存在问题发展方向应用范围1、真空排水系统的原理、方法及应用李剑波上海建瓴工程咨询有限公司2011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。

真空排水系统正是在这一背景下应运而生的新型压力流污水收集系统。

真空排水系统是由真空泵在密闭的排水管网中形成真空条件，通过各收集井中的真空阀控制，利用真空负压产生的压差来实现污水流向污水罐，最后排至市政污水管网或污水处理设备，属于压力流排水系统，与传统重力排水系统相比，真空排水系统只需保证覆土深度，对管道坡度要求较低，管道的布置具有很大的灵活性，可用于地质构造复杂（不稳定地面、地下水位高、岩石地层等），地形坡度不够（平原），及对排水有特殊要求的地区（如赛车场、高档住宅区、地下商场、别墅区）1987年洛蒂格公司在未改变原先内部房屋的重力排污结构的基础上，将真空收集原理运用到户外排污系统。

美国第一套民用真空排污系统建于1970年，在维吉尼亚州弗雷德里克斯堡附近的湖区。

1997年英国公共标准协会制定了真空排污系统的规范BSEN1091:1997.日本于上世纪90年代开始研究真空排污系统，并较快地实现了应用，日本下水道协会修订的《小水到设施计划与设计指针》加入了真空排污系统。

目前我国仍没有真空排水系统设计、施工和验收规范，通常都参照欧洲或美国的真空排水系统设计规范1996年，弗罗里达州西南部的Englewood住宅区安装了第一套真空排污系统，在该项目的建设过程中，真空下水道系统被证实比重力下水道系统的人均建设费用节省25％，运行维护费用与其它已建成的重力排污系统相当。

广州白云国际会议中心选用了完全密闭的真空排水系统，该系统每天电量是集水井系统的26%。

上海国际赛车场由于场地为软土地基，为确保赛道基础施工质量和赛道表面层的平整，不宜全部采用传统重力排污系统，确定赛车场内距离污水重力排污管道系统较远的22栋固定卫生设施采用真空排污系统。

北京南站作为2008年奥运会的标志性工程，采用德国洛蒂格公司研制的真空排水系统将站内卫生间所有的出水与真空排水系统连接。

上海铁路南站广场工程的真空排水系统虽然在造价上比传统的排水方式高20%～30 %，但其能耗低，运行维护方便，并且在环境保护方面具有明显优势。

上海银座大厦设计采用真空排水系统。

系统设置真空排水泵站一套，卫生间内座便器采用真空排水专用座便器，其余为普通卫生器具。

可节水80%。

系统运行过程中无异味散发、无污水外溢及管道内污物沉积的现象根据相关工程，在城市地下建筑排水系统建设中，真空排水系统造价约为72元／m2，传统排水系统造价约为60元／m2，但通过各方比较分析，虽然在造价上比传统的排水方式高20%～30%。

但节能与运行维护，尤其在环境保护方面具有非常明显的优势。

2、生活污水真空收集技术熊斌1997系统由真空便器、收集柜、污水泵、水喷射器及相应的真空污水管系组成标准真空收集系统耗水1.2升，利用重力落差的便器耗水10升左右。

与瑞典evac公司合作两种派生型真空收集系统：简化型，采用真空泵取代原物水泵和水喷射器，收集柜为负压式容器，使得整套系统极其紧凑，适用与空间特别狭小的场合。

收集-处理型，将标准型的真空手机系统与生化法生活污水处理装置结合，可在人员较多的舰船上使用，该装置的曝气柜兼作真空系统的收集柜，采用特殊的措施，对高浓度的生活污水作生化处理。

研制成的WCV型生活污水收集-处理装置已装备在我国海军导弹驱逐舰上应用数年。

国产的真空便器本体为玻璃钢制品，外涂彩色聚四氟乙烯，采用电磁阀控制冲洗水量，适用于在汽车和火车上使用。

生活污水真空收集系统的使用在国内尚属起步阶段，国外已有冲洗水量仅为0.2升的新一代生活污水收集装置，与生活污水真空收集系统配套的接收设施不完善。

3、雪龙号船生活污水收集处理系统应用赵勇中国极地研究中心真空收集的优势：1、管系布置方便，相比重力收集使用的管子小，不受排污管上下高低的影响，具有很大的灵活性。

2、节约水源，真空便器的冲水量为1.25l-1.5l/次，普通便器为10l/次。

3、厕所无异味所有的真空便器是连在一起的，在真空便器后安装隔断阀可以有效的切断故障便器与真空系统的联系，降低一直真空便器发生真空泄露造成的影响。

系统在设计中将整个系统分成4个支路，每个支路上加装真空隔膜阀，在调试的时候可以按支路调试，避免调试时管路发现泄露造成整个系统瘫痪。

4、居民小区污水真空收集系统的设计段金明厦门集美大学环境工程研究所黑水、灰水分流式真空收集系统黑水、灰水合流式真空收集系统缺水地区宜采用黑水、灰水分流式真空收集系统;普通居民区宜采用黑水、灰水合流式真空收集系统,直接利用建筑内部原有的重力式排水管网,无需额外的费用;高层建筑群宜采用黑水、灰水分流式真空收集系统,可以避免阀井过大、不切实际的情况;别墅群和国外的居民区情况极为相似,可考虑采用黑水、灰水合流式真空收集系统,2~4栋别墅共用一个阀井;若考虑用收集的高浓度粪便制造高效有机复合肥,则选用黑水、灰水分流式真空收集系统。

污水真空收集需要设真空泵、真空罐、真空接触启动装置以及真空界面阀的监控系统与信号电缆，会较大地增加系统的投资和运行管理费。

5、污水收集系统真空容积对污水泵的影响分析孙长江目前船用真空设备及附件主要依赖国外进口。

管路系统的真空度的大小与系统及设备有很大的关系,真空度过小,因管路系统与外界的压差小难以有效地输送污水,真空度过大则对污水泵、喷射器、卫生器具、管系等的结构和密封要求高,在工艺上难以做到。

一般情况下,收集系统的压力为-30~-60kPa,当绝对压力高于-30kPa时,系统发出低真空报警信号。

生活污水真空收集系统目前已在船舶中得到了广泛的应用,真空容积是真空收集系统的重要指标之一,决定了污水泵的启动时间、启动次数,同时影响到能同时使用的卫生器具的数量。

由于船舶使用人数、马桶配置数量的不同,在使用的高峰时段可能对污水泵的启停造成不同的影响,污水泵和喷射器的选用必须考虑整个系统的设置和实际使用情况,才能使生活污水收集及处理系统的各项性能指标达到最优状态。

6、真空排水在排水系统中的设计理论研究陈丽琴该系统的应用领域相当广泛：①公共建筑同层排水，摆脱了相邻楼层间的束缚，避免了由于排水管道侵占下层空间而造成的一系列麻烦和隐患；②大型公共地下建筑排水，可实现向上排水或同层排水，提高了地下各层使用空间和使用功能的任意转换，有效断绝排水系统异味的产生；③生态排水系统，主张生活废水的源头分类和源头控制，即将人体排泄物单独收集和资源化，生活废水进行分散的和接近源头的处理以避免远距离输送和不同来源的废水的混合以及输水管网的高用；④水源保护区、地下水位高的区域，避免污水渗漏污染水源，在地下水位高的地区也可避免地下水反渗入污水管道，造成污水厂负荷增加；⑤生态敏感区、沙地、滨水地区，埋深浅，开挖量少；⑥邻近湖海度假区、风景区排水系统，系统尺寸灵活，可用于污水流量大的地区；⑦新开发区域、市政排水不能一步到位的房地产开发区，真空排水系统无需化粪池、污水检查井及提升泵站等附属构筑物，施工安装快捷。

当社会折现率取8%时，真空生态排水系统的经济净现值远大于传统重力排水系统。

因此，从经济角度分析看，真空生态排水系统在我国具有可行性。

在采用逐级提升的真空管道系统中，污水的最远输送距离可达约3000m。

7、真空排污系统输送机理及系统优化研究段金明真空排污系统技术在我国应用的还极少，尚未有相应的设计规范和标准，而且整个系统大部分设备还依赖进口，设备投资偏大。

德国柏林的Tegel机场附近的Charlottenburg工程；为了减少铺设下水管道过程中的开挖量，减少对周围环境的影响，采用了真空排污系统。

大多数的真空干管都铺设在狭窄道路下，这套真空下水道系统总共连入了1900个用户端。

位于意大利威尼斯的Costruzioni Dondi工程。

1999年，威尼斯的SS.Giovanni E Paolo医院的建设项目，需建立相应配套的污水收集系统。

最初尝试用重力下水道系统，但由于施工过程中种种困难而不得不停止改用了真空下水道方案，整个系统共有53个用户端，用户端采用的是3英寸的界面阀。

这主要是因为威尼斯是一个水城，管道埋深不能太大。

Costruzioni Dondi工程说明了真空下水道是威尼斯城唯一行的污水收集方案。

我国要推广应用室外真空排污技术，需要解决的关键技术大致有：①确定系统设计计算的理论基础、计算原理和方法；理论基础为气液两相管流，重点研究污水在管道中运行的规律，寻找管道压力损失计算模型，以此为基础，优化确定系统的真空度、各种规格管道的最大设计流量、系统最大收集半径，从而确定系统真空设备的规格型号。

②选用合适的管材、管道敷设方式（优化）与真空站设备；管道的密封性对系统的正常运行影响极大，应选择气密性、抗腐蚀性好的管材。

而且应考虑管道的经济性、工作压力、外部荷载、连接方式、安全卫生、耐热性、施工维护等问题。

当真空管网的最大压力损失小于4米高水柱时，选用水环式真空泵；而当真空管网的最大压力损失大于4米水柱时，选择滑阀型式真空泵、旋转片式真空泵等具有更高真空度的真空泵。

然后，根据真空泵抽气量初步确定真空泵型号。

最后通过真空泵的抽气时间来校核真空泵是否满足系统工作要求。

③研制真空接触启动装置和真空监控系统。

固定式地面真空卸污系统可抽吸、输送旅客列车污物箱中的污水、粪便，能方便污水集中处理，避免污染环境，该系统自动化程度及作业效率高，在欧美国家已得到应用，国内尚处于研究开发阶段。

采用逐级提升输送布管技术，真空站的真空度长期维持在0.05～0.07Mpa，污水可被提升4～5.5m，最远输送距离可达3～4公里。

对国外相关资料及成果进行消化、整理，并结合科研组的研究，结合本文研究成果，编写了《真空排污系统设计规范》。

该《规范》主要针对室外真空排污系统而提出的，基本涵盖了对系统设计的总体要求及有关气液动力学设计、真空管网设计、真空站设计、污水真空收集阀井设计、管网压力检测系统设计以及真空排污系统安装、测试和校验等内容。

8、真空系统在船舶污水收集中的应用邵晓华中国船舶重工集团公司主要技术问题：1、真空度一般控制在30%-60%，不宜过高或过低。

这与几个因素有关：（1）马桶冲洗需要系统，当系统真空度过小时，马桶冲洗时污水流速也过小，排污阀关闭时，会产生没有将污物排泄干净的情况，很容易因为污物阻塞在排污阀的阀芯和阀壁之间，导致排污阀关不死，产生系统漏气现象.（2）系统真空度小时，污水在管道内的流速也小，污物的输送能力差，容易形成污物淤积，影响管道通畅.（3）真空泵或喷射泵的抽气能力与系统的真空度有关，真空度越低，抽气能力越大.若系统真空度过大，真空泵/喷射泵的抽气流量会很小，需要增加真空泵/喷射泵的配置，系统不经济.（4）马桶的空气耗量冲洗马桶时，马桶的空气耗量与大气压和管系内的真空压力差有关，真空度低时，空气耗量小，真空度高时，空气耗量大.若系统真空度大于60%时，马桶的空气耗量将成倍增加，提高了真空泵/喷射泵的抽气要求.（5）控制马桶冲洗时产生过大的噪音真空度越大马桶冲洗时动能越大，同时产生的噪音也越大，过大的噪音会影响人员的身心健康，所以需控制系统的真空度不大于60%.2、系统真空容量的适配性真空系统收集能力主要与真空泵、喷射泵抽吸空气的能力有关；真空系统的运行稳定性与收集系统的管系容量有关，管系容量越大，真空系统运行越稳定.3、管系设置原则真空污水收集系统由于采用负压收集，管路可以随意布置，为保证系统中的便器正常运行，且尽量减少相互干扰和影响，管系的设置需遵循一定的原则.9、中国船舶生活污水处理技术发展概况郁敏奇十多年来,我国船用生活污水处理技术有了很大发展,形成了比较的产品系列,有的产品获得了国家专利,产品生产初具规模,其中WCH型和WCB型装置的年销量达一百多台,同时,随着陆上船舶生活污水处理厂的建成,可以满足各种船舶和海洋工程对活污水的要求。