為了實現污水和餐廚垃圾同步資源化處理，我們開展了分布式污水處理系統的研究，真空排水系統是該系統的重要組成部分之一。為了檢驗該污水處理系統的性能以及發現和解決工程應用中的技術問題，計劃在廣州市某工業園生活區采用該污水系統建設示范工程，因此該工業園需建造真空排水系統。本文主要介紹了該生活區真空排放系統的設計計算方法和過程。

　　我國是一個貧水國家，然而我國家庭用水方式仍是傳統的粗放用水方式，尤其是沖水便器的使用，依靠消耗大量的水來滿足衛生要求。由于便器和排污系統的設計施工問題，沖水便器雖然消耗大量的水，但在使用中依然存在衛生隱患，例如濺起糞便造成的空氣污染問題以及室內環境與排污系統的隔離問題等。另一方面，衛生問題的解決卻意味著需要處理大量被污染的水，使水資源的低效利用和處理污水的高額能耗成為新的環境問題。真空技術網(http://smsksx.com/)認為應用新的技術來尋求各方需求的平衡是有必要的。

　　餐廚垃圾在我國城市生活垃圾中占較大比例，如果對餐廚垃圾單獨收集處理，可有效減少生活垃圾處理量，緩解“垃圾圍城”的矛盾;而且，與其他生活垃圾相比，餐廚垃圾具有含水量、有機物含量、油脂含量及鹽分含量高，營養元素豐富等特點，具有很大的回收利用價值。

　　由于我國居民的生活習慣以及垃圾收運管理等因素，我國餐廚垃圾實現分類收集仍存在較大的困難�，F在餐廚垃圾常常與其他生活垃圾混合收集，由于餐廚垃圾易腐爛發臭、滋生蚊蠅，在垃圾存放、收集、轉運以及填埋過程中會對環境造成污染。同時，含水率高導致垃圾的熱值低，不適合與生活垃圾一起焚燒處理。

　　將餐廚垃圾直接在廚房中進行預處理后，利用真空排水收運是一種有效的餐廚垃圾分類收運解決方案。這種方法從源頭上進行垃圾分類，直接進行餐廚垃圾預處理，利用真空收運，采用成熟的污水處理工藝進行處理分解。這樣就不存在重力管道直排的問題，同時避免與其他生活垃圾混合，有效實現餐廚垃圾的單獨收集目的，同時有利于餐廚垃圾的資源化處理。

1、真空排水技術

　　真空排水系統是利用真空設備使排水管道內產生一定真空度(通常為- 60 kPa~- 70 kPa)，利用空氣輸送介質的排水方式。真空排水系統中的污水以氣水混合物的形式，以較高的流速在管道內輸送。

　　真空排水技術不是一個新的概念，1860 年荷蘭工程師Liernur 首次提出該概念;在20 世紀60 年代，瑞典人Liljendahl 對該技術進行進一步開發。而真空系統的廣泛使用開始于90 年代。在國外，真空排水系統已在高鐵、大型客輪、商業中心、醫院、酒店等得到成功應用。由于真空排水系統是利用負壓，抽吸力大，相對于傳統重力排水系統，具有以下優勢：

　　(1)節水性能好;

　　(2)施工方便，真空管路管徑小，允許管路提升，輕易繞過障礙物，布置靈活方便;

　　(3)環保衛生，密閉式收集輸送，抽吸力大，能有效減少臭味以及有害病菌的外泄;

　　(4)解決地下空間污水提升的難題，直接提升到市政管網或指定位置，且系統維護費用低;

　　(5)無大量透氣管，不影響建筑外觀;

　　(6)動力輸送，不易堵塞。

　　我單位正在開展研究的分布式污水處理系統，以分布式處理為核心，利用真空排水系統收集餐廚垃圾和污水，節水并提高污水有機物濃度，同時利用先進的處理技術進行資源化處理，回收其中的資源和能源。

　　本分布式污水處理系統研發項目計劃在廣州市某工業園生活區建設示范工程，因此該工業園需建造真空排水系統。下面對該生活區的真空排水系統改造的設計計算方法進行介紹。

2、 真空排水系統的設計計算

　　真空排水系統包括室內和室外系統兩種。室外真空排水系統主要包括真空泵站、真空收集箱和真空管網。室內真空排水系統包括真空廁所、自動界面單元、真空管路、真空泵站。

2.1、工程概況

　　該生活區位于廣州市，地勢平坦，主要生活設施包括員工宿舍和食堂，主要情況如表1、2 所示。

表1 生活區各種設施類型服務人數

表2 現有主要衛生潔具數量

　　項目需對該生活區產生的生活污水和餐廚垃圾進行真空收集。其中：

　　(1)通過將傳統馬桶改造成真空馬桶實現對糞便污水的真空收集;

　　(2) 其他污水重力排放至室外真空收集箱后，利用真空管網抽吸至真空泵站;

　　(3)餐廚垃圾研磨預處理后進行真空抽吸。主要流程圖如下圖所示：

圖1 真空排水系統流程圖

2.4、真空管網

　　真空管道由主管、支管、真空排出管、檢查管組成。真空管道的敷設方式如圖2 所示，在上坡和水平地勢時采用鋸齒形敷設方式，兩個相鄰鋸齒形提升段之間的坡度大于0.2%，保證具有足夠的重力水頭。污水在管道中為柱塞波浪狀運動，通過間歇運行、分段輸送至真空泵站。生活區地勢平坦，真空管道可采用鋸齒形敷設方式。通過計算，真空系統子系統的干管選擇DN110，系統主干管選擇DN160, 采用SDR- 21 級的UPVC 管及相關管件，粘結連接。如圖2 所示，

　　根據收集點布置可得主干管管線約為370 m。

圖2 真空管道的敷設方式以及管道中流體運送形式(QUA- VAC)

2.5、真空收集箱

　　真空馬桶的排水管與真空排水管道直接相連，其他生活污水先通過重力排水管道排至真空收集點，通過真空收集箱與真空管網相連接。根據《室外真空排水系統工程技術規程》，當排水量小于等于4 L/s 時，宜設單個真空閥收集箱。當排水量大于4 L/s 時，宜采用兩個真空閥的收集箱。該部分排水總量為12.4 m³/h=3.44 L/s，小于4 L/s，設置單個真空閥的收集箱即可。在每個收集點設置真空收集箱，箱體個數根據定制型號來確定。收集箱采用PVC 材質。

2.6、真空系統布置簡圖

圖3 真空系統布置簡圖

3、結語

　　本設計計算充分考慮節水和餐廚垃圾單獨收集的要求，通過真空排放系統的建設，不僅實現節水和餐廚垃圾的單獨收集，而且為分布式污水處理系統的研究打下基礎。