地铁站在线式真空排水系统设计

杨晓林 费志华

摘    要：地铁站内环境一般相对封闭，通风较差。采用重力式卫生间和污水泵房组成的排水系统存在卫生状况差、保洁压力大等问题，而在线式真空排水系统则很好地解决了这个问题。

关键词：在线式;真空排水;地铁站;真空卫生间;真空机组;凸轮泵

1  引言

地铁站卫生间如果采用传统水冲方式的重力式排水系统，由于这是一种开放式排水系统，卫生间的高频次使用，污染物不能及时清理，而站内通风较差，极易造空气污染、环境恶化。站台层的污水泵房长期积水和残留污物，蚊蝇、细菌滋生，严重污染站台环境。地铁站在线式真空排水系统则应运而生。

2  在线式真空排水系统原理

2.1  系统工作原理

在线式真空排水系统根据气压差可产生快速气流这一基本物理原理来工作。在线式真空机组的凸轮泵在增容罐及真空管网内产生并维持一定的真空;在真空作用下，污水从终端设备（包括真空便器、中间收集装置）进入真空管网并被抽吸到增容罐内。系统利用凸轮泵的自吸和排放功能，在产生真空的同时将增容罐内的污水排出，输送至市政污水管网或污水处理设施中。

2.2  系统特点

在线式真空排水系统有以下明细的优势：（1）全密闭的负压排水系统，无污水泄漏、无臭味外溢。（2）污物直接排放到市政管网或污水处理设施内，不在系统内存留。（3）管路敷设灵活，允许提升，管路施工方便。（4）采用真空便器节水效果好，每次冲洗耗水量仅1.5L～2L。（5）在线式真空机组的凸轮泵能实现不停机在线维护。（6）系统采用自动控制方式，能实现无人值守化管理。

3  在线式真空排水系统设计

在线式真空排水系统主要由在线式真空机组、真空便器（包括真空蹲便器、真空坐便器）、中间收集装置、普通重力洁具（小便器、拖布池、洗手盆、地漏）、重力排水管路、真空管路、排污管路和控制系统等组成。终端设备通过真空管网和控制线路与真空机组连接，协同工作，共同组成的真空排水系统。

3.1 真空便器

真空便器组成主要由便盆、真空阀、水阀、控制模块、电磁阀及冲洗开关等部件组成。真空便器为电控型，触发冲洗开关后，控制模块控制电磁阀，使水阀和真空阀打开，便盆内污物在真空和冲洗水的共同作用下被抽吸到真空管路中，再关闭阀门。每次冲洗耗水量仅1.5L～2L。

3.2 中间收集装置

中间收集装置主要由收集箱、液位开关、真空阀、电磁阀和控制模块等组成。收集箱用来收集小便器、洗脸盆、污水盆等重力洁具所排出的污水）。当箱体内液位达到设定高度时，控制模块被触发，控制真空阀打开，污水被排入真空管路中，再关闭阀门。

3.3  普通重力洁具及重力排水管路

普通重力洁具包括洗手盆、拖布池、小便器、地漏等洁具，重力排水管路采用国家建筑给排水管道规范的PVC-U管路。

3.4  真空排水管路

真空管路指终端设备与真空机组进污口间的连接管路。真空管路包括卫生间内部真空管路和外部真空主管路两部分。真空管路采用HDPE管路电热熔连接或法蘭连接，管材和管件强度不得低于PE80、SDR11、1.25MPa等级。

3.4.1  卫生间内部真空管路

重力洁具内的污水先以重力自流的的方式收集到中间收集装置内，再被收集到真空管网中;真空便器内的污水则直接收集到真空管网中。为了便于施工，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，进入到真空主管路，提升高度不得超过3.5m。

3.4.2   卫生间外部真空管路

每个卫生间内的真空支管路均汇聚成一条真空主管路，真空主管路以2‰～8‰的坡度进入到在线式真空机组内。若真空主管路较长，每隔25m～30m设置一个提升弯，整个主管路呈现锯齿形，这种结构是真空主管路传送污水效率的保证。

3.5  在线式真空机组

在线式真空机组主要凸轮泵、增容罐、真空开关、控制系统、连接阀门及管路组成，用来产生系统所需的真空及排放污物。凸轮泵是在线式真空机组的核心部件，可以产生真空和输送各种粘稠及含有颗粒的介质。凸轮泵在系统内产生真空的同时，将系统内的污水也排到污水管网中，凸轮泵的详细工作流程如图2所示。真空机组内设置两台凸轮泵，采用一用一备交替工作方式，实现不停机在线维护。

3.6  控制系统

在每个卫生间的支管路与主管路的连接节点处设置真空传感器，每个终端设备有控制模块。控制模块根据管路真空度和动作请求，自动控制终端设备完成相应的工作循环。

在真空机组的增容罐上设置真空传感器，检测和控制真空机组内真空度。真空机组采用自动控制方式，由PLC和真空开关来自动控制凸轮泵的启停（一般设定值为-45kPa～-65kPa）。

3.7  污水排出管路

在线式真空机组排污管路为压力管路，管路可采用符合国家建筑给水管道规范的塑料管路、金属管路或者复合材料管路。管路的安装及验收标准参照现行国家规范。

4  结语

地铁站在线式真空排水系统已经在上海、成都、西安、无锡等多个城市地铁站使用，经历了多次人群高峰的考验，运用情况良好，对卫生间及地铁站的环境改善明显，得到了地铁系统和广大乘客们的肯定。

参考文献：

[1]  EN 12109：1999.室内真空卫生排水设计规范[S].

[2]  GB 50015—2003.建筑给水排水设计规范[S].