列车密闭式厕所真空卸污系统的研究

列车密闭式厕所真空卸污系统的研究

1乘客的密集地板清洁系统总结1.1真空式接收系统国外的大型接待室地板防渗系统有固定和移动两种类型。固定接待是指在地面上设置定期吸收废物的接收和输送设施，并通过管道接收和输送货物到污水处理厂。移动是指用真空挤出机慢慢吸入列车上的货物，并将其发送给污水处理厂。因真空卸污车卸污能力有限,故主要作为各种固定卸污装置的一种补充和备用。固定式接收按工作原理分为真空式和重力式。真空式接收系统中又可分为3种卸污接收设施:第一种由地面固定管道和真空泵机组组成,需配备大型污物真空收集罐;第二种由地面固定管道和喷射器收集机组组成;第三种由地面固定管道和旋转凸轮泵机组组成,不需配备污物收集罐。真空式接收是应用真空抽吸的原理将列车污物箱中的污物抽至真空站,一般在卸污线附近设置真空站,沿着卸污线在对应于列车污物箱的位置设置污物抽吸单元,这些抽吸单元通过卸污干管与真空站相连。真空站可产生真空且具有排污及控制功能,包括真空机组、收集罐、排污设备、控制设备、辅助设备等。真空机组设备有真空泵机组、喷射器机组、旋转凸轮泵机组等不同型式。这种卸污方式的抽吸效率和自动化程度都比较高,德国、韩国、法国、瑞典铁路列车地面卸污均采用这种方式。重力式接收系统是利用污物箱中污水的重力让其自然流入卸污主管道,它由卸污接收管、中水冲洗管和快速接口等组成,使用立管式卸污设备。卸污时,一边卸污一边用水冲洗,卸污后用中水冲洗污物箱。该卸污方式效率较低,仅在日本有应用。1.2真空卸污系统国内旅客列车地面卸污系统刚刚起步。由于真空卸污系统的整备时间短、自动化程度和作业效率高,已得到了业界的认可。铁路旅客列车密闭式厕所真空卸污系统的行业标准《铁路站段真空卸污系统技术条件》(TB/T3163—2007)已颁布,相关的设计规范也正在编写之中。2005年改建的济南客运段整备场列车密闭式厕所卸污地面接收工程采用了由地面固定管道和真空泵机组组成的真空式卸污系统。上海铁路南站工程上海动车运用所、杭州动车运用所、新改建的上海站、郑州站、南昌站、青岛站、济南站则采用由地面固定管道和旋转凸轮泵机组组成的真空卸污系统。图1为上海站设置的列车卸污抽吸单元。2天津西动车组卸污站北京南站至上海虹桥站,正线全长为1318km,设计时速为350km,全线在济南西、南京南和虹桥动车运用所设高速旅客列车卸污站,在整备库内设置动车组密闭式厕所固定式卸污设施。天津西动车存车场设有2条污物接收线。南翔动车段主要完成动车组三至五级检修和上海、上海西站始发动车组的运用和检查作业,无整备作业,仅在高速存车线中设2线作为大修车的污物接收线。2.1地面接收设施配置旅客列车卸污的段、所地面接收设施有固定式和移动式两种,固定式有重力式和真空式两种卸污方式。前者的优点在于:①节约能源,据初步测算,每卸一列车比真空式节电约5kW·h;②管道安装工艺简单;③运行维修工作量小;④自动化程度要求低,操作要求简单;后者的优点在于:①整备时间短;②管道埋深浅,节省工程造价;③自动化程度高。地面接收设施系统的选择要根据动车段、所卸污作业来确定,一般卸污量小于或等于8列时,宜采用移动式吸污车或地面固定管道重力式系统;卸污量大于8列时宜采用地面固定管道真空式系统,卸污与检修、整备作业同步,效率高。由于京沪高速铁路旅客列车在动车段、所整备和卸污的运用车近期均在19列以上,故在济南西、南京南和虹桥动车运用所整备库内设置固定式真空卸污系统。在存车场需要卸污的列车较少,所以在天津西动车存车场和南翔动车段高速存车线中的污物接收线上,配置了2~3辆真空卸污车。2.2固定真空挤出系统真空卸污系统及操作设备南京南动车运用所负责完成京沪高速铁路及沪汉蓉通道、宁安城际、宁杭城际始发动车组的运用和检查作业。动车组检查库按8线库设计,其中京沪高速铁路工程设2线(另预留2线)。考虑到沪汉蓉通道、宁安城际、宁杭城际通车后的卸污作业要求,真空站需设置2套真空机组,京沪高速铁路工程设置1套,其他工程预留1套。真空站可设在检修库边跨,也可单独建设,设施应靠近卸污线布置。考虑到污物流动时与管壁的摩擦及冲击,将卸污干管按锯齿形铺设,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转凸轮泵组成的真空卸污系统。近期真空站内设1套真空机组,每套机组由2台旋转凸轮泵(每台功率约为22kW)、电控柜、支架及阀部件组成。卸污系统真空度保持在-30~-70kPa。在检查库内每2条整备线间综合管沟内设置1条DN160卸污干管,考虑到京沪高速铁路CRH1、CRH2、CRH3、CRH5等4种动车组车型的卸污口位置不同,间隔18.5~19m设置1个抽吸单元,约设23个。卸污干管管径为DN160,在进入真空机组前设置阀门。真空抽吸单元采用盘绕式,作业半径一般为10m,卸污软管采用带钢衬耐真空软管。每条卸污管线按2~4个抽吸单元同时卸污考虑,允许两条卸污线同时作业。卸污时间约20min。为保证客车上水卫生安全,抽吸单元应与客车上水栓分开设置,保持2m间距,并有显著标识。真空站也可采用由地面固定管道和真空泵机组组成的真空卸污系统。按近期规模初步计算,真空站内设2套真空泵(每台功率约为18.5kW)、2个12m3真空罐、2台卧式离心泵(每台功率约为4.0kW),并应预留1套真空泵机组以及真空罐、卧式离心泵的位置,真空泵、真空罐采用两套交替运行方式,以保证卸污过程的不间断连续进行。采用旋转凸轮泵机组的真空站一般采用地上式布置,而采用真空泵机组的则一般采用地下式布置,两种真空卸污方式都能满足列车卸污的要求。卸污管道的管材选用高密度聚乙烯塑料管(HDPE),按工作压力为1.0MPa考虑。检查库真空卸污虹桥动车运用所负责完成京沪高速铁路及沪宁城际、沪杭城际、沪通铁路始发动车组的运用和检查作业。动车组检查库设有6线整备线。库内采取固定式真空卸污方式,每2条整备线之间设1排DN160卸污干管,共设3排,每排设抽吸单元22~23个。卸污干管以1%的坡度坡向真空站。真空站内设真空泵机组2套、真空贮罐2个及卸污系统控制等设施。真空站也可采用旋转凸轮泵机组2套,直接将列车上污物抽至室外污水处理构筑物中。接排自然水体或无城市污水处理厂的市政污水管网高浓度集便污水处理工艺视污水排向及排放标准确定。当污水排入有污水处理厂的城市污水系统时,处理设施可简化,只需设置足够容量的化粪池即可;当污水直接排入自然水体或无城市污水处理厂的市政污水管网时,宜根据最终受纳水体的功能划分、排放标准确定处理工艺。列车排出污物量较少,COD、BOD5浓度又相对较高时,单独处理成本较高,可考虑将污物与站区污水混合进行生化处理后达标排放。南京南、虹桥动车运用所的污水均排入市政污水管网,最终进入城市污水处理厂,故其高浓度集便污水可经大容量化粪池厌氧处理后,汇同其他生活污水一起排入市政污水管网。化粪池内的高浓度粪便污水也可由吸粪车定期排空。2.3套真空机组和4条卸污干管设置组成目前京沪高速铁路只有北京南和虹桥站设置了固定式真空卸污系统,其余均在动车段、所整备时同时进行。北京南车站设置了2套真空机组和4条卸污干管,可满足8条线的卸污作业。虹桥站拟设置1套