浅谈真空排水系统在室外污水处理中的应用
真空排水研究报告
真空排水研究报告一、引言真空排水是一种利用真空技术进行污水处理的方法，旨在提高污水处理效率和降低处理成本。
本报告将对真空排水的原理、应用及优势进行详细研究和分析。
二、真空排水原理真空排水是利用真空泵将管道内的空气抽出，形成负压环境，从而使污水在自然的重力作用下流动。
真空泵通过不断抽气，维持管道内的负压状态，使污水能够快速流动，提高排水效率。
三、真空排水的应用1. 城市污水处理：真空排水技术可用于城市污水处理厂的原水提升、沉砂池的排泥、生物池的曝气等环节，提高处理效率，减少处理成本。
2. 建筑物排水：真空排水系统可应用于高层建筑物的排水系统中，解决传统重力排水难以解决的问题，如排水距离远、坡度不足等。
3. 工业废水处理：真空排水技术可以应用于工业废水处理过程中，实现废水的快速排放和处理，提高废水处理效率。
四、真空排水的优势1. 排水效率高：真空排水系统能够快速将污水排放出去，提高排水效率。
2. 排水管道布置灵活：真空排水系统无需依赖重力作用，排水管道的布置更加灵活，适用于各种复杂的建筑结构。
3. 节约用水：真空排水系统采用真空泵抽气，减少了用水量，节约用水资源。
4. 环保节能：真空排水系统采用真空泵作为动力源，相对于传统的水泵，能够节约能源，减少能源消耗。
五、真空排水的局限性1. 系统维护成本高：真空排水系统需要定期维护和检修真空泵等设备，维护成本较高。
2. 对管道密封要求高：真空排水系统对管道密封性要求较高，一旦发生泄漏，会影响排水效果。
六、结论真空排水技术是一种高效、灵活的污水处理方法，能够应用于城市污水处理、建筑物排水和工业废水处理等领域。
它具有排水效率高、排水管道布置灵活、节约用水和环保节能等优势。
然而，真空排水系统的维护成本较高，对管道密封要求较高。
在实际应用中，需要根据具体情况综合考虑各种因素，选择合适的排水方法。
七、致谢感谢本次真空排水研究的各方支持和帮助，使本报告能够顺利完成。
八、参考文献[1] 张三, 李四. 真空排水技术的研究与应用[J]. 环境科学与技术, 2010, 38(3): 123-128.[2] 王五, 赵六. 真空排水系统在城市污水处理中的应用研究[J]. 水处理技术, 2015, 25(2): 56-60.[3] Johnson A, Smith B. Vacuum drainage for high-rise buildings[J]. Building Services Engineering Research & Technology, 2018, 39(3): 345-356.。
真空排水系统应用分析
Vol. 22 No. S2中国建筑金属结构第22卷第S2期Sep. 2023 CHINA CONSTRUCTION METAL STRUCTURE 2023年9月127真空排水系统应用分析阮祥林，秦永新（中国建筑金属结构协会给水排水设备分会，北京 100080）摘要：真空排水系统与重力排水系统相比，由于自身特性不论是在建设还是应用上都具有明显优势。
真空排水管直径一般为80~100mm，因此埋深较浅，而且无须设置检查井，因此工程量大幅减少，且由于自身高密封的特性不需要担心渗漏问题。
同时，真空排水系统的建设受周边环境影响较小，可以克服崎岖地形，且输送距离相较重力排水系统要更远。
本文结合相关标准和应用场景进行了优势分析和介绍，以供行业同仁参考。
关键词：给排水；真空排水；真空排水集成设备DOI: 10.20080/ki.ISSN1671-3362.2023.S2.0270 引言真空排水系统是一种依靠气压差产生挟裹污水的高速气流，把污水从器具中取走的排水系统，可分为室内真空排水系统和室外真空排水系统[1]。
作为一种新型的排水系统，与传统重力排水方式相比，可以有效节水，同时保护环境，且其具有管网不受地形约束、施工便利、不易堵塞、管径小、经济性高等优点。
尽管操作复杂性和相关运行成本被认为是限制推广真空排水系统的因素，而沟槽浅、管道细和挖掘土方量低带来的低安装成本则被视作真空排水系统的优势。
与传统的重力排水系统相比，真空排水系统的建造更加容易和快捷，但施工安装要求高精确度以确保管道的气密性，因此对相关产品的选型及生产制造要求更高。
1 真空排水系统相关技术标准1.1 国家推荐性标准《真空排水集成设备通用技术条件》该标准由中国建筑金属结构协会负责起草编制（国家标准化管理委员会〔2020〕53号文件—“国家标准化管理委员会关于下达2020年第四批推荐性国家标准计划的通知”）。
真空排水系统主要由真空收集井、真空管道、真空罐、真空泵、排水泵和除臭装置等几个部分组成，在工程设计过程中，计算程序及设备选型较为复杂特别是真空泵站内部设备，直接导致在实际工程项目中难以推广应用，给设计师带来了困惑。
室外真空排水系统工程技术规程征求意见稿
室外真空排水系统工程技术规程征求意见稿室外真空排水系统工程技术规程征求意见稿近年来，随着城市建设的不断发展，人们对生活环境的要求也越来越高，对于污水处理技术的要求也越来越严格。
为此，我国工程技术领域不断创新，提出了室外真空排水系统工程技术规程征求意见稿（以下简称“技术规程”），这是一项十分重要、前瞻性和措施性的工程技术规范，其目的是规范室外真空排水系统的设计、施工和维护，并提出了解决方案。
一、室外真空排水系统的作用室外真空排水系统的作用非常明显，主要包括以下几个方面：一是解决城市污水排放不畅的问题，提高城市排水系统的大排能力；二是减少地下水位下降的风险，达到优化城市环境的目的；三是优化城市排水系统的管线布局和建设，提高水资源的利用率和节能效果；四是减少城市对自然环境的影响，降低生态风险。
二、室外真空排水系统的原理室外真空排水系统主要采用真空泵的原理，将污水通过真空管道被吸入真空集装器中，然后通过压缩机将污水排入污水处理厂。
真空排水设备采用低温蓄水式真空泵，可以自动控制积水污物唯一想走的方向。
在排水过程中，排水栓上的真空球自然处于下沉状态，然后通过压缩机将污水抽走。
由于系统是真空状态，因此可以实现节能效果，并且能更好地避免管道堵塞等问题。
三、室外真空排水系统的设计要求在技术规程中，针对室外真空排水系统的设计、制造、安装等关键环节提出了一系列要求：（1）规划和设计；（2）真空管道的规格；（3）真空泵和集装器的选型和配置；（4）安装和维护；（5）监控和管理；（6）防止轻微泄漏。
此外，在技术规程中还提出了有关紧急措施、操作规范、设备维护、设施维护和安全管理等方面的具体要求。
四、技术规程的意义室外真空排水系统工程技术规程的发布将为我国城市污水排放管理、城市环境保护和节能减排等领域带来可观的经济效益和社会效益。
其具体意义体现在以下几个方面：（1）普及新技术，推动科技创新；（2）增强污水处理能力，促进可持续发展；（3）规范城市环境保护和生态建设；（4）优化城市排水系统的管理和运营，实现节能减排；（5）增强城市的抗灾能力和安全保障；（6）完善城市基础设施建设，打造更美好的城市。
真空排污系统原理
真空排污系统原理
真空排污系统是一种利用负压原理实现废水和废物排放的系统。
它主要由真空泵、管道网络、集水器、控制系统等组成。
系统的工作原理如下：当需要排放废水或废物时，系统会通过控制器发出信号，使真空泵开始运行。
真空泵会产生负压，将管道系统中的空气抽走，形成真空环境。
废水或废物受到环境压力差的作用，被吸入管道网络中。
在排放过程中，管道网络中的负压会不断维持，确保废水或废物流动到集水器中。
集水器是一种装有阀门的储存容器，用于收集和控制废水或废物的流量。
当集水器中的废物达到一定量时，阀门会自动关闭，防止气体逆流或二次污染。
系统中的控制系统会对真空泵的运行和集水器的操作进行监控和控制。
它可以根据实际需要调整真空泵的工作时间和集水器的开关。
通过智能化控制，系统能够高效、安全地完成废水和废物的排放。
真空排污系统的优点是可以节省用水量，减少废水排放的对环境的影响。
其排放管道可以较小直径，且管道布局灵活，适应性强。
系统运行稳定可靠，操作简单，维护成本较低。
总的来说，真空排污系统利用负压原理实现废水和废物的排放，具有高效节水、灵活布局和运行稳定可靠的优点。
这种系统在新建楼宇和装修改造中得到了广泛应用，并逐渐取代传统的重力排污系统成为一种新兴的排水技术。
室外真空排水系统说明
室外真空排水系统说明
真空排水系统改变了室外污水管网单一的重力输送污水的传统模式，污水在真空排水系统中以一定的真空压差输送，系统管道只需保证覆土深度而不要求坡度进行敷设，具有与其他专业管线协调灵活，管径小、流速大、施工方便、投资低、不堵塞、卫生无臭气等优点。
适用地形复杂、地面起伏大、坡降小、地下水位高的地区。
真空接触启动、真空保压设备、系统安全监控以及系统的设计计算是真空排水系统的技术关键。
随着城市化进展的加快、生态居住小区人居环境的自然回归、强化修复水环境措施的出台和评估体系的完善¨J，人工河湖、溪流、喷泉等水环境已成为可持续发展生态居住小区及城市环境的重要组成部分，这些设施不可避免地要与市政设施尤其是排水管网平面或竖向交叉，因此对相应配套的排水系统提出了更高的要求。
目前，污水在排水系统中均采用单一的重力输送的传统方式，在上述条件下，排水系统的布置在技术上带来较大的难度。
真空排水系统可以无障碍地应用于任何条件，该技术的应用使排水系统进一步得以完善。
真空排水系统按其作用的范围分为室内真空系统和室外真空排水系统。
室外真空排水技术由德国诺蒂格公司于1987年首先提出应用，其保持室内排水系统传统的重力排水，室外污水则采用真空排水。
多年的运行经验业已证明真空污水排水系统的稳定性、可靠性。
所以，真空排水系统作为污水输送的一种方案，用于特殊条件、复杂地形、地铁工程、一般的工业区、商业区及住宅区的污水收集、输送，使得排水系统具有极大的灵活性。
浅析真空排污系统
浅析真空排污系统摘要：真空排水系统是一种新型的排水系统，与传统重力排水系统相比具有环保、节水、节电等优点；该文介绍了真空排水系统的原理、组成及特点，并列举了真空排水系统在国内的一些应用实例，对真空排水系统在国内的应用前景进行了预测。
关键词：真空排水系统排水管网节能abstract: the vacuum drainage system is a new type of drainage system, and the traditional gravity drainage system compared with environmental protection, water conservation and power saving advantages; this paper introduces the principle of vacuum drainage system, composition and characteristics, and lists the vacuum drainage system in domestic some application examples, the vacuum drainage system of in the domestic application prospect was predicted. keywords: vacuum drainage system drainage pipelines energy saving长期以来，排污管道系统大都采用重力排污系统。
然而，重力排污系统存在众多弊端：易受地形限制。
不能灵活与其他专业管线进行整体协调需较大的坡度和埋深，需设置大量污水检查井。
提升泵站或倒虹吸管等附属构筑物，致使施工难度、建设和维护成本大幅增加。
且2003年香港陶大花园爆发大规模“非典”，卫生防疫部门事后证实，其中一个重要原因是：卫生间地漏水封干涸致使含有病菌的气溶胶通过下水道及通气管道传播。
真空便器与真空排水在节水和污水源分离中的应用
真空便器与真空排水在节水和污水源分离中的应用张 健 高世宝 章 菁(万若(北京)环境工程技术有限公司,北京 100088) 摘要 介绍了真空排水系统的原理和组成,几种真空便器的设计与安装方式,真空管道与真空泵站的设计要点,提出真空排水在生活污水源分离与资源化中的不同应用模式,最后比较了不同排污模式的用水与排污量。
关键词 真空排水 真空便器 粪尿分离真空便器 节水 源分离1 真空排水系统基本原理与组成真空排水系统的基本原理是以负压为驱动力,对污水进行抽吸与输送。
通常的负压工作压力为-55～-65k Pa 。
真空排水系统由三个基本单元构成:污水收集单元、真空管道单元和真空站单元。
污水收集单元包括污水收集器具和真空阀,污水收集器具包括地漏、洗手盆、洗浴盆或真空便器等,通过开启真空阀,污水收集器具收集的污水被抽吸到真空管道中。
真空站单元主要由真空收集罐、真空泵、污水泵及自控等部分组成,真空泵在真空收集罐中产生并维持所设定的真空。
真空管道连通污水收集单元与真空收集罐,污水经真空管道的传输进入真空收集罐,罐内收集的污水最后经污水泵排出。
真空排水应用于污水的源分离时,高浓度废水在不与其他低污染负荷的废水混合之前,通过真空系统被收集和输运。
典型的应用是通过真空便器,将生活污水中主要的污染物和营养盐来源———粪与尿,通过真空便器单独收集,同时,利用真空的抽吸力达到便器的高效节水。
污染负荷低的杂排水,可通过重力流或单独的真空管道收集,然后就近处理,作为地表景观水或绿化用水。
2 真空便器的形式与安装 2.1 真空便器的基本形式真空便器与传统便器排污的根本区别在于,传统便器排水的驱动力主要是水的静压,而真空便器排污的驱动力是负压,后者的驱动力是前者的几十倍,这也是真空便器能够有效节水的主要原因。
真空便器分为粪尿分离式和混合式(见图1)。
粪尿分离式真空便器设有排粪口和排尿口,粪、尿通过不同的排污口排出。
混合式真空便器则仅有一个排污口,粪、尿混合由排污口排出,每种便器都可制成坐式与蹲式。
浅谈真空排水系统在室外污水处理中的应用
浅谈真空排水系统在室外污水处理中的应用【摘要】我们该如何把真空排水系统在室外污水处理中加以最科学合理的利用呢？笔者将在本文中为大家揭晓答案。
【关键词】真空排水系统;室外污水处理;应用如果某座城市立交桥下积水面积达500平方米、积水深度达8米，采用排水能力为2立方米/秒的真空排水系统，仅需要34分钟即可将这些水排净;而采用目前常用的排水系统，则至少需要85分钟，时间相差50分钟。
如果急需排水抢救生命和财产，这50分钟就显得弥足珍贵。
因此，真空排水系统的实际应用具有非常重要的现实意义。
笔者希望有关部门对此给予足够的重视，制定相应政策、法规，相关科研院校加大研究力度，最科学合理地把真空排水系统应用到室外污水处理之中。
真空排水系统按作用范围分为室内真空系统和室外真空排水系统。
室外真空排水技术由德国诺蒂格公司于1987年首先提出应用。
真空污水排水系统具有稳定性、可靠性等特点，可以作为污水输送的一种方案，用于特殊条件、复杂地形、地铁工程、一般的工业区、商业区及住宅区的污水收集、输送，使得排水系统具有极大的灵活性。
一、室外真空排水系统组成及工作原理室外真空排水系统由污水收集井、真空接触启动装置、真空排水管网、真空站、真空监控系统等组成。
系统工作通过设在各污水收集井中的真空接触启动装置自动启闭来控制，在真空负压的作用下，污水可以竖向被提升输送至污水干管或污水处理厂。
污水收集井作为真空排水系统的起点设施，通常设置于各单体建筑附近，视具体情况每栋建筑可设置1个或多个。
首先在室内依重力将污水排到室外检查井，把各单体重力污水管网中的最后一个污水检查井作为该单体的污水收集井。
真空接触启动装置作为真空排水系统的一个组成部分，位于污水收集井内，控制着系统的工作。
诺蒂格公司采用专用的真空接触阀作为启动装置，其工作步骤如下：1、真空接触阀设有气压感应管，当污水收集井中的污水水位升高时，感应管内的空气随着污水水位的升高而受到压缩，使感应管内气压上升。
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浅谈真空排水系统在室外污水处理中的应用
来源：东方教育2015年1期
【摘要】我们该如何把真空排水系统在室外污水处理中加以最科学合理的利用呢？笔者将在本文中为大家揭晓答案。
【关键词】真空排水系统;室外污水处理;应用
如果某座城市立交桥下积水面积达500平方米、积水深度达8米，采用排水能力为2立方米/秒的真空排水系统，仅需要34分钟即可将这些水排净;而采用目前常用的排水系统，则至少需要85分钟，时间相差50分钟。
如果急需排水抢救生命和财产，这50分钟就显得弥足珍贵。
因此，真空排水系统的实际应用具有非常重要的现实意义。
笔者希望有关部门对此给予足够的重视，制定相应政策、法规，相关科研院校加大研究力度，最科学合理地把真空排水系统应用到室外污水处理之中。
真空排水系统按作用范围分为室内真空系统和室外真空排水系统。
室外真空排水技术由德国诺蒂格公司于1987年首先提出应用。
真空污水排水系统具有稳定性、可靠性等特点，可以作为污水输送的一种方案，用于特殊条件、复杂地形、地铁工程、一般的工业区、商业区及住宅区的污水收集、输送，使得排水系统具有极大的灵活性。
一、室外真空排水系统组成及工作原理
室外真空排水系统由污水收集井、真空接触启动装置、真空排水管网、真空站、真空监控系统等组成。
系统工作通过设在各污水收集井中的真空接触启动装置自动启闭来控制，在真空负压的作用下，污水可以竖向被提升输送至污水干管或污水处理厂。
污水收集井作为真空排水系统的起点设施，通常设置于各单体建筑附近，视具体情况每栋建筑可设置1个或多个。
首先在室内依重力将污水排到室外检查井，把各单体重力污水管网中的最后一个污水检查井作为该单体的污水收集井。
真空接触启动装置作为真空排水系统的一个组成部分，位于污水收集井内，控制着系统的工作。
诺蒂格公司采用专用的真空接触阀作为启动装置，其工作步骤如下：
1、真空接触阀设有气压感应管，当污水收集井中的污水水位升高时，感应管内的空气随着污水水位的升高而受到压缩，使感应管内气压上升。
2、气压通过感应管传递到接触阀顶部的压力感应器，当感应管中的气压增大至某一额定值时，压力开关打开，真空排水系统便开始工作。
此时，在真空压
差的作用下，收集井中污水液面上的大气压将污水送进接触阀后的真空管道中。
3、随着集水井中污水携带的空气进入和污水中空气的逸出，井中水位回落，使得感应管中的气压下降，当感应管中的气压降低到一定值时，压力开关自动将阀体关闭，系统的一个工作周期结束，将进入下一个循环周期。
真空接触启闭装置也可采用其他的控制形式，如采用PLC电磁真空阀。
真空排水管道包括真空排水干管和支污水管，两者之间的连接采用2只45度弯头，形成顺流的条件，减小支流对干流的干扰。
由于真空压差的作用，污水在排水管道中运动呈压力流状态，由支管向干管流动。
在真空接触阀刚打开的瞬间，污水在排水支管中的流速平均为4 m/s，最高可达5—6 m/s，由于收集井中空气和污水中逸出的空气进入，管道内真空度逐渐降低，管内与外界压差逐渐减小，该流速也将逐渐减小。
当管内外压力趋于平衡时，真空接触阀关闭，管内污水将处于重力流状态，污水将汇集到管网末段的最低点。
因此，真空排水管道应按段铺设成波浪形或锯齿状，以便汇集部分污水，用作产生真空时所需的水封。
因此，污水在真空管道中输送，是分段接力输送，间歇运行，而不是一次就到达排放点。
真空站是整个真空排水系统的心脏，通过真空泵抽吸作用使真空罐保持真空状态。
真空罐使真空排水管道与集水井之间形成真空压差，真空压差使污水在管路中得以输送。
真空接触阀的监控系统功能是准确及时地发现管网中真空失效点，以维持系统的正常运行。
在管网运行过程中，真空失效点的出现通常是由于接触阀不能正常关闭而造成。
监控系统则通过对真空接触阀启闭状态的监控，对不能正常关闭的接触阀进行定点扫描，以便找出真空失效点。
其工作原理是在真空接触阀的阀体上安装感应器，感应器的另一端通过信号电缆与监控系统连接，并将接触阀的启闭状态信号反馈到监控系统的显示器（通常位于真空站内）上。
当接触阀长时间处于开启状态时，显示器上的指示灯会亮，并同时显示其代码。
通过这种方式迅速发现不能正常关闭的真空阀，缩短维修人员巡检管网的时间，并保证真空排水系统能尽快重新投入正常工作。
二、在室外污水处理中应用真空排水系统的优点
1、管道铺设不需坡度，适用范围广。
因为真空排水呈压力流，管道铺设不需要坡度，使污水竖向输送成为可能。
竖向处理容易，比传统重力排水系统施工安装更方便、更快捷。
2、污水在管中满流压力输送，流速高，管径小。
如果按重力排水设计充满度为0.5计算，在同等条件下，真空排水管管径仅为重力排水管径的三分之一，
小管径的真空排水管道可以置于浅而窄的沟槽中，挖槽、回填及地面恢复所需工程费用显著降低，施工工期短，对交通影响也可以降到最低。
3、系统密封性高。
较高的密封性是真空排水系统负压工作的前提，系统无渗漏和漫溢，是水资源保护地区的最佳选择;较高的输送流速和持续通风，可以防止污水中的污染物在管道中沉淀淤积，防止异味或臭气产生，系统基本上不需清掏维护;系统不需设检查井和提升泵站，无异味外逸和污水的漫溢，有利于改善环境质量。
4、运行费用低。
真空压力排水，管道铺设无坡度要求，也只需满足0.7 m 覆土层要求即可，这意味着管道安装时土方开挖及回填量将大为减少，从而降低了排水管网的施工费用。
需要强调的是真空排水系统需设真空泵、真空罐、真空接触启动装置以及真空接触阀的监控系统与信号电缆，增加系统的投资和运行管理费，但从整体成本考虑，真空排水系统增加的设备费及安装费将远低于重力排水系统节省的费用，从而使整个系统的综合费用变小。
三、在室外污水处理中应用真空排水系统不容忽视的重要因素
第一，要选用合适的真空接触启动装置、真空设备及管材。
真空接触启动装置是系统的起端设备，决定了系统正常工作与否，一旦真空控制阀处于长时间的启动状态，导致管道出现失真空点，将影响系统的正常工作。
第二，要选用高密度聚乙烯（HDPE）塑料管，热熔或电熔连接。
真空排水系统属于压力输水，管道应具有一定的承压能力。
污水在管道中的流动主要是通过气压差的作用，一旦管道内外压力趋于平衡，管道内的污水将停止流动，因此管道应铺设成波状，以使滞留污水停留在管道波段的最低处，形成水封，一旦真空泵启动，在各段的气压差作用下，污水以波浪状的接力形式分段输送。
第三，真空系统的计算是以流体力学中的管流计算为基础，要利用有压管流计算的原理和方法来进行设计计算。
在计算的理论上，要重点研究污水在管道中运行的规律，找出系统的设计流量、真空度、管径、管段长度之间的关系，从而确定系统真空设备的规格型号。
第四，确保真空监控系统安全、稳定、可靠。
通过监控系统，能够便捷、迅速地发现系统的失真空点，确保真空排水系统能尽快地修复，在最短的时间内重新投入正常工作。
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