列車(chē)密閉式廁所真空卸污系統(tǒng)的研究

列車(chē)密閉式廁所真空卸污系統(tǒng)的研究

1乘客的密集地板清潔系統(tǒng)總結(jié)1.1真空式接收系統(tǒng)國(guó)外的大型接待室地板防滲系統(tǒng)有固定和移動(dòng)兩種類(lèi)型。固定接待是指在地面上設(shè)置定期吸收廢物的接收和輸送設(shè)施，并通過(guò)管道接收和輸送貨物到污水處理廠。移動(dòng)是指用真空擠出機(jī)慢慢吸入列車(chē)上的貨物，并將其發(fā)送給污水處理廠。因真空卸污車(chē)卸污能力有限,故主要作為各種固定卸污裝置的一種補(bǔ)充和備用。固定式接收按工作原理分為真空式和重力式。真空式接收系統(tǒng)中又可分為3種卸污接收設(shè)施:第一種由地面固定管道和真空泵機(jī)組組成,需配備大型污物真空收集罐;第二種由地面固定管道和噴射器收集機(jī)組組成;第三種由地面固定管道和旋轉(zhuǎn)凸輪泵機(jī)組組成,不需配備污物收集罐。真空式接收是應(yīng)用真空抽吸的原理將列車(chē)污物箱中的污物抽至真空站,一般在卸污線附近設(shè)置真空站,沿著卸污線在對(duì)應(yīng)于列車(chē)污物箱的位置設(shè)置污物抽吸單元,這些抽吸單元通過(guò)卸污干管與真空站相連。真空站可產(chǎn)生真空且具有排污及控制功能,包括真空機(jī)組、收集罐、排污設(shè)備、控制設(shè)備、輔助設(shè)備等。真空機(jī)組設(shè)備有真空泵機(jī)組、噴射器機(jī)組、旋轉(zhuǎn)凸輪泵機(jī)組等不同型式。這種卸污方式的抽吸效率和自動(dòng)化程度都比較高,德國(guó)、韓國(guó)、法國(guó)、瑞典鐵路列車(chē)地面卸污均采用這種方式。重力式接收系統(tǒng)是利用污物箱中污水的重力讓其自然流入卸污主管道,它由卸污接收管、中水沖洗管和快速接口等組成,使用立管式卸污設(shè)備。卸污時(shí),一邊卸污一邊用水沖洗,卸污后用中水沖洗污物箱。該卸污方式效率較低,僅在日本有應(yīng)用。1.2真空卸污系統(tǒng)國(guó)內(nèi)旅客列車(chē)地面卸污系統(tǒng)剛剛起步。由于真空卸污系統(tǒng)的整備時(shí)間短、自動(dòng)化程度和作業(yè)效率高,已得到了業(yè)界的認(rèn)可。鐵路旅客列車(chē)密閉式廁所真空卸污系統(tǒng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《鐵路站段真空卸污系統(tǒng)技術(shù)條件》(TB/T3163—2007)已頒布,相關(guān)的設(shè)計(jì)規(guī)范也正在編寫(xiě)之中。2005年改建的濟(jì)南客運(yùn)段整備場(chǎng)列車(chē)密閉式廁所卸污地面接收工程采用了由地面固定管道和真空泵機(jī)組組成的真空式卸污系統(tǒng)。上海鐵路南站工程上海動(dòng)車(chē)運(yùn)用所、杭州動(dòng)車(chē)運(yùn)用所、新改建的上海站、鄭州站、南昌站、青島站、濟(jì)南站則采用由地面固定管道和旋轉(zhuǎn)凸輪泵機(jī)組組成的真空卸污系統(tǒng)。圖1為上海站設(shè)置的列車(chē)卸污抽吸單元。2天津西動(dòng)車(chē)組卸污站北京南站至上海虹橋站,正線全長(zhǎng)為1318km,設(shè)計(jì)時(shí)速為350km,全線在濟(jì)南西、南京南和虹橋動(dòng)車(chē)運(yùn)用所設(shè)高速旅客列車(chē)卸污站,在整備庫(kù)內(nèi)設(shè)置動(dòng)車(chē)組密閉式廁所固定式卸污設(shè)施。天津西動(dòng)車(chē)存車(chē)場(chǎng)設(shè)有2條污物接收線。南翔動(dòng)車(chē)段主要完成動(dòng)車(chē)組三至五級(jí)檢修和上海、上海西站始發(fā)動(dòng)車(chē)組的運(yùn)用和檢查作業(yè),無(wú)整備作業(yè),僅在高速存車(chē)線中設(shè)2線作為大修車(chē)的污物接收線。2.1地面接收設(shè)施配置旅客列車(chē)卸污的段、所地面接收設(shè)施有固定式和移動(dòng)式兩種,固定式有重力式和真空式兩種卸污方式。前者的優(yōu)點(diǎn)在于:①節(jié)約能源,據(jù)初步測(cè)算,每卸一列車(chē)比真空式節(jié)電約5kW·h;②管道安裝工藝簡(jiǎn)單;③運(yùn)行維修工作量小;④自動(dòng)化程度要求低,操作要求簡(jiǎn)單;后者的優(yōu)點(diǎn)在于:①整備時(shí)間短;②管道埋深淺,節(jié)省工程造價(jià);③自動(dòng)化程度高。地面接收設(shè)施系統(tǒng)的選擇要根據(jù)動(dòng)車(chē)段、所卸污作業(yè)來(lái)確定,一般卸污量小于或等于8列時(shí),宜采用移動(dòng)式吸污車(chē)或地面固定管道重力式系統(tǒng);卸污量大于8列時(shí)宜采用地面固定管道真空式系統(tǒng),卸污與檢修、整備作業(yè)同步,效率高。由于京滬高速鐵路旅客列車(chē)在動(dòng)車(chē)段、所整備和卸污的運(yùn)用車(chē)近期均在19列以上,故在濟(jì)南西、南京南和虹橋動(dòng)車(chē)運(yùn)用所整備庫(kù)內(nèi)設(shè)置固定式真空卸污系統(tǒng)。在存車(chē)場(chǎng)需要卸污的列車(chē)較少,所以在天津西動(dòng)車(chē)存車(chē)場(chǎng)和南翔動(dòng)車(chē)段高速存車(chē)線中的污物接收線上,配置了2~3輛真空卸污車(chē)。2.2固定真空擠出系統(tǒng)真空卸污系統(tǒng)及操作設(shè)備南京南動(dòng)車(chē)運(yùn)用所負(fù)責(zé)完成京滬高速鐵路及滬漢蓉通道、寧安城際、寧杭城際始發(fā)動(dòng)車(chē)組的運(yùn)用和檢查作業(yè)。動(dòng)車(chē)組檢查庫(kù)按8線庫(kù)設(shè)計(jì),其中京滬高速鐵路工程設(shè)2線(另預(yù)留2線)。考慮到滬漢蓉通道、寧安城際、寧杭城際通車(chē)后的卸污作業(yè)要求,真空站需設(shè)置2套真空機(jī)組,京滬高速鐵路工程設(shè)置1套,其他工程預(yù)留1套。真空站可設(shè)在檢修庫(kù)邊跨,也可單獨(dú)建設(shè),設(shè)施應(yīng)靠近卸污線布置?？紤]到污物流動(dòng)時(shí)與管壁的摩擦及沖擊,將卸污干管按鋸齒形鋪設(shè),并以不小于1%的坡度坡向真空站。真空站可采用由地面固定管道和旋轉(zhuǎn)凸輪泵組成的真空卸污系統(tǒng)。近期真空站內(nèi)設(shè)1套真空機(jī)組,每套機(jī)組由2臺(tái)旋轉(zhuǎn)凸輪泵(每臺(tái)功率約為22kW)、電控柜、支架及閥部件組成。卸污系統(tǒng)真空度保持在-30~-70kPa。在檢查庫(kù)內(nèi)每2條整備線間綜合管溝內(nèi)設(shè)置1條DN160卸污干管,考慮到京滬高速鐵路CRH1、CRH2、CRH3、CRH5等4種動(dòng)車(chē)組車(chē)型的卸污口位置不同,間隔18.5~19m設(shè)置1個(gè)抽吸單元,約設(shè)23個(gè)。卸污干管管徑為DN160,在進(jìn)入真空機(jī)組前設(shè)置閥門(mén)。真空抽吸單元采用盤(pán)繞式,作業(yè)半徑一般為10m,卸污軟管采用帶鋼襯耐真空軟管。每條卸污管線按2~4個(gè)抽吸單元同時(shí)卸污考慮,允許兩條卸污線同時(shí)作業(yè)。卸污時(shí)間約20min。為保證客車(chē)上水衛(wèi)生安全,抽吸單元應(yīng)與客車(chē)上水栓分開(kāi)設(shè)置,保持2m間距,并有顯著標(biāo)識(shí)。真空站也可采用由地面固定管道和真空泵機(jī)組組成的真空卸污系統(tǒng)。按近期規(guī)模初步計(jì)算,真空站內(nèi)設(shè)2套真空泵(每臺(tái)功率約為18.5kW)、2個(gè)12m3真空罐、2臺(tái)臥式離心泵(每臺(tái)功率約為4.0kW),并應(yīng)預(yù)留1套真空泵機(jī)組以及真空罐、臥式離心泵的位置,真空泵、真空罐采用兩套交替運(yùn)行方式,以保證卸污過(guò)程的不間斷連續(xù)進(jìn)行。采用旋轉(zhuǎn)凸輪泵機(jī)組的真空站一般采用地上式布置,而采用真空泵機(jī)組的則一般采用地下式布置,兩種真空卸污方式都能滿(mǎn)足列車(chē)卸污的要求。卸污管道的管材選用高密度聚乙烯塑料管(HDPE),按工作壓力為1.0MPa考慮。檢查庫(kù)真空卸污虹橋動(dòng)車(chē)運(yùn)用所負(fù)責(zé)完成京滬高速鐵路及滬寧城際、滬杭城際、滬通鐵路始發(fā)動(dòng)車(chē)組的運(yùn)用和檢查作業(yè)。動(dòng)車(chē)組檢查庫(kù)設(shè)有6線整備線。庫(kù)內(nèi)采取固定式真空卸污方式,每2條整備線之間設(shè)1排DN160卸污干管,共設(shè)3排,每排設(shè)抽吸單元22~23個(gè)。卸污干管以1%的坡度坡向真空站。真空站內(nèi)設(shè)真空泵機(jī)組2套、真空貯罐2個(gè)及卸污系統(tǒng)控制等設(shè)施。真空站也可采用旋轉(zhuǎn)凸輪泵機(jī)組2套,直接將列車(chē)上污物抽至室外污水處理構(gòu)筑物中。接排自然水體或無(wú)城市污水處理廠的市政污水管網(wǎng)高濃度集便污水處理工藝視污水排向及排放標(biāo)準(zhǔn)確定。當(dāng)污水排入有污水處理廠的城市污水系統(tǒng)時(shí),處理設(shè)施可簡(jiǎn)化,只需設(shè)置足夠容量的化糞池即可;當(dāng)污水直接排入自然水體或無(wú)城市污水處理廠的市政污水管網(wǎng)時(shí),宜根據(jù)最終受納水體的功能劃分、排放標(biāo)準(zhǔn)確定處理工藝。列車(chē)排出污物量較少,COD、BOD5濃度又相對(duì)較高時(shí),單獨(dú)處理成本較高,可考慮將污物與站區(qū)污水混合進(jìn)行生化處理后達(dá)標(biāo)排放。南京南、虹橋動(dòng)車(chē)運(yùn)用所的污水均排入市政污水管網(wǎng),最終進(jìn)入城市污水處理廠,故其高濃度集便污水可經(jīng)大容量化糞池厭氧處理后,匯同其他生活污水一起排入市政污水管網(wǎng)?；S池內(nèi)的高濃度糞便污水也可由吸糞車(chē)定期排空。2.3套真空機(jī)組和4條卸污干管設(shè)置組成目前京滬高速鐵路只有北京南和虹橋站設(shè)置了固定式真空卸污系統(tǒng),其余均在動(dòng)車(chē)段、所整備時(shí)同時(shí)進(jìn)行。北京南車(chē)站設(shè)置了2套真空機(jī)組和4條卸污干管,可滿(mǎn)足8條線的卸污作業(yè)。虹橋站擬設(shè)置1套