真空技术在医院排水提升改造中的应用

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　　为解决医院门、急诊卫生间排水问题，改善患者就医环境，研究了真空技术在医院排水提升改造中适用性及运行效果。以天津某医院对门、急诊楼卫生间真空改造为实例，得到医院应用此密闭的真空排水系统具有节水、节电、管道铺设灵活、负压隔臭等优点，可实现对污、废水的同层收集、同层排放，防止细菌滋生、带辐射污水（物）二次污染，解决困扰医院卫生间环境的难题，可作为传统重力排水方式的补充与替代。针对真空改造后运行中存在的真空排水系统冲厕声音略大和管道阻塞问题，提出了改进措施，可为类似工程提供借鉴意义。

　　医院作为特殊类公共建筑，门、急诊区域科室较多，相应的患者及家属不同层次人较复杂，卫生间使用频率较高，经常存在堵塞、频繁清扫、节水意识差且异味严重等问题，同时也存在医源性感染风险，一直是困扰医疗行业的难题。真空排水（又称负压排水）技术作为一项新技术，起源于19世纪的欧洲，在20世纪90年代以后引入国内并得到一定的发展。目前，新兴的室内真空排水优势已在很多场所得到应用，体现了其独特的管道排布、节水等优势，可作为传统重力排水方式的补充与替代。

) M9 f: V* G: D+ X! `" _9 u( P 　　室内真空排水系统有别于传统排水系统，排水动力不依赖于重力，依靠大气压与真空设备产生排水系统内压力的差值，利用空气快速进入将其与污物形成高速气水混合物，在强制抽吸力作用下将其推入排水管道。该系统一般是由真空泵站（真空泵、排水泵、真空罐体和控制系统）、真空隔油器（可选）、真空控制单元（真空坐/蹲便器、真空小便池、真空地漏、真空界面阀单元等收集装置）和系统管道组成。
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4 M! W  o6 [6 u. F 图1 系统组成示意图

- g/ |% s7 L  L" j+ \- G 　　本文通过真空排水技术对传统重力排水系统进行提升改造案例，分析医院真空排水提升改造的必要性，对真空排水系统应用于医院排水系统的问题，提出改进措施，以期为类似工程提供借鉴意义。
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1、真空排水系统在医院排水改造的必须性
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　　1.1、就医环境差
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　　医院大部分门、急诊楼卫生间排水系统为传统重力排水方式，因使用频率高、排风不足，甚至扩散至卫生间以外，异味严重，不利于就医环境改善。对于存在医源性感染的区域（如感染科、放射科），排水器具附近较大密度的空气易通过扩散方式传播，从而会恶化医源性风险。
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　　1.2、用水量逐年攀升

7 ~8 W, j7 R& r% t8 g) b  b+ D 　　来医院就医患者在如厕后，为冲走便池内残存污物，频繁冲水，水浪费严重；传统重力便器每次冲水量在4.8～8 L/次范围，耗水量较大。调研多家医院，用水量逐年攀升。
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4 ?4 r! [' n+ s: M5 ?7 N/ g5 y) n7 ^. J! I 　　1.3、频繁堵塞
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　　医院卫生间堵塞现象时有发生，常伴有难发现的渗漏现象，维修困难，造成卫生环境差且使用不便。

) d$ Y4 S. G6 F6 y; s! K 　　1.4、排水受空间限制大

' i% O* ]  P  F0 b) O; K' H 　　在有排水需要情况下，往往受到地理空间受限的影响，造成传统重力排水系统安装困难，若对现空间进行建筑施工改造难度大，或产生很高的费用，给医疗人员或患者的使用带来不便。
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2 q" x" `% t1 W7 L8 G' d( `0 y 2、真空排水在医院排水提升改造中的实践
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% c! d, }) p" {: w6 V3 T 　　本文以天津市某医院真空排水提升改造为案例，对真空排水系统在医院类排水中应用进行探讨。

　　2.1、工程概况
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+ b4 C5 B5 x: t9 x$ i* W& w+ R 　　本案例中该医院是融医疗、教学、科研、预防、保健为一体的综合性三级甲等医院，真空排水技术改造区域主要是建筑面积约20.8×104 m2的门急诊楼卫生间，男女卫生间共36个。

　　2.2、改造方案
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　　真空泵站设于门诊地下室，面积为12m2，因泵站在运行过程中会产生一定的噪声，故设于远离医疗人员和患者人员密集区域。该系统主要由两套系统组成，其中门诊区域卫生间排水系统于2018年1月投入使用；另外放射科、急诊区和四楼行政区卫生间排水系统于2018年6月投入使用。卫生间便器及真空界面阀内污废水在强制性抽吸力作用下先后经过主干管、真空罐，最后排入化粪池，详见系统图2。
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图2 真空改造排水系统图

　　主要改造卫生器具包含蹲便器85个、座便器17个、真空界面阀38套（用于洗手盆60个、小便池32个、拖把池15个），其具体真空排水设备详见表1。
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表1 真空改造设备表
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　　表1中真空罐体积为3 m3，材质为碳钢内外涂有防腐漆，需液位控制，罐内运行压力为0.5～0.7 MPa；真空泵流量为300 m3/h，功率为6 kW；还需配置扬程为7 m专用排污泵，功率为4 kW，流量为30 m3/h；控制箱需配有PCL控制系统，具有远程监控功能。

　　2.3、用水数据分析
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　　2.3.1、理论分析

　　在该案例中，主要将原重力式便器改造为真空式蹲便器和座便器，小便池、洗手盆、拖把池等设备保持不变，所以在计算理论节水分析时通过真空座/蹲便器数量基础进行计算。医院门诊区域和行政每天客流时间7：00～17：00，即10 h/d，卫生间单只便器使用频次平均1/2.5 min计算，则单只便器使用次数约为240 /d；急诊高峰期时间段为5：00～24：00，按平均18 h使用，则单只便器使用次数约为432 /d。传统重力便器冲洗水量为6 L/次，而真空便器仅用1.2 L/次，则计算两种用水形式冲水量相差为4.8 L/次，使用数量按表1中门、急诊各区域便器分别进行计算，则：

　　门诊和行政：用水量=4.8*240*365*88=37002240 L/年≈37002 t/y
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7 g, q% D- m) M9 O+ j 　　急诊和放射科：用水量=4.8*432*365*14=10596096 L/年≈10596 t/y

% M4 w! W; g0 M  L6 _/ I8 m 　　由上计算可知，门、急诊楼改造的102只真空便器平均日节省水量为130 t，每可节省水量47598 t。

　　2.3.2、实测数据分析
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　　在本真空排水提升改造案例中，门、急诊楼卫生间用水比较改造前后数据，详见表2、3。

  n( \6 M0 C& c) |  G 表2  门、急诊楼改造前排水系统用水量
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表3 门、急诊楼改造后排水系统用水量
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  @" K+ D. U6 y+ a6 X! B) e, P 　　门、急诊楼排水系统改造前平均用水量225.7 t/d，改造后平均水量108.2 t/d，平均节省水量117.5 t/d，节水率达52.1%。按此计算，实现节省用水约42887.5 t/d。
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　　2.4、运行中存在的问题及改进措施

　　（1）较传统重力排水设备，真空设备在使用中的声音略大。因室内真空排水系统属于全封闭性系统，噪声的产生，取决于系统要求的负压值大小，对真空设备要求较高。所以，真空系统和真空泵站日常维护，运行人员通过专业的培训后具备一定的专业技术基础，方可上岗。在运行中，维修人员要定期巡视，及时调整设备系统，并更换损坏的相关配件。
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　　（2）在运行中，真空排水系统采用负压产生的流速为4 m/s高速气水混合物，全自动将排水管道内的污物清空，在运维管理上方便，这种序批处理装置还减少了管道堵塞。但为了防止杂物从源头进入真空排水系统，可在卫生器具排水口加装“过滤环”，保洁人员需定期进行清洗和维护。
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' Y3 ?; U) L5 K( l" H 　　（3）医院卫生间不同于其他公建，患者人员较复杂，一些卫生间排水管道壁面易残存特殊科患者尿液沉淀物（例如放射科），建议特殊科室需双管系统，且排水管路需定期加药进行清洗，以清除管路壁面污垢和药垢。
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5 p+ m9 m, L) p" ~- j 　　（4）室内真空排水管道铺设坡度较小，为确保系统内的真空度和稳定运行，在真空排水管道安装施工中要满足《室内真空排水系统工程技术规程》5.3要求，宜采用“U”形输送集水弯，便于污水在输送集水弯内形成较短的水柱塞，加速在管道移动，可避免系统末端设备真空匮乏。但需注意“U”形集水弯的平滑度，因此处污物易在此处聚集，发生管路阻塞现象。
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3、结束语
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' E$ y% c: t" y 　　（1）真空排水系统属密闭系统，具有有效防止细菌滋生、带辐射污水（物）二次污染及负压隔臭特性，防止异味蔓延，改善就医环境，在医院特殊排水系统中较为适用，同时显著降低用水量。
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　　（2）排水系统内污、废水将通过真空技术实现了同层收集和排放，还可绕开障碍物，可上、可转向、可下，真空排水可实现对医院特殊科室污、废水实现密闭隔离收集，无须在每个分散排水点设置排水提升设备，具有管道敷设灵活、施工方便快捷、便于检修、环保等特点。由此可见，真空排水技术比较适合于大型医院的新建、扩和及改建项目。
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* ?0 e6 s: ]& _' l; l0 K3 n% s/ a 　　（3）采用真空排水技术投资费用较高，在使用前要进行多角度考量应用性，避免盲目乱用和滥用该技术。