第四章第六节粪便污水系统.docx

第四章第六节粪便污水系统.docx

《第四章第六节粪便污水系统.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第四章第六节粪便污水系统.docx（25页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

第四章第六节粪便污水系统

第六节粪便污水系统设计

一、概述

粪便系统包括大便管和小便管及透气管，粪便系统从防臭和卫生上考虑必须与其它系统分开作为单独的系统。

舱内便管的端部为防臭和卫生上要求，在大小便器或系统上都应设有水封。

系统在设计时要考虑防止管子堵塞，和由于背压和虹吸作用而破坏水封。

应在适当的位置设置透气管、确保水流流通。

同时，系统的安装布置要保证维护保养方便，在弯头和集管端部应设有清扫孔塞以防管路堵塞时用作排除用。

大小便器的洗涤水一般使用海水，但也有考虑便管腐蚀而使用淡水。

粪便管向舷外排出形式，一般要适当集中某一区域的大小便器集中后排出。

但病房的粪便管考虑到传染病的传布，故与其他舱室的粪便管隔离为单独排出，便管排出口的位置应选择在不影响其他系统吸入海水的舷侧位置上，为避免污染船舷和码头，排出口应布置在水线以下。

排出方法有如下四种：

①汇集箱方式；

②贮存柜方式；

③总管集合方式；

④污水处理方式。

值得引起人们重视的是，随着科学技术的发展，以及各国间的往来，通过海上运输也必不可少，因此船舶的抛弃物也在增加，各种污物粪便倾入大海而污梁了海洋，至使海洋失去了自然净化的能力。

船舶对海洋污染以油污染的危害为最大，而且早已在国际国内引起重视，已有种种严格的规定。

而船舶生活污水，特别是粪便污水对海洋的污染也逐步引起了世界各国的重视。

许多国家制定了在本国水域范围内的污水管理法令，也强烈要求制定国际污水排放标准。

联合国海事协商组织（IMCO）通过了海洋污染公约，其中附则Ⅳ防止船舶生活污水污染规则中规定了污水的定义、船舶适用范围、污水排放要求以及污水处理装置证书的签发要求等。

同时（IMCO）又颁布了污水处理装置国际排放标准和性能试验准则的建议。

世界各国目前均按公约和准则为基准，制订适合本国防止港口和沿海水域污染的规则和条例。

二、舷外排出方式的选择

舷外排出方式应根据各种不同类型的船舶，考虑下述各种舷外排出方式的特征，然后再合情选择适合于本船情况的型式。

可是对于当前国际、国内对粪便污水排放限制的规定将会越来越严格，应考虑采应贮存方式或污水处理方式。

1.汇集箱方式

汇集箱方式是由汇集箱把粪便管路集中到一处向舷外排出的方法。

在大量排水时，汇集箱能起到对其他系统减少背压波动的效果。

另外，通过水封气密器后，也能将一般的排疏水管集中排出。

透气管只设在总管和汇集箱上，其他地方的透气用排水兼透气方式。

图4－20汇集箱方式

图4－21贮存柜方式

2.贮存柜方式

本方式是污水处理的一种最简便，又是最可靠的型式。

把船上产生的粪便污水在限止排放的海港则全部贮存起来，在不受限止的海洪则直接排至舷外。

柜的容量一定要充裕，只要考虑柜的腐蚀，其他问题就不会产生。

也有把柜的容量做和不太大，在停泊或靠码头时，用泵把粪便抽送到专门的粪便船上，在船舷有专门的排放接头。

3.总管集合方式

本方法只是把粪便管集中后直接向舷外排出，这种方法为最简单是当前小型船舶上较为流行的一种排出方法。

图4－22总管集合方式

二、粪便系统设计

我国船舶设计采用便器形式以前大多使用槽式便池，在较高级或厕所狭小地方使用坐式或蹲式便器。

至于便器的冲洗水量没有定量，任意冲洗。

若使用污水处理装置后，仍使用上述冲洗水无定量的便器，势必增加了污水处理装置的额外负荷。

为提高处理装置的经济性，缩小处理装置容量，要求尽可能的减少冲洗水量。

建议使用单个便器，便后冲洗。

为控制冲洗水量一定要选用大小便定量冲洗阀。

1.污水处理装置的布置

①尽可能靠近厕所；

②污水，污物排出口位置应远离海水吸入口；

③要避免粪便管穿过水密隔舱；

④要考虑污水能左右舷排出，以便于接受设施连接。

2.透气管开口端布置

污物贮存柜和处理装置透气管的开口端安装位置要慎重。

特别是污物贮存时间较长的贮存柜透气管的开口端，由于有机污物的厌氧分解，要产生毒性气体（H2S）、可燃气体（CH4）和恶臭（NH3）等。

因此开口端布置应尽量避开生活和工作区域，通风和空调系统吸气口以及防爆区域。

开口端上应装有防火网。

3.化学药品舱（柜）

船上装有供污水处理装置用的化学药品时，应设有专门舱室或柜贮存化学药品，贮存化学药品的舱或柜要清洁干燥，并要靠近处理装置。

4.污水处理装置仓室

在污水处理装置周围应设有防止污水扩散的围板，还应装有供应海水和淡水的软管接头，汇集污水的污水阱以及能抽吸污水阱污水至处理装置或排至舷外的泵。

要装有一个洗手盆用来洗手和清洗化学分析用具。

为了对处理水试样进行分析，应备有必要的化学分析设备，化学分析设备应放在一个小药柜内，固定在装置或洗手盆附近。

按布置总图进行各便器间的管子连接，根据便器形式决定要否安装水封气密器。

当由左右两舷排出时，在适当的位置上应设有左右舷的连接管。

病房便管则应单独排出。

粪便管不应通过食堂、厨房、配膳间、食品库，淡水仓和卧室等处。

更不要通过床的头部，要考虑便器和床的布置。

万不得已要在床的头部通过管子时，禁止在床的上部管子上设置法兰接头。

便器布置在船中部时，尽可能设有左右舷连通管。

当横向管子比较长时，要考虑有充分的倾斜度，确保排水畅通。

特别要注意当向船首方向布置管子时，要考虑船的纵倾，也需要有足够的倾斜度。

万一管子堵塞时要设有清扫孔，因此在易堵塞的弯曲部位应装有清扫孔塞，或在某一适宜部位设置一可拆短管，必要时可拆卸清扫。

为确保粪便系统在船舶纵倾，横倾时，能可靠有效地使用，必须向舷侧出阀倾斜。

1.防止双重气囊

由于管子设计，安装不当，或在横倾调整有困难的船上，而横向安装的管子又比较长，或在系统上装有水封时，可能会产生如下图所示现象。

图4－23双重气囊状态图

由于在系统管子中产生双重气囊，冲洗便器时，便器内的水位会异常地上升。

当系统上水封深度较深时，水也会从便器边缘溢出。

也会使便器的虹吸作用很不正常，甚至丝毫不起到虹吸作用，以致引起粪便冲不掉。

当由于船的倾斜而引起的双重气囊，可采用左右舷连通管，或把倾斜度做得较大。

若双重气囊无法避免时，可用透气管去放气囊中的空气。

如图4－23中的虚线所示。

2.清扫孔塞的配置和形式

图4－24清扫孔塞的各种形式

当管子堵塞时为维修方便，应在管子弯曲部位和总管的端部装有清扫孔塞。

特别当粪便管在床和厨房顶部通过地，在管子上不允许装有清扫孔塞，必须考虑勿使管子堵塞或采取其他措施进行清扫。

另外在决定设置清扫孔塞时，必须考虑周围要有一定的空间，以便清扫工具操作。

清扫孔塞的形式参照下图。

再有在便器下面的管子堵塞可能性大，也有将某段管子做成可拆卸的短管，以防堵塞时清扫。

3.防止倒灌

为避免系统管子设计和安装不妥，而引起粪便污水倒灌。

可按下图进行连接。

（1）

图4－25直总管与横总管

直总管与横总管的连接：

（2）

图4－26横向支管间的连接

横向支管间的连接：

（3）不同平面的便器间的连接：

图4－27不同面的便器间的连接

（4）其他：

若单独管子直接在水线以下排至舷外，为防止由于船体横摇时，受到波浪的影响引起便污水飞溅，在系统上应设置透气管。

4.透气管的安装

粪便系统中一般在每个便器上都设有水封，管子的内私拿根据安装要求和使用情况不同大小多少有变化。

为防止管子在高压时，水封中的存水从便器内飞溅出来，或当负压时，由于虹吸作用将水封中的存水吸走，引起水封破坏，为此在系统有必要设备透气管。

透气管的安装方式有如下几种：

（1）单独透气方式：

图4－28A、B、C型透气管

在每个便器上设置透气管，向大气开放。

如今在船舶上几乎都不采用此种方式，如图4－28A型。

（2）集中透气方式：

在粪便总管的最高处设置透气管，如图4－28B型。

（3）排水兼透气方式：

粪便管的直径选得比较大，不专门设立透气管。

即使在最大流量时也不会满流状态，管内的空气只在管内流动，压力变化基本没有，不会引起水封破坏，如图4－28C型。

（4）组合方式：

把上述（A～C）三种方式适当的组合起来。

便器的通径为φ75mm，若选用通径80mm的管子已足够了。

可是在船上粪便管最小通径为100mm，因此有充分的余度。

目前在船舶上普遍采用排水兼透气方式。

透气管能防止由于双重气囊而造成的排水不良，又能够使粪便管内的换气充分，从而保证管内冲洗清净，不易堵塞。

在汇集箱上一定要设置透气管。

小便管一般与大便管连接，不需单独设置透气管。

透气管的开口部位应引向甲板露天部位，尽可能远离生活和工作区域、通风和空调系统吸气口，在管子端头应装有防火网。

5.舷外排出口位置

粪便管舷外排出口位置，首先其上下方向，以前一般都布置在高子水线300毫米以上处。

目前越来越多的船舶为避免污染船舷，确保安全和卫生，排出口趋向于布置在载重线以下，轻载线以上的位置上。

对于前后方向应远离海水吸入口以入避开船舷外舾装件，船体壳钣对接处。

若高于水线排出还应注意尽量避开舷梯和救生艇下降区域以及吃水标记等，在适当的地方应设置排水口挡板。

6.管子材料

管系材料一般都使用镀锌钢管（水煤气管），但在军舰上一般使用紫铜管。

目前也有在船上采用硬质聚氯乙烯管（PVC）来代替镀锌钢管。

在船上使用哪一种好呢？

在设计时，应充分考虑规范的要求，征求订货方意见，然后选择适合本船要求的材料。

PVC管具有比钢管价格便宜、耐腐蚀性能好、重量轻、管内表面摩擦阻力小、电绝缘性能好以及导热系数低等优点。

可是PVC管也存在受热易变形，可挠性大=马脚间距小、安装要求较高、管子接头可靠性较差以及在舾装中易损伤等缺点。

但只要掌握PVC管的特性，采取必要的措施，在上甲板以上的一般的排水系统和粪便系统可广泛使用。

7.粪便系统管子直径的确定

当决定管子直径时，必须考虑大便器最大排水时的流时，同时使用率、流体在管内的流速，管子的倾斜度以及透气管的形式。

下述的管子直径是考虑了上述各项要点，而推荐选用值。

透气方式是选用排水兼透气方式的大便管直径。

对于其他透气方式也可按本推荐值选取。

当大便器与小便器设置在一起时，小便管与大便管连接，排水流量只考虑大便器的负荷来决定管径。

（1）大小便支管直径：

表4－14直径

便管种类

管径（mm）

大便管

100

小便管

40

小便槽

50

（2）大小便总管直径：

表4－15大小便总管直径（mm）

便器个数

便管种类

3个以下

4～9

10个以上和舷外排出总管

大便总管

100

125

150

小便总管

50（小便槽65）

－

（3）透气管直径：

1总管端部和汇集箱部位透气管直径按下图决定。

图4－29透气管直径选择图

②单独透气方式直径一般选32mm。

8.粪便水柜的估算

粪便水柜的容量

按下式估算：

（L）（4－10）

式中I——人员数（人）；

T——贮存时间（d），参见表4.6.3；

U——平均耗水量（L/人·d）参见表4-16。

表4-16贮存时间参数

船种

T（d）

大湖船、油船

14

大型挖泥船

14

大型客船

11/4

快艇（客船）

1

拖轮

14

渔船

7

表4-17耗水量参考

船种

对象

U（L/人·d）

一般冲洗

节约冲水

循环冲洗

大型客船

船员

113.6

11.36

1.93

旅客

37.9

3.79

0.57

货船

船员

57.0

5.70

0.85

旅客

28.4

2.84

0.42

垃圾箱容量按下式估算：

续航天数（L）（4-11）

三、便器的型式、数量的确定和安装

1.便器个数的确定

旅客——个数不满500人者可按50人一个便器计算。

在总数决定后，按比例地分男、女二组，但在任何情况下每一地方至少应有一个便器。

对于船员——可按每10～15人有一个便器计算确定。

若船员被安置在不同部位，则每一地方至少有一个便器。

对于舰员——军舰上军官以每15人一个便器计算；士兵以每20～25人一个便器计算。

2.便器的型式（JC131—75卫生陶瓷）

船用便器广泛采用水封器的虹吸或虹吸喷式便器，具有臭气散发少的优点。

蹲式无水封器的大便器，其缺点容易粘附污物，不易冲洗干净，臭气散发多，又易堵塞，而且又要在管子上别配水封器，因此很不方便。

图4－30坐式大便器之一

（1）坐式大便器：

表4－18主要尺寸（mm）

代号

A

A1

B

C

D

E1

E2

尺寸

670

430

350

360；390

φ85

144～166

370；430

图4－31坐式大便器之二

表4－19主要尺寸（mm）

代号

A

A1

B

C

D

E1

E2

弯管

直管

尺寸

460

430

350

360；390

φ85

144～166

100；175

85

480

图4－32坐式大便器之三

表4－20主要尺寸（mm）

代号

A

A1

B

C

D

E1

E2

弯

直

尺寸

520

430

350

360；390

φ110

144～166

20

190

图4－33蹲式大便器

（2）蹲式大便器：

表4－21主要尺寸（mm）

代号

A

A1

B

C

D

E

E1

尺寸

610

590

280；260

200

φ120

430

60

（3）小便器：

图4－34小便器

表4－22主要尺寸（mm）

代号

A

B

C

D1

D2

E1

E2

F1

F2

G

尺寸

340

270

490

φ35

φ50

38

70

25

30

42

（4）存水弯：

图4－35存水弯

表4－23主要尺寸（mm）

代号

A

B

C

D

D1

D2

尺寸

435

110

215

φ100

φ146

φ110

3.安装形式

图4－36蹲式便器安装示图

（1）蹲式便器安装：

（2）坐式便器安装：

图4－37坐式便器安装示图

图4－38小便器安装示图

（3）小便器安装：

（4）便器用具的安装尺寸：

表4－24安装尺寸（mm）

序号

名称

尺寸“A”为产品的标准尺寸

代号

最适尺寸

最小尺寸

1

洗脸盆

B

L

H

715

1050

750

615

1000

2

洗手盆

B

L

H

515

780

750

515

730

3

坐式大便池

B

L

915

1285

715

1185

4

蹲式大便池

B

L

915

910

715

810

5

小便器

B

L

H

665

705

580

615

605

图4.2.13洗面器之二

图4.2.12洗面器之一

4.洗面器（JC131—75卫生陶瓷）

图4－39洗面器之三

图4－40洗面器之四

图4－41洗面器之五

表4－25主要尺寸（mm）

代号

A

B

图4.2.12

图4.2.13

图4.2.14

图4.2.15

图4.2.16

E1

E2

E1

E2

E1

E2

E1

E2

E3

E4

尺

寸

360

410

260

360

460

310

380

100

510

360

200

65

400

65

150

65

110

65

200

125

560

410

420

100

180

130

250

150

610

460

440

120

300

175

660

510

460

140

200

710

560

480

四、国际排放专用接头

一般来讲，不管使用何种处理装置都必须在船的左右舷适当位置安装国际标准排放接头，以便与接受设施连接（岸上和污物接收船）。

国际标准排放接头如图4.2.1所示。

图4－42国际标准排放接头

目前国内某些船舶已采用排粪接头，这种接头装卸方便迅速，如图4.2.2所示。

图4－43排粪接头

五、附录

附录1常用长度单位换算

毫米

（mm）

厘米（cm）

米（mm）

公里（km）

市尺

市里

英寸（in）

英尺（ft）

码（Yd）

英里（mile）

1

0.1000

0.0010

0.0030

0.03937

0.003281

10

1

0.0100

0.0300

0.3937

0.03281

1000

100

1

0.0010

3

0.0020

39.3701

3.2808

1.0936

0.000621

1000

1

3000

2

3280.833

1093.611

0.6214

333.33

33.333

0.3333

0.00033

1

0.00067

13.1234

1.0936

0.3645

500

0.500

1500

1

1640

546.8

0.3107

25.4000

2.5400

0.0254

0.0762

1

0.0833

0.0278

304.800

30.480

0.3048

0.9144

12

1

0.3333

0.0019

91.4402

0.9144

0.000914

2.7432

36

3

1

0.00057

1609.344

1.6093

4828

3.2187

5280

1760

1

附录2常用容积单位换算

厘米3

（cm3或c.c）

米3（m3）

升（L）

市尺3

市升

英寸3（in3）

英尺3（ft3）

磅（水）（1b.av）

1

0.000001

0.0010

0.0000271

0.0010

0.061024

0.0000353

0.002046

1000000

1

1000

27

1000

61024

35.3147

2204.6

1000

0.0010

1

0.0270

1.0

61.024

0.0353

2.2046

37037

0.0370

37.037

1

37.037

2260

1.3080

81.570

1000

0.0010

1.0

0.0270

1

61.024

0.0353

2.2046

16.3871

0.0000164

0.0164

0.00044

0.0164

1

0.00058

0.0362

28317

0.02832

28.317

0.7646

28.317

1728

1

62.428

453.6

0.0004536

0.4536

0.1225

0.4536

27.650

0.0160

1

附录3常用质量单位换算

克（g）

公斤（kg）

吨（t）

市两（旧制）

市两

市斤

市担

磅（1b）

1

0.0010

0.0320

0.0200

0.0020

2.20462×10-3

1000

1

0.0010

32

20

2

0.0200

2.20462

1000

1

32000

20000

2000

20

2204.62

31.250

0.0313

1

0.625

0.625

50

0.0500

0.00005

1.6000

1

0.1000

0.0010

500

0.5000

0.0005

16

10

1

0.0100

50

0.0500

1600

1000

1000

1

453.592

0.4536

4.4359×10-4

1

附录4常用力的单位换算

吨力（ft）

英顿力（tonf）

公斤力（kgf）

牛（N）

磅力（16f）

1

0.984207

103

9.80665×103

2204.62

1.01605

1

1.01605×103

9964.02

2240

1×10-3

0.984207×10-3

1

9.80665

2.20462

0.101927×10-3

0.100361×10-3

0.101972

1

0.224809

0.453592×10-3

0.446429×10-3

0.453592

4.44822

1

附录5常用压力单位换算

（一）

公斤力/米2

（kgf/m2）

公斤力/厘米2

（kgf/cm2）

标准大气压

（atm）

毫米水银柱高（mmHg）

米水柱高

（mH2O）

毫巴（mbar）

磅力/英寸2

（1bf/in2）

英寸水柱

（inH2O）

1×104

1

0.9678

753.56

10.00

981.00

14.223

395.0

1.0333×10

1.0333

1

760.00

10.3333

1013.25

14.696

407.5

1.36×10

0.00136

0.00131

1

0.0136

1.3332

0.0193

0.535

1×103

0.1

0.0968

73.556

1

98.10

1.4223

39.40

1.02×10

0.00102

0.000987

0.76863

0.0102

1

0.01451

0.402

7.03×102

0.0703

0.0680

51.715

0.703

68.95

1

27.72

2.54×10

0.00254

0.00246

1.87

0.0254

2.49

0.0361

1

（二）

附录8常用流量单位换算

米3/秒

（m3/s）

英尺3/秒

（ft3/s）

升/秒

（L/s）

磅（水）/秒

（m3/h）

米3/时

（m3/h）

美加仑/秒

（Usgal/s）

英加仑/秒

（Ukgal/s）

1

35.3132

1000

2205.0000

3600.0000

264.2000

220.0