真空排污與重力排污應(yīng)用前景分析
排污泵大致上分為重力排污與真空排污類。普遍應(yīng)用于城市給排水、工礦企業(yè)、商業(yè)和生活的污水、泥漿、糞便、灰渣、紙漿等輸送及排放。還可用作循環(huán)泵，農(nóng)田灌溉等。
下面臺(tái)冠真空泵技術(shù)團(tuán)隊(duì)工程師們，給大家分享的真空排污與重力排污應(yīng)用前景分析.希望能夠給大家?guī)韼椭?
排污泵主要由泵體、葉輪、泵蓋、軸、底座、軸承座、電機(jī)架等組成。有區(qū)分直聯(lián)和分層裝置兩種型式，泵體和進(jìn)水管上均有手孔以供排出污物。液體軸向吸入，水平方向排出。一種是彎管底座，上軸承用脂潤滑，下軸承用稀油潤滑，軸封為機(jī)械密封；另一種是采用直管底座，軸承用脂光滑，軸封為耐磨損的聚四氟乙稀填料。泵通過彈性聯(lián)軸器由電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)，從電機(jī)端看，立式排污泵為順時(shí)針方向旋轉(zhuǎn)。
重力排污是排污管道系統(tǒng)一直都在使用的依靠重力輸送污水排污系統(tǒng)。然而，重力排污系統(tǒng)存在譬如，易受地形限制，不能靈活地與其它專業(yè)管線進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)，需大直徑管道，較大的坡度和埋深，需設(shè)置大量污水檢查井、提升泵站或倒虹吸管等附屬構(gòu)筑物。
重力排污：需在每個(gè)集水坑處各設(shè)置2臺(tái)污水提升泵(一用一備)，每套提升泵單獨(dú)排至污水管網(wǎng)，提升泵在每次抽吸污水后總會(huì)有一小部分水殘留在集水坑底部，時(shí)間久了集水坑底部會(huì)有淤積及各種異味，對(duì)檢修人員會(huì)有安全隱患。且在每個(gè)提升泵處都需供電，后期運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用較高。
真空排污管道系統(tǒng)一種利用是真空負(fù)壓產(chǎn)生的壓差來強(qiáng)制性輸送污水的新型排污收運(yùn)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，真空排污系統(tǒng)中真空排污管道存在水、氣、固三種介質(zhì)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，各相介質(zhì)不僅與管道存在耦合關(guān)系，而且各相間存在比較復(fù)雜的相互作用。
真空排污系統(tǒng)主要包括收集箱、真空地漏(如有)、真空泵站(整體解決方案，含真空泵、排污泵、相關(guān)管配件等)及沿線真空排污管組成。
1.一個(gè)真空站泵站配有真空泵、排污泵各有2臺(tái)(均為一用一備,自動(dòng)交替運(yùn)行)大型污水真空收集罐1座，此外還有真空壓力監(jiān)測儀表若干、管接頭若干、故障監(jiān)控系統(tǒng)一套、電控系統(tǒng)及除臭設(shè)施等。一個(gè)污水真空收集罐可以服務(wù)幾條主管，每根主管通過截至閥與污水真空收集罐相連，來自管網(wǎng)的氣流通過真空泵排到大氣中。用活性炭制作的臭氣過濾器安裝在真空泵出口來消除臭氣。為了避免水蒸氣及雜物進(jìn)入真空泵，降低真空泵的壽命，在真空泵和收集罐之間設(shè)置真空儲(chǔ)能罐。系統(tǒng)工作后，污水與空氣經(jīng)管網(wǎng)被抽入污水收集罐，罐內(nèi)氣壓逐漸上升，真空度下降，當(dāng)真空度下降到極限值時(shí)，真空泵又自動(dòng)開始工作，將罐內(nèi)空氣抽出，依次循環(huán)工作。當(dāng)污水收集罐內(nèi)的污水上升到一個(gè)預(yù)定的警界高度時(shí)，排污泵自動(dòng)開啟，將污水排入污水處理廠。
2.真空管網(wǎng)包括支管和干管，用于連接閥井和真空站內(nèi)的污水收集罐。從真空界面閥的出口端到與真空排水干管相連處的管道稱為支管。真空污水收集閥井內(nèi)污水由支管流入干管，再由主干管進(jìn)入真空站，整個(gè)管網(wǎng)呈樹狀分布。干管主要由管道、彎頭、提升段及截止閥組成。為利于輸送污水，采用帶局部提升的“鋸齒形”傾斜布管方式,即設(shè)置一定數(shù)目的提升段來獲得提升高度。盡管真空排污系統(tǒng)的管道不易堵塞，但為預(yù)防意外情況，在提升段的低洼處設(shè)置清淤孔，管道堵塞時(shí)打開清淤孔，通過外界大氣壓力來疏通管道內(nèi)的堵塞物。
3.污水真空收集閥井包括污水收集井和真空界面閥，污水收集井用來臨時(shí)收集建筑內(nèi)的污水。真空界面閥安置在污水收集井內(nèi)，且與建筑下水道及真空服務(wù)支管相連。每棟建筑一個(gè)或數(shù)棟建筑共用一個(gè)污水真空收集閥井。各建筑物的污水一般由傳統(tǒng)重力管道（或由真空廁所及真空管網(wǎng)），排到附近的污水真空收集閥井中。當(dāng)污水收集井內(nèi)的污水逐漸增多時(shí)，感應(yīng)管內(nèi)的液面隨之升高，迫使感應(yīng)內(nèi)氣壓升高。當(dāng)感應(yīng)管內(nèi)氣壓與真空管道內(nèi)的壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)， 真空界面閥自動(dòng)開啟， 并開啟一段時(shí)間后自動(dòng)關(guān)閉。閥門一經(jīng)開啟，污水收集井內(nèi)的污水便在壓差作用下通過抽吸管被吸入支管。
真空排污管網(wǎng)設(shè)計(jì)優(yōu)化與現(xiàn)行的給水排污管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)一樣，是一個(gè)有約束條件的非線性組合優(yōu)化問題，但真空管網(wǎng)系統(tǒng)由于其工作原理不同、水力計(jì)算方法等獨(dú)特性而使得真空管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)有其自身特點(diǎn)。
真空排污系統(tǒng)優(yōu)勢有以下方面：
1.系統(tǒng)綜合費(fèi)用較低。真空排污系統(tǒng)管徑相對(duì)較小，管道鋪設(shè)無坡度要求，能比較自由地沿著起伏地面，實(shí)現(xiàn)管道的淺埋。與重力排污系統(tǒng)相比，真空排污系統(tǒng)在管材、土方開挖量和回填量以及搬遷補(bǔ)償?shù)确矫尜M(fèi)用都有大幅度降低。而且，在地勢平坦和爬坡地區(qū)，真空排污系統(tǒng)只需在真空站設(shè)置動(dòng)力電源，而重力排污系統(tǒng)往往需設(shè)立多級(jí)污水提升站，因此，真空排污系統(tǒng)既可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)（污水抽升費(fèi)用可能高于抽真空費(fèi)用），又可減少管理維護(hù)上的麻煩，總體來說，真空排污系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，系統(tǒng)出問題能及時(shí)監(jiān)測，維護(hù)費(fèi)用遠(yuǎn)低于重力排污系統(tǒng)。當(dāng)然，真空排污系統(tǒng)需設(shè)真空泵、真空罐、真空接觸啟動(dòng)裝置以及真空界面閥的監(jiān)控系統(tǒng)與信號(hào)電纜，難免增加系統(tǒng)的投資和運(yùn)行管理費(fèi)。但從整體成本考慮，真空排污系統(tǒng)增加的設(shè)備費(fèi)及安裝費(fèi)都低于重力排污系統(tǒng)節(jié)省的費(fèi)用?！?/span>
2.不受地形限制，適用范圍廣。管道采用壓力輸送污水，不需要保持嚴(yán)格的管道坡降，易于污水提升，使管道布置的靈活性更高，適用范圍更廣。除采用重力排污系統(tǒng)的地區(qū)（例如，工商業(yè)區(qū)、城鎮(zhèn)居民區(qū)）外，還適用于如生態(tài)旅游區(qū)、低洼、地勢平坦、地勢陡峭、淺巖石層、不穩(wěn)定土壤、高地下水位以及地下已埋設(shè)了其它市政公共設(shè)施的重力排污系統(tǒng)修建困難的場所。
3.有利于環(huán)境保護(hù)。一方面，經(jīng)常保持真空狀態(tài)的氣密性很高的管道，可避免污染地下水和土壤；另一方面，污水流速遠(yuǎn)大于重力系統(tǒng)中的自凈流速，管道不易發(fā)生堵塞，因此在管道沿線不需設(shè)置檢查井，避免檢查井中的臭氣和溢水污染環(huán)境。
本期分紹結(jié)束，如您想繼續(xù)了解關(guān)于真空泵相關(guān)知識(shí)的內(nèi)容，敬請關(guān)注臺(tái)冠真空技術(shù)團(tuán)隊(duì)的下期精彩分享!
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重力排污是排污管道系統(tǒng)一直都在使用的依靠重力輸送污水排污系統(tǒng)。然而，重力排污系統(tǒng)存在譬如，易受地形限制，不能靈活地與其它專業(yè)管線進(jìn)行綜合協(xié)調(diào)，需大直徑管道，較大的坡度和埋深，需設(shè)置大量污水檢查井、提升泵站或倒虹吸管等附屬構(gòu)筑物。
重力排污：需在每個(gè)集水坑處各設(shè)置2臺(tái)污水提升泵(一用一備)，每套提升泵單獨(dú)排至污水管網(wǎng)，提升泵在每次抽吸污水后總會(huì)有一小部分水殘留在集水坑底部，時(shí)間久了集水坑底部會(huì)有淤積及各種異味，對(duì)檢修人員會(huì)有安全隱患。且在每個(gè)提升泵處都需供電，后期運(yùn)營維護(hù)費(fèi)用較高。
真空排污管道系統(tǒng)一種利用是真空負(fù)壓產(chǎn)生的壓差來強(qiáng)制性輸送污水的新型排污收運(yùn)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生，真空排污系統(tǒng)中真空排污管道存在水、氣、固三種介質(zhì)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)，各相介質(zhì)不僅與管道存在耦合關(guān)系，而且各相間存在比較復(fù)雜的相互作用。
真空排污系統(tǒng)主要包括收集箱、真空地漏(如有)、真空泵站(整體解決方案，含真空泵、排污泵、相關(guān)管配件等)及沿線真空排污管組成。
1.一個(gè)真空站泵站配有真空泵、排污泵各有2臺(tái)(均為一用一備,自動(dòng)交替運(yùn)行)大型污水真空收集罐1座，此外還有真空壓力監(jiān)測儀表若干、管接頭若干、故障監(jiān)控系統(tǒng)一套、電控系統(tǒng)及除臭設(shè)施等。一個(gè)污水真空收集罐可以服務(wù)幾條主管，每根主管通過截至閥與污水真空收集罐相連，來自管網(wǎng)的氣流通過真空泵排到大氣中。用活性炭制作的臭氣過濾器安裝在真空泵出口來消除臭氣。為了避免水蒸氣及雜物進(jìn)入真空泵，降低真空泵的壽命，在真空泵和收集罐之間設(shè)置真空儲(chǔ)能罐。系統(tǒng)工作后，污水與空氣經(jīng)管網(wǎng)被抽入污水收集罐，罐內(nèi)氣壓逐漸上升，真空度下降，當(dāng)真空度下降到極限值時(shí)，真空泵又自動(dòng)開始工作，將罐內(nèi)空氣抽出，依次循環(huán)工作。當(dāng)污水收集罐內(nèi)的污水上升到一個(gè)預(yù)定的警界高度時(shí)，排污泵自動(dòng)開啟，將污水排入污水處理廠。
2.真空管網(wǎng)包括支管和干管，用于連接閥井和真空站內(nèi)的污水收集罐。從真空界面閥的出口端到與真空排水干管相連處的管道稱為支管。真空污水收集閥井內(nèi)污水由支管流入干管，再由主干管進(jìn)入真空站，整個(gè)管網(wǎng)呈樹狀分布。干管主要由管道、彎頭、提升段及截止閥組成。為利于輸送污水，采用帶局部提升的“鋸齒形”傾斜布管方式,即設(shè)置一定數(shù)目的提升段來獲得提升高度。盡管真空排污系統(tǒng)的管道不易堵塞，但為預(yù)防意外情況，在提升段的低洼處設(shè)置清淤孔，管道堵塞時(shí)打開清淤孔，通過外界大氣壓力來疏通管道內(nèi)的堵塞物。
3.污水真空收集閥井包括污水收集井和真空界面閥，污水收集井用來臨時(shí)收集建筑內(nèi)的污水。真空界面閥安置在污水收集井內(nèi)，且與建筑下水道及真空服務(wù)支管相連。每棟建筑一個(gè)或數(shù)棟建筑共用一個(gè)污水真空收集閥井。各建筑物的污水一般由傳統(tǒng)重力管道（或由真空廁所及真空管網(wǎng)），排到附近的污水真空收集閥井中。當(dāng)污水收集井內(nèi)的污水逐漸增多時(shí)，感應(yīng)管內(nèi)的液面隨之升高，迫使感應(yīng)內(nèi)氣壓升高。當(dāng)感應(yīng)管內(nèi)氣壓與真空管道內(nèi)的壓差達(dá)到設(shè)定值時(shí)， 真空界面閥自動(dòng)開啟， 并開啟一段時(shí)間后自動(dòng)關(guān)閉。閥門一經(jīng)開啟，污水收集井內(nèi)的污水便在壓差作用下通過抽吸管被吸入支管。
真空排污管網(wǎng)設(shè)計(jì)優(yōu)化與現(xiàn)行的給水排污管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)一樣，是一個(gè)有約束條件的非線性組合優(yōu)化問題，但真空管網(wǎng)系統(tǒng)由于其工作原理不同、水力計(jì)算方法等獨(dú)特性而使得真空管網(wǎng)優(yōu)化設(shè)計(jì)有其自身特點(diǎn)。
真空排污系統(tǒng)優(yōu)勢有以下方面：
1.系統(tǒng)綜合費(fèi)用較低。真空排污系統(tǒng)管徑相對(duì)較小，管道鋪設(shè)無坡度要求，能比較自由地沿著起伏地面，實(shí)現(xiàn)管道的淺埋。與重力排污系統(tǒng)相比，真空排污系統(tǒng)在管材、土方開挖量和回填量以及搬遷補(bǔ)償?shù)确矫尜M(fèi)用都有大幅度降低。而且，在地勢平坦和爬坡地區(qū)，真空排污系統(tǒng)只需在真空站設(shè)置動(dòng)力電源，而重力排污系統(tǒng)往往需設(shè)立多級(jí)污水提升站，因此，真空排污系統(tǒng)既可節(jié)省運(yùn)行費(fèi)（污水抽升費(fèi)用可能高于抽真空費(fèi)用），又可減少管理維護(hù)上的麻煩，總體來說，真空排污系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定、可靠，系統(tǒng)出問題能及時(shí)監(jiān)測，維護(hù)費(fèi)用遠(yuǎn)低于重力排污系統(tǒng)。當(dāng)然，真空排污系統(tǒng)需設(shè)真空泵、真空罐、真空接觸啟動(dòng)裝置以及真空界面閥的監(jiān)控系統(tǒng)與信號(hào)電纜，難免增加系統(tǒng)的投資和運(yùn)行管理費(fèi)。但從整體成本考慮，真空排污系統(tǒng)增加的設(shè)備費(fèi)及安裝費(fèi)都低于重力排污系統(tǒng)節(jié)省的費(fèi)用?！?/span>
2.不受地形限制，適用范圍廣。管道采用壓力輸送污水，不需要保持嚴(yán)格的管道坡降，易于污水提升，使管道布置的靈活性更高，適用范圍更廣。除采用重力排污系統(tǒng)的地區(qū)（例如，工商業(yè)區(qū)、城鎮(zhèn)居民區(qū)）外，還適用于如生態(tài)旅游區(qū)、低洼、地勢平坦、地勢陡峭、淺巖石層、不穩(wěn)定土壤、高地下水位以及地下已埋設(shè)了其它市政公共設(shè)施的重力排污系統(tǒng)修建困難的場所。
3.有利于環(huán)境保護(hù)。一方面，經(jīng)常保持真空狀態(tài)的氣密性很高的管道，可避免污染地下水和土壤；另一方面，污水流速遠(yuǎn)大于重力系統(tǒng)中的自凈流速，管道不易發(fā)生堵塞，因此在管道沿線不需設(shè)置檢查井，避免檢查井中的臭氣和溢水污染環(huán)境。
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