摘要：重點介紹現(xiàn)在直達列車的儲污裝置，地面接收儲污裝置系統(tǒng)，污物處理系統(tǒng)。
　　關(guān)鍵詞：直達列車，抽便裝置，污物，自動控制
　　0引言
　　隨著鐵路科學(xué)技術(shù)的迅猛發(fā)展，環(huán)保節(jié)能的新型列車也呼之即出，自從2004年4月28日直達列車的開行，鐵路的歷史又翻開了嶄新的一頁。新型的直達列車，涵蓋了中國鐵路的許許多多的新技術(shù)、新成果，隨之列車配套的系統(tǒng)也相應(yīng)出爐。在這一次技術(shù)革新中，我們擔(dān)當(dāng)了Z17、Z18次（長沙至北京）直達列車污物接收、排放、處理的科研設(shè)計任務(wù)。
　　由于Z17、Z18次直達列車為新型環(huán)保列車，它廁所結(jié)構(gòu)和功能與以往的列車的廁所大不一樣，首先列車的糞便污水不直接對外排放，其次在大便器下面安裝了一個儲污箱，容積為0.5立方米，儲污箱被自動抽成真空，儲污箱四周還有自動加溫設(shè)備，還有液位顯示裝置，總而言之，直達列車的廁所更科學(xué)、更環(huán)保。
　　1列車抽污、排放、處理的工藝設(shè)計方法
　　為了能使列車的糞便廢水及時順暢的排出，設(shè)計采用了負壓原理，進行抽污排放。簡單的講，在地面制作一套地面接收儲存裝置，利用真空泵將其抽成真空，然后利用管道將地面接收裝置與列車對接，對接之后，將列車的集便箱的閥門全部開啟，由于列車集便箱與地面接收裝置存在壓差，這時列車集便箱的廢水就從列車集便箱（高壓）流到地面接收裝置（低壓），當(dāng)列車集便箱的廢水全部流入地面接收裝置后，地面接收裝置恢復(fù)常壓，糞便廢水在重力作用下從儲污罐內(nèi)自流到室外處理池，經(jīng)室外處理池處理后，排入市政排水管網(wǎng)。工藝流程如下：
　　列車污水地面管道地面儲污罐自流污水處理池達標(biāo)排入市政排水管網(wǎng)
　　設(shè)備平面布置圖如下：
　　
　　2列車抽污、排放、處理的工藝的技術(shù)指標(biāo)
　　1.排放標(biāo)準(zhǔn)：國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)GB8978-1996中第二類污染物最高允許排放濃度之一級標(biāo)準(zhǔn)。
　　2.真空負壓值：-0.080Mpa~-0.040Mpa。
　　3.抽便排放時間：列車移動時間+抽便時間+儲污罐排放時間=3次*3分鐘/次+3次*8分鐘/次+5分鐘=38分鐘。
　　4.地面儲污罐容積：按照一天一車計算污水量，16車*1M3*1.05（沖洗水量）=16.8M3
　　5.地面化糞池容積：按照一天最高1000人計算，選用13-100A00型化糞池，共100M3。
　　6.A級厭氧池，設(shè)計停留時間24h，40M3；A級缺氧池，設(shè)計停留時間5h，10M3；O級生化池，設(shè)計停留時間8h，16M3；
　　3列車抽污、排放、處理的工藝的技術(shù)研究
　　在接到長沙車輛段集便處理工程的任務(wù)后，設(shè)計對集便工程相關(guān)信息進行了搜尋，由于這類工程在國內(nèi)確無首例，因此設(shè)計采用的參數(shù)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)只有借鑒國外的資料，并參考有關(guān)這方面設(shè)備資料，但抽便設(shè)備與抽便系統(tǒng)相比，差異相當(dāng)大。最常見抽便設(shè)備如抽便汽車，它常用于民航的機場，它結(jié)構(gòu)簡單，靈活方便，投資費用不高。而抽便系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，它有長長的輸送管道，有地面接收儲存裝置，有抽空的動力設(shè)備，有自動控制系統(tǒng)，有設(shè)備房屋及附屬設(shè)施，它設(shè)備固定，投資費用高，施工難度大。其中最難處理的有幾點：1.系統(tǒng)的氣密性的控制，2.系統(tǒng)的負壓值的控制，3.整個系統(tǒng)的自動化控制。
　　本工程還要遵守以下規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)：《室外給水設(shè)計規(guī)范》GBJ13-86，《室外排水設(shè)計規(guī)范》GBJ14-87，《鐵路給水排水設(shè)計規(guī)范》TBJ10-85，《給水排水管道工程施工及驗收規(guī)范》GB50268-97，《給水排水構(gòu)筑物施工及驗收規(guī)范》GBJ141-90，《國家污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996。
　　3.1材料研究
　　3.1.1管道及法蘭墊片
　　整個輸送管道采用不銹鋼管，這是因為不銹鋼管有以下優(yōu)點：不銹鋼在大氣和一般介質(zhì)中具有很高耐腐蝕性能，還具有較高的強度、硬度及耐磨性，能適宜較大的溫度范圍內(nèi)工作，具有良好的綜合性能。因此，含有腐蝕性的糞便廢水，在負壓輸送的情況下，采用不銹鋼管有利于工程的運行管理。而新型材料的塑料管，雖然光潔度比較高，且安裝方便，但耐壓、耐腐性能遠遠不及不銹鋼管；排水鑄鐵管雖然耐腐、耐壓性能還可以，但機械性能差，脆性高，容易破碎，給施工帶來諸多不便；而一般的鋼管，雖然價格低廉，但耐腐性能差。因此，采用不銹鋼管，有利管道的安裝，更有利今后的維護管理。
　　法蘭墊片是法蘭連接中起密封作用的部件，法蘭所用的墊片大多數(shù)是用各種非金屬板直接下料，也有部分金屬墊片，墊片材料的選擇，應(yīng)根據(jù)溫度、壓力、介質(zhì)的腐蝕性來決定。就金屬墊片而言，包括金屬平墊片、橢圓形及八角形金屬墊片、透鏡墊三種，其中金屬平墊片，用于光滑式平焊法蘭，承受溫度、壓力較低；橢圓形及八角形金屬墊片，多用于梯形槽帶對焊法蘭，其密封性較好，但制造復(fù)雜，要求精度高，價格昂貴；透鏡墊，其密封性好，廣泛用于高溫、高壓管道的法蘭連接。而非金屬墊片較多，大部分耐壓、耐溫性能較差，容易破裂，但牛筋橡膠墊片抗壓性能好，耐溫、耐腐蝕性能好，其密封性較好，價格較低廉，特別容易安裝及更換。在本工程使用情況看來，其密封性、抗壓性能，別的非金屬墊片是無法與之相比。
　　3.1.2保溫材料
　　根據(jù)建筑設(shè)計規(guī)范，長沙地區(qū)室外外露水管須進行保溫。考慮輸送管道直徑大，便于維護，這要求保溫材料質(zhì)量好，安拆方便，防潮隔汽，使用壽命長，耐老化性能好。設(shè)計選用了一種新型環(huán)保的保溫材料-PEF，它是采用吹膜級高壓聚乙烯發(fā)泡而成，具有非常優(yōu)良的防潮隔汽性能，即使厚度只有1um的聚乙烯薄膜，也能對水、汽的隔斷。它的物理性能好，導(dǎo)熱系數(shù)為0.0326w/m.k，吸水率為0.0019g/cm2，它安全環(huán)保，安全可達到兒童玩具毒性檢驗標(biāo)準(zhǔn)和食品衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，在使用過程中沒有有害微粒及氣體產(chǎn)生。它有成形的板材和管材，施工簡單，使用方便，外表美光。
　　3.2設(shè)備研究
　　3.2.1儲污罐
　　儲污罐是地面接收設(shè)備之一，是用來儲藏車上被抽取的糞便廢水的設(shè)備，糞便廢水在儲污罐內(nèi)進行壓力轉(zhuǎn)換后，再自流入室外化糞池。對整個工藝來說，儲污罐有儲藏、轉(zhuǎn)換之功能，因此，設(shè)計具體的儲污罐要從滿足它的使用功能進行。首先確定儲污罐的容積，儲污罐的容積是根據(jù)列車的污水量來確定的。按照長鐵總公司現(xiàn)在的情況，一天一列直達車，那么儲污罐的容積就要求滿足一列直達車一天排放的最大污水量，一列直達車共有18節(jié)車廂，其中餐車和郵政車沒有設(shè)衛(wèi)生間，其余車輛兩頭均設(shè)置了一個500L集便箱，因此，一天一列車最大污水量為16*（0.5+0.5）=16m3，另加1.05的沖洗水量，那么，儲污罐的容積為16*1.05=16.8m3，設(shè)計采用兩個相同的罐體，每個罐的容積為10m3。其次要預(yù)留好進出儲污罐各種管道的接口，由于儲污罐功能多，進出儲污罐的管道也相當(dāng)多，只有預(yù)留好進出儲污罐各種管道的接口，才能使列車的糞便廢水順利進出。

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