谈生活污水预处理构筑物化粪池

任照阳

化粪池作为生活污水预处理构筑物,在一定程度上起到了保护环境的作用,化粪池在国内外都应用得较为普遍[1]。化粪池是一种利用沉淀和厌氧发酵的原理,去除生活污水中悬浮性有机物的处理设施,属于初级的过渡性生活处理构筑物。

1 化粪池的使用现状

现今,在我国许多大城市,化粪池为农业生产提供肥料的作用已基本消失,化粪池已成为环境保护的基本措施之一。随着城市污水处理率的不断提高以及由化粪池带来的问题日益突出,使得化粪池的设置成为关注焦点。

2 化粪池使用中存在的问题

目前,化粪池的设计已经标准化、系列化,但它作为一个建筑物的简单附属物,并未引起设计、施工、管理人员的重视。往往是先由设计人员选用标准图,再由施工人员照图建造。有时还发生偷工减料、建设不到位的现象。由于在市政管理方面缺乏有关的规定和相应的措施,使用单位也疏于管理,放任自流。就拿化粪池应定期清掏一事来说,绝大多数使用单位都不能按期清掏,甚至多年不清掏,最终化粪池不仅失去了其应有的作用,而且还引发诸多新的问题[2]。

由于施工质量粗糙,化粪池渗漏的问题经常发生,严重的还会导致建筑物附近的地质松软,造成建筑物不同程度的倾斜,影响建筑地基和房屋安全。由于疏于管理,使得投资很大的化粪池长期得不到应有的清通,化粪池内堆满沉渣,有效容积日趋减小,实际上已变为过流池。

3 化粪池的布置与设计

针对上述问题,我们首先要从化粪池的布置和设计出发,再结合有效的管理措施,使化粪池发挥出应有的作用,同时将负面影响降至最低。

3.1 化粪池的布置

化粪池的布置方式大致有两种:一种是分散布置,即一幢或两幢建筑设一个化粪池;另一种是集中布置,即以一个区域、一个组团或一个独立的建设单位为服务范围。化粪池布置越分散,各个池容量越小;相反,布置越集中,池容量越大。李金鹤等人[3]通过造价、土地利用、环境污染、运行管理四个方面的经济指标比较,对7种规格的化粪池进行了对比分析,发现随着化粪池容积的增大,几乎各项指标都降低;对于20 m3以下的化粪池,采用钢筋混凝土池在造价、性能和使用年限方面要优于砖池;化粪池越分散,渗漏的机会也就越大;从管理方面看,集中化粪池显然比分散化粪池容易管理,且清掏污泥等作业对小区环境影响也比分散的要小。因此,在条件许可时,小区化粪池应优先考虑集中布置方案,但不能一刀切,应依情况而定,能合则合,分有利则分。

化粪池的位置应设置在便于清掏且人们不经常停留活动的隐蔽之处,一般设置在建筑物的阴面,既靠近卫生间又便于将其出水接入市政排水管网的地方,同时为防止化粪池渗漏,污染周围建筑物基础、地下取水构筑物,应使化粪池池壁距需保护的设施有足够的距离,一般离建筑物净距不小于5 m,离地下取水构筑物净距不小于30 m,当不能满足净距要求时,需采取一定的保护措施。

3.2 化粪池的设计

化粪池的设计主要是设计其容积,由有效容积和保护层容积两部分组成,保护层高度为250 mm～450 mm,保护层容积一般为定值,不需要计算。化粪池的有效容积又由污水和污泥两部分组成,其有效容积的计算公式如下:

其中,V为化粪池的有效容积,m3;Vs为污水部分容积,m3;Vn为污泥部分容积,m3。

其中,N为设计总人数(或床位数、座位数);α为化粪池使用人数占总人数的百分比;q为每人每日污水量,L/(人·d);a为每人每日污泥量,L/(人·d);t为污水在化粪池的停留时间,宜取12 h～24 h;T为污泥清掏周期,d;b为新鲜污泥含水率,取95%;c为污泥发酵浓缩后的含水率,取90%;K为污泥发酵后体积缩减系数,取0.8;m为清掏污泥后遗留的熟污泥量容积系数,取1.2。

在实际工作中,全国各地的给排水部门根据国家现行有效的给排水设计规范和各自不同的自然地理、气候、气象、建筑物内卫生设备情况及人们的卫生习惯等条件,确定前述计算公式的各项参数,通过计算及总结已有经验,编制了各地的化粪池标准图集。给排水设计人员在具体工程设计选用中,应根据建筑物的性质、用水量标准、当地气候条件确定的清掏周期、污水停留时间和化粪池的实际使用人数等条件,查用各地的化粪池标准图集来选用化粪池。

在实际查用化粪池标准图集过程中,依据上述的查用条件,难以做到非常精确,一般通过内插找准位置后,选择容积较大者为佳。这样既不会使所选化粪池容积不够,起不到应有的作用,也不会使所选化粪池太大,造成浪费。

4 化粪池的管理

化粪池的使用管理,其主要的环节是根据设计要求的清掏周期定期清掏污泥,以保证化粪池的正常使用。在我国目前排水处理设施仍不完善的情况下,应尽快制定有关化粪池出水水质的相应标准,明确责权利,加强管理,使其能够物尽其用。

5 化粪池的发展趋势

在我国,一些企业借鉴了西方发达国家的成熟技术经验,自主研发了符合我国国情的沼气化粪池、不渗漏的环保型化粪池、集成式生物化粪池和生态节能型化粪池等[4]。环保型化粪池采用玻璃钢制造,内设特型填料,实现污水与厌氧污泥的完全混合,具有省工、省时、省钱、抗酸碱的特点,正常使用寿命可达50年。集成式生物化粪池是用玻璃钢和增强塑料制成的圆筒形设备,它把传统的调节池、沉淀池、发酵池、过滤池集成在一个容器里,内设储粪仓和过滤仓,仓壁布满易于生物挂膜的纤维和网状材料,组成多级生物膜法处理装置[5]。这种装置污水的降解路线较长,出水杂质很少,由于厌氧较充分,残留粪渣较少,氨氮也得到较好降解,提高了净化效率。

6 结语

化粪池的设置是一个系统工程,应与城市污水处理厂的设置统筹考虑。结合污水规模、管网布置、处理成本、环境容量等因素进行综合技术经济比较,由行政主管部门组织规划、建设、环保部门出台相关政策,明确化粪池的设置范围、设计标准,并提供管理参考。即使经济发达了,城市污水处理化程度提高了,化粪池仍有其存在的积极意义。因为它具有造价低廉、无运行费用、能减轻污水处理厂的压力、便于污泥收集等优点,保证了其存在的必要性,而且会向着更加环保、更加简便的方向发展。

[1] MBULIGWE S E.Applicability of a septic tank engineered wetland coupled systeminthe treatment and recycling of wastewater from a small community[J].Environmental Management,2005,35(1):99-108.

[2] 刘天亮.浅议化粪池[J].中外房地产导报,2000(10):43-44.

[3] 李金鹤,李德彪.浅谈小区化粪池的布置方式[J].有色冶金设计与研究,2005(12):54-56.

[4] 张宝军.生态节能型化粪池的工艺过程构想与应用前景[J].给水排水技术动态,2004(3):18-24.

[5] 韩生健.集成式生物化粪池[J].环境卫生工程,2002,10(4):167-169.