密闭式污水提升设备在地铁中的设计与应用

梅璟

摘 要：随着城市轨道交通的发展越来越快，城市地铁作为现代化城市发展的主要交通工具，地铁车站作为一个公共集聚空间，空间环境质量是地铁服务质量的重要组成部分，车站内污水排放设计作为地铁场站设计中重要一环。本文在研究了污水提升装置选型基础上，就密闭式污水提升装置和真空污水提升装置进行对比分析，得出密闭式污水提升系统具有占地面积小、工程造价低、设备密封性好等特点被更广泛应用于地铁排水工程设计中。

关键词：地铁 密闭式污水提升装置 设计

随着国民经济的提高，城市化发展加快，地铁作为现代城市生活交通的必需品，其方便快捷、舒适，较大程度地缓解城市交通压力的优点被各大城市采用。地铁在满足广大乘客需要的同时，场站的生活污水系统在对地铁站的设计时也显得尤为重要。由于地铁位于地下空间相对密闭，加之客流量大，空气流通不畅，场站内产生的卫生间污水如果不能及时排出可能会影响地铁服务质量，因此地铁车站污水排放系统尤为重要。随着人们对公共基础设施的需求日益增大，目前国内的地铁污水排放方式不能满足大众需要，国内在对比现有的污水排放系统的基础上，提出了密闭式污水排放系统，其密闭性、排放及时性、造价成本低，因此被广泛应用于我国的地铁排水工程中。

1.污水提升装置的选型

1.1污水流量特点

地铁客流呈现早高峰和晚高峰两个高峰特点，占全天的客流总量40%～50%，相对应的地铁车站内的污水排放也在这两个时段出现流量大、全天流量不均匀的特点，因此在选择污水提升装置时，要考虑在满足最大排放能力的同时兼顾流量小时排放的经济性，不至于出现污水滞留量大，致使污水存储时间长的特点。

1.2污水流量确定

目前地铁车站污水量计算没有统一的计算公式，实际计算时按照95%给水量计算，由于地铁处于实时开放状态，用水量的数据难以精确统计，根据《建筑给水排水设计手册》，在用水量难以统计时，可以依据每天卫生间工作1h内的实际用水量来确定日用水量。

1.3污水泵及污水池参数确定

根据《建筑给水排水设计规范》的相关规定：“建筑内污水泵流量可按生活排水设计，秒流量确定，排水设计秒流量可按卫生器具排水量计算”。根据《地铁设计规范》相关规定：“厕所污水泵集水池有效容积宜按6h污水量确定”。随着科技发展设备制造能力水平提高，水泵的性能有了较大的提高和改善，因此，在选择水泵和污水池有效容积时，可根据现有的技术水平合理优化选择。

1.4运营管理及环境卫生要求

地铁客流量大，在地铁运营中水泵叶轮容易被一些丝状物缠绕，造成水泵堵塞，造成运营维护困难，这就要求水泵在选型时考虑防堵设计。污水泵由其自身的寿命或损耗，需要定期维修保养，需安装在泵房地面，便于清洁维护保养，而不宜放在污水池内；地铁车站属于地下空间设置，防止污水异味散发，影响地铁服务质量，污水池按密闭方式设计，减少污水池开孔，且通气管道接至污水泵房排风口或排风井，保证地铁车站空间内环境质量。

2.密闭式污水提升装置

2.1密闭式污水提升装置简介

密闭式污水提升装置是水泵行业一种新型水泵装置，高度集成了包括污水箱，液位计、排水泵、控制箱、相关阀门等装置。从原开发设计的家庭式污水提升排放，引用至工业及民用建筑中，目前已在地铁车站中广泛应用。密闭式污水提升装置储存污水形式分为“一体式”和“分体式”，一体式是将污水储存在密闭的钢立方体箱中，分体式由多个复合材料集水箱一块储存污水。其主要原理是污水在自身重力作用下流入污水收集箱，通过箱中的液位传感器来控制水泵启停，进而把污水排出站外。该装置为干式安装，避免了污水处理装置与污水接触，从而增加密闭箱体的开孔。这种方式减少污水与室内空气接触，直接通过管道与排风口或排风井相连。

2.2优劣性分析

对目前国内现有地铁车站地下排污系统的调查，目前国内新建地铁车站普遍采用的是密闭式污水提升装置和真空污水提升装置。

（1）真空污水提升装置。真空污水提升装置利用全封闭真空系统传输，生活污水通过电动排污阀进入真空污水装置中，通过真空机组排放出车站地面化粪池，由真空卫生器、真空机组等组成。具有：①空间占用小；②污水通过抽真空的形式向外传输，而非通过自流，管线布置灵活，受空间限制小。③整个系统不需要设置通气管道，处于全封闭状态，污水异味不会散发，可改善站内空间环境；④系统需要保持真空状态，组成系统的管件和组件多，维护量较大；⑤包含卫生器具、排水管、抽真空装置等，该套装置需要定制，投资在30万元以上，成本较高；⑥真空污水装置要求管道一直处于真空状态，因此在密封性和可靠性上对系统内各部件性能要求较高，同时对卫生器具使用和设备运行上提出了较高的要求；⑦受限于该系统无污水储存能力，为满足战时和临时管道泄水储存，需配备小型污水箱。

（2）密闭式污水提升装置。集合了密闭式污水箱、污水泵、阀门及控制设备为一体的装置，污水进入密闭水箱后，液位达到设定的高度时，该装置自动启动污水泵将污水排出车站。具有以下特点：①不需要设置大型污水储存池，设备体积小，占地面积小，节约空间；②污水箱密封设置，隔绝气体与异味，从源头治理卫生间带来的环境污染问题，场内环境较好；③水箱布置灵活，既可布置在厕所旁边也可布置在下方。由于水箱体积小，污水在其内部停留时间短，不会产生淤积，减少清理工作；④水泵与污水分开安装，保养维修方便；⑤根据地铁污水情况，选择相匹配的污水池容积与污水泵性能，保证电机合理使用，节约用电；⑥装置结构相对简单，造价成本较低，投资费用在15万左右，且运营维护相对便利；⑦不需要设置水池、吸水坑等，水泵与水位控制为配套设备，因此与其他专业接口较少，保证了设备的质量。

2.3方案选择

目前我国国内生产真空污水提升系统的厂家不是很多，目前国内开展的项目较少，生产厂家也不多，虽然具有节水、密闭性，但其造价成本较大，运营维护相对复杂，在地铁中的推广还需要一个优化过程。密封式污水提升装置在地铁车站中已发展较成熟，具有较丰富的运营经验，且结构简单造价成本低，维护便利等特点。真空排水系統在建设投资期费用为密封式污水提升装置2倍多，运营阶段由于真空泵一直处于开启状态，电费消耗为密闭式提升装置的4倍。整体来看密闭式污水提升装置要具有更好的优势。

3.结语

综上所述，密闭式污水提升装置解决了传统污水排放方式带来的各种问题，同时和现行的真空使污水提升装装置比具有成本低，维修方便等特点。但是密闭式污水提升装置仍存在可进一步优化的方面，如产品尺寸方面，高度有降低的空间从而节约投资；污水泵在北方可设置电保温系统，防止杂质附着在管内壁上影响过水流量；同时水泵的开启控制也可与车站总控室相连，做到可视化强，发现问题及时等。因此密闭式污水提升装置在地铁车站中仍有更大的优化设计空间。

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