糞便消納處理工藝綜述

石浩男

（北京固廢處理有限公司，北京 100020）

糞便消納處理工藝綜述

石浩男

（北京固廢處理有限公司，北京 100020）

從集中式處理和分散式處理2個方面介紹了糞便消納處理的工藝，其中集中式處理介紹了歐美國家和發(fā)展中國家的不同，并區(qū)分了不同工藝的適合條件和優(yōu)缺點；分散式處理介紹了日本的凈化槽裝置和美國的糞便燃燒裝置的應(yīng)用情況。

糞便消納；集中式處理；分散式處理；污水管道普及率

1 糞便處理工藝分類

1.1 集中式處理

集中式處理就是利用發(fā)達的收運系統(tǒng)集中糞便廢水然后進行處理，收運系統(tǒng)又可分為管網(wǎng)收集和車輛收集。

1.1.1 歐美等發(fā)達國家

歐美發(fā)達國家就是利用城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)+城鎮(zhèn)污水處理廠的收集和處理模式，在19世紀上半葉歐美國家就開始鋪設(shè)下水道管網(wǎng)，截止到目前，歐美發(fā)達國家污水管網(wǎng)普及率達到70%以上，城市普及率幾乎達到100%［1］。發(fā)達的城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)系統(tǒng)為糞便的收集帶來了極大便利。下水管道收集的糞便廢水和城鎮(zhèn)居民生活污水混合后再進入污水廠處理，這種處理模式成本相對來說較高，不適合發(fā)展中國家。

1.1.2 中國等發(fā)展中國家

對于大多數(shù)發(fā)展中國家來說，城市污水管網(wǎng)普及率低，污水處理廠建設(shè)起步較晚和工藝運行管理不夠成熟等諸多因素就造成了歐美國家糞便處理模式無法實現(xiàn)。北京市目前就有糞便消納站十幾座，采用的收運和處理模式是車輛收集+糞便消納站+城鎮(zhèn)污水處理廠。簡單描述就是抽糞車把城區(qū)內(nèi)各個化糞池內(nèi)的糞便抽出來運輸?shù)郊S便消納站進行預(yù)處理，處理后的廢水經(jīng)市政管網(wǎng)進污水廠深度處理。但是2015年1月1日起實施的《中華人民共和國環(huán)境保護法》對我國的環(huán)境保護提出了更為嚴格的要求。北京市發(fā)布的DB 11/307—2013水污染綜合排放標準對現(xiàn)有的水處理設(shè)施水污染排放標準進行了更嚴的限制。因此部分糞便消納站出水水質(zhì)已無法達標，需要對現(xiàn)有工藝進行改造升級。北京市的糞便消納站目前的處理工藝可分為以下5類。

1）固液分離，工藝流程如圖1所示。

圖1 固液分離流程

2） 固液分離+絮凝脫水，工藝流程如圖2所示。

圖2 固液分離+絮凝脫水流程

該工藝的典型代表為北京市高碑店糞便消納站和草橋糞便消納站。其中高碑店糞便消納站于1997年就投產(chǎn)運行了，是北京市最早建立的糞便消納站。該工藝的典型特點就是減少了污泥含水率，方便儲存和運輸。北京市草橋糞便消納站的固液分離和絮凝脫水產(chǎn)生的固體廢物運往北京市安定衛(wèi)生填埋場填埋。

3）固液分離+絮凝脫水+三級水處理，工藝流程如圖3所示。

圖3 固液分離+絮凝脫水+三級水處理流程

該工藝最早是20世紀90年代，在西歐提出來的，以獨立系統(tǒng)對糞便進行無害化處理的完整糞便處理模式，處理后的糞便污水能達到GB 18918—2002城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標準和中水使用標準。因此就不需要再走城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)，降低了市政管網(wǎng)的排水壓力和污水處理廠的沖擊負荷。北京市三星莊消納站和門頭溝糞便消納站的主體構(gòu)筑物采用的就是這種處理模式。圖3中所示的三級水處理可采用生化法和物化法，但是生化法成本相較于物化法要低很多，且近年來由于MBR工藝的理論研究和運行管理日趨成熟，糞便消納的獨立運行系統(tǒng)將成為未來糞便處理的前沿趨勢。北京市草橋糞便消納站2017年計劃改造升級的三級水處理擬采用MBR工藝。

4）固液分離+絮凝脫水+堆肥，工藝流程如圖4所示。

圖4 固液分離+絮凝脫水+堆肥流程

該工藝是將絮凝脫水產(chǎn)生的污泥泥餅加以利用，實現(xiàn)了固體廢棄物處理原則“無害化、減量化、資源化”中的“資源化”。糞便污水中的有機物含量很高，絮凝脫水后有利用價值的有機物濃縮進入泥餅中，很適合進行堆肥處理。該工藝的典型代表有平谷區(qū)糞便消納站和濱陽糞便消納站。

5） 固液分離+絮凝脫水+堆肥+三級水處理，工藝流如圖5所示。

圖5 固液分離+絮凝脫水+堆肥+三級水處理流程

該組合是一套獨立且完整的糞便消納處理工藝。實現(xiàn)了固體廢棄物處理的“無害化、資源化”。該工藝組合成本很高，小型糞便消納站無力承擔高昂的運行維護費用，因此適合大型糞便消納站。典型的代表有設(shè)計處理能力800 t/d的北京市四季青糞便消納站。

1.2.1 云南稻作分區(qū) 對云南省128個縣(市、區(qū))的氣候和稻作類型進行分區(qū)。氣候類型劃分：北熱帶、南亞熱帶、中亞熱帶、北亞熱帶、南溫帶、中溫帶和北溫帶共7個氣候帶。稻作分區(qū)：A滇中一季粳稻、秈稻區(qū)；B滇南單、雙季秈稻區(qū)；C南部邊緣水、陸稻區(qū)；D滇東北高原粳稻區(qū)；E滇西北高寒粳稻區(qū)。

1.2 分散式處理

分散式處理就是在糞便的產(chǎn)生地或小區(qū)化糞池內(nèi)就地處理。分散式的典型應(yīng)用是日本的凈化槽裝置和美國的糞便燃燒處理裝置。

1.2.1 日本分散式處理

1） 日本污水處理方式。日本雖然是發(fā)達國家，但是城鎮(zhèn)污水管網(wǎng)普及率相較于歐美國家還是很低［2］。但是日本的下水道普及率又高于一般的發(fā)展中國家，因此日本采用的是集中式和分散式處理糞便相結(jié)合的辦法。

人口密度高的地方，建設(shè)下水道和農(nóng)業(yè)村落排水設(shè)施這樣的集中處理設(shè)施；在人口密度低的農(nóng)村、山區(qū)則以安裝凈化槽分散處理設(shè)施為主。目前，日本污水處理系統(tǒng)主要包括城市下水道管網(wǎng)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)村落排水設(shè)施及社區(qū)污水處理設(shè)施、凈化槽污水處理系統(tǒng)。

下水道收集+城鎮(zhèn)污水處理廠處理的模式和歐美國家類似。下水道服務(wù)規(guī)模為1萬人到數(shù)十萬人，處理的對象也包括工廠的污水和雨水。

農(nóng)業(yè)村落排水設(shè)施主要用在農(nóng)村地區(qū)的生活污水處理系統(tǒng)，通過下水管網(wǎng)收集農(nóng)業(yè)村落各個家庭排放的污水，在小型的污水處理廠對污水進行集中處理。

凈化槽包括以家庭為單位的處理生活污水的小型家用凈化槽；處理樓房和學校、醫(yī)院、超市等排放的生活污水的大中型凈化槽。現(xiàn)在使用中的凈化槽絕大部分都是小型家用凈化槽。

截至目前，日本污水處理設(shè)施普及人口11 216萬人左右，全國平均污水處理率達90%左右，其中下水道普及率大概80%，凈化槽普及率大約9%，農(nóng)業(yè)村落排水設(shè)施普及率3%以上。

2）日本凈化槽發(fā)展歷程和處理水平。凈化槽的發(fā)展經(jīng)歷了單獨處理、合并處理、深度處理等幾個階段。目前深度處理凈化槽技術(shù)已經(jīng)非常成熟，出水可以實現(xiàn) BOD5＜10 mg/L、TN＜10 mg/L、TP＜1 mg/L 的水平［3］。

3） 日本凈化槽推廣歷程。20世紀80年代，日本成功研制出可用于處理糞便污水和生活雜排水的家用凈化槽，這種新型凈化槽在郊區(qū)新開發(fā)的小區(qū)以及不適合下水道建設(shè)的鄉(xiāng)村地區(qū)得到迅速普及。日本在推廣凈化槽的普及方面也是不遺余力，相繼制定了一系列的政策法規(guī)。例如1983年5月日本制定了《凈化槽法》。1987年日本厚生省成立了凈化槽對策室（現(xiàn)為環(huán)境省凈化槽推進室），同年創(chuàng)立了政府對個人安裝的家用小型凈化槽的補助金制度——“凈化槽安裝建設(shè)事業(yè)”制度，并于1994年創(chuàng)立了中央政府對地方政府實施的安裝家用小型凈化槽的補助金制度——“市町村凈化槽建設(shè)推進事業(yè)”制度。

凈化槽是分散型生活污水處理的有效手段和方法。日本的治理經(jīng)驗提示我們，完善的政策法規(guī)體系、財政補貼制度及技術(shù)標準體系是凈化槽技術(shù)及產(chǎn)品能順利推廣并快速發(fā)展的重要保證。

1.2.2 美國分散式處理

針對美國有些地區(qū)地下水位較高不適合建造化糞池的問題，美國賓夕法尼亞大學于1988研制出一種糞便燃燒裝置，該設(shè)備可安裝在室內(nèi)，采用微波脫水的方法，使糞便快速燃成灰燼。經(jīng)賓夕法尼亞大學和國家衛(wèi)生設(shè)備基金會對該設(shè)備作出鑒定，于1990年已推廣使用。在一個四口之家，安裝這種糞便處理設(shè)備，每天僅需要15美分左右［2］。

1.2.3 我國的分散式處理

我國對糞便分散式處理模式還在探索中，其中北京市環(huán)衛(wèi)集團旗下的北京第五空間環(huán)境管理有限公司正致力于推動城鄉(xiāng)第五次廁所革命，通過“互聯(lián)網(wǎng)+”的模式積極探索適合我國國情的分散式處理模式。

2 結(jié)束語

糞便處理和城市生活垃圾、生活污水處理一樣正隨著我國城市化的進程，日漸成為影響市容市貌的關(guān)鍵因素，因此我們應(yīng)該有足夠的重視。但是也不能生搬硬套其他國家的糞便處理模式，只有視不同城市的經(jīng)濟發(fā)展水平，因地制宜的選擇，才能更好地發(fā)揮處理工藝的作用，為城市發(fā)展做出更大的貢獻。

［1］ 張正.城市糞便集中處理工藝選擇研究［D］.合肥：合肥工業(yè)大學，2010.

［2］ 嚴雪梅.糞便消化污水的處理研究［D］.昆明：昆明理工大學，2011.

［3］ 周敬宣，李冠峰，李艷萍.我國糞便處置現(xiàn)狀與治理對策的研究［J］.環(huán)境工程學報，2003，4（3）:9-11.

Overview of Night Soil Disposal Process

Shi Haonan
（Beijing Solid Waste Treatment Co.Ltd.，Beijing 100020）

Night soil disposal process was introduced from two aspects，centralized treatment and distributed treatment.In the centralized treatment，the differences between European and American countries and developing countries were introduced，and the suitable conditions，advantagesand disadvantages of different processes were also distinguished.In the distributed treatment，the applicationsofcleaning tank device ofJapan and combustion device ofAmerica were introduced.

night soil disposal；centralized treatment；distributed treatment；the rate ofsewage pipeline popularity

X705；X799.3

A

1005-8206（2017） 05-0025-03

2016-09-13

石浩男（1993—），主要從事環(huán)衛(wèi)設(shè)施的生產(chǎn)數(shù)據(jù)匯總和分析、運營情況檢查考評等工作。

E-mail：1016562734@qq.com。