地铁车站内污水排放方式探讨

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摘要：通过分析传统污水提升方式、真空提升方式及一体化密闭污水提升方式的污水提升过程及优缺点，并从对环境影响、运营维护、节能、占地面积、造价等方面对三者的性能进行综合比较，指出现阶段地铁建设中采用一体化密闭装置的优势。

关键词：传统污水提升系统真空提升系统一体化密闭污水提升装置

Abstract : Through the analysis of the traditional way of wastewater, Vacuum lifting method and Integration airtight sewage ways to upgrade of sewage and advantages and disadvantages of the process of ascension, and comprehensive comparison of the three performances of the environmental impact, operation maintenance, energy saving, floor area,cost aspects, points out that at present in the construction of the subway by integration obturator advantage.

Keywords : Traditional wastewater discharge system , Vacuum lifting system , Integration airtight sewage lifting device

文献标识码：A 文章编号：2095-2104（201中图分类号[R123.3]

地铁作为城市独立的交通运输系统，具有快速、安全的特点。它作为城市的基础设施，其舒适度成为建设过程中必须考虑的问题之一。污水排放系统是地铁运营中重要的设备系统，它的可靠性、稳定性对地铁环境起着很重要的作用。由于地铁车站处于地下空间，空气流通性差，加之客流量大，使用频繁，如果采用传统的污水排放方式，会导致地铁车站的排水不畅、臭气外溢等环境问题，这些环境因素会影响地铁车站的卫生质量，如何解决这些矛盾，成为设计、建设、运营三方都关注的问题。

地铁车站传统污水提升方式

地铁车站传统污水提升方式采用污水泵房和集水池的形式，一般污水泵房和设置在地铁车站站台层厕所周围。传统的污水提升方式可以分为干式（如图1）和湿式（如图2）。干式排放方式的污水泵通常采用卧式泵，该提升方式的优点是泵的检修方便、便于观察泵的运行工况，其次是技术成熟、管理经验较为丰富。此外，由于集水池容积大，当设备检修时停用时，

不会影响乘客使用公共区卫生间。北京地铁从一号线至十号线，很多污水泵房都采用干式提升方式。由于干式排放系统的泵放置在污水池旁边，增加了建筑面积。而湿式排放方式的污水泵为潜水排污泵，排水泵放置在集水池内，相对减少了占地面积。但是当遇到检修时，这就给工作人员造成了麻烦。

图1传统干式提升系统

Fig.1Traditional dry-lifting system

图2传统湿式提升系统

Fig.2 Traditional wet-lifting system

此外，这两套系统存在共同的缺点，第一，由于污水池都存在检修口，而检修口很难做到绝对密封，集水池中散发的臭气会影响车站的卫生条件。其次，污水在泵房中的停留时间过长，会产生沼气，当遇见明火或其他因素时，会发生火灾、爆炸等安全隐患。此外，由于集水坑中会淤积沉渣，需要定期清理沉积物，这就给清理工作增加了难度。

真空排水系统

地铁车站真空排水系统是利用真空污水提升器和真空污水泵站将分散排放点的污水集中收集排放至真空污水罐内，然后再通过排污泵接至室外压力检查井。对于要求设置化粪池的城市，污水从排污泵排出后进入室外压力检查井，消能之后进入化粪池，再处理达标以后接入附近的市政污水管网。

真空排水系统通常可以分为室外系统和室内系统。地铁车站采用室内真空系统，室外真空系统在此不做介绍。室内真空排水系统解决了传统建筑给排水领域里地下室排污和建筑改造排污难等问题，其主要应用在水资源匮乏地区、交通工具厕所系统、地下空间的卫生间排水系统等场所。室内真空系统的提升原理是依靠真空泵使管道维持负压，污水利用短距离的重力流进入提升器中，当提升器的液位达到设定值时，真空污水提升器会自动启用，将污水抽吸进入真空污水管路中，进而进入污水泵房中的真空罐内，然后通过排污泵将污水提升至室外压力井。提升示意图见图3。整个系统由特制卫生器具、真空污水提升器、密闭管道、真空泵、排污泵、真空罐等设备组成。

图3真空提升系统示意图

Fig.3 Vacuum lifting system diagram

真空排水系统具有很多优点，如整个系统是密闭状态，没有污染物的泄漏，没有检修孔，无臭味外溢，环保程度比较高。真空排水系统有不同的形式，如纯真空式、在线式以及重力流和真空结合式。其中重力流和真空结合式具有一定的灵活性大、设备故障小的优点。

真空提升系统也存在一些缺点，具体如下：首先是整个系统要求很高的密闭性，这对安装施工的质量要求较高；整个系统需要维持真空并及时排水，这就要消耗大量的电能，运行费用大约为密闭式污水提升系统的4~5倍(参见表1)；相对于其他提升系统，造价费高出好几倍(见表2性能比较)。

表1各种提升方式耗电量比较

Table1All kinds of ways to upgrade power the consumption of comparison

一体化密闭污水提升装置

一体化密闭污水提升系统是一种新型衍生产品，是一种集污水箱、排水泵、控制阀门、液位计、管件等部分于一体的装置。开发厂家原本用于家庭别墅的污水提升，后来逐渐被应用到其他建筑行业，最近几年里进入到地铁行业中，虽然在我国的应用刚刚起步，但正被越来越多的专家所认可。

根据水泵的放置位置不同，一体化密闭污水提升装置主要分为外置式和内置式。外置式是污水泵、阀门等部件放置在污水积水箱的外侧。厕所中产生的污水重力自流进入集水箱，当集水箱中的液位达到设定高度时，水泵将会自动启动，污水通过管道、阀门压力流排至室外压力污水井。当液位下降到停泵液位时，水泵自动停止。内置式是污水泵内置在集水箱中，这种结构占地空间更小，结构更简单，材料一般为玻璃钢、不锈钢，适合污水流量较小的场所。国内地铁车站通常选用外置式密闭污水提升系统。

图4 一体化密闭污水提升系统

Fig.3 Integration airtight sewage system

这种一体化装置具有很多优点：外置式水泵为干式安装，解决了传统污水排放方式因检修而产生的困难；污水储存在密闭水箱中，臭气由通气管进入排风道或排风井，减少臭气不外溢，不会影响环境卫生； 污水停留时间较短，污染物不会发生淤积，减少沉渣的清理工作；此外，水箱垂直和水平方向都有进水口，这就使得泵房的安装变的更加灵活。

各种排水方案的性能比较

传统污水提升方式、真空污水提升方式及一体化密闭污水提升方式的性能比较见表2。

通过以上的方案比选，可以看出一体化密闭污水提升系统在对环境的影响、运行维护、综合造价等方面较其他提升系统有明显的优势。目前，北京地铁四号线、北京轨道交通昌平线、深圳地铁二号线和五号线以及天津地铁一号线等城市轨道交通均采用一体化密闭污水提升系统。此外，上海很多轨道交通线路将传统污水提升系统改造为一体化密闭污水提升系统。可见其在地铁系统中的应用前景是非常广泛的。

案例分析

现以某地铁车站的新型一体化污水提升系统的设计选择为例进行简要说明

水泵流量的确定

根据《建筑给水排水设计规范》（GB50015-2005），建筑物内的污水泵的流量可按生活排水设计秒流量确定，排水设计秒流量按卫生器具排水当量计算。蹲便器9个、小便器5个、洗脸盆7个、座便器1个、污

表2各种提升方式性能比较

Table2Detailed information of Specimens

水池4个。根据公式计算得出污水秒流量为3.57 L/s，计算得出污水泵的流量为20m3/h。

水泵扬程计算

根据《室外排水设计规范》（GB50014-2006），污水泵的设计扬程为设计流量时的静扬程、管路的扬程水头损失和局部水头损失以及安全水头之和确定。计算得出污水泵的扬程为25m。

污水箱有效容积

按照《地铁设计规范》（GB 50157-2003）的相关规定：卫生间污水泵房集水池的有效容积按6 h污水量计算，污水量按最高日平均时用水量的95%计算。计算得出集水箱的有效容积，进而得出集水箱的容积大小。

确定型号

根据计算出的水泵流量、扬程及集水箱容积，确定水箱的型号。

出图

该车站污水泵房的平面图及1-1剖面图（见图5）。

图5某车站污水泵房平面图及剖面图

Fig.5 A station sewage pump house plan and section

结论

（1）本文通过研究现有地铁不同污水排放系统，初步感知认识了传统污水排放系统、真空提升系统及一体化密闭污水提升系统的系统组成和提升原理，为今后做进一步研究提供了基础。

（2） 本文通过分析比较地铁内不同污水排放系统的优缺点，可以得出一体化密闭提升系统在对环境的影响、运行维护、节能及综合造价较其他两种系统具有明显的优势，为设计选择地铁污水排放系统提供了理论依据。

（3） 一体化密闭式污水提升系统起初是用在别墅、高级宾馆等场所，能够在地铁项目中得到广泛应用，引发出思考，能否将民用建筑中优秀的产品设备应用到轨道交通领域中，是今后需要研究探讨的问题。

参考文献

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