地鐵車站污水提升方案淺談

摘 要：為了解決傳統污水排放方式存在的污染環境、造成安全隱患、檢修困難、集水坑清理困難等問題，提出用新型排污裝置來替代傳統污水排放的解決方案。通過對傳統污水排放系統、密閉提升排污系統及真空排污系統技術、經濟的比較，提出了自己的看法，供設計參考。

關鍵詞：傳統排污系統 密閉提升排污系統 真空排污系統

中圖分類號：U23文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）05（a）-0124-02

根據《地鐵設計規范》GB 50157-2003規定，地鐵車站應設置公共廁所，同時為了滿足車站值班及管理人員需要，需設置員工廁所。衛生間的設置在極大方便乘客及工作人員生活的同時，對地鐵污水排放系統提出了更高的要求。地鐵污水排放系統是地鐵工程的重要組成部分，其方案的選擇直接影響到地鐵車站空氣環境、運營維護的便利及車站服務質量。選擇一個“技術先進、經濟合理、運行可靠、維護方便”的車站污水排放系統是我們亟待解決的問題。

1 排污系統簡介

地鐵車站排污系統是指將地鐵車站衛生間中產生的糞便污水及沖洗水通過收集、提升等步驟，經過化糞池處理后排入城市污水管網的系統。系統一般由末端設備（包括便器、地漏等）、污水收集裝置、污水提升系統和管網系統組成。

根據國內地鐵車站排污系統方式，在地鐵中運用最廣泛的是傳統的重力排污系統。但隨著近年來國內外對新技術研發和推廣力度的不斷加大，以及人們對環境衛生標準要求的不斷提高，國內地鐵中出現了新型的排污系統，如密閉提升裝置系統、真空排污系統等，這些新型的排污系統均有著各自的特點。

2 傳統污水排放系統

所謂傳統污水排放系統，是指利用污水本身的重力作用，將污水通過排水管收集進入車站內的污水集水池，再通過設置于污水池內的潛污泵將收集的污水提升至室外，并經處理后排入市政污水管網系統。

污水池利用站臺板下空間砌筑污水集水坑，無需對車站結構進行下沉；該方案結構簡單，安裝方便、系統成熟、投資較低，且具有成熟的設計、運營經驗以及良好的系統穩定性。同時，該方案也存在以下致命缺點：

（1）沖洗廁所耗水量大，節水性能差

采用節水型大便器每次用水量約6 L，小便器每次沖洗用水量約4.5 L；而真空便器，大便沖洗耗水量1.2 L，小便器沖洗耗水量為0.6 L，可見真空便器在節水方面具有較大優勢。

（2）氣密性差、污染環境

污水池采用鋼筋混凝土砌筑，廢水泵房揚水管、反沖洗管、浮球液位傳感器、控制顯示電纜均需進入集水坑；由于封堵不嚴、水泵運行時產生振動，使臭氣外溢，影響污水泵房、衛生間空氣環境；泵房內集水坑容易滋生蚊蟲。

（3）存在安全隱患

由于污水池集水坑內長期存放糞便污水，容易產生沼氣等可燃氣體，如遇明火或者電氣火花則容易引起爆炸、火災等安全事故；水泵的供電電纜長期浸泡在污水中，電纜保護層容易受損而造成漏電事故發生；同時，人員對污水池內進行檢修、清掏等容易造成沼氣中毒等安全事故。集水坑由混凝土砌筑而成，如防水未做好，則存在污水滲漏至站臺板下的風險。

（4）檢修困難

由于集水坑內水泵浸泡在污水中，水泵外殼會附有大量的污物，當設備故障時，會給維修人員帶來較大困難。

（5）集水坑淤泥清掏困難

由于糞便污水、污泥在集水坑內長時間停留會發酵產生沼氣，同時污泥長時間停留會造成在池底淤積，表面干結，造成污泥清掏困難，故需要定期對污水池內污泥進行清掏。

該種方案在北京、廣州、上海等早期建設的地鐵線路中使用較為廣泛；蘇州軌道交通1號線也采用了此方案，其缺點在使用過程中已逐漸顯現。

3 密閉提升排污系統

污水密閉提升排污系統由密閉水箱、污水泵、手動隔膜泵及管道組成，水箱上設置有進水、出水、通氣管道接口；污水泵和密閉水箱相連，污水經管道匯入密閉水箱，通過水泵排至室外。該方案與傳統污水排放系統的模式基本相同，不同的是把集水池改為密閉水箱，最大可能的避免了臭氣外溢，同時將水泵設置在水箱外，可以方便系統的維護及檢修；密閉提升裝置如圖1所示。

密閉提升排污系統利用站臺板下空間將密閉提升裝置設置在底板上，同時，為了收集污水泵房內地面污水，需在結構底板上設置600 mm×600 mm×600 mm的集水坑，車站結構局部下沉；該方案主要優缺點如下。

3.1 優點

（1）將污水儲存在密閉水箱內，臭氣不會泄露到外部，可以通過專用的排氣管道將臭氣接至排風道，排至車站外，不會對車站環境產生影響。

（2）水箱頂面、側面均有進水口，方便泵房布置、設備安裝及管道的連接，泵房可布置在衛生間下方或附近，對設備用房影響較小。

（3）水泵可根據用戶需要設置在水箱外，方便水泵的檢修及維護，同時改善了污水泵的運行環境，延長了水泵的使用壽命。

（4）由于密閉提升裝置的水泵具有每小時啟動15次的能力，故水箱容積較小，方便設備布置及減小占地面積；同時水泵啟動頻繁，使污水盡快排出室外，減小污水在水箱內停留的時間，從而減小了污水產生污泥和沼氣的概率。

（5）污水泵采用切割污水泵，能夠通過較大顆粒的污物，從而減小污泥的產生。

3.2 缺點

（1）由于需要結構板局部下沉形成集水坑，給結構專業帶來了困難，但經過溝通，均能在設計中克服。

（2）由于水箱容積較小，水泵抽吸時容易造成地漏水封的破壞，故需要設置可靠的通氣管，以減小水箱壓力的波動對地漏水封產生破壞。

（3）提升裝置雖具有破碎裝置，但很難破碎諸如手機鑰匙等物件，需加強管理。

（4）衛生潔具均采用普通衛生潔具，其節水性能差，耗水與傳統排污系統相同。

（5）該系統造價比傳統污水排放系統略高。

該種方案主要應用于各類新建或改造的項目中，如深圳、天津、南京、北京、沈陽等城市軌道交通建設中，蘇州地鐵也采用了此方案，正處于實施階段；該方案是目前地鐵設計中比較成熟的污水排放系統。

4 真空排污系統

真空排污系統是一個由衛生潔具、真空管路、真空廢污水提升器、真空泵站、控制中心等組成的完全密閉的排污系統。

真空排污系統形式按照真空泵站的形式分為真空罐式和凸輪泵式：

真空罐式污水泵站包含一個控制器、一套液位傳感器、兩個真空泵、兩個排污泵、一個真空廢污水罐以及一套尾氣處理裝置。整個泵站除尾氣處理裝置排放口與大氣相通外，完全處于密閉狀態，避免了臭氣外溢。

凸輪泵式污水泵站包含由凸輪泵、儲氣罐、電控系統、機柜、安裝架及連接閥門管件等部件組成。泵站的工作由系統設定真空度控制，設定真空度的上下限值控制著泵的啟停。該系統使用一套凸輪泵替代了真空罐式廢污水泵站中的排污泵和真空泵，具有系統無泄漏、無異味的優點；但是系統使用的核心部件凸輪泵存在被硬物卡住的隱患。

鑒于真空罐式真空泵站具有系統運行穩定、無硬物堵塞隱患的技術優勢，下面將按真空罐式真空泵站考慮，分別對重力與真空結合式和純真空式兩種不同方案進行對比。

重力與真空結合式：

4.1 優點

（1）系統采用常規重力便器，與常規重力排污系統相比，初投資增加較少。

（2）采用常規重力便器，系統運行穩定、可靠。

（3）在便器內污水進入真空泵站之前，經過真空廢污水提升器前設置的格柵可檢查口，

（4）可以有效防止真空泵站被堵塞，系統運行的安全性提高。

4.2 缺點

系統采用常規便器，節水性能不明顯；

純真空式：

（1）優點：系統采用真空便器，節水性能明顯。

（2）缺點：

①系統采用真空便器，初投資太高；

②采用真空便器，系統運行穩定性稍差；

③掉入真空便器內的硬物可隨污水直接進入真空泵站，對真空泵站的穩定運行造成隱患。

通過以上分析比較可以看出，真空排污系統具有明顯的技術優勢，而其中的重力與真空結合式排污系統在故障率和人為因素相關性較大地鐵使用更為合適。

5 經濟技術比較

通過對傳統排污系統、密閉提升排污系統、重力與真空結合式真空排污系統進行技術、經濟比較，三種排污方式優缺點如表1所示。

6 結語

通過對三種排污方案的經濟、技術比較可知，密閉提升排污系統無論從技術和經濟比較目前均為最優方案；但重力與真空結合式真空排污系統在很多方面也具有很強的優勢，考慮到工程造價較高，且目前在國內軌道交通項目中投入運行的時間較短，可以進一步跟蹤，待條件成熟時擇機采用重力與真空結合式真空排污系統。

參考文獻

[1]地鐵設計規范GB 50157-2003.

[2]節水型生活用水器具標準（CJ164-2002）.

[3]污水提升裝置技術條件（CJ/T 380-2011）.

[4]劉學志，程茀.密閉提升裝置在地鐵中應用的研究[J].鐵道工程學報，2008（6）.

[5]蘇州市軌道交通4號線：車站衛生間采用真空排污系統專題.