排水管道输送至污水集水池, 污水集水池收集污水达到一定水位后, 通过排污泵提升至室外压力检查井,再经化粪池处理后排入城市污水管网。

1.2 湿式污水提升系统及其存在的问题

根据排污泵的放置位置不同, 污水提升系统可以分为干式和湿式两种。干式系统, 顾名思义就是将泵放置在污水集水池外, 排污泵通过管道、阀门与集水池连接。而湿式系统则是采用潜污泵, 这种泵可以直接放置于集水池中对污水进行提升。由于地铁站建设费用昂贵, 站内用地相当紧张, 污水提升泵放置在集水池外会额外增加占地面积, 因此大多数地铁站内的污水提升多以湿式统为主。湿式污水提升系统如图 1所示 。但是该系统也有缺点 。由于污水集水池与潜污泵是个两个相对独立的整体, 遇到设备出现问题, 需要检修的情况, 就需要把潜污泵从污水中取出, 这就给检修维护工作造成很大困难;另外, 由于集水池本身结构原因, 很难做到绝对密封, 因此,污水集水池也成为臭味散发的一个重要来源 。

2 真空污水提升系统

真空污水提升系统的原理是一种依靠气压差产生挟裹污水的高速气流, 并把污水从器具中取走的排水系统。其具备的优势很多, 如可以简单地解决排水找坡问题, 使污水可以任意地提升 ;管道管径小, 埋深浅,施工更为方便快捷;没有外溢, 不会污染地下水, 环保程度高[ 1] ;整体密闭性强, 没有气味, 清洁度高 ;系统安全自检性强等 。典型的真空污水提升系统如图 2所示 。真空排水系统按其作用的范围可以分为室内真空系统和室外真空排水系统[ 2] 。真空排水系统作为污水输送的一种方案, 用于特殊条件 、复杂地形地铁工程, 一般的工业区 、商业区及住宅区的污水收集 、输送,使得排水系统具有极大的灵活性。但应该注意的是真空污水提升系统噪声大、稳定性不高 ;真空排水管路系统要求较高的密闭性, 对施工安装质量要求较高 ;其次, 真空接触启动装置是一项关键技术, 整个系统的安全运行取决于它的稳定性和可靠性, 所以对真空接触启动装置的开发与研究也是目前所面临的技术难题; 再就是为维持系统的真空需要一定的电耗, 增加运营成本[ 3] ;另外, 真空污水提升系统对日常维护、保养人员的技术水平要求较高。这些因素就限制了真空污水提升系统在地铁站排水中的大规模使用。

3 一体化污水提升装置

3.1 一体化污水提升设备定义 (图 3)

一体化污水提升装置就是将污水集水池和提升水泵集成为一个整体的污水提升装置。早期的一体化提升装置主要是用在星级宾馆、高档住宅等对环境质量要求很高的地点 。随着新产品的不断更新换代, 污水一体化提升在地铁中应用已经成为现实。

图 3 一体化污水提升设备

3.2 一体化污水提升设备技术参数及特点

一体化提升装置可用于输送含有纤维、织物、排泄物等的液体。集水箱采用聚乙烯材料, 隔绝气体 、异味, 确保舒适的使用环境。该装置的一些基本参数如下: 该装置结构紧凑, 能更方便地利用远离市政管道的地下空间;采用一体化设计减少土建开挖量, 节约土建投资费用;配套逆流保护功能, 有效降低逆流危险;无异味, 无气体泄露的隐忧;一体化一次安装维修都很简便。早期的一体化提升系统主要用在星级宾馆、高档住宅, 因此扬程和流量都很小, 而地铁车站的开挖深度却很大, 这就使得该装置应用于地铁很困难。随着技术的不断革新, 一体化提升装置的性能有了很大的提高。

图 4为一体化提升装置的 Q H曲线, 从图中可以看到, 该装置的最大流量 Q可以达到 60 m

3 /h;最大扬程 H为 29.5 m;允许通过的最大颗粒尺寸为 65mm, 已经能满足地铁站排水对流量和扬程的要求 。 图 4 一体化提升设备 Q H曲线

3.3 一体化污水提升设备的安装及应用实例

图 5 为一体化提升设备在民用建筑上的安装示意。

图 5 一体化提升设备安装示意

该装置必须处于平整地面上, 周围至少有 60 cm的空间, 为了方便维修与保养, 所留空间尽可能大些 。聚乙烯集水箱有多个开孔可供污水进水管使用,进水管连接不同的水平接口, 可以取得不同的有效容积 。另外, 集水箱上设置有排气孔, 可以把水箱中积蓄的气体排至室外 。 根据污水提升装置的安装要求, 结合地铁车站污水排放自身的特点, 地铁站内的一体化提升装置宜采用 3个水箱并联, 2台水泵交替运行, 互为备用的模式 。如图 6所示 。 目前, 天津的一些地铁站内已经开始使用一体化提升装置来改造传统的湿式污水提升系统, 目的是减少恶臭气体的释放, 改善乘客候车环境 。运行结果基本令人满意 。同时, 深圳地铁也已经开始了改造试点 .