1、目錄前言1一、設計任務書1二、項目背景11、廁所的發展歷程12、環保廁所的概念13.環保廁所的分類24、環保廁所的發展及趨勢25、環保型真空廁所的優勢36、真空廁所收運系統的經濟性分析3三、設計方案的分析擬定41、設備工藝布置設計42、確定男女蹲位數43 、真空罐主要參數的確定43.1 罐體壁厚及長度43.2 支座的選擇53.3 附件和接管53. 4 吸煙室的設置5四、罐體端蓋法蘭連接選擇計算64.1 關于法蘭連接64.2螺栓數量的確定7五、設計小結7六、參考文獻8一、設計任務書1 題目：真空廁所設備設計 2 已知： 真空廁所沒人每次產生固液廢棄物1升，沖廁消耗 清水2升。 3 任務： （1）

2、確定男女蹲位數量；（2）設計工藝系統圖，1張A3；（3）確定真空罐容積，設計真空站總圖（含罐體、支座、地基），1張A3；（4）設計真空罐體端蓋和支座制造圖， 各1張A3； （5）根據蹲位數量和真空罐體積，設計真空廁所平面工藝設備布置圖， 1張A3。 圖紙要求：采用標準圖框，標題欄和明細表以教材P213頁的為準。 二、項目背景一、 廁所的發展歷程天然廁 旱廁水沖廁環保廁所天然廁始于人類出現甚至更早，旱廁始于何時何地無據可考；水沖廁發明于英國19世紀中葉的1852年；環保廁所的打包廁所開始于中國北京20世紀末的1997年。二、 環保廁所的概念節水、減排、節能、科技、文明、生態環保廁所是運用現代科技

3、手段解決如廁問題，達到節水、減排、節能、文明、生態之目的設施或設備。三、 環保廁所的分類可按廁所的核心技術可分為兩類：節水型和生態型節水型有：機械打包、小便沖、泡沫覆蓋、氣壓水沖、真空吸附。生態型有：干濕微生物、濕式微生物、烘烤蒸發。四、 環保廁所的發展及趨勢目前，環保廁所的發展趨勢比較強勁，前景也比較廣闊，但環保廁所還存在著諸多的不足和問題。在技術上，各型生態廁所中最有發展前景的免水生物降解型生態廁所的專用菌種目前還依賴進口，所以，我們還需投入大量的研發力量和資金選育具有自主知識產權的菌種。不掌握這一核心技術，該型生態廁所的建設投資和使用成本就難以下降；無水打包型廁所使用的塑料袋在后處理中會

4、引起二次污染。所以應使用可降解包裝袋。在向社會推廣中，由于造價過高，一個環保廁所的市場售價達到幾十萬人民幣，這不是一般的城市所能夠承受得起的。另一個就是如何使環保廁所家庭化的問題。現在市場上所能見到的環保廁所基本上都是面對公共場合的，沒見到家用的環保廁所17。由于環保型廁所起步較晚，現在基本只在城市公廁及旅游業中使用，而農村衛生廁所普及率僅7.5，散落露天的旱廁糞缸導致環境污染。所以，農村地區要大力發展農村戶用沼氣，改造農戶廁所，實現人畜糞便資源化利用，統一修建生活污水和糞便進行無害化處理，減少直接排放。綜上所述，為了建立一個完善的環保廁所體系，就需要跨學科合作。不僅要求衛生系統，而且城市規劃

5、、農業、灌溉管理、經濟學、社會學和公眾健康等領域都需要密切配合，這也是下一階段發展環保廁所體系所要完成工作的主要內容。根據發展現狀，環保廁所糞污處理設施的進一步開發與研究應著重于以下幾個方面：篩選高效廉價的生物菌種及配套的生物載體材料。研究適合優勢菌的簡易高效的短流程生物處理工藝。穩定可靠的電氣系統及控制系統。雖然目前環保廁所的發展趨勢比較強勁，前景也比較廣闊，但是環保廁所還存在著諸多的不足和問題。比如說造價過高，一個環保廁所的市場售價達到幾十萬人民幣，這不是一般的城市能夠承受得起的。另外一個就是如何使環保廁所家庭化的問題。現在市場上所能見到的環保廁所基本上都是面對公共場合的，記者在采訪中走過

6、幾個廠家幾乎沒見到家用的環保廁所。此外個別產品在節水或沖洗技術上還存在一些問題。但是隨著社會的不斷發展進步，通過科研人員的不斷努力，我們認為在不久的將來，環保廁所將走進每一個家庭，為資源節約和生態保護作出自己應有的貢獻。五、環保型真空廁所的優勢與現有公廁相比，真空公廁具有以下優點：1、可以大大減少沖廁用水量：國家規定的傳統節水馬桶為6L/次，而采用真空公廁后，每次沖廁2L/次；2、徹底解決臭味問題：傳統的潔具是水沖式，臭味仍有部分會滯留在空氣中，而負壓是由外向里吸，臭氣不會擴散到空氣中。徹底解決小空間、空氣不流暢的衛生間的臭味問題。3、安裝程序簡單，減少成本：因負壓是動力源，管路安裝過程可以隨

7、構筑物的外部、內部直線型、曲線型走向，甚至上、下走向都沒問題，而這些，傳統的重力流是比較困難做到的。另外，由于采用了負壓源，輸送管徑可大大縮小，大約為原來的1/3。4、不易堵塞，運行穩定：采用0.0450.075的負壓源可以保證有足夠的動力來輸送原水。六、真空廁所收運系統的經濟性分析傳統公共廁所與負壓公共廁所每天耗水對本表如下： 項目 傳統公共廁所真空公共廁所 備選一 真空公共廁所 備選二 真空公共廁所 備選三每天耗水15.20m3/天2.90m3/天 2.90m3/天 2.90m3/天 說 明 傳統重力式排水 （有化糞池）負壓站化糞池 市政管網負壓站全地 埋式無能耗水 處理系統（出水可回用）

8、 負壓站直接接入市政污水 管網所以，很明顯，單位負壓公廁比傳統公廁每天節約用水：15.20-2.90=12.30 m3每年節約用水：12.30×365=4489.50m3運用真空公共廁所系統，將大大節約水資源，單位負壓公廁一年可節約用水4489.5m3，按一個城市區域500個公廁計，則一個城市年節約用水為：4489.5×500=2,244,750m3 相當于6000個三口之家一年的用水量，可見其節水意義是巨大的。 除此之外，如運用了負壓廁所后水處理系統，特別是地埋式無能耗水處理系統，大大提高污水處理效率，可徹底解決目前公共廁所污水，污泥無法有效利用等問題，即減輕了城市污水處

9、理廠的壓力，又開辟了N、P、K等營養成分回收大自然的途徑。 從以上分析可知，真空廁所技術若在公共廁所，居民小區等廣泛運用后，其經濟效益、環境效益以及生態意義的作用是不容低估的。 三、設計方案的分析擬定1、設備工藝布置設計設備工藝由三個部分組成：真空站（包括真空罐、真空泵、排污泵和控制柜等）、真空管網（安裝真空表和檢查孔的管路系統）和用戶終端（蹲便器、坐便器、小便抽吸器和廚房垃圾破碎器等）。2、確定男女蹲位數由于男女生理上的區別，男性上廁所小便的時候既可以在小便池也可以在蹲便器解決，而女性只能在蹲便器解決，根據科學調查顯示，女性上廁所的頻率大于男性，因此在設計時男女廁所的蹲位數量是不相同的，按照

10、城市廁所設計標準以及各種類型廁所標準的綜合考慮，擬定男女蹲位為2：3。故在本次設計中，設計男廁的蹲位數量為4個，小便池2個，女廁的蹲位數量為6個，同時考慮到行動不便的人，在男女廁所中各有一個坐便器，另外考慮到“腸易激”等特殊人群，男女再各自增設一個蹲位，男女廁所各增設2個洗手盆，高矮不一，廁所旁各自另設吸煙室，另為“腸易激”人群安設木質沙發。按照相關規定，一個蹲位的平面尺寸約為800mm×500mm，一個站位小便池平面尺寸約為400mm×400mm，一個洗手盆平面尺寸約為500mm×400mm，一個坐便器平面尺寸約為700mm×500mm，兩人座位的木質

11、沙發平面尺寸約為1000mm×500mm。經查閱相關標準，每一個蹲位占地面積800mm×600mm，每一個小便池占地面積700mm×500mm，每一個洗手盆占地面積800mm×600mm，每一個坐便器占地面積800mm×600mm。3、設計真空收集罐由于所收集的污水具有腐蝕性，真空罐在常溫下工作，工作壓力較低，屬于常壓容器，所以選用玻璃鋼作為材料。玻璃鋼是以合成樹脂為黏結劑，玻璃纖維及其制品作增強材料而制成的復合材料。其力學性能的突出特點是相對密度小、比強度高。機械性能能達到或超過普通鋼材的水品。且玻璃鋼為各向異性非均質材料，可滿足不同的方向受

12、力要求。玻璃鋼因含有纖維、樹脂、固化劑和表面處理劑，耐化學腐蝕性較好。特別是在強的非氧化酸和pH值變化范圍廣的介質中有良好的適應性。另外玻璃鋼制備比較方便，施工組裝也容易，耐老化性好。因為真空廁所每人每次產生固液廢棄物1升，沖廁消耗清水2升，每天用廁所人數為510人，所以可得真空收收集罐的容積為1.53m3 。（1）罐體壁厚及長度真空收集罐為臥式容器，直徑R=1010mm，設計壓力為p=0.1Mpa，安全系數K=10，玻璃鋼的環向拉伸強度y =140Mpa。壁厚計算公式為：所以mm由于計算壁厚為t=3.61mm<5mm，過薄，易漏，所以需要附加壁厚，查玻璃鋼容器設計手冊知：附加厚度為3m

13、m。即壁厚為3.61+3=6.61mm。考慮到安全性及加工要求，設計時壁厚取20mm。采用標準橢圓形封頭，已知R=1010mm，橢圓封頭長軸a=505mm，短軸b=280mm，c=505mm真空罐容積VV1+V2其中，V1為圓柱體部分體積，V2為橢圓封頭體積。V1Hr2H×3.14×（0.505）20.80 H m3取H1600 mm,得V11.28m3VV1+V21.28+0.3=1.58m3理論設計要求值1.53m3，故以上所設計真空罐符合要求。（2）支座的選擇真空罐為臥式容器，故選用鞍式支座。鞍座由橫向筋板、若干軸向筋板和地板焊接而成。（3）附件和接管根據工藝設計，確

14、定正空罐設有以下接管：污水進料管、污水排出管、真空表接管、料位計接管。（4）吸煙室的設置由于公共場所不允許吸煙，對于在辦公樓、商場等建筑內的公共廁所可以設置一個吸煙室，不僅可以為解決煙民的需要，而且還可以充分利用因男女廁所蹲位數不一樣引起的空間差。四、罐體端蓋法蘭連接選擇計算（1）法蘭連接法蘭是一種盤狀零件，在管道工程中最為常見，法蘭都是成對使用的。不同壓力的法蘭有不同的厚度和使用不同的螺栓。水泵和閥門，在和管道連接時，這些器材設備的局部，也制成相對應的法蘭形狀，也稱為法蘭連接。凡是在兩個平面在周邊使用螺栓連接同時封閉的連接零件，一般都稱為“法蘭”，如通風管道的連接，這一類零件可以稱為“法蘭類

15、零件”。法蘭連接就是把兩個管道、管件或器材，先各自固定在一個法蘭盤上，兩個法蘭盤之間，加上法蘭墊，用螺栓緊固在一起，完成了連接。有的管件和器材已經自帶法蘭盤，也是屬于法蘭連接。根據壓力的不同等級，法蘭墊也有不同材料，從低壓石棉墊、高壓石棉墊到金屬墊都有。法蘭連接使用方便，能夠承受較大的壓力。（2）螺栓數量的確定 法蘭盤的周長：C=2r=2××0.505=3.17m設螺栓之間的間距不得大于170mm，則螺栓的數量為：n=C/0.17=18.6520個b：螺栓直徑的確定每個螺栓的工作壓力根據相關密封性等要求，使得，取，得：由前面已知材料的許用應力【】=140Mpa所以確定螺栓M

16、16五、 設計小結這次課程設計是一次很鍛煉人綜合能力的經歷。它以生活中一個很實際的廁所設計，為我大學四年所學的工科課程做了一個系統又徹底的復習,甚至還有自己動手畫草圖的經歷。這一次設計經歷勢必成為接下來即將到來的畢業設計的有力幫手。這次設計的主題大致是公共廁所的布置以及當中一個真空罐大小的設計，說起來內容不多，但是真的自己算起來卻是別樣的復雜。設計的初期有在網上找過相關的資料，但是真正涉及到計算過程的以及比較貼近于環保真空管這個主題的資料寥寥無幾。通過和寢室室友的討論以及多方面的查找資料，總算軟磨硬泡地把設計過程給擠出來了。設計計算的過程中存在的問題是橢圓部分的體積計算公式，這個原來印象不深了

17、，通過翻閱以往的課本才得出計算公式。而螺栓直徑和數量的計算公式源于上個學期學習的課程機械設計，印象還是有的。和以往一樣，一次課程設計無論前面的設計計算做得如何的盡善盡美，它始終需要一個元素去支撐它，那就是實際。說到實際，設計的實際性在于計算與圖形的結合上。再說得具體點，那就是autocad這個老大難問題了。本人的cad經歷比較淺，一些簡單的圖形可能還能畫，但是如果線條一多，計算的元素一復雜，就會看著計算過程和圖紙手足無措。依稀記得前幾次的cad經歷，困難而且麻煩，但是每一次的cad經歷對我來說都是一種成長和進步，這次也一樣。這次算上流程圖和平面圖，一共有5張cad圖紙要去畫，所幸自己的一些親戚以及同學都有cad的功底，也向他們請教了很多操作上的問題。可以說，這次是一點一點地把圖紙像擠牙膏一樣給擠出來了，對我來說是一種很完美的事情，但是唯一的缺憾