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真空排水技术在村落生活污水收集系统中的应用与探讨
2021-3-27 08:53 中国泵阀制造网 作者:佚名 点击:3897
【中国泵阀制造网 行业论文】真空排水技术在村落生活污水收集系统中的应用与探讨真空排水技术在村落生活污水收集系统中的应用与探讨一、真空排水系统的组成和原理真空排水系统分为室外真空排水系统和室内真空排水系统。室外真空排水系统一般由用户污水收集器(洗手盆、洗浴盆、地漏、卫生器具等)、排出管、收集箱、真空管道、真空泵站(收集罐、真空泵

真空排水技术在村落生活污水收集系统中的应用与探讨

真空排水技术在村落生活污水收集系统中的应用与探讨

一、真空排水系统的组成和原理

真空排水系统分为室外真空排水系统和室内真空排水系统。室外真空排水系统一般由用户污水收集器(洗手盆、洗浴盆、地漏、卫生器具等)、排出管、收集箱、真空管道、真空泵站(收集罐、真空泵、排污泵)、除臭设施和在线监测系统组成。室内采用真空排水系统时可直接与室外真空排水系统连接,非真空卫生器具排水可通过收集箱与室外真空排水系统连接。

真空排水系统的基本原理是以负压为驱动力,对污水进行抽吸与输送。平时管网中保持一定的真空状态,当收集箱污水达到一定液位后开启真空界面阀, 系统内外压差将污水及几倍于污水体积的空气抽吸到真空管道中,污水经真空管道的传输进入真空收集罐,罐内收集的污水最后经污水泵序批排出,见图1。

图1 真空排水系统构成图

二、设计要点

1、系统布置

为便于用户重力管或压力管接入,收集箱应靠近污水排出点,一户或多户居民可设置一个收集箱;不宜设置在有车辆、行人经过的地方。当排水量小于或等于4L/s时,宜设单个真空阀的收集箱。当排水量大于4L/s时,宜设两个真空阀的收集箱。

真空泵站宜布置于真空排水系统中心或地势低的位置,与周围建筑物的距离不应小于25m,与生活给水泵房、水源、水池的距离不应小于10m,当达不到要求时,应采取有效的防污染措施。真空排水系统布置见图2。

图2 真空排水系统布置示意图

2、接户管

村落生活污水主要包括洗涤、淋浴、厨房(饭店)、厕所污水。为了避免真空管道堵塞,污水排入收集箱前,厨房、饭店污水必须建造隔油池,厕所污水必须建造化粪池,收集箱前设置格栅井。住户至真空收集箱污水收集示意见图3。

(1)住户、饭店卫生间污水、厨房污水和洗涤污水等各类排污口接管要求全部接入新建系统中,接户管安装一般应遵循横平竖直的原则,以保持使用和外观整洁。

(2)接户管可选用管径范围75~160mm,管材一般选用UPVC管。厨房的排水管径采用75mmUPVC管,农户卫生间污水到化粪池前的排水管径不小于110mmUPVC管,化粪池出水到支管的排水管径采用110mmUPVC管。

(3)出户管坡度:管径选用75mm,坡度2%;管径选用110mm、160mm,坡度1%。

(4)为防止臭气回溢,须在卫生间、厨房出水立管设置"S"型存水弯。若不能满足最小离地距离,可在埋地横管设置"P"型存水弯。

(5)户外裸露接户管应采取防冻防晒措施,一般可用保温材料包扎管道,并用胶带捆扎。

(6)设置在户外的洗涤池要规范砌筑一槽或几槽,板上洗涤污水收集入槽,槽内污水用软管收集接入管网,且收集软管与槽池底部必须连接严密,连接处要做好防漏处理。

图3住户至真空收集箱污水收集示意图

3、真空管网

真空管网主要有由真空支管、真空主管、检查井和相关附件组成。真空管管径按照污水量计算确定,管径较小,一般为dn65~dn250。单个真空站的真空主管长度不宜大于4km,真空管道累积提升不超过3.5米。真空管网沿路敷设采用开挖施工,沿沟渠敷设采用支架架设施工。管道纵向、水平偏转夹角宜大于45°。真空管道施工应保证密闭性,管道连接处应保证管道内部光滑,不得采用90°弯头、三通,应采用45°弯头、斜三通。

(1)当地面为上坡、水平或坡度小于2‰时,真空管道以不小于2‰的坡度向下敷设。管道需提升时,采用锯齿式向上提升。支管提升不宜超过1个,集水箱和提升段的距离≥1.5 m,集水箱和真空干管的距离≤30m。支管接入位置宜在干管锯齿底部水平距离6m内,不宜设置在锯齿顶部6m内。连续提升时,提升弯之间的水平距离不应小于6m,且不应大于100m。真空管道敷设示意见图4。

(2)当地面自然坡度>2‰时,真空污水管道敷设坡度宜采用地面自然坡度,见图5。

图4地面为上坡、水平或坡度小于0.2‰时真空管道敷设示意图

图5地面为下坡时真空管道敷设示意图

4、真空站

真空站有两种形式,一种为在线式,由凸能泵、蓄能罐组成;另一种为集中式,由真空泵、污水泵、真空罐组成。

在线式仅设置一个蓄能罐,不设置真空收集罐,凸能泵具有抽真空和污水排出功能。集中式通过真空泵在系统中产生负压,利用污水泵排出。前者设备体积小,布置灵活,适用于卫生器具较少,1~2个卫生间共用一套在线式系统,见图6。后者适用于同一建筑物、小区、住宅群的室外真空排水系统,见图7。

图6 在线式真空站系统示意图

图7 集中式真空站系统示意图

污水收集至真空罐后,排污最简便的方式是先破除罐内真空,并停止污水收集,再利用排污泵、高压气体或真空泵反转产生正压加速排放。由于污水不间断排放,往往要求真空罐排污时不允许停止污水的收集。针对排水系统特殊性,目前,有三种解决方法:

(1)双真空罐交替集污与排污,其中一罐破除真空后利用排污泵加速排污,同时另一罐收集污水。

(2)二级真空罐,即一个真空罐分上、下两个腔室。集污时上、下腔室连通,污物由上腔室进人,在重力作用下落入下腔室。排污时上腔室保持负压并持续收集,下腔室与大气连通,用排污泵加速排污,排污完成后上下腔室再次连通。与双真空罐相比,二级真空罐方式所需设备小,真空罐容积利用率高。

(3)单真空罐带负压排放。污水收集量达设计容积时不破坏真空,使用大扬程排污泵强制排放。

目前,单真空罐带负压排放是国内外真空罐排放的主流技术,应采用真空罐一排污泵一平衡管的组合。相比于前两者,此种污水排放方式的设备及控制更为简单,投资及占地更小,且不会因周期破坏真空而浪费系统真空动力,但对排污泵扬程、气蚀余量和系统气密性等性能有更高要求。

5、废气排放和处理

真空站排气应符合现行国家标准《恶臭污染物排放标准》GB 14554 的规定,有条件时可高空排放。当不能满足要求时,应设置净化装置对真空泵排出废气进行处理。

三、工程案例

皖南某古村落街道狭窄,排水沟渠多,民居基础多为鹅卵石,地质条件不利于管道施工,地下敷设重力污水管道无法保证建筑的安全,采用传统污水收集方式面临着巨大风险与挑战。经过技术、经济比较,最终选用集中式室外真空排水系统。

该古村落南北约600m,东西约400m,地形较平坦,地势北高南低,西高东低。为了便于将村落的污水输送至污水处理厂,将真空站设于村落东南侧,该处为绿化建设用地,且地势低,有利于真空管道的敷设,同时满足真空站的选址要求。村落为旅游区,为不破坏村落原有风貌,真空站设计为半地下式。

该村落居民人数约2300人,生活污水设计排水量约120m3/d。工程设置收集井62座,de63真空管900m,de160真空管2300m,真空收集站1套,收集站平面尺寸为7m×6m。采用单真空罐带负压排放,罐体体积8.0m3,罐体真空度-40~-60kpa;水环真空泵2台,抽气量400m3/h;排污泵2台,流量为65m3/h。

图8 真空站平面布置图及剖面图

四、结语

(1)真空排水系统较传统重力排水系统复杂、投资费用高,但传统排水技术难以实施时,真空排水系统却不受外部条件限制,其技术性、经济性优于传统排水系统。

(2)为使污水收集取得更好效果,接户管工程应按规范同步实施。实施过程中应加强监督和管理,保证每家每户污水均能收集到排污系统中去。

(3)加强排污系统后期管养,聘请专业技术人员,为每家每户提供技术支持,并对收集管路、真空泵、监控设备等进行定期检查和维护。

(4)继续探索室外真空排水技术在我国城镇、村落污水治理中的应用模式,开展适用技术和设备的研发、引进,提高其可靠性、可控性,通过标准化及模块化降低投资、使用及维护成本。

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(来源:未知)

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