城市軌道交通給排水節能環保設計初探
摘 要:結合城市軌道交通給排水節能環保設計的要求,詳細闡述了軌道交通車站、車輛段與綜合基地給排水系統環保節能設計的思路和措施,并介紹了太陽能利用及雨、廢水回收利用的相關內容。
關鍵詞:軌道交通;給排水;節能;環保;措施
當前,能源短缺和環境污染越來越成為全球性的問題,我國已將環保和節能作為一項重要的國策。隨著國內城市軌道交通建設的快速發展,如何把環保、節能的理念和措施用于軌道交通工程是十分重要的。作為軌道交通重要的配套系統之一,給排水系統的水資源和電能消耗是相當大的,尤其是隨著軌道交通網絡化建設及站點的不斷增多,能耗的趨勢將越來越嚴重。同時,軌道交通運營過程中給排水系統所產生的污廢水、噪聲等也將對周邊環境產生影響。
本文將通過對城市軌道交通車站、車輛段和綜合基地可采用的給排水節能環保措施的分析,探討軌道交通給排水系統節能環保設計的發展方向。
1 軌道交通車站節能環保措施
1. 1 消防水泵
推廣采用恒壓切線泵。該泵變流穩壓,流量-揚程曲線平坦,工作區內壓力波動<5%。該泵小流量不超壓,能保證消防設備和消防人員的安全;大流量能保壓,確保消防效率。系統投資少,可不設變頻器等昂貴的設備;控制簡單,性能可靠;體積小,占地面積少,重量輕;高轉速,結構緊湊;振動小,噪聲低,機泵同軸直聯,機械密封可靠。
1. 2 冷卻塔
選用低能耗、超低噪聲的冷卻塔,即在距塔15m處,其噪聲可低于52 dB(A);另外,可考慮使用雙速冷卻塔,在低負荷時以低速運行,減少噪聲并降低能耗。
1. 3 水泵基礎
采用隔振性能優良的材料,例如橡膠、彈簧等,減少經由車站結構傳遞的振動,從而減小對結構的沖擊力,同時能直接降低噪聲。
1.4 冷卻循環水處理
采用臭氧水處理系統或離子靜電水處理器(簡稱離子棒)。臭氧水處理系統能完全取代藥物添加系統,其殺菌能力極強,可殺死已有的藻類并防止其生長,避免水質改變及二次污染,且能提供連續性的水處理。離子靜電水處理器能夠在高壓靜電場作用下,水中的陰、陽離子被水偶極子包圍,使之不能運動而無法靠近器壁,阻止水垢形成。同時,水在靜電場作用下,產生活性氧,破壞生物細胞,改變生物場,以抑制其新陳代謝,從而殺菌滅藻。另外,活性氧還可以使無垢金屬產生氧化膜,達到防腐效果。
1. 5 污水提升系統
目前,新型的污水提升系統主要有污水密閉提升系統和真空廁所系統。污水密閉提升裝置既可防止異味的擴散,又大大簡化了污水系統的設計。真空廁所系統系利用外在負壓作為動力源,以實現便器抽吸廢水和廢水的管道輸送。兩種系統的應用均可全面替代傳統的挖積水坑、設置污水泵的方式,能徹底解決傳統廁所的異味問題。
1. 6 衛生潔具
采用新型衛生器具及其配件。舊的衛生器具(特別是大便器)沖洗水箱耗水量大,其給水配件密封性和耐用性差,經常有“跑、冒、滴、漏”等現象,造成水資源的巨大浪費。而新型的衛生設備,如JS型虹吸式高效節水型坐便器每次沖洗水量僅為5 ,l可節水50%。
1. 7 管材及附件
可考慮使用內壁光滑的供水管材,以減少管道沿程水頭損失。還可使用低阻耗閥門和倒流防止器等,以減少管道局部水頭損失。管道水力損失降低后,相應可減少水泵供水壓力,并以此降低供水能耗。
2 軌道交通車輛段與綜合基地節能環保措施
車輛段與綜合基地除采取與車站相同的節能環保措施外,還可采用以下節能系統和措施。
2. 1 太陽能熱水系統
太陽能作為一種取之不盡、用之不竭的清潔安全新能源,已越來越多的應用于熱水供應系統。太陽能加熱設備可以采用真空管式,其集熱效率高,保溫性能好,受環境影響小,全自動運行,操作簡單,維護方便,且可全年使用,但必要時還應采取輔助加熱方式。
2. 2 虹吸式屋面雨水排放系統
與重力流雨水排水系統相比,虹吸式屋面雨水排放系統具有安全、高效等優勢,不僅有利于集中收集雨水,而且能夠為實施雨水回收利用提供便利條件。同時,虹吸式屋面雨水排放系統還具有以下優點。
(1)系統可帶多個雨水斗,管道布置靈活。
(2)在設計暴雨強度下,管道系統為滿管流,能夠快速排泄屋面積水,以減輕屋面負荷,確保構筑物安全。
(3)立管數目少,節約更多的建筑空間,并為雨水回收與利用提供好的條件。
(4)雨水排水管管徑小,現場施工工作量小。
(5)地面開挖工作量大大減少,雨水窨井數量亦可減少。
(6)懸吊管水平設置,無需做坡度。
(7)水力計算精確、可靠,施工快捷簡單。
2. 3 雨、廢水的回收利用
雨、廢水利用是城市水資源綜合利用中一種新的系統工程,具有良好的節水效能和環境生態效益。車輛基地與綜合基地雨水及洗車庫、停車列檢庫、修理庫區的廢水經過回收、處理后可用于車輛沖洗、道路沖洗和綠化灌溉、廁所沖洗等用途。
雨水作為一種自然資源,污染少,處理容易,經簡易的處理即能作為生活用水,其處理工藝原理見圖1。
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2. 4 廚房、淋浴間的節水措施
軌道交通職工食堂廚房的洗滌盆、沐浴水嘴采用充氣水嘴,可節水且不減小水柱的直徑,節水率一般在15%左右;公共浴室采用單管恒溫供水配合腳踏閥淋浴器、光電淋浴器及手拉延時自閉淋浴器等措施后均可比一般雙管淋浴器節水20% ~50%。
3 結語
目前,上述的節能環保措施中,新型的水泵基礎、恒壓切線泵、冷卻塔、衛生潔具、管材以及虹吸式屋面雨水排放系統等都已在部分城市的軌道交通建設中得到了應用,但新型污水提升系統及雨廢水回收利用系統由于多方面的原因,目前還尚未得到廣泛推廣。
軌道交通給排水設計系統中的節能環保絕不是將污水簡單處理、達標排放那么簡單,而是要把節能和環保理念貫穿于設計中的每一個細節。由于軌道交通給排水系統中絕大部分新材料、新設備、新工藝都與節能環保的要求密切相關,所以,充分利用和發揮這些新技術和新材料的節能效能是我們設計人員的重要職責。
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