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化糞池是環保不能缺少的助力軍

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發表時間:2018-06-18 19:31作者:濰坊川江塑膠制品有限公司

最早的化糞池起源于19世紀的歐洲,距今已有100多年的歷史。在城鎮排水系統中,化糞池一直扮演著重要的角色。隨著我國市政設施不斷完善,城鎮污水處理廠大量興建、投產,污水處理能力較建國初期有了質的提高。基于這個原因,國內部分學者和同行提出取消化糞池,生活污水直接經市政排水管網匯集到污水處理廠進行處理。對此,筆者想談談自己的看法。


一、化糞池的作用機理

化糞池是屬于初級的過渡性生活處理構筑物,它的作用有二個:一是攔截、沉淀去除生活污水中懸浮性有機物和大顆粒雜質。生活污水中含有大量糞便、紙屑、病原蟲、廚余物及少量沙土,懸浮物固體濃度為 100~350mg/L,有機物濃度BOD5 在100~400mg/L之間,其中懸浮性的有機物濃度BOD5為50~200mg/L。污水進入化糞池經過12~24h的沉淀,可去除50%~60%的懸浮物,并對污水中的固化有機物進行充分的水解,使部分固化有機物亦可隨“清水”排入市政管網。化糞池的另一個作用是對池內沉積的有機物予以局部處理:沉淀下來的污泥經過3個月以上的厭氧消化,使污泥中的有機物分解成穩定的無機物,易腐敗的生污泥轉化為穩定的熟污泥,改變了污泥的結構,降低了污泥的含水率。簡單來說,化糞池的設置不但防止了市政排水管網的堵塞,同時也降低市政污水處理廠的處理負荷。

二、建議取消化糞池的學者觀點

是否繼續在排水系統中設置化糞池,國內、外的專家、學者一直爭論不休,建議取消化糞池一方的觀點大致如下:

化糞池僅能對生活污水進行簡單、初級的處理,而城鎮生活污水處理廠的處理工藝完善、處理效果好、污水凈化程度高,完全做到處理達標排放。

化糞池占地面積大,對有限的土地資源來說是不小的浪費。

化糞池的運行過程中會產生沼氣、硫化氫、氨氣等可燃、有毒氣體,存在安全隱患和影響周圍環境。

磚混化糞池滲漏嚴重,會造成對地下水及周圍土壤的污染。

因化糞池的厭氧消化作用,降低了污水的有機物含量,不利于市政污水處理廠的正常運行。

對于上述觀點,筆者不大認同,化糞池的功能并不要求流經它的污水達到國家規定的污水排放標準,它的降解有機物的作用是有限的,也正因如此,對污水處理廠的正常運行不會產生重大的影響。目前的城鎮規劃對容積率和綠化率都有嚴格的要求,容積率逐步降低而綠化面積逐漸增多是發展的必然趨勢,這為化糞池的合理選位提供了較好的條件。磚混化糞池已基本淘汰,換之鋼筋混凝土現澆化糞池或玻璃鋼一體化糞池,滲漏現象可以得到有效控制。更重要的是,上述學者觀點忽視了化糞池的攔截、沉淀作用,而這項功能對城鎮污水系統能否正常運行起到至關重要的作用。

三、污水管網運行分析

污水管網的作用是把收集到的污水完全、通暢的輸送到污水處理廠,這也是城鎮污水系統正常運行的首要條件。在管徑一定的條件下保證轉輸通暢的條件有2個,一是減少污水內的可沉淀懸浮物含量,另一個是要使污水具有一定的流速,使懸浮物不沉淀或可將沉淀物沖起隨水流運走,盡可能保證有效過水斷面面積。污水管網為非滿流重力管網,管內流速與坡度、充滿度、管材的粗糙系數有關。其中流速與管道坡度和水力半徑為正比關系。管道轉輸能力與過水斷面和流速為正比關系。計算公式如下:

u=1/n*R2/3*I1/2Q=A*u

其中u—流速(m/s) R—水力半徑(m)I—水力坡降n—粗糙系數 A—有效過水斷面面積(m2)

我國現行《室外排水設計規范》(GB50014-2006)規定:污水管道在設計充滿度下的最小設計流速為0.6m/s;雨水管道和雨污合流管道在滿流時的最小設計流速為0.75m/s。根據規范對最大充滿度、最小坡度、粗糙系數等設計參數的規定,以鋼筋混凝土管為例,對部分管徑的污水管道進行設計流速計算。詳見下表。

從上述計算可以看出,不同管徑的污水管道在規范要求或推薦的最小坡度下,計算流速可達到或接近規范規定的最小設計流速要求。但值得注意的是,上述計算是在一種理想狀態下完成的,有很多因素未加考慮,如管壁上沒有任何沉積物、轉輸水量洽好等于管道允許最大充滿度時的流量、管道無任何施工瑕疵等。顯然,這種理想狀態是很難實現的,從而計算得出的流速必然要乘以一個小于1的系數予以修正后才會和實際情況相符。

另外,國內外對排水管道內泥沙運動(類比污水中的懸浮物和雜質)的研究成果中指出,泥沙的啟動流速(臨界不淤流速)與泥沙粒徑、管道直徑、粗糙系數均有關系。從其提供的試驗曲線看,規范規定的最小流速并不能達到管道內不淤積的要求,如DN500的排水管道不淤流速在1.5~1.8m/s左右,遠大于規范規定的最小設計流速。若要達到此流速,則管道坡度不應小于0.01,這勢必會造成管道埋深增加,建設成本大幅度提升。因此從源頭開始減少污水中的懸浮物,是降低市政排水管道淤積幾率最直接、有效、經濟的辦法。

四、小結

保證污水管道暢通是排水系統正常運行的首要環節,規范規定的最小設計流速和推薦的設計最小坡度是從減少管道埋深、少設或不設提升泵站、節約建設成本為出發點提出的,從運行管理看,絕不是經濟流速和經濟坡度。

我國是發展中國家,經濟條件及管理水平一直處于世界二、三流水平。由于歷史原因,我國大多數城鎮的污水管網均存在規劃不合理、設施陳舊的現象。“少花錢。多辦事”的思想又使很多管網的管徑、坡度嚴重不滿足城鎮規劃的要求,這種情況在是老城區更為突出。在城鎮污水系統中,管網的建設投資占總投資的85%以上,短時間內更新全部管網顯然是不現實的。而化糞池的設置可有效降低污水中的懸浮物和泥沙顆粒,有效達到減少管道淤積、降低維護管理難度的要求。因此在現階段,不應取消化糞池的設置。誠然,隨著我國經濟水平的不斷提高,在新城區的污水管網規劃中,適當增大排水管網的管徑和坡度是可實現的。筆者建議在此情況下,可弱化化糞池對有機物的消化功能,保留化糞池的攔截能力,適當加大同型號化糞池的服務人數,減少化糞池的數量。如此做法同樣會到達充分利用土地資源、凈化、美化城市環境、創造更高的經濟價值的效果。


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