化糞池
化糞池（Septicemia tank）它是一種利用沉淀和厭氧發(fā)酵原理去除生活污水中懸浮有機物的處理設(shè)施，屬于一級過渡型生活污水處理構(gòu)筑物。化糞池已成為環(huán)境保護的基本措施之一，它可以攔截和沉淀污水中的大顆粒雜質(zhì)、防止污水管道堵塞、減少管道埋深、對保護環(huán)境起到積極作用，可以攔截生活污水中的糞便、紙屑、病原昆蟲等雜質(zhì)可以在一定程度上減輕污水處理廠的污染負荷或水污染壓力。隨著經(jīng)濟的發(fā)展，城市普遍采用集中污水處理方式并逐步取締化糞池，但化糞池在農(nóng)村分散污水處理中仍發(fā)揮著重要作用。
化糞池起源于19世紀(jì)的歐洲1860年，法國人在房屋和糞坑前建了一個“箱”1881年，法國雜志《宇宙》稱之為“MOURAS”池。MOURAS”池塘是現(xiàn)代化糞池的先驅(qū)，被認為是人工厭氧生物處理技術(shù)的開端。1883年，美國研究人員設(shè)計了兩個化糞池。1895年，英國研究人員申請“MOURAS”池改進為化糞池（Septicemia tank）的專利。隨后，化糞池在世界范圍內(nèi)被廣泛使用。1905年，德國研究人員設(shè)計了雙層沉淀池（imhoff tank坦克）21世紀(jì)后，日本的化糞池逐漸實現(xiàn)了固液分離、預(yù)制化糞池和研發(fā)的微生物載體正在發(fā)展并逐步改進為具有污水處理功能的小型設(shè)施。美國更注重提高化糞池的性能，通過改善密封和安裝循環(huán)裝置來提高厭氧發(fā)酵的效率。
化糞池按細胞數(shù)量可分為單個化糞池、兩格化糞池、三格化糞池等；根據(jù)建筑材料和結(jié)構(gòu)的不同，可分為磚砌化糞池、現(xiàn)澆鋼筋混凝土化糞池、玻璃鋼化糞池、浸沒式化糞池和預(yù)制鋼筋混凝土化糞池等。生活污水進入化糞池后，在重力作用下，大顆粒沉降到底部，形成沉積層。比重輕的物質(zhì)（油脂等）或者帶有氣泡的絮狀物上浮形成浮渣層。在兼性厭氧菌的作用下，污水中的污染物被分解產(chǎn)生甲烷、二氧化碳、硫化氫等氣體。疏浚固體經(jīng)充分穩(wěn)定后可用作肥料，中間層液體在環(huán)保要求不高時可直接排放，也可進入下一步污水處理。
發(fā)展簡史
國際簡史
最早的化糞池起源于19世紀(jì)的歐洲。1860年，法國人在房子和糞坑之間建了一個“箱”，用于減少廢物的固體含量，澄清后的液體可直接排入土壤1881年，法國雜志《宇宙》稱之為“MOURAS”池。MOURAS”池塘是現(xiàn)代化糞池的先驅(qū)，被認為是人工厭氧生物處理技術(shù)的開端。
1883年，美國研究人員設(shè)計了一個兩室化糞池，并使用自動虹吸管間歇排水。
1895年，英國市政建筑師卡梅倫和康明斯是對的“MOURAS”改進了水池，通過厭氧生物的作用加強化糞池中固體物質(zhì)的分解，并首次使用化糞池（Septicemia tank）命名并申請了專利。隨后，化糞池在世界范圍內(nèi)被廣泛使用。
1905年，德國研究人員伊姆霍夫改進了化糞池結(jié)構(gòu)，設(shè)計了雙層沉淀池( imhoff tank) 分為兩個隔間，分別完成沉淀和厭氧消化過程，并加強了固體物質(zhì)與出水的分離。
1945年，美國約有450萬戶家庭使用化糞池；1960年，這個數(shù)字接近1400萬。
20世紀(jì)50年代中期，美國每年增加40人-化糞池50萬個，占1/3。
21世紀(jì)后，日本的化糞池逐漸實現(xiàn)了固液分離、預(yù)制化糞池和研發(fā)的微生物載體正在發(fā)展并逐步改進為具有污水處理功能的小型設(shè)施。美國更注重提高化糞池的性能，通過改善密封和安裝循環(huán)裝置來提高厭氧發(fā)酵的效率。
中國簡史
在20世紀(jì)50年代，中國的農(nóng)村地區(qū)得到了發(fā)展“兩管五改”活動中，開始搭建防漏糞缸、收集和管理糞便的糞坑。化糞池主要是一個大隔間，可以暫時儲存糞便，但沉淀物容易被池中產(chǎn)生的氣體擾動，導(dǎo)致出水懸浮物濃度高，影響其再利用。
20世紀(jì)90年代，為了改善飲用水和衛(wèi)生條件，中國開始改善農(nóng)村地區(qū)的水和廁所。南方地區(qū)開始使用兩個電網(wǎng)、三格式化糞池。
在中國，有用糞尿施肥的傳統(tǒng)為了方便腐熟糞肥的利用，在不影響化糞池必要的水力停留時間的情況下，更好地利用糞肥，三室化糞池逐漸取代了二室化糞池。大便的形式是從窗式大便口排出、直管和U形斜管、倒L字型轉(zhuǎn)變。
原理構(gòu)造
基本構(gòu)造
以倒L型三室化糞池為例圖中組件的名稱如下：1-進糞管、2-排氣管、3-井蓋、4-井筒、5-清渣孔、6-過糞管、7-隔板1、8-隔板2、9-清糞孔、10-池頂、11-出水管、12-池體。
工作原理
化糞池是一種利用沉淀和厭氧發(fā)酵原理去除生活污水中懸浮有機物的處理設(shè)施，屬于初級過渡型生活處理構(gòu)筑物。生活污水中含有大量糞便、紙屑、病蟲，懸浮物的固體濃度為100毫克/L-350mg/l，有機物濃度為100mg/L-400mg/l，其中懸浮有機物濃度為50mg/L-
化糞池200mg/L。
在重力作用下，生活污水中的大顆粒沉降到底部，形成沉積層。比重輕的物質(zhì)（油脂等）或者帶有氣泡的絮狀物上浮形成浮渣層。
在兼性/在厭氧菌的作用下，污水中的污染物分解產(chǎn)生甲烷、二氧化碳、硫化氫等氣體。疏浚固體經(jīng)充分穩(wěn)定后可用作肥料，中間層液體在環(huán)保要求不高時可直接排放，也可進入下一步污水處理。
以目前廣泛使用的三格化糞池為例，其工作過程如下。
第一池：生活污水進入第一池（一級厭氧室）之后糞便等有機物開始發(fā)酵分解，由于比重不同開始分層。經(jīng)過一段時間的發(fā)酵和靜態(tài)分離后，中間層的液體中含有雞蛋、病原體、較小的大顆粒通過連接管進入第二罐。沉淀物和浮渣被截留在第一個槽中并繼續(xù)分解。
優(yōu)點缺點
優(yōu)點
1）它可以避免生活污水和污染物在生活環(huán)境中的擴散和蔓延。
2）能有效殺滅化糞池厭氧腐爛過程中的蚊蠅卵。
3）污泥暫時儲存，熟化后的有機污泥可用作農(nóng)用肥料。
4）生活污水預(yù)處理可以沉淀雜質(zhì)，有效防止管道堵塞。水解大分子有機物，有利于后續(xù)污水處理。
缺點
1）化糞池處理效果有限，出水水質(zhì)差一般來說，它可以 t直接排放水，因此需要后續(xù)好氧生物處理單元或生態(tài)處理單元進一步處理。
2）產(chǎn)生大量溫室氣體，生活污水中的有機物通過厭氧發(fā)酵產(chǎn)生甲烷二氧化碳等溫室氣體過多的甲烷積累也會導(dǎo)致爆炸的危險。
3）設(shè)施分散，日常管理不到位，導(dǎo)致化糞池長期缺乏清理，池底污泥堆積，有效容積逐漸減少，處理效果減弱。
4）化糞池積油，大量油脂堆積不及時處理，堵塞化糞池，造成污水溢出等問題。
5）化糞池容易出現(xiàn)滲漏等問題。它不僅會污染地下水，還會導(dǎo)致建筑物附近的軟地質(zhì)，從而影響建筑物基礎(chǔ)和房屋的安全。
基本分類
可通過材料、不同的細胞和形狀分為不同類型的化糞池。
根據(jù)建筑材料和結(jié)構(gòu)：根據(jù)建筑材料和結(jié)構(gòu)的不同，可分為磚砌化糞池、現(xiàn)澆鋼筋混凝土化糞池、玻璃鋼化糞池、浸沒式化糞池和預(yù)制鋼筋混凝土化糞池等。
磚砌化糞池：磚砌化糞池采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土樓板、磚砌中間墻體、現(xiàn)澆屋面和預(yù)制屋面等。由于中間部分是磚砌體，隨著時間的推移，磚體強度降低，變得脆弱，在寒冷地區(qū)容易因凍脹而滲漏。
鋼筋混凝土化糞池：鋼筋混凝土化糞池的底板與罐體整體澆筑，底板與罐體的整體性好，與磚砌化糞池相比不易滲漏。
玻璃鋼化糞池：玻璃鋼化糞池玻璃鋼化糞池按制作工藝可分為SMC化糞池和纏繞式化糞池。采用整體玻璃鋼池體，直接吊裝就位。其特點是施工速度快整體性好不滲漏。缺點是其內(nèi)部結(jié)構(gòu)不如磚和化糞池合理，水處理效果不如磚和化糞池。
沉管化糞池：沉入式化糞池由若干根直徑1200mm長2m的鋼筋混凝土管組成，通過人工沉井沉入地下，最后兩節(jié)在管頂砸入，以保持化糞池的厭氧區(qū)。化糞池下沉到位后，用混凝土封底由于采用背面密封的方式，很難保證底板與罐壁之間連接的完整性，并且在后期操作中也存在泄漏的問題。
預(yù)制化糞池：預(yù)制化糞池由2米長的、寬2m、高1米的鋼筋混凝土管由兩段或三段組裝而成底板與下層管為一體，頂板與上層管為一體主要問題是中間扭轉(zhuǎn)接頭的拼接。
根據(jù)格數(shù)分
化糞池按化糞池數(shù)量可分為單格化糞池、兩格化糞池、三級化糞池和四級化糞池等。
應(yīng)用最廣泛的三格式化糞池主要由污水進口組成、連通管和具有三個相互連通的單元的密封單體池體。第一個網(wǎng)格主要用于攔截固體肥料、雞蛋發(fā)酵和沉淀的作用；第二個細胞起到繼續(xù)厭氧發(fā)酵的作用；第三室用于儲存發(fā)酵的混合液。
根據(jù)池體形狀分
根據(jù)罐體的形狀，可分為長方形化糞池和圓形化糞池。
性能指標(biāo)
井蓋承載性能：在室溫下，在化糞池的所有井蓋蓋好之后，在化糞池井蓋中心直徑為150毫米的圓形范圍內(nèi)逐一施加160公斤的載荷，并允許井蓋靜置10分鐘，以觀察井蓋，要求無裂縫等損壞。
沖擊性能：室溫下，將靜載荷試驗后的化糞池放在化糞池主體上方水平穩(wěn)定的平面上(避開清渣孔和清糞孔)，用一個質(zhì)量(1000士50)g 鋼球，從2500mm高度自由下落，選擇不同部位，沖擊次數(shù)不少于6次，觀察鋼球沖擊處，要求池體表面無斷裂裂紋、穿透性破壞。
滲漏性：在室溫下，沖擊試驗后安裝化糞池，并將其放在水平穩(wěn)定的地面上密封糞便入口管和出口管后，將水注入化糞池至糞便清理孔的上邊緣，不要溢出靜置24小時后，觀察罐體無滲漏無明顯變形。
串水：在室溫下，安裝泄漏測試后的化糞池并放置在水平和穩(wěn)定的地面上第二罐和第三罐的兩個糞管密封后，將水注入第一罐至清渣孔的上邊緣靜置24小時后，觀察第一罐和第二罐之間是否有水交叉、滲水現(xiàn)象；同時，可向第三池注水至清糞孔上緣，靜置24小時后，觀察第三池與第二池之間是否有水交叉、滲水現(xiàn)象；將一池、排干第三池的水，向第二池注水至清渣孔上緣，靜置24小時后觀察要求三個隔間之間沒有泄漏、串水現(xiàn)象。
關(guān)鍵技術(shù)
厭氧發(fā)酵技術(shù)
厭氧發(fā)酵技術(shù)是指在無氧條件下利用天然微生物厭氧菌（甲烷菌等）通過厭氧細菌的代謝過程將有機物轉(zhuǎn)化為沼氣和沼肥的過程。
第一階段是復(fù)雜的有機聚合物，如糖類、脂肪蛋白質(zhì)等高分子有機化合物在產(chǎn)酸菌的作用下分解為低分子中間代謝產(chǎn)物（低分子有機酸和醇等）的水解酸化。高分子糖水解成低分子糖，低分子糖進一步產(chǎn)生乙醇和脂肪酸；脂肪轉(zhuǎn)化為甘油和脂肪酸，并進一步分解為酒精；蛋白質(zhì)分解成氨基酸，并進一步分解成脂肪酸和氨。
第二階段是產(chǎn)生氫氣和乙酸的階段。各種水溶性產(chǎn)物（除甲酸、乙酸、甲醇和甲胺外）甲烷合成的底物主要是乙酸，乙酸由微生物降解產(chǎn)生、氫氣和二氧化碳。
在第三階段，產(chǎn)甲烷菌利用降解產(chǎn)物（甲酸、乙酸、甲醇、甲胺、氫氣和二氧化碳等）產(chǎn)生甲烷和二氧化碳的過程。
厭氧消化本質(zhì)上是不同功能的微生物群落共存相互依賴相互制約，整體完成厭氧發(fā)酵的過程。
生物強化技術(shù)
生物強化技術(shù)是指將微生物菌劑投入化糞池中，通過生物方法分離、純化、培養(yǎng)從自然界中篩選出能分解糞便的微生物，濃縮、固定化技術(shù)制備的固體粉末。從而引入具有特定功能的微生物，增強難降解有機物的降解能力，提高降解效率，通過增加有效微生物的濃度來提高難降解有機物的去除效率。
應(yīng)用領(lǐng)域
化糞池作為一種預(yù)處理技術(shù)，廣泛應(yīng)用于小流域污水的一級處理，可作為現(xiàn)代污水處理系統(tǒng)中的預(yù)處理設(shè)施，有利于衛(wèi)生防疫、降解污染物、攔截污水中的大顆粒物質(zhì)、防止管道堵塞發(fā)揮了積極作用。中國幾乎每個城市都有化糞池，農(nóng)村地區(qū)安裝了水沖式廁所的分散家庭通常也建造化糞池。隨著城市集中式污水處理廠的普及，國家正在逐步禁止建設(shè)化糞池，但化糞池在農(nóng)村分散式污水處理中仍發(fā)揮著重要作用。
家庭生活廢水：化糞池可以用來處理生活廢水，包括洗衣、洗澡、廁所等日常生活產(chǎn)生的污水。通過厭氧發(fā)酵、在化學(xué)反應(yīng)的作用下，生活廢水中的有機物和污染物被分解，以達到凈化水質(zhì)的目的。防止污水直接排放：生活廢水的直接排放會污染環(huán)境，甚至導(dǎo)致疾病的傳播化糞池將在排放廢水前對其進行預(yù)處理，從而減少水污染和環(huán)境負擔(dān)。
節(jié)約水資源：化糞池處理后的廢水可用于農(nóng)業(yè)灌溉、植物澆水等，節(jié)約水資源，降低用水成本。同時，腐熟的污泥可以用作肥料。