翟建玲
化糞池作為生活污水預處理構筑物,在國內外都應用得較為普遍,在一定程度上起到了保護環(huán)境的作用。
化糞池是一種利用沉淀和厭氧發(fā)酵的原理,去除生活污水中懸浮性有機物的處理設施,屬于初級的過渡性生活處理構筑物。生活污水中含有大量糞便、紙屑、病原蟲,懸浮物固體濃度為100 mg/L~350 mg/L,有機物濃度BOD5在100 mg/L~400 mg/L之間,其中懸浮性的有機物濃度BOD5為50 mg/L~200 mg/L。污水進入化糞池經過12 h~24 h的沉淀,可去除50%~60%的懸浮物。沉淀下來的污泥經過3個月以上的厭氧硝化,使污泥中的有機物分解成穩(wěn)定的無機物,易腐敗的生污泥轉化為穩(wěn)定的熟污泥,改變了污泥的結構,降低了污泥的含水率。定期將污泥清掏外運,填埋或用作肥料。
我國目前的化糞池對保護市政管網的暢通,減少市政大管徑管道的養(yǎng)護周期、增加使用年限有著不可替代的作用,所以化糞池至今仍在使用。我國許多地市的化糞池已成為環(huán)境保護的基本措施之一。隨著人民生活水平的不斷提高,要求城市污水處理率不斷提高,因此,化糞池帶來的問題日益突出,使得化糞池的布置、設計尤為重要。
目前,化糞池的設計已經標準化、系列化,往往是先由設計人員選用標準圖,再由施工人員照圖建造。有時還發(fā)生偷工減料、建設不到位等現象,具體表現為以下幾點:
1)化糞池施工達不到設計要求,導致處理效果差。有的化糞池由于施工質量粗糙,化糞池滲漏的問題經常發(fā)生,不僅污染地下水,還會導致建筑物附近的地質松軟,造成建筑物不同程度的傾余,影響建筑地基和房屋安全。并且磚砌池易被酸性腐蝕,造成裂縫、堵塞等。出水等各項指標也遠遠超過國家規(guī)定的排放標準。2)濾池中油污和脂肪堆積。大量的油污和脂肪進入系統(tǒng),堆積無法處理,堵塞系統(tǒng),造成污水外溢等問題,既污染環(huán)境又危害人們身體健康。3)設施分散,日常管理不到位,致使化糞池長期無人清掏,污泥結在池底,化糞池有效容積日趨減小,變?yōu)橹贿^流并不沉淀雜質的檢查井,失去其處理作用。4)施工復雜,造價并不低,施工周期長,維修難度大,使用年限短等。
為改善化糞池目前存在的問題,我們首先要做好化糞池的布置和設計,再結合有效的管理措施,使化糞池發(fā)揮出其應有的作用,同時將負面影響降至最低。
化糞池的布置方式大致有兩種:一種是分散布置,即一幢或兩幢建筑設一個化糞池;另一種是集中布置,即以一個區(qū)域、一個組團或一個獨立的建設單位為服務范圍?;S池布置越分散,各個池容量越小;相反,布置越集中,池容量越大。通過造價、土地利用、環(huán)境污染、運行管理四個方面的經濟指標比較,對7種規(guī)格的化糞池進行了對比分析,發(fā)現隨著化糞池容積的增大,幾乎各項指標都降低;對于20 m3以下的化糞池,采用鋼筋混凝土池在造價、性能和使用年限方面要優(yōu)于磚池;化糞池越分散,滲漏的機會也就越大;從管理方面看,集中化糞池顯然比分散化糞池容易管理,且清掏污泥等作業(yè)對小區(qū)環(huán)境影響也比分散的要小。因此,在條件許可時,小區(qū)化糞池應優(yōu)先考慮集中布置方案,但不能一刀切,應依情況而定,能合則合,分有利則分。
化糞池的位置應設置在便于清掏且人們不經常停留活動的隱蔽之處,一般設置在建筑物的陰面,既靠近衛(wèi)生間又便于將其出水接入市政排水管網的地方,同時為防止化糞池滲漏,污染周圍建筑物基礎、地下取水構筑物,應使化糞池池壁距需保護的設施有足夠的距離,一般離建筑物凈距不小于5 m,離地下取水構筑物凈距不小于30 m,當不能滿足凈距要求時,需采取一定的保護措施。
化糞池的設計主要是設計其容積,由有效容積和保護層容積兩部分組成,保護層高度為250 mm~450 mm,保護層容積一般為定值,不需要計算?;S池的有效容積又由污水和污泥兩部分組成,其有效容積的計算公式如下:
其中,V為化糞池的有效容積,m3;Vs為污水部分容積,m3;Vn為污泥部分容積,m3。
其中,N為設計總人數(或床位數、座位數);α為化糞池使用人數占總人數的百分比;q為每人每日污水量,L/(人·d);a為每人每日污泥量,L/(人·d);t為污水在化糞池的停留時間,宜取12 h~24 h;T為污泥清掏周期,d;b為新鮮污泥含水率,取95%;c為污泥發(fā)酵濃縮后的含水率,取90%;K為污泥發(fā)酵后體積縮減系數,取0.8;m為清掏污泥后遺留的熟污泥量容積系數,取1.2。
化糞池的停留時間是關系污水處理效果和化糞池容積與造價的重要指標,停留時間過短,則污水處理效果差;停留時間過長,又增加化糞池容積與造價,且布置困難。停留時間的取定,應兼顧污水處理效果與建設造價兩方面因素。因考慮到發(fā)酵產生氣泡對沉淀要求的層流狀態(tài)的影響,化糞池流線轉折多對沉淀的不利影響,生活污水排放的瞬時變化大對進水流量均勻的影響,化糞池的停留時間應留有余地。《規(guī)范》要求:停留時間取12 h~24 h。在我國目前排水處理設計仍不完善的情況下,應盡快制定有關化糞池出水水質的相應標準,明確責權利,加強管理,使其能夠物盡其用。
給排水設計人員在具體工程設計選用中,應根據建筑物的性質、用水量標準、當地氣候條件確定的清掏周期、污水停留時間和化糞池的實際使用人數等條件,查用各地的化糞池標準圖集來選用化糞池。一般通過內插找準位置后,選擇容積較大者為佳。這樣既不會使所選化糞池容積不夠,起不到應有的作用,也不會使所選化糞池太大,造成浪費。
化糞池的使用管理,其主要的環(huán)節(jié)是根據設計要求的清掏周期定期清掏污泥,以保證化糞池的正常使用?;S池的清掏周期與糞便污水溫度、氣溫、建筑物性質及排水水質、水量有關。設計清掏周期過短,則化糞池糞液濃度過高,與實際清掏周期差距過大,影響正常發(fā)酵和污水處理效果,甚至造成糞液漫溢,影響環(huán)境衛(wèi)生。設計清掏周期過長,則化糞池容積過大,增加造價。GBJ 15-88建筑給水排水設計規(guī)范(以下簡稱《規(guī)范》)要求清掏周期為3個月~12個月,實際設計中多取3個月~9個月,而酸性發(fā)酵階段的酸性發(fā)酵期為3個月,酸性減退期為5個月左右。實踐證明:清掏周期的取定,應兼顧污水處理效果、建設造價、管理三個方面因素,清掏周期一般不宜少于12個月。
1)隨著經濟的發(fā)展,各地應加快城市污水處理工程建設,逐步、盡快地取代化糞池,提高生活污水的處理程度,保證污水處理效果,以保護環(huán)境,減少水污染,也解決了化糞池的環(huán)境衛(wèi)生問題。2)可將傳統(tǒng)的化糞池改建為沼氣凈化池,這一課題為中央愛衛(wèi)會推廣項目。獲國家專利和中國“愛迪生杯獎”的浙江金華“生態(tài)公廁”即是成功的實例。沼氣凈化池設在公廁下,糞便污水由沼氣凈化池處理,取消了化糞池,所產生的沼氣供公廁管理人員作生活燃料,廢液作為廁所屋頂、墻面、周圍環(huán)境綠化及種菜的有機肥料,具有糞便處理效果好、綜合利用廢料、使用方便、環(huán)境優(yōu)美、經濟效益、環(huán)境效益和社會效益顯著等優(yōu)點。3)國內近年來開始研究的將傳統(tǒng)的化糞池改造為五格厭氧硝化池,是一個應用前景廣闊的發(fā)展方向。國外目前多采用小型厭氧或好氧污水凈化槽,亦值得研究。4)化糞池作為過渡形式將長期存在,必須大力加強化糞池的管理工作,嚴格執(zhí)行定期清掏制度。5)在化糞池的管理中,可強制要求定期用漂白粉消毒,以增強處理效果,改善出水細菌學指標,但不可因過于頻繁使用漂白粉而影響正常發(fā)酵。6)傳統(tǒng)化糞池的工藝參數取決于適宜范圍、污水水量和水質的適應性,應進一步深入研究,加以完善。同時應進行高效沉淀技術的研究、開發(fā),以提高化糞池處理效果和容積利用率。
當前,全國許多大中城市都在廣泛開展環(huán)境整治工作。在污水治理方面,采取了大規(guī)模建設污水處理廠、污水截流、河湖清淤、工廠污水達標排放等眾多措施,取得了一定的成效,但是在污水治理的源頭上,需要重新認識一個新的問題——老式普通化糞池的更新改造。由于化糞池糞水污染是屬于源頭的污染,如果不大幅度削減這種污染,則其他污水治理措施成效都要大受影響。因此,老式磚砌化糞池的凈化功能,關系著排水管網能否暢通、是否可以杜絕污水外溢造成的環(huán)境污染,以及減小惡劣環(huán)境對人體健康的威脅、提高管道的使用壽命等一系列與我們的生活息息相關的實際問題。因此,業(yè)內人士一直以來沒有放松對老式化糞池更新?lián)Q代的思考,目前在我國部分城鎮(zhèn),出現了組裝式化糞池、玻璃鋼化糞池等多種更新?lián)Q代產品,這種產品基本介于化糞池與無動力污水處理設備之間,作為老式化糞池的更新?lián)Q代,部分應用于新建住宅小區(qū)、學校、企事業(yè)單位等較為先進的地方。根據化糞池的作用及其結構特點,展望化糞池的發(fā)展方向。
在我國,一些企業(yè)借鑒了西方發(fā)達國家的成熟技術經驗,自主研發(fā)了符合我國國情的沼氣化糞池、不滲漏的環(huán)保型化糞池、集成式生物化糞池和生態(tài)節(jié)能型化糞池等。環(huán)保型化糞池采用玻璃鋼制造,實現污水與厭氧污泥的完全混合,具有省工、省時、省錢、抗酸堿的特點,正常使用壽命可達50年。集成式生物化糞池是用玻璃鋼和增強塑料制成的圓筒形設備,它把傳統(tǒng)的調節(jié)池、沉淀池、發(fā)酵、過濾池集成在一個容器里,內設儲糞倉和過濾倉,倉壁布滿易于生物掛膜的纖維和網狀材料,組成多級生物膜法處理裝置。這種裝置污水的降解路線較長,出水雜質很少,由于厭氧較充分,殘留糞渣較少,氨氮也得到較好降解,提高了凈化效率。
化糞池作為過渡形式將長期存在,它的設置是一個系統(tǒng)工程,應與城市污水處理統(tǒng)籌考慮。結合污水規(guī)模、管網布置、處理成本、環(huán)境容量等因素進行綜合技術經濟比較,由行政主管部門組織規(guī)劃、建設,環(huán)保部門出臺相關政策,明確化糞池的設置范圍、設計標準,并提供管理要求。即使經濟發(fā)達了,城市污水處理化程度提高了,化糞池仍有其存在的積極意義。因為它具有造價低廉、無運行費用、能減輕污水處理廠的壓力、便于污泥收集等優(yōu)點,因此保證了其存在的必要性,而且會向著更加環(huán)保、更加簡便的方向發(fā)展。
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