船用真空排污系統(tǒng)技術(shù)方案[1]

1、船用真空排水系統(tǒng)技術(shù)方案29山東華騰環(huán)?？萍加邢薰镜刂罚簼?jì)南市高新區(qū)舜華路750 號(hào)電話：系人：于永江Email:yuyongjiang船用衛(wèi)生間真空排水系統(tǒng)技術(shù)方案船用衛(wèi)生間真空排水系統(tǒng)特點(diǎn)便器沖洗水量小。每次沖洗水量小于1L。在集糞箱同樣大容積的情況下，可滿足更長(zhǎng)的使用時(shí)間，從而能有效的減少專用收集糞便船舶的使用次數(shù)。管路鋪設(shè)靈活。因采用系統(tǒng)內(nèi)部真空能量作為污水傳輸?shù)膭?dòng)力，因此管路布置可橫向布置甚至提升布置；較高的污水流動(dòng)速度使真空排水管路比傳統(tǒng)的重力排水管的管徑要小，節(jié)約了安裝空間，同時(shí)在安裝過(guò)程中減少了吊裝工具的使用，大大的提高了工效，節(jié)約了安裝成本。衛(wèi)

2、生，安全。真空排水系統(tǒng)是一個(gè)完全密封的排水系統(tǒng)，無(wú)任何污水滲漏、也無(wú)任何臭氣外溢，具有很好的衛(wèi)生和安全特性。船用真空系統(tǒng)運(yùn)行條件環(huán)境溫度：350 c正常電源供應(yīng)：AC380V 和 AC220V沖洗水：壓力 刃.25MPa （若船上不能提供該壓力的壓力水，系統(tǒng)可自配水增壓裝置）壓縮空氣：冷.5 MPa 管徑：3/8"（僅系統(tǒng)自配水增壓裝置時(shí)需要）真空排水系統(tǒng)技術(shù)方案1 系統(tǒng)工作原理：該真空排水系統(tǒng)是由凸輪泵機(jī)組、真空排污管路、真空便器 （包括真空座便器和真空蹲便器）、 中間收集裝置、真空地漏等設(shè)施組成的一個(gè)完全密閉的排水系統(tǒng)。系統(tǒng)是利用系統(tǒng)內(nèi)外的氣壓差來(lái)實(shí)現(xiàn)污水（灰水） 的排空和傳輸?shù)?/p>

3、。系統(tǒng)利用凸輪泵機(jī)組的旋轉(zhuǎn)凸輪泵在排污管路中形成一定的真空， 在系統(tǒng)內(nèi)部真空和外界大氣壓的作用下，真空便器、真空地漏及中間收集裝置內(nèi)的污水和灰水克服管道阻力流入污水收集箱（或稱為集糞箱 ）內(nèi)，完成污水（灰水）的真空收集。方案說(shuō)明根據(jù)該旅游船項(xiàng)目的衛(wèi)生間的平面布置，所設(shè)計(jì)其真空排水系統(tǒng)布置見下圖：如圖所示，四個(gè)衛(wèi)生間連接在一套真空排水系統(tǒng)上，各衛(wèi)生間的便器通過(guò)安裝在地板下面的DN65 排污支管連接在一起后與排污主管（立管）相連。 排污主管的末端與凸輪泵機(jī)組相接。凸輪泵機(jī)組用來(lái)在排污支管和排污主管內(nèi)產(chǎn)生系統(tǒng)所需的真空，并將進(jìn)入的污水排放到集糞箱中去。便器內(nèi)的污水進(jìn)入排污支管，通過(guò)排污主管和凸輪泵機(jī)

4、組排放到船底艙設(shè)置的集糞箱中。洗手盆內(nèi)的灰水先靠重力流到中間收集裝置中，當(dāng)中間收集裝置內(nèi)的灰水滿后，自動(dòng)排放到排污管路中，并最終進(jìn)入船底艙設(shè)置的集糞箱中。各衛(wèi)生間的地漏內(nèi)的灰水也經(jīng)過(guò)排污管路，并最終進(jìn)入船底艙設(shè)置的集糞箱中。J旅游船衛(wèi)生間污物/灰水收集系統(tǒng)方案圖i-m 2-*H 3-#NtUl 4-mi 5-m G-flR 7-M 8T” 9TH11TW11整個(gè)真空排水系統(tǒng)主要由真空便器， 中間收集裝置，凸輪泵機(jī)組，真 空地漏和真空排污管路等組成。2.1 凸輪泵機(jī)組凸輪泵機(jī)組包括：旋轉(zhuǎn)凸輪泵，壓力開關(guān)，閥門和管件，電控系統(tǒng)等 組成，用來(lái)形成系統(tǒng)所需的真空并將污水通過(guò)該凸輪泵機(jī)組排放到集糞箱 中

5、，同時(shí)還可實(shí)現(xiàn)將集糞箱內(nèi)污水排放到船體外的功能（即卸污功能）凸輪泵機(jī)組的主要部件是旋轉(zhuǎn)凸輪泵， 該凸輪泵直接與真空排污主管路相連，在入口處設(shè)置有真空壓力開關(guān)來(lái)控制凸輪泵啟停工作，使真空排污管路中始終保持設(shè)定的真空度。凸輪泵配置兩套，一用一備。該凸輪泵有很強(qiáng)自吸能力，吸程可達(dá)8米。除可以輸送各種粘稠或含有顆粒的介質(zhì)外，還可抽除氣體，兼有排污泵和真空泵的雙重功用。該泵允許通過(guò)的顆粒直徑為4 0 mm。泵結(jié)構(gòu)緊湊，對(duì)介質(zhì)剪切小，運(yùn)行震動(dòng)小。 真空排水系統(tǒng)運(yùn)用該種泵的優(yōu)勢(shì)在于集糞箱不需承受真空壓力，降低了設(shè)計(jì)制造成本。電控系統(tǒng)用來(lái)控制凸輪泵機(jī)組的工作，必要時(shí)可實(shí)現(xiàn)與各便器之間的通訊，實(shí)現(xiàn)全部便器監(jiān)控功

6、能?？刂撇捎肞LC 集中控制方式。對(duì)外預(yù)留有通訊接口，以便對(duì)系統(tǒng)遠(yuǎn)程監(jiān)控。凸輪泵機(jī)組外形尺寸小，方便運(yùn)輸和安裝。 凸輪泵機(jī)組的工作過(guò)程：在真空排污管路上設(shè)置有真空壓力開關(guān)，真空壓力開關(guān)用于檢測(cè)系統(tǒng)的真空度。凸輪泵設(shè)置在-40KPa 時(shí)啟動(dòng)， -65KPa 時(shí)自動(dòng)停止運(yùn)行。系統(tǒng)正常情況下采用啟動(dòng)單泵，雙泵交替工作的模式。系統(tǒng)還設(shè)置有手動(dòng)模式，可使凸輪泵手動(dòng)啟動(dòng)。主要技術(shù)參數(shù)設(shè)置：_最小真空壓力：設(shè)置為-40KPa最大真空壓力：設(shè)置為-65KPa揚(yáng)程：1 2米_電源功率：AC380V 單泵： 7.5KW 雙泵 15KWAC220V 300W_外形尺寸：1500 X1100 X1700mm_重量：5

7、00Kg 信號(hào)顯示：_具有電源,運(yùn)轉(zhuǎn)等指示。_能顯示系統(tǒng)真空度和排水壓力。_緊急停止：在控制面板上設(shè)有急停按鈕。_電動(dòng)機(jī)不運(yùn)轉(zhuǎn)報(bào)警：顯示電動(dòng)機(jī)自我保護(hù)已經(jīng)停止，需要重新啟動(dòng)。_真空故障報(bào)警：在要求時(shí)間內(nèi)真空度沒(méi)有達(dá)到預(yù)定值，系統(tǒng)報(bào)警。_設(shè)置有手動(dòng)操作按鈕。備注：由于采用凸輪泵機(jī)組，在集污箱滿時(shí)，可不用外界吸污設(shè)備排空集污箱，可直接采用凸輪泵機(jī)組反轉(zhuǎn)將集污箱內(nèi)污水排放到指定場(chǎng)所。uoo2.2 真空便器真空便器可分為真空座便器和真空蹲便器兩種。其工作原理相同，都包含便盆、排泄閥、水閥、沖洗開關(guān)和控制裝置等主要部件。沖洗開關(guān)可根據(jù)用戶的使用要求，提供手動(dòng)按鈕或自動(dòng)感應(yīng)式?jīng)_洗開 關(guān)兩種方式。感應(yīng)開關(guān)或

8、沖洗按鈕便器動(dòng)作原理圖真空信號(hào)輸入電源輸入同已輪氯機(jī)蛆之同通訊（可選）.真空拒污管珞工作過(guò)程說(shuō)明：沖洗按鈕或自動(dòng)感應(yīng)開關(guān)有信號(hào)后，控制模塊被觸動(dòng)。 若系統(tǒng)真空度能達(dá)到要求，便器按照設(shè)定好的程序自動(dòng)沖洗：便器出口的 排泄閥開啟，水閥打開，便盆內(nèi)污物在管道內(nèi)真空和外界大氣壓的共同作 用下進(jìn)入真空排污管路。水閥在排泄閥關(guān)閉后自動(dòng)延時(shí)，以保證每次沖洗 結(jié)束后能在便盆內(nèi)存儲(chǔ)一定的清水，整個(gè)沖洗約需用水1L。若系統(tǒng)真空度未達(dá)到要求，則控制模塊僅使水閥打開，開始沖洗便器, 當(dāng)真空度達(dá)到要求時(shí)，便器排空，將污水排入真空排污管路。2.2.1 真空座便器II 型陶瓷座便器便器材質(zhì)：I 型：便斗：不銹鋼材質(zhì);外殼：

9、玻璃鋼材質(zhì)II 型：陶瓷運(yùn)行參數(shù)：(1)沖洗水壓：推薦水壓為 0.250.35MPa(2)運(yùn)行真空度：0.030.05MPa(3)沖洗水量：1i0.15L/次(在水壓：0.3MPa ,真空度：0.05MPa下測(cè)定)(4)重量：約1 9K g和40Kg2.2.2 真空蹲便器便器材質(zhì)：不銹鋼材質(zhì)(I型)或陶瓷材質(zhì)(II型)技術(shù)參數(shù):(1)沖洗水壓：推薦水壓為 0.250.35MPa(2)運(yùn)行真空度：0.030.05MPa(3)沖洗水量：1i0.15L/次(在水壓：0.3MPa ,真空度：0.05MPa下測(cè)定)(4)重量：約12K g備注：該安裝圖僅是一種安裝方式，具體安裝，應(yīng)根據(jù)船舶的具體結(jié)構(gòu)來(lái)確

10、定。對(duì)于該項(xiàng)目，由于衛(wèi)生間內(nèi)每廁位空間很小，在便器后面夾層 可以取消，將沖水組件安裝在便器下面2.3 、中間收集裝置中間收集裝置主要由收集箱、液位開關(guān)、排泄閥和控制單元組成。收 集箱為不銹鋼材質(zhì)，安裝在衛(wèi)生間夾層內(nèi)或洗面臺(tái)下面，用來(lái)收集洗手盆、 等重力出水點(diǎn)所排出的污水。當(dāng)箱體內(nèi)液位達(dá)到設(shè)定高度時(shí)，控制單元使 收集箱同真空排污管路連接的排泄閥打開，收集箱內(nèi)的污水在壓力差的作 用下通過(guò)排泄閥進(jìn)入真空排污管路。-收集箱為不銹鋼材質(zhì)，容積為10L-控制電源采用DC24V直流電中間收集裝置安裝在地面上，通常設(shè)置在夾層或洗手盆下2.4 真空地漏真空地漏主要由地漏殼體(不銹鋼材質(zhì))、橡膠真空隔膜等原件組成

11、。技術(shù)參數(shù):(1)凈重：10.69kg(2)容積：1.5L(3)每次工作的進(jìn)氣量：45±10L工作原理:真空地漏的污水排放口與真空排污管路相連， 隔膜在真空的作用下與13 進(jìn)水口緊密貼在一起，將地漏與真空排污管路隔開，當(dāng)真空地漏內(nèi)污 水儲(chǔ)存到一定液位時(shí)，隔膜在污水重力的作用下與0 13孔分開，地漏內(nèi)污水被吸入真空排污支管，當(dāng)?shù)芈﹥?nèi)污水下降到不足以克服管路中真空吸力的時(shí)候，隔膜自動(dòng)閉合，一次排水過(guò)程結(jié)束。2.5 真空排污管路真空排污管路分為真空排污主管和真空排污支管，管路采用HDPE或不銹鋼材質(zhì)。管路布置在上層地板和下層頂板之間的夾層內(nèi)。每個(gè)衛(wèi)生間的排污支管同排污主管連接處都應(yīng)加上隔離

12、閥，以便每個(gè)衛(wèi)生間出現(xiàn)故障使能獨(dú)自關(guān)斷，不影響其他衛(wèi)生間的工作。真空管路一般按5/100010/1000的落差布置，每隔25米左右（在總管路長(zhǎng)度小于50 米的情況下，可以按每12 米設(shè)置） ，利用兩個(gè)45°彎頭提升管路至起始的水平高度，因此管路呈現(xiàn)“鋸齒”形。這些提升段是保證管路系統(tǒng)暢通的關(guān)鍵部分。提升段可根據(jù)船體內(nèi)部結(jié)構(gòu)具體布置，以保證真空管路通過(guò)障礙物。必須使用支架和管夾，以保證管路安全，其間隔為每1.5m 管路或根據(jù)管路制造商的建議而定。所有中間部分的支撐必須根據(jù)管路制造商的建議使用， 所有支架必須有橡膠墊。每一處管路換向的位置，均應(yīng)有疏通孔，以便于清理管路的每一個(gè)部位。關(guān)于管

13、路的具體布置可參見附件2：備注： 至于管路的長(zhǎng)度，其原則管路越短，拐彎越少越有利于系統(tǒng)的工作。因系統(tǒng)設(shè)置真空度為-40KPa -65KPa ，只要保證管路的的末端的真空度不低于 -30KPa 系統(tǒng)即可正常工作，因此系統(tǒng)管路的壓力損失應(yīng)小于1m。若由于結(jié)構(gòu)限制，管路的壓力損失超過(guò) 1m,則應(yīng)該提高系統(tǒng)的真空度。后面附件2 中允許的壓力損失不超過(guò)3m， 是因?yàn)橄到y(tǒng)的設(shè)置的真空度高。2.6 臭氣處理集糞箱上設(shè)有通氣口,通過(guò)該通氣口排出的氣體有異味,可以采用安裝臭氣過(guò)濾器或其他等方式處理,處理后再排放到大氣中去。3 系統(tǒng)可滿足的運(yùn)行時(shí)間:若集糞箱采用有效容積10m3,取便器每次沖洗水量1.5L,每次洗

14、手用水量為0.6L,每次糞便污水的排泄量為 0.3L,則該系統(tǒng)可滿足的使用次數(shù)約為 :N=10000/(1.5+0.3+0.6)=4166 次取每人 4 小時(shí)上一次廁所則在滿員的條件下,可滿足的運(yùn)行時(shí)間約為H=4x4166/464=36 小時(shí)備注:未考慮船員人數(shù)和浴室水的收集。附件1真空排水系統(tǒng)與重力排水系統(tǒng)的比較對(duì)比項(xiàng)目重力排水系統(tǒng)真空排污系統(tǒng)對(duì)真空排水系統(tǒng) 的評(píng)價(jià)節(jié)水情況便器每次用水6-8L耗水僅為1L從實(shí)質(zhì)上解決了廁所 的節(jié)水問(wèn)題臭氣外溢問(wèn)題管網(wǎng)系統(tǒng)是半敞開式，密 封性差，臭氣外溢無(wú)法避 免，容易滋生蚊蠅管網(wǎng)為負(fù)壓完全密閉，無(wú)臭氣外 溢解決了公共衛(wèi)生間的 清潔衛(wèi)生問(wèn)題，不會(huì) 對(duì)周圍環(huán)境造

15、成污染噪聲問(wèn)題沖廁噪聲等效聲級(jí)通常 為75分貝左右，延續(xù)時(shí)間約20S噪聲聲效等級(jí)通常低于 75分貝，延續(xù)時(shí)間約4s噪聲聲效等級(jí)低施工難易 程度管徑較大，故開挖量大。管道鋪設(shè)需較大傾斜度，長(zhǎng)距離輸送要求有提升站，遇到障礙物不好解決管徑較小，靠真空輸送，同管徑 管道傾斜度僅為重力管道的1/5-1/8,不需要提升站，遇到障 礙物可輕松繞過(guò)施工方便，節(jié)省了施 工費(fèi)用，縮短了施工 周期管網(wǎng)范圍適宜大規(guī)模管網(wǎng)，用于人 口集中的大中城市以凸輪泵機(jī)組為中心，收集半徑 可達(dá)到3-4公里，規(guī)?？纱罂尚∵m用于各種規(guī)模建筑 排水堵塞問(wèn)題要求對(duì)糞便有一定的稀 釋，靠重力流輸送，流速 低，易堵塞以凸輪泵機(jī)組為輸送動(dòng)力源，

16、可 輸送濃度較圖糞便，輸送速度 高，不易堵塞減小了堵塞幾率泄露問(wèn)題管網(wǎng)密封性不好，跑冒滴 漏問(wèn)題嚴(yán)重真空管網(wǎng)中存在負(fù)壓，故絕無(wú)跑 冒滴漏現(xiàn)象避免了跑冒滴漏現(xiàn) 象，不會(huì)對(duì)周圍劃、境 造成影響透氣管問(wèn)題必須安裝透氣管，在一些 地下建筑，透氣管難以布 置，直接伸出室外，也會(huì) 造成環(huán)境污染透氣管容易布置，氣體由真空泉 引入空氣濾池進(jìn)行處理對(duì)外排放。布置容易、環(huán)保性較 好動(dòng)力源在用戶終端小需電力，在 管網(wǎng)提升站、中水處理 站、污水處理廠需消耗大 量電能在用戶終端不需電力，在凸輪泵 機(jī)組、中水處理站、污水處理廠 需要電能。真空排水系統(tǒng)能耗略 高系統(tǒng)監(jiān)控 問(wèn)題對(duì)管網(wǎng)故障很難監(jiān)控，往 往當(dāng)發(fā)現(xiàn)故障時(shí)，以對(duì)周

17、圍環(huán)境造成了影響對(duì)真空管網(wǎng)關(guān)鍵點(diǎn)的真空度監(jiān) 測(cè)容易實(shí)現(xiàn)真空排水系統(tǒng)易于監(jiān) 控系統(tǒng)穩(wěn)定性問(wèn)題系統(tǒng)穩(wěn)定需保證真空管網(wǎng)內(nèi)部真空度在 規(guī)定范圍內(nèi)，以確保系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行需要真空動(dòng)力源系統(tǒng)維護(hù)管理問(wèn)題系統(tǒng)易堵塞，故障率高 集水井易滿溢，需經(jīng)常 定期清洗凸輪泵機(jī)組需要有專人管理， 系 統(tǒng)設(shè)計(jì)人性化，便于發(fā)現(xiàn)故障和 維護(hù)所需管理人員較少， 維護(hù)容易技術(shù)成熟性一種成熟技術(shù)，已在國(guó)內(nèi) 得到廣泛使用1982年起已在歐洲、北美得到 廣泛使用，從2001年進(jìn)入中國(guó)、 已在多項(xiàng)工程上得到成功運(yùn)用技術(shù)成熟，需進(jìn)一步 加大推廣力度附件2真空排污管路設(shè)計(jì)的基本原則作為真空排水系統(tǒng)的重要組成部分，真空排污管路設(shè)置是否合理對(duì)系 統(tǒng)的

18、運(yùn)行起著至關(guān)重要的作用，下面將對(duì)管道設(shè)置進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹。管路主要采用PE管電熔連接，局部管路會(huì)采用 PVC或鋼管連接。1、管路連接和安裝問(wèn)題管路連接必需牢固，接合面必需保證光滑，不得出現(xiàn)連接后減小過(guò)流 截面積的情況。其具體連接可參照以下各圖:(1) HDPE管的連接電熔連接HDPE管可采用熱熔或電熔連接，熱熔連接對(duì)工人的操作水平要求較高，接頭質(zhì)量易受環(huán)境因素的影響，因此通常用在密封要求不高的場(chǎng)合。電熔連接操作簡(jiǎn)單，容易保證接頭質(zhì)量，故在真空排水系統(tǒng)中運(yùn)用最為廣 泛。(2) PVC管的連接注意：必需采用法蘭連接(4)鋼管連接鋼管可采用焊接或法蘭連接形式。、真空主管路的安裝真空主管路采用PE管電熔

19、連接，安裝過(guò)程中應(yīng)注意以下幾點(diǎn):電熔承插連接/中也電熔承插鏈接圖電熔承插連接管材的連接端應(yīng)切割垂直，以保證有足夠的熔融區(qū)。管材切割應(yīng)采用旋轉(zhuǎn)切刀，DN75-DN160采用PCS140型旋轉(zhuǎn)切刀,DN32-DN75的管件采用PCS075型切刀，不可采用手鋸等工具操作。如上圖所示，在熔接前，用清潔棉布擦凈管材和管件鏈接面上的污物，并標(biāo)出插入深度Li,刮除表面氧化層。將管材插入管件中，矯直兩對(duì)應(yīng)的待連接件，使管材管件在同一軸線上。防止偏心造成接頭熔接不牢固。刮除表面氧化層，可采用旋轉(zhuǎn)刮刀或平板刮刀。電熔鞍形連接電熔鞍形連接時(shí)，應(yīng)于管連接部位用托架支撐并固定，保證鏈接面能完全吻合。電熔鞍形連接前，應(yīng)用

20、潔凈棉布擦凈連接面上的污物，并用刮刀刮除管連接面上的氧化層，并將連結(jié)面打毛。電熔連接焊機(jī)與電熔管件應(yīng)正確接通。先將電熔管件套在管材、管件上，檢查合格后，方可通電。通電加熱的電壓和加熱時(shí)間應(yīng)符合電熔連接焊機(jī)和電熔管件生產(chǎn)廠的規(guī)定，以保證在最佳供給電壓、最佳加熱時(shí)間下，獲得最佳的熔接接頭。冷卻期間，不得移動(dòng)連接件或在連接處施加外力，因?yàn)橹挥性谌坷鋮s到環(huán)境溫度后，才能達(dá)到其最大耐壓強(qiáng)度。冷卻期間其他外力會(huì)使管材、管件不能保持在同一軸線上，也不能形成均勻的凸緣，從而影響接頭質(zhì)量。2、管路附件（ 1 ）彎頭和三通采用彎曲半徑足夠大的彎頭和 45度三通是至關(guān)重要的。以上附件是允許使用的(2)管道吊架在真空排污管路中，由于污水流動(dòng)的高速性，在彎頭及真空支管與主 管的交匯處會(huì)因?yàn)槲鬯魉偌傲鲃?dòng)方向的急劇變化而會(huì)產(chǎn)生較大的沖擊 力。因此管路必需加以固定。對(duì)于塑料管道必需在管道與管卡之間加上彈 性襯墊或采用塑料管卡，以防止因管道振動(dòng)或管道隨溫度的伸縮而損壞管 道。管道支吊架的設(shè)置密度需根據(jù)管徑查閱相關(guān)規(guī)定確定，也可根據(jù)管材生產(chǎn)廠家的推薦值來(lái)確定。3、管路設(shè)計(jì)和安裝(1)便器及污水收集裝置出口管路的設(shè)置盡管室內(nèi)真空排污系統(tǒng)不依賴重力來(lái)傳輸污水，使得管路的鋪設(shè)更加