室外真空排水系统及其在我国农村生活污水治理工程中的应用( 二 ) 【能源人都在看

2 室外真空排水系统的特点
与传统重力排水系统相比,真空排水系统具有节水、隔臭、无渗漏、收集率高、密闭性好等优点,排水管道具有管径小、埋深浅、能爬坡、防冻防堵、管道铺设灵活,不需要设置检查井,受外部环境限制程度低,不影响周围环境,施工方便快捷、周期短、土建费用低等特点[3,9-10](表1) 。

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真空排水系统不受地形限制,适用范围广,尤其适用于地形平坦、坡度小、地势起伏大、地下水位高、地质条件差、管网施工难度高等重力排管施工困难区域的污水收集[11],如干旱寒冷地区、南方丘陵山区、古村落、旅游景区、水资源保护区、街巷狭小区等,可以解决我国农村生活污水治理过程中面临的开挖难、无法靠重力流收集污水的难题。
3 室外真空排水系统工程应用
3.1 相关的标准规范
室外真空排水系统应用至今已有30多年,在国内外有较多的工程应用实例,随着技术的成熟,为了保障室外真空排水系统工程的规范设计、施工、安装、调试、验收以及维护管理,国内外制定了一些标准规范文件。如1996年,欧洲制定了EN 1091—1996《室外真空排水系统规范》(Vacuum Sewerage Systems Outside Buildings)[12],英国、德国、法国等相应出台了室外真空排水系统规范BS EN 1091:1997[13]、DIN EN 1091:1997[14]、NF EN 1091:1997[15],澳大利亚水务协会也制定了WSA 06—2008《真空排水系统设计规范》(Vacuum Sewerage Code of Australia)[16] 。同时,德国给水、排水及垃圾协会工作手册ATV-DVWK—A116《特殊的排水方法第一部分户外负压排水系统》(2004版)[17]、水环境联合会(WEF)的Alternative Sewer Systems[18]等都为真空排水系统设计、施工、安装和运行提供指导。国内通过借鉴国外标准及国内工程实践经验,发布了CECS 316—2012《室外真空排水系统工程技术规程》[7]、RISN-TG034—2018《污水源分离排水系统工程技术导则》[19]、《给水排水产品系列标准乡村建设应用实施指南》[20]等规范文件,指导我国室外真空排水系统工程实施。
3.2 国外工程应用案例
室外真空排水系统于1987年首次由德国洛蒂格公司提出,在保持原先房屋内重力排水结构的基础上,将真空收集技术运用到室外排水系统中[21] 。该技术在欧洲、美国、澳大利亚等发达国家和地区应用较多,广泛应用于室外小区、湖区建筑区等的污水收集与排导。由于技术系统的专业性,真空排水系统设备供应商数量较少,较为知名的包括美国AIRVAC公司、德国洛蒂格公司及英国REDIVAC公司等[22] 。真空排水系统主要解决污水收集系统建设时当地重力排管困难问题以及要求施工周期短、对生活影响小等限制因素。如英国林肯郡Wrangle村为了解决由于地势平坦、地下水位高、房屋广泛分布导致的农村污水排水困难问题,通过重力/抽出排水系统与真空排水系统的综合比较评估,选择真空排水系统收集污水,系统包含1个真空站、3 500 m真空管网和76个阀门井,经评估,真空排水系统较重力排水系统节省约40%成本[23] 。2003年,根据地区复杂地形与地质特点和管道过河及建设时间短、对正常生活影响小等要求,英格兰Gorefield农村地区选择安装了RediVac真空排水系统,该系统由5 000 m真空管网、105个真空集水井(真空阀)、2个真空站组成,并设计了基于个人计算机的阀门监控控制系统,以便对每个真空接口阀进行监控,快速识别潜在问题[24] 。2002年,在迪拜的棕榈岛启动了建设世界上最大的负压排水系统,解决了2 300栋别墅生活污水排水问题,该系统配有1 200个RoeVac真空收集箱,长达40 km的管道和1个由4个真空罐(共100 m3)、16个真空泵和6个排污泵组成的真空泵站,服务人口达23 000人,该系统于2007年初投入使用[25] 。针对地下水位高、地形平坦、旅游季节性流量变化大,需开展区域合作、创新的资金使用和获得沿海许可等挑战,北卡罗来纳州Oak Island在污水收集系统建设前,通过对重力收集、真空收集、化粪池系统等进行评估,选择具有施工便捷、无渗漏和较低初始投资成本等优势的真空排水系统,建设了128 km PVC收集系统管道和9个真空泵站,为10 000多座住宅提供服务[11] 。