本書介紹了真空排水系統的基本概念、發展歷史、分類、應用概況及適用范圍；展示了兩種真空排水終端及其專用閥件；闡述了真空排水管道的設計原理、流體及流動特性、逐級輸送機理與真空排水管網的設計方法；論述了真空排水管道的氣?液兩相流體模型及其數值模擬技術與常見真空泵站的設備選型方法，對系統能耗進行了分析；通過設計實例，簡要介紹了交通領域的真空集便裝置，擴展介紹了真空收運技術在城市垃圾收集上的應用；附錄給出了真空系統的常用數據、長途客車真空衛生間標準(草稿)及室外真空排水系統設計實例中的管網設計圖。本書使讀者對真空收運系統有更具體、清晰的認識。本書可作為高等學校環境工程、給排水等專業的本科生及研究生的參考讀物，也可供從事市政工程、給排水工程的工程技術人員閱讀。
周敬宣，華中科技大學科學與工程環境學院環境工程系教授，博士生導師。從事環保設備、噪聲控制、生活垃圾分類收運研究；在戰略環境評價、環境規劃理論的教學與科研中有所積累。完成五十多項科研課題，取得一批成果。對環保節水真空廁所及污水收運系統進行了長期研究，有兩項成果通過湖北省、武漢市科委組織的專家鑒定，獲得三項國家發明專利、四項實用新型專利。編寫《環境規劃新編教程》《中國戰略環境評價若干關鍵問題的探討》《環保設備及課程設計》《環境與可持續發展》《可持續發展與生態文明》等書，在國內外重要刊物上發表學術論文百余篇。李旻，就讀于華中科技大學環境科學與工程學院，于2006獲得學士學位，碩博在讀期間師從周敬宣教授，并于2011年獲得博士學位。在校期間一直從事真空排水系統基礎理論和應用技術的研究，以及時作者的身份十余篇。2011—2012年，在中信建筑設計研究總院從事建筑領域環保工作；2012年4月至今，在濟南軌道交通裝備公司環保工程研究所從事真空排水系統及相關領域的科研和設計工作。
第1章真空排水系統概述(1)
1.1基本概念(1)
1.2真空排水系統的發展歷史(3)
1.3真空排水系統的分類(4)
1.4真空排水系統的組成(7)
1.5真空排水系統的應用(8)
1.6真空排水系統的適用性(10)
第2章真空排水終端的原理與設計(15)
2.1概述(15)
2.2真空集水單元(15)
2.3真空便器(19)
2.4真空界面閥(21)
2.5真空排水終端的數學模型(30)
第3章真空排水管道的輸送機理(36)
3.1概述(36)
3.2真空排水管道內的流體性質(38)
3.3真空排水管道內的流動特征(39)
3.4污水的逐級輸送機理(43)
3.5系統收集半徑的估算(45)
第4章真空排水管網的原理與設計(48)
4.1一般設計流程(48)
4.2設計流量(48)
4.3氣液比(51)
4.4室外系統的管路設計(53)
4.5室內系統的管路設計(59)
4.6管網水力模型及計算(61)
第5章真空排水管道的數值模擬(74)
5.1概述(74)
5.2真空排水管道的雙流體模型(76)
5.3邊界條件及處理方法(88)
5.4水平管道的模擬(91)
5.5鋸齒形管道的模擬(94)
5.6U形提升管道的模擬(98)
5.7室內集水單元的模擬(101)
第6章真空排水泵站的原理與設計(105)
6.1真空站的類型及原理(105)
6.2設備選型方法(109)
6.3真空站的數學模型(114)
6.4系統能耗分析(115)
第7章真空排水系統設計實例(120)
7.1設計流程(120)
7.2設計實例一：某旅游度假村真空排水系統(120)
7.3設計實例二：某工業園真空排水系統改造(126)
第8章真空集便裝置簡介(136)
8.1概述(136)
8.2真空保持式集便裝置(137)
8.3真空推拉式集便裝置(139)
8.4真空在線式集便裝置(140)
8.5其他形式的真空集便裝置(141)
8.6應用實例：長途客車真空衛生間系統(141)
第9章真空垃圾收集系統簡介(149)
9.1概述(149)
9.2國內外應用概況(149)
9.3工作原理(149)
9.4系統分類(151)
9.5系統特點(153)
9.6技術關鍵(153)
9.7收集范圍(154)
9.8真空碎紙收集系統(155)
9.9應用實例(155)
參考文獻(158)
附錄A真空常用數據表(161)
附錄B長途客車真空衛生間標準(草案)(163)
附錄C設計實例—管網設計圖
1.5 真空排水系統的應用
下面將列舉幾個國內外應用真空排水系統的典型案例：
(1)迪拜"棕櫚島"的真空排水系統
目前，世界上較大的真空排水系統是2008年建成投入使用的迪拜的"棕櫚島"(圖1 7)的真空排水系統。系統目前服務于2000幢別墅，包括900個真空污水收集裝置、40公里的真空管道和世界上較大的真空站。該真空排水系統將污水輸送到"棕櫚島"的"軀干"部位的污水處理廠。處理后的污水不會排放到海里，而用于"棕櫚島"景觀美化，灌溉花草，減少對脫鹽水的需求。
圖1 7 迪拜"棕櫚島"全貌
(2)位于意大利威尼斯的Costruzioni Dondi工程
1999年，威尼斯的SS.Giovanni E Paolo醫院的建設項目，需建立相應配套的污水收集系統。最初嘗試用重力排水系統，但由于施工過程中種種困難而不得不停止改用了真空排水方案，整個系統共有53個用戶端，用戶端采用的是3英寸的界面閥。這主要是因為威尼斯是一個水城，管道埋深不能太大。Costruzioni Dondi工程說明了真空排水是威尼斯城可行的污水收集方案。
(3)位于美國華盛頓州的西海岸工程
該海濱長6英里、寬2英里，西面是太平洋，東面是Greys海港。整個區域內還有很多的湖和溝渠。整個項目建于1994年，完成于1999年。由于區域被湖和溝渠分開，整個區域內建立了7個真空站，真空管線總長154千米，安裝了5400個閥井為10000多家用戶服務。
(4)馬來西亞Langkawi酒店室外排水設計工程
馬來西亞Langkawi酒店建在海上,基座用混凝土鋼柱架在海平面5米以上,整個區域地勢低洼，酒店地面標高比岸邊平均低2至3米。傳統重力管道鋪設一是鋪設湖底，帶來污染隱患，違反了當地環境保護條例，二是在酒店內部設集污坑，由潛污泵輸送至岸邊市政管網，但管道鋪設需有坡度同時也給整個景區帶來負面影響。采用真空排水系統，將真空管道直接安裝在橋架下，管徑小，鋪設任意靈活。真空站建在位于酒店背后的岸邊，排除了業主對噪音和氣味的顧慮，系統使用良好。
(5)上海國際賽車場真空排水工程
上海國際賽車場"上"字形賽道總長5.541 km(圖1 8)，最長的直道賽段為1175m，賽車場沿"上"字形賽道周邊設置了固定衛生設施共29棟。由于賽車場地為軟土地基，為確保賽道基礎施工質量和賽道表面層的平整，不宜全部采用傳統重力排水系統，確定賽車場內距離室外污水重力排水管道系統較遠的22棟固定衛生設施采用室外真空排水系統。該項目由德國洛蒂格公司于2004年建設，整個真空排水系統共設2座真空站，分為兩個獨立的系統，總管長分別為1714m和1277m。
圖1 8 上海國際賽車場排水系統
(6)廣州白云國際會議中心真空排水系統
中心位于白云山國家風景名勝區西側，總建筑面積31.6 萬m2，由于衛生間和化妝間所在地下室位置的特殊性，如果采用傳統的設集水井采用潛水泵抽升污水的方式,將會遇到異味、堵塞、滲漏、維護等問題，所以設計選用了室內真空排水系統。該系統由德國洛蒂格公司2007年建設。
(7)武漢東湖風景區真空衛生間項目
工程由華中科技大學設計并于2008年竣工，所采用的技術及產品均具有自主知識產權。項目位于武漢市東湖聽濤景區內，總占地48m2；由真空站、男女真空衛生間構成，其中共有真空便器8套。風景區內珍貴樹種繁多，原有公共廁所均為傳統重力水沖廁所，耗水量大，污水處置困難，由于廁所在當時建造時沒有考慮到的污水收集處理問題，造成景區周圍環境有異味，給來訪園區的游人造成不良的印象。真空排水系統的應用大大緩解了這一問題。
(8)常州市濱河生活帶真空截污工程
工程位于常州市北市河自西園村閘至紅梅橋2km濱河生活帶，由清華大學等單位于2010年完成，該河段長約1km，有雨污合流管排放口28處。采用室外真空排水系統對各污水排污口排出的污水進行截流收集，經提升后輸送至下游重力管網。
由于該工程設計方所開發的浮球式及壓力感應式真空界面閥為初步加工產品，在實際應用時存在壽命短等問題，因此該工程在多個截污點設置電動式，浮球式及壓力感應式真空界面閥各設置一座。室外集水單元的設計容量為50、75、100L三種。系統設計峰值流量為14.6m3/s，平均氣液比為5.5。真空排水管道管材選用UPVC。真空站內設置SK-6水環式真空泵2臺，80QW4-15-4立式排污泵2臺，6m3真空罐一座。
監測結果表明，系統每小時負壓漏損率
