城市公共厕所排水管道系统影响因素研究

摘要

公共厕所是城市中重要的基础设施，其室内环境卫生状况对公共卫生安全有重要影响。在公共厕所中，连接大便器较多的管道较容易出现室内卫生安全状况。如今许多场所都在使用节水型坐便器，对于连接多个节水型坐便器的排水横管，其输送污物的能力及管内压力状况有待研究。论文针对城市中单层公共厕所，以连接多个节水型坐便器的排水横管为研究对象，探究排水管道输送性能的影响因素，分析多个坐便器排水时管内压力变化，为公共厕所的排水系统设计提供建议。　　试验对连接5个节水型坐便器的12m长排水横管，采用模拟污物代替公共厕所排水管道内的固体污物，按照不同的坐便器排水组合和不同的坐便器排水方式进行测试。在未设通气管的情况下，选取0.004、0.008、0.012和0.026共四种管道坡度，研究管道坡度对管道输送性能的影响；分别用45°斜三通和90°顺水三通连接器具排水管与排水横管，探究三通管件对管道输送性能的影响；采用PVC-U塑料管和铸铁管搭建相同结构的试验系统，分析管材对管道输送性能的影响；针对PVC-U塑料管，研究坐便器排水方式、三通管件和开启的坐便器数量对横管内压力的影响。在试验系统上分别安装伸顶通气管和器具通气管后，探究通气系统能否改善管道输送性能，比较管内压力变化情况。结果表明：　　①对于连接多个节水型坐便器的排水横管，多个坐便器排水时，随着管道坡度增大，横管中模拟污物的滞留位置变远，排出率增加，在坡度大于0.012的排水横管中，模拟污物的排出率达到90%以上。　　②对于器具排水管与排水横管水平连接的排水系统，采用90°顺水三通会阻碍水流输送模拟污物，甚至会出现模拟污物反向移动；采用45°斜三通则有助于水流输送模拟污物。　　③在排水横管的坡度和开启的坐便器数量相同的情况下，未设通气系统时，PVC-U塑料管的输送性能优于铸铁管。排水横管的坡度增大或开启的坐便器数量增加能提高铸铁管的输送性能。　　④在未设通气系统的情况下，排水横管内最大正、负压力随着开启的坐便器数量增加而增大。管内正压受坐便器排水方式和三通管件的影响明显，在安装90°顺水三通的试验系统中，5个坐便器同时排水时管内最大正压力为50Pa。　　⑤安装通气管对改善管道输送性能几乎没有效果。通气系统主要缓解排水横管内负压力，对管内正压力影响较小。器具通气对排水横管内负压的缓解效果优于末端伸顶通气。　　⑥为保证排水横管具有良好的输送性能，建议城市中单层公共厕所的排水横管采用PVC-U塑料管，管道坡度最小为0.012，以45°斜三通连接器具排水管与排水横管。

目录

1 绪 论

1.1 课题研究背景

1.2.1 国外研究现状

1.2.2 国内研究现状

1.3.1 课题学术意义

1.3.2 课题实际意义

1.4.1 研究目的

1.4.2 研究内容

1.4.3 创新点

1.4.4 技术路线

1.5.1 试验平台介绍

1.5.2 试验装置及材料

2 管道坡度对管道输送性能的影响

2.1.1 试验系统

2.1.2 试验方法

2.2.1 单个坐便器排水

2.2.2 单个坐便器重复排水

2.3 不同管道坡度下多个坐便器排水

① 试验结果

② 试验结果分析

2.4 本章小结

3 三通管件对管道输送性能的影响

3.1 试验系统及方法

3.2.1 单个坐便器排水

3.2.2 多个坐便器排水

3.3 本章小结

4 管材对管道输送性能的影响

4.1 试验系统及方法

4.2 不同材质的排水横管输送性能对比

① 试验结果

② 试验结果分析

4.3 本章小结

5 管内压力状况及通气系统对管道输送性能的影响

5.1 试验系统及方法

5.2 排水横管内压力状况

5.2.1 未设通气管时排水横管内压力状况

5.2.2 不同通气管对排水横管内压力影响对比

5.3 通气对管道输送性能的影响

5.4 本章小结

6 结论与建议

6.1 结论

6.2 建议

参考文献

附 录

A. 已录用未发表的论文目录

B. 论文试验数据

致谢