东湖听涛景区真空厕所系统的设计

东湖听涛景区真空厕所系统的设计 第24卷第18期 2008年9月 中国给水排水 CHINAWATER&WASTEWATER Vo1.24No.18 Sep.2008 东湖听涛景区真空厕所系统的设计 高飞,周敬宣,杨晓勇 (华中科技大学环境科学与工程学院,湖北武汉430074) 摘要:在东湖听涛景区碧潭观鱼景点厕所的设计中采用了真空排污系统收集粪便污水,介 绍了该系统的工艺 流程 快递问题件怎么处理流程河南自建厂房流程下载关于规范招聘需求审批流程制作流程表下载邮件下载流程设计 及主要设备,并详述了系统管网和真空站的设计,计算 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 . 关键词:真空排污系统;真空厕所;真空管网;真空站 中图分类号:X703.1文献标识码:C文章编号:1000-4602(2008)18,0043,04 DesignofVacuumToiletSysteminTingtaoScenicAreaofEastLake GA0Fei,ZHOUJing—xuan,YANGXiao—yong (CollegeofEnvironmentalScienceandEngineering,HuazhongUniversityofScienceand Technology,Wuhan430074,China) Abstract:Thevacuumsewagedischargesystemwasutilizedtocollectfecalsewageinthedesign oftoiletinthespotViewingFishatGreenPoolofTingtaoScenicAreaofEastLake.Theprocessflowand mainfacilitiesofthesystemareintroduced.Thedesignparametersandcalculationmethodsofvacuum networkandvacuumstationaregivenindetail. Keywords:vacuumsewagedischargesystem;vacuumtoilet;vacuumnetwork;vacuumsta- tion 东湖听涛景区真空厕所设计采用了室内真空排 污系统,由华中科技大学自主研发设计制造.该真 空厕所位于东湖听涛景区碧潭观鱼景点内,总占地 面积为48m.,由控制间(即真空站)及男,女厕所构 成,男,女厕所各有4套真空便器,共8套.蹲便器 采用真空排污,粪便仅需少量水冲洗,在负压作用下 通过真空管网排入真空集污罐,清洁无异味;当真空 集污罐中的污水液位达到设定上限时报警,污水排 入化粪池;小便斗,拖把池,洗脸池及地漏所产生的 污水由重力排污管网直接排入化粪池. 1系统工艺流程及主要设备 真空厕所系统的功能模块可分为三部分:水路, 气路和电路.其中,水路部分主要承担污水的收集, 输送及排放;气路部分主要负责真空的形成及污物 的收集;电路部分则对水路及气路部分实现监控及 自动控制. 各部分之间的关联和职能如图1所示. 粪便 集满排放 水路一电路…一气路=j 图1真空厕所系统工艺流程 Fig.1Flowchartofvacuumtoiletsystem 真空厕所系统由真空站,管网,真空便器组成. 真空站内的主要设备有:1个真空集污罐,用来 存放临时污水,罐内设有料位计;1个真空储能罐, 其中分为控制腔室和执行腔室,控制腔室为真空界 面阀的打开提供稳定的动力,保证控制气路中的负 压大于真空界面阀开启所需负压,执行腔室起储能 罐的作用,既可减少雾汽,杂物进入真空泵,又可储 ? 43- 第24卷第l8期中国给水排水 备真空能量;2台水环真空泵;1个循环水箱,为水环 泵提供水源,并将真空泵排出的臭气过滤排出;1台 排污泵,用于将真空集污罐中的污水排入化粪池;1 个电控柜,起主控作用;8个终端控制盒,盒内以时 问继电器,继电器等电气元件组成,用于控制电磁阀 和真空界面阀的启闭;l台备用发电机,用于停电事 故发生时维持系统的正常运行.同时,主要设备均 采取一定的隔振降噪措施. 真空厕所系统工作过程包括抽吸过程,冲厕过 程和排污过程. ?抽吸过程 水环式真空泵是系统的主要动力源,真空泵对 真空收集罐,真空储能罐及管网进行抽吸,从而使其 产生真空.水环式真空泵的动力由电机提供;水箱 水位由水位计控制,使水箱水位保持在上,下水位之 问;真空泵有进气口和出气口,进气口通过真空单向 阀与收集罐及储能罐相连,真空单向阀的作用是在 真空泵停止运行后,使收集罐及储能罐内仍能保持 一 定的真空度.系统中还设置了电接点负压表,系 统真空度可由其监测,并控制真空泵的自动运行和 停止,以保持收集罐,储能罐及管网的真空度为0.05 , 0.07MPa,确保系统正常运行. ?冲厕过程 需要冲厕时,使用者按下冲厕开关,电磁水阀打 开,自来水通过便器中的喷嘴呈扇形高速冲水,同时 电磁气阀按终端控制盒设定的时间延时打开,使真 空界面阀在负压的作用下打开,粪便与冲水在负压 的作用下进入真空排污管网排入真空集污罐;电磁 气阀按终端控制盒设定的时问关闭,则真空界面阀 关闭,隔断便器与真空管网的通道,保证真空系统稳 定;电磁水阀按终端控制盒设定的时间延时后停止 供水.随着电磁气阀,电磁水阀和真空界面阀的每 次开启,进入管道的污水被逐级输送,最终进入真空 集污罐内. ?排污过程 经过多次冲厕过程后,进入真空收集罐内的污 水液位到达设定的上液位时,料位计发出报警信号, 操作人员打开排污球阀及电控柜面板上的排污泵启 动旋钮,排污泵将真空罐内的污水通过排放管排至 化粪池;当集污罐内的污水液位到达设定的下液位 时,料位计再次发出报警信号,操作人员关闭排污球 阀及电控柜面板上的排污泵关闭旋钮,完成一次排 污过程. 2管网设计 2.1管道布置方式 该工程将所有管道安装在管沟中,管沟深约为 1Ill,既便于更换管件,又可防止噪音外传并可保持 室内整洁美观.由真空管道内流体的运动规律可 知,对于向下坡度>0.2%的地势,真空管道沿地势 铺设n].管道支架距管沟底部约0.41TI,支架间距 严格按照 规范 编程规范下载gsp规范下载钢格栅规范下载警徽规范下载建设厅规范下载 要求执行,管道与支架接触处使用橡 胶垫片,以减小冲厕过程给管道带来的振动. 2.2管材选择及管网结构参数设计 干管和主干管采用优质UPVC管,支管采用聚 氯乙烯钢丝软管. 粪便水在管内输送的过程中会有水头损失,若 管网设计不合理则可能导致无法将粪便水收集到真 空站.整个真空管线的总压头损失可看成静升水头 损失和沿程水头损失之和.静升水头损失等于高度 差减掉管径.粪便水与空气两相流的水头损失计算 可参考文献[2],并优选损失最小的设计 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 确定 管径.支管,干管直径为50ITI/YI,主干管直径为63 mm. 2.3真空管道的弯曲半径 为减少管道在偏转时水流的紊动,保证系统的 稳定性和安全性,管道最小弯曲半径(R)应满足下 f3]i Rb/D=200(1) 式中D——管道外径 2.4管道的连接方式 真空界面阀与支管通过活结头相接,支管与干 管之间通过活结式球阀相接,以便于检修.为减小 于管工作对主干管主流的影响,应采用顺水三通 (也称Y型三通,见图2)连接,同时干管应从主干管 上部接入,避免使用9O.正三通直接连接主干管. 管道问采用承插和法兰相连接. 流向 ? 44? 流向一….一流向 图2管道连接方式 Fig.2Modeofpipingeormeetion 高飞,等:东湖听涛景区真空厕所系统的设计第24卷第18期 2.5真空管网最大压力损失的计算 真空便器每次冲水需耗1L自来水,加上每次 排泄物约1.1L,即每次冲水过程中每个真空便器 排入真空管网中的污水量约为2.1L;该厕所共有8 个真空蹲便器,实际使用过程中一般最多有2个真 空蹲便器的冲水过程完全一致,共有4.2L的污水 排入真空管网,界面阀设定的开启时间为2S,则进 入真空管网污水的峰值流量为2.1L/s,即Q= 2.1L/s. 该室内真空排污系统真空干管外径为=63 mm=0.063m,确定压力损失最大的控制点为l,点 (见图3),路径为:J—日一G一,由_,到A的水平 距离f_11131. 图3真空排污管道的连接 Fig.3Schematicdiagramofvacuumsewagepiping connection 真空管路摩擦阻力损失(沿程损失)计算 公式 小学单位换算公式大全免费下载公式下载行测公式大全下载excel公式下载逻辑回归公式下载 : .D hf=5.2l×102(2) ? 式中——管路的摩擦损失 Q——污水流量,]ql/s d,Z——分别为管径,管长,m 由于真空管路摩擦损失在峰值流量时最大,Q =Q=0.0021m/s,经计算hf=0.081In(0.81 kPa),为安全起见,在上述基础上乘以安全因子 1.3,则hf=0.105In(1.05kPa);静提升损失为2In (20kPa,提升高度为2In),所以最大压力损失约为 h=2.105m(21.05kPa). 3真空站设计 真空站设计的主要任务是计算真空收集罐容 积,真空储能罐容积和确定真空泵型号及动力配置. 系统抽空时问是指真空泵从启动到停机的时间,一 般为1,3Inin,如果抽空时间>3min,则表明真空 泵排气量太小或真空收集罐容积太大;如果少于1 min,则表明真空泵排气量太大或真空收集罐容积太 小,都需要重新调整. 3.1真空管网容量 真空排污系统中总管道容量计算公式为: 2一 = (-2”-x×t)(3) =l呷 式中di(=1,2)——uPVC管的两种不同内径 z(i=1,2)——两种管道的长度 管径为50Inm的管线总长度为12In,管径为63 ITlin的管线总长度为24nl,经计算=0.09131. 设计的真空管网不工作时能容纳1/3的静止污 水,在需要时主管能提供大约2/3的额外容量,这样 系统内污水流动受到的影响最小,假设真空管道含 液率为1/3,则管道额外容量=2/3. 3.2真空收集罐容积 工作容积的确定条件是:当污水以最大流量流 入真空站时,流人真空收集罐的体积应等于T:3 min间隔时问内流出污水罐的污水体积,是排污泵 启动和停止时的体积差J: = QXT(4) 式中——真空收集罐的工作容积,L Q——设计流量,L/s 排污泵的启动间隔时间 为了保证真空收集罐有一定的气体量,真空收 集罐的容积I,c至少是工作容积的3倍,即Vc=3X Vw=3×TXQ.经计算得:Vw=0.378m,Vc= 1.134In.工程上,为了减少排污泵的开启次数,设 计真空收集罐容积为2m,材质为玻璃钢,罐内壁 涂防腐涂层. 3.3真空储能罐容积 当Q一<550L/rain时,真空储能罐的容积 = 0,说明不必设置真空储能罐j,为了阻止颗粒物 质,雾汽进入真空泵,并提供额外的真空压力以补足 压力损失,以免真空泵频繁开启,减少使用寿命,选 择储能罐容积为240L. 3.4真空泵型号选择 初步选定了泵的类型之后,还需根据抽气量 Q.确定真空泵型号,每台真空泵的抽气量为]: Q.:A×(5) 式中Q.——真空泵的抽气量 4——为真空排量系数,由单根管道长度的 最大值决定 ? 45? 第24卷第18期中国给水排水 的取值见表1. 表1A的取值 I扎.1ValueofA 最长管道长度/mA最长管道长度/mA O,150063000,36009 l50o,210073600,45001l 2100,30008 值取为6,经计算得Q.=0.756m/rain,由此 可确定选用SK一0.8型水环式真空泵,抽吸能力为 0.8m./min,极限压力为0.088MPa,配用电机功率 为2.2kW. 真空泵的每次抽气时间为: = c(?+一+)/Q叩 c=ln Hatm--Hon (6) 式中——绝对大气压强,取0,1MPa —— 当真空泵开启时,真空系统的最小真 空度 日——当真空泵关闭时,真空系统的最大真 空度 lnx(×0.09+2—0.378+ 求. 0)//0.8=1.12min 可满足真空泵启动时间在1,3min之间的要 4结语 该工程于2008年3月开始试运行,试运行阶段 中,真空厕所系统运行正常,排污通畅,迅速,系统排 水量设计计算符合实际使用情况. 真空厕所不但可以应用于生态旅游区,生活区 或重力排污系统修建困难的地区,也可以应用于轮 船,火车及长途客车上,具有广阔的应用前景. 参考文献: [1]GibbsS.Vacuumsystemsolvessiterestrictions[J] PuNicWorks,2003,10:24—28. 段金明,周敬宣.真空排污管内多相流动阻力特征研 究[J].华中科技大学学报(城市科学版),2006,23 (1):46—48. 周敬宣,王方明,李艳萍.粪便真空输送管网与真空站 参数的研究与设计[J].给水排水,2002,28(5):67— 70. 段金明,周敬宣,林洪,等.铁路站场固定式真空地面 卸污系统设计[J].中国给水排水,2006,22(18):41— 44. EN121091996,VacuumSewerageSystemInsideBuilding 『S]. 电话:(027)87792240 E—mail:gaofei, gaofei@126.corn 收稿日期:2008—03—31 (上接第42页) 每格高效澄清池的内部布置,公共配电问及污泥泵 房设置与南市水厂相似.主要不同之处是在采用相 同的单格斜管沉淀区面积的情况下,最大沉淀速度 更高,为23m/h,但仍未超出中试的额定沉速.36 ×10m/d规模的混凝沉淀设施占地仅为0.33 hm. 4实际运行效果 目前,杨树浦水厂36×10m/d规模7生产系 统已建成投产,南市水厂一期50×10m/d规模工 程正在施工中,预计2009年年中可投产运行.已投 产近半年的杨树浦水厂7生产系统的运行状况表 明,在加药量与厂内其他生产系统相同的情况下,高 效澄清池出水水质良好,稳定,出水浊度始终能控制 在1.5NTU以下.此外,其排泥含固率均高于3%. ? 46? 5结语 高效澄清池(Densadeg)具有占地少,多功能和 运行高效稳定的特点,很好地解决了上海两座大型 百年老厂工艺技术升级改造中所面临的土地极其紧 张的难题., 参考文献: [1]沈裘昌,邬亦俊.上海长桥水厂的老系统改造及深度 处理规划[J].中国给水排水,2006,22(4):23—25. 电话:(021)51298274 E—mail:li— zp.gp2@smedi.eom 收稿日期:2008—05,08 1?j1J1J1