地铁车站污水提升方案浅谈

摘 要：为了解决传统污水排放方式存在的污染环境、造成安全隐患、检修困难、集水坑清理困难等问题，提出用新型排污装置来替代传统污水排放的解决方案。通过对传统污水排放系统、密闭提升排污系统及真空排污系统技术、经济的比较，提出了自己的看法，供设计参考。

关键词：传统排污系统 密闭提升排污系统 真空排污系统

中图分类号：U23 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）05（a）-0124-02

根据《地铁设计规范》GB 50157-2003规定，地铁车站应设置公共厕所，同时为了满足车站值班及管理人员需要，需设置员工厕所。卫生间的设置在极大方便乘客及工作人员生活的同时，对地铁污水排放系统提出了更高的要求。地铁污水排放系统是地铁工程的重要组成部分，其方案的选择直接影响到地铁车站空气环境、运营维护的便利及车站服务质量。选择一个“技术先进、经济合理、运行可靠、维护方便”的车站污水排放系统是我们亟待解决的问题。

1 排污系统简介

地铁车站排污系统是指将地铁车站卫生间中产生的粪便污水及冲洗水通过收集、提升等步骤，经过化粪池处理后排入城市污水管网的系统。系统一般由末端设备（包括便器、地漏等）、污水收集装置、污水提升系统和管网系统组成。

根据国内地铁车站排污系统方式，在地铁中运用最广泛的是传统的重力排污系统。但随着近年来国内外对新技术研发和推广力度的不断加大，以及人们对环境卫生标准要求的不断提高，国内地铁中出现了新型的排污系统，如密闭提升装置系统、真空排污系统等，这些新型的排污系统均有着各自的特点。

2 传统污水排放系统

所谓传统污水排放系统，是指利用污水本身的重力作用，将污水通过排水管收集进入车站内的污水集水池，再通过设置于污水池内的潜污泵将收集的污水提升至室外，并经处理后排入市政污水管网系统。

污水池利用站台板下空间砌筑污水集水坑，无需对车站结构进行下沉；该方案结构简单，安装方便、系统成熟、投资较低，且具有成熟的设计、运营经验以及良好的系统稳定性。同时，该方案也存在以下致命缺点：

（1）冲洗厕所耗水量大，节水性能差

采用节水型大便器每次用水量约6 L，小便器每次冲洗用水量约4.5 L；而真空便器，大便冲洗耗水量1.2 L，小便器冲洗耗水量为0.6 L，可见真空便器在节水方面具有较大优势。

（2）气密性差、污染环境

污水池采用钢筋混凝土砌筑，废水泵房扬水管、反冲洗管、浮球液位传感器、控制显示电缆均需进入集水坑；由于封堵不严、水泵运行时产生振动，使臭气外溢，影响污水泵房、卫生间空气环境；泵房内集水坑容易滋生蚊虫。

（3）存在安全隐患

由于污水池集水坑内长期存放粪便污水，容易产生沼气等可燃气体，如遇明火或者电气火花则容易引起爆炸、火灾等安全事故；水泵的供电电缆长期浸泡在污水中，电缆保护层容易受损而造成漏电事故发生；同时，人员对污水池内进行检修、清掏等容易造成沼气中毒等安全事故。集水坑由混凝土砌筑而成，如防水未做好，则存在污水渗漏至站台板下的风险。

（4）检修困难

由于集水坑内水泵浸泡在污水中，水泵外壳会附有大量的污物，当设备故障时，会给维修人员带来较大困难。

（5）集水坑淤泥清掏困难

由于粪便污水、污泥在集水坑内长时间停留会发酵产生沼气，同时污泥长时间停留会造成在池底淤积，表面干结，造成污泥清掏困难，故需要定期对污水池内污泥进行清掏。

该种方案在北京、广州、上海等早期建设的地铁线路中使用较为广泛；苏州轨道交通1号线也采用了此方案，其缺点在使用过程中已逐渐显现。

3 密闭提升排污系统

污水密闭提升排污系统由密闭水箱、污水泵、手动隔膜泵及管道组成，水箱上设置有进水、出水、通气管道接口；污水泵和密闭水箱相连，污水经管道汇入密闭水箱，通过水泵排至室外。该方案与传统污水排放系统的模式基本相同，不同的是把集水池改为密闭水箱，最大可能的避免了臭气外溢，同时将水泵设置在水箱外，可以方便系统的维护及检修；密闭提升装置如图1所示。

密闭提升排污系统利用站台板下空间将密闭提升装置设置在底板上，同时，为了收集污水泵房内地面污水，需在结构底板上设置600 mm×600 mm×600 mm的集水坑，车站结构局部下沉；该方案主要优缺点如下。

3.1 优点

（1）将污水储存在密闭水箱内，臭气不会泄露到外部，可以通过专用的排气管道将臭气接至排风道，排至车站外，不会对车站环境产生影响。

（2）水箱顶面、侧面均有进水口，方便泵房布置、设备安装及管道的连接，泵房可布置在卫生间下方或附近，对设备用房影响较小。

（3）水泵可根据用户需要设置在水箱外，方便水泵的检修及维护，同时改善了污水泵的运行环境，延长了水泵的使用寿命。

（4）由于密闭提升装置的水泵具有每小时启动15次的能力，故水箱容积较小，方便设备布置及减小占地面积；同时水泵启动频繁，使污水尽快排出室外，减小污水在水箱内停留的时间，从而减小了污水产生污泥和沼气的概率。

（5）污水泵采用切割污水泵，能够通过较大颗粒的污物，从而减小污泥的产生。

3.2 缺点

（1）由于需要结构板局部下沉形成集水坑，给结构专业带来了困难，但经过沟通，均能在设计中克服。

（2）由于水箱容积较小，水泵抽吸时容易造成地漏水封的破坏，故需要设置可靠的通气管，以减小水箱压力的波动对地漏水封产生破坏。

（3）提升装置虽具有破碎装置，但很难破碎诸如手机钥匙等物件，需加强管理。

（4）卫生洁具均采用普通卫生洁具，其节水性能差，耗水与传统排污系统相同。

（5）该系统造价比传统污水排放系统略高。

该种方案主要应用于各类新建或改造的项目中，如深圳、天津、南京、北京、沈阳等城市轨道交通建设中，苏州地铁也采用了此方案，正处于实施阶段；该方案是目前地铁设计中比较成熟的污水排放系统。

4 真空排污系统

真空排污系统是一个由卫生洁具、真空管路、真空废污水提升器、真空泵站、控制中心等组成的完全密闭的排污系统。

真空排污系统形式按照真空泵站的形式分为真空罐式和凸轮泵式：

真空罐式污水泵站包含一个控制器、一套液位传感器、两个真空泵、两个排污泵、一个真空废污水罐以及一套尾气处理装置。整个泵站除尾气处理装置排放口与大气相通外，完全处于密闭状态，避免了臭气外溢。

凸轮泵式污水泵站包含由凸轮泵、储气罐、电控系统、机柜、安装架及连接阀门管件等部件组成。泵站的工作由系统设定真空度控制，设定真空度的上下限值控制着泵的启停。该系统使用一套凸轮泵替代了真空罐式废污水泵站中的排污泵和真空泵，具有系统无泄漏、无异味的优点；但是系统使用的核心部件凸轮泵存在被硬物卡住的隐患。

鉴于真空罐式真空泵站具有系统运行稳定、无硬物堵塞隐患的技术优势，下面将按真空罐式真空泵站考虑，分别对重力与真空结合式和纯真空式两种不同方案进行对比。

重力与真空结合式：

4.1 优点

（1）系统采用常规重力便器，与常规重力排污系统相比，初投资增加较少。

（2）采用常规重力便器，系统运行稳定、可靠。

（3）在便器内污水进入真空泵站之前，经过真空废污水提升器前设置的格栅可检查口，

（4）可以有效防止真空泵站被堵塞，系统运行的安全性提高。

4.2 缺点

系统采用常规便器，节水性能不明显；

纯真空式：

（1）优点：系统采用真空便器，节水性能明显。

（2）缺点：

①系统采用真空便器，初投资太高；

②采用真空便器，系统运行稳定性稍差；

③掉入真空便器内的硬物可随污水直接进入真空泵站，对真空泵站的稳定运行造成隐患。

通过以上分析比较可以看出，真空排污系统具有明显的技术优势，而其中的重力与真空结合式排污系统在故障率和人为因素相关性较大地铁使用更为合适。

5 经济技术比较

通过对传统排污系统、密闭提升排污系统、重力与真空结合式真空排污系统进行技术、经济比较，三种排污方式优缺点如表1所示。

6 结语

通过对三种排污方案的经济、技术比较可知，密闭提升排污系统无论从技术和经济比较目前均为最优方案；但重力与真空结合式真空排污系统在很多方面也具有很强的优势，考虑到工程造价较高，且目前在国内轨道交通项目中投入运行的时间较短，可以进一步跟踪，待条件成熟时择机采用重力与真空结合式真空排污系统。

参考文献

[1] 地铁设计规范GB 50157-2003.

[2] 节水型生活用水器具标准（CJ164-2002）.

[3] 污水提升装置技术条件（CJ/T 380-2011）.

[4] 刘学志，程.密闭提升装置在地铁中应用的研究[J].铁道工程学报，2008（6）.

[5] 苏州市轨道交通4号线：车站卫生间采用真空排污系统专题.