地鐵車站污水提升系統(tǒng)比選探討

趙 帥，黃萌萌，王寶琳

1.山東軌道交通勘察設(shè)計(jì)院有限公司，山東 濟(jì)南 250101

2.齊魯工業(yè)大學(xué)（山東省科學(xué)院），山東 濟(jì)南 250353

地鐵車站衛(wèi)生間及其他用水點(diǎn)產(chǎn)生的污水如不能及時(shí)排出車站，在站內(nèi)長(zhǎng)時(shí)間存放，容易產(chǎn)生臭氣，影響車站環(huán)境。軌道交通車站普遍位于地下，車站所產(chǎn)生的污水無(wú)法實(shí)現(xiàn)重力排放至站外，此時(shí)選擇合理的排水方案就至關(guān)重要。目前關(guān)于污水的排放方式主要有傳統(tǒng)污水泵站、密閉污水提升裝置、真空污水提升裝置和半真空污水提升裝置四種方式[1]。文章通過(guò)綜合比較傳統(tǒng)污水泵站、密閉污水提升裝置和真空污水提升裝置的技術(shù)性和經(jīng)濟(jì)性，為濟(jì)南軌道交通污水排放系統(tǒng)選擇經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)先進(jìn)、運(yùn)營(yíng)可靠的污水排放設(shè)備。

1 地下車站排水方式

1.1 傳統(tǒng)污水泵站

傳統(tǒng)污水泵站通過(guò)在站臺(tái)板下設(shè)置鋼筋混凝土集水池，在池內(nèi)安裝潛水排污泵的方式，收集、提升排放污水。此方式所需集水池體積大、泵房面積大，初期土建投資高，運(yùn)營(yíng)維護(hù)復(fù)雜，并且污水在集水池內(nèi)經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的停留，產(chǎn)生的各種異味通過(guò)蓋板檢修孔及潛污泵安裝孔外溢，容易使站內(nèi)時(shí)而惡臭陣陣，同時(shí)池內(nèi)會(huì)滋生蚊蟲細(xì)菌等，因此目前國(guó)內(nèi)新建軌道交通工程中已經(jīng)不再使用傳統(tǒng)污水泵站[2]。

1.2 密閉污水提升裝置

（1）系統(tǒng)組成及原理。密閉污水提升裝置主要由密閉式集水箱、潛水排污泵液位傳感器、控制箱、手動(dòng)隔膜泵、閘閥、止回閥、Y形管等組成。潛水排污泵和密閉水箱直接相連或?qū)⑴盼郾迷O(shè)置在密閉水箱內(nèi)，站內(nèi)污水經(jīng)管道收集后匯入密閉水箱，經(jīng)過(guò)潛污泵提升后排至車站外化糞池或一體化污水處理裝置[3-4]。與傳統(tǒng)污水泵站相比，密閉污水提升裝置與其原理相似。但與傳統(tǒng)污水泵站相比，密閉污水提升裝置的密閉水箱位于污水泵房?jī)?nèi)，且密閉水箱通常能夠一體鑄造成型，密封性好，臭氣及污水均不易外溢，污水泵房?jī)?nèi)地面更加干凈整潔。污水密閉提升裝置有效解決了傳統(tǒng)混凝土式結(jié)構(gòu)的集水坑占地面積大、設(shè)備安裝難度大及難以消除異味的問題。（2）優(yōu)點(diǎn)及不足。密閉污水提升裝置的優(yōu)點(diǎn)是臭味和氣體不會(huì)泄露到密閉水箱外部；污水泵房相對(duì)干燥、整潔；與傳統(tǒng)污水泵站相比，結(jié)構(gòu)底板無(wú)須下沉，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，土建造價(jià)低。但是由于密閉水箱有效容積相對(duì)積小，潛水排污泵可能會(huì)出現(xiàn)頻繁啟動(dòng)的現(xiàn)象，影響污水密閉提升裝置的壽命，增加運(yùn)營(yíng)維護(hù)的成本。

1.3 真空污水提升裝置

真空污水提升裝置按照泵站的形式分為半真空和全真空式。目前全真空式較為常見，污水經(jīng)過(guò)真空衛(wèi)生潔具，經(jīng)真空管道傳輸至壓力平衡罐中，凸輪泵再將收集到的污水排至站外化糞池或一體化污水處理裝置處理達(dá)標(biāo)后排放。壓力平衡罐中設(shè)置有液位傳感器，通過(guò)液位傳感器控制轉(zhuǎn)子凸輪泵的運(yùn)行。

1.4 三種排水方式比較

三種排水方式在土建要求、設(shè)備、衛(wèi)生、運(yùn)營(yíng)維護(hù)、造價(jià)方面各有優(yōu)缺點(diǎn)，具體對(duì)比如表1所示。

表1 污水提升系統(tǒng)優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

雖然已有部分城市開始使用真空污水提升裝置，但其運(yùn)行穩(wěn)定性和可靠性需進(jìn)一步驗(yàn)證。密閉污水提升裝置比真空污水提升裝置設(shè)備可靠，初期設(shè)備投入低、運(yùn)營(yíng)維護(hù)成本低、可選擇廠家多。通過(guò)多方面的比較，現(xiàn)階段密閉污水提升裝置更適合城市軌道交通地下車站污水排放系統(tǒng)。

2 密閉污水提升裝置比較

密閉污水提升裝置按照潛污泵的安裝方式可分為水泵外置式和水泵內(nèi)置式兩種方式，具體如圖1、圖2所示，其優(yōu)缺點(diǎn)如表2所示。

圖1 外置式密閉污水提升裝置

圖2 內(nèi)置式密閉污水提升裝置

表2 密閉污水提升裝置優(yōu)缺點(diǎn)對(duì)比

通過(guò)多方面比較，現(xiàn)階段雙泵外置式（水泵干式安裝）更適用于軌道交通地下車站。根據(jù)地鐵車站衛(wèi)生間的設(shè)置規(guī)模，一般采用雙集水箱并聯(lián)形式，集水箱規(guī)格一般為450L，采用一用一備的雙泵外置式配置，平時(shí)輪流使用。水泵設(shè)就地手動(dòng)控制、液位自動(dòng)控制，并由BAS遠(yuǎn)程監(jiān)視。啟停控制方式及優(yōu)先等級(jí)為就地手動(dòng)控制、液位自動(dòng)控制。密閉提升裝置控制柜配置顯示屏，顯示水泵狀態(tài)、液位、電機(jī)電流、運(yùn)行時(shí)間、起動(dòng)次數(shù)、液位趨勢(shì)曲線，實(shí)時(shí)監(jiān)控密閉提升裝置的運(yùn)行狀態(tài)，保證地鐵車站污水排放系統(tǒng)安全運(yùn)行。

在濟(jì)南軌道交通建設(shè)工程中，選用的即為雙泵外置式密閉污水提升裝置。目前濟(jì)南軌道交通1號(hào)線、3號(hào)線的密閉污水提升裝置已投入運(yùn)行，密閉污水提升裝置運(yùn)行相對(duì)可靠、穩(wěn)定。結(jié)合運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)密閉污水提升裝置提出以下優(yōu)化建議：（1）水箱之間連接設(shè)置閥門，便于水箱及水泵的單獨(dú)檢修；（2）安裝手動(dòng)隔膜泵，在水泵故障及應(yīng)變突發(fā)狀況時(shí)排空水箱；（3）建議設(shè)置整體基礎(chǔ)，直接安裝于結(jié)構(gòu)板上，從而減少結(jié)構(gòu)降板；（4）儲(chǔ)備密閉污水提升裝置運(yùn)營(yíng)所需備品備件，提高運(yùn)營(yíng)維護(hù)效率。

3 結(jié)論

（1）通過(guò)多方面比較，現(xiàn)階段雙泵外置式（水泵干式安裝）更適用于軌道交通地下車站應(yīng)用，真空污水提升裝置有待進(jìn)一步研究及測(cè)試。（2）隨著密閉提升裝置的廣泛應(yīng)用，進(jìn)口品牌與國(guó)產(chǎn)品牌價(jià)格差距基本不大，不過(guò)絕大多數(shù)國(guó)產(chǎn)品牌運(yùn)營(yíng)中問題相對(duì)較多，而進(jìn)口品牌密閉污水提升裝置在運(yùn)營(yíng)過(guò)程中很少損壞，維修少，但存在備品備件相對(duì)難買，一旦損壞維修周期相對(duì)較長(zhǎng)的不足。（3）密閉污水提升裝置在運(yùn)營(yíng)管理、備品備件儲(chǔ)備等方面進(jìn)一步優(yōu)化，將更有利于地鐵車站污水系統(tǒng)的安全運(yùn)行。