探究真空排水技术在老城区雨污分流工程中的应用策略

王峰张在云于志鹏王建飞李建伟

中建八局第一建设有限公司，山东 济南 250000

摘要：在许多老城区，雨水排水系统和污水排水系统通常是合流的，这意味着雨水和污水在同一管道中流动，导致了许多问题。这些问题包括雨季时污水管道容易超载，造成污水溢流，环境污染和健康问题；同时也降低了污水处理效率。进行雨污分流工程可以将雨水和污水分开收集和处理，有效地减少污水溢流和污染的风险，提高城市环境质量和人居舒适度。真空排水技术是一种相对新颖的污水排水方法，与传统的重力式排水方法相比，真空排水系统的管道布置更加灵活，能够适应不同地形和建筑布局，并且系统的管道直径小，占用空间少，适用于城市密集区域，技术应用效果很显著。

关键词：老城区；雨污分流工程；真空排水技术；应用策略

引言

老城区雨污分流可以有效防止雨水混入污水系统，减少污水的污染排放，保护地下水和水体环境。雨污分流后，污水处理厂将更集中地处理污水，提高了处理效率和水质。另外，雨污分流工程能够改善城市街道的排水情况，减少涝灾，提升城市形象，增强市民对城市的归属感，也可以减少污水管道超载引发的污水溢流事件，减少环境污染风险。该工程符合城市可持续发展的要求，能提高城市的环保和宜居性。工程效用的发挥上，关键技术手段之一就是真空排水技术，它适用于不同类型的建筑和地区，尤其适合老城区等复杂环境，并且真空排水系统可以通过抽取地下水来降低地下水位，防止地下水位过高导致建筑物损坏，系统运行中不需要大量的坡度来排水，能耗相对较低。

1 雨污分流工程方案

1.1 雨污收集

一些雨污分流工程中，通常是利用重力排水技术来收集雨水，而收集生活污水的时候，采用的技术手段则是室外真空排水系统。源于19世纪的室外真空排水技术，通过不断的优化改良，已经大范围应用到多个发达地区。自上世纪90年代后，我国开始引入该技术，也逐渐在小范围内应用。近些年，在经济增长的背景下，对该技术的推广力度逐步加大。在老城区，地下管线十分复杂，若利用重力排污会有很大的施工难度。室外真空排水系统的排污管径小、埋深浅、利于施工的便捷性，也可以使施工给居民生活所造成的影响得到减少。与此同时，管道中污水有较高的流速，后面管道清淤难题能够得到规避[1]。除此之外，系统相对密闭，所以污水外渗等的可能性会大大降低，所以与工程造价相结合进行分析，应优选该系统应用。系统的原理是通过负压管道中负压梯度的应用，向真空中心集中处理、排放的污水收集系统逐步输送并收集用户处所排放污水。它通过真空设备的应用，可以使排污管道有一定真空度产生，此时借助空气压差，可以向真空泵站逐级的输送污水。

1.2 雨污分流

雨污分流要抓好源头方面的工作，对于老城区来说，雨污分流模式主要有两种，一是化粪池后端在截留污水的前提下，利用真空的方式进行收集，将雨水管道新建好。二是以每单元污水立管排水口为立足点进行截污，并开展真空收集工作，要将原污水管向雨水管方面改造[2]。模式一的应用中，要集中安放收集箱，这种方法在小区内管线复杂和不便于施工的场所较适用，利于施工量的减少。模式二的应用是以分散的方式来布置收集箱，能够快速的排空污水，管路淤积可能性会大大降低。需要注意，不论选哪种分流方式来应用，不可或缺的工作都是现有重力管网的清淤。

2 室外真空排水系统设计

2.1 污水量设计

系统的设计中，很重要的一项工作就是应该计算系统需要收集的污水量，它会给设备选型造成影响，也与工程成本直接相关。该参数值的计算中，有一定关联性的因素为系统服务的人口和当地用水指标等情况，要以现行的国家标准、规定为依据开展针对性的计算工作。

2.2 真空泵站设计

系统的核心所在就是真空泵站，它的作用是真空能量的产生和污物的收集、排出，它的构成主要包含真空泵和污水泵、污水罐等，它的流量要匹配工程需求，要为峰值流量下管路末端最不利点同样能够达成对污水的真空收集目的提供一定保障。在选择真空泵和污水泵的过程中，要遵循高效工作原则，也要将一定冗余备用工作做好，同时还应该注意设备投资和运维等方面费用的综合考量[3]。通常而言，在设置真空泵站的时候，选择的主要位置是服务范围内的地势最低、不会严重影响周边环境的场所，布置的方式可选地下式、半地下式。比如，在改造工程所处地带开阔的情况下，建设的真空泵站远离居住区，所以选择的布置方式可以是半地下式，这样可以为设备的运维提供一定便利，也利于工程对周围环境所造成影响程度的有效降低。

2.3 收集箱设计

系统终端设备就是收集箱，它的作用是对污水进行暂时收纳，还能够对真空、大气进行隔断，可以保障系统的可靠性。它的构成主要包含箱体和真空阀等，箱体是以土建结构、复合材料成套设备的应用为主，一些工程箱体的制作会选择FRP玻璃钢材，这种箱体能够为整体的安装提供便利。在设计收集箱容积的过程中，不仅要包含工作容积，同时也要注意缓冲容积的适当设计，为停电和故障等情况出现时设备始终处在可用状态提供保障，争取更多的维护时间

[4]。真空阀的形式主要有两种，气控、电控，以上两种控制方式在我国都有相应的实践应用。气控收集箱并不需要在外连接电源，可以使分散供电设计问题得到规避，应用在防爆等特殊环境中的优势更突出。电控开关相对自主，有较高的可控性，但实践应用环节需要考虑的一个关键问题就是防水处理。

2.4 真空管道设计

这项设计工作与系统排污效果息息相关。实际设计环节，第一，要以设计管段长度、服务人口为参照，将合适管径选择好。第二，以等高线地形图为依据，将管路标高、提升设计好。第三，计算水力来校核设计管路，要保证系统中最大水力静压差到末端最好不要＞5m。一般而言，真空管道的不置型态为锯齿型，提升弯间距要控制在6-100m的范围内，需要向上提升的情况下，一次的提升高最好不要过大。

2.5 电气系统设计

电气设计主要有以下内容。第一，供配电。这项设计工作中，可选择AC380V、50kW功率的电源来应用，达到供电目的。第二，泵站控制。它可以选择PLC自动控制来应用，整合手动、自动两种模式，而在控制柜面板之上存在的指示灯等，可以对设备正常运行和系统故障等进行显示，为真空泵等设备的自动化运行提供一定保障。功能体现在过载保护等方面，也能够达到无人值守的目的。第三，监控系统。它作为一种网络监控，基础就是物联网+，主要是监控真空泵站、收集箱、管路、能耗[5]。通过此系统的设计，可以对泵站真空度和污水罐液位等进行实时监测。

3 结论

总的来说，老城区进行雨污分流工程，要应用先进的真空排水技术，显著提升城市环境质量，改善排水情况，促进城市可持续发展。但是，一些老城区污水收集有很大难度，所以在应用室外真空排水技术的过程中，系统化和装备化、智能化等方面的研究仍然要持续推进，还应该与其他排水技术相结合，确保实现最优的污水收集效果。

参考文献：

[1]严巾堪,刘晓龙,王天聪,等.真空排水技术在老城区雨污分流工程中的应用[J].中国给水排水,2021,37(4):51-55

[2]钟翔燕.老城区雨污分流改造设计研究——以枫江流域水环境整治(潮州市)二期项目为例[J].工程技术研究,2022,7(22):175-177

[3]翟乐天.关于老城区雨污分流改造难题与解决方法探析[J].砖瓦世界,2022(15):201-203

[4]解铭.老城区雨污分流改造的设计与思考——以咸阳市中心城区为例[J].给水排水,2020,46(2):49-52

[5]杨建军.海绵城市建设中老城区雨污分流改造技术研究[J].城镇建设,2021(6):358-359