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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(jī)物的處理設(shè)施,屬于一級過渡型生活污水處理構(gòu)筑物?;S池已成為環(huán)境保護(hù)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(hù)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(fù)荷或水污染壓力。隨著經(jīng)濟(jì)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(gè)“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(rèn)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(jì)了兩個(gè)化糞池。1895年,英國研究人員申請“MOURAS”池改進(jìn)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(jì)了雙層沉淀池(imhoff tank坦克)21世紀(jì)后,日本的化糞池逐漸實(shí)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(jìn)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(xì)胞數(shù)量可分為單個(gè)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(jìn)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(shí)可直接排放,也可進(jìn)入下一步污水處理。

目錄

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(gè)“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(rèn)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(jì)了一個(gè)兩室化糞池,并使用自動(dòng)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(jìn)了水池,通過厭氧生物的作用加強(qiáng)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(jìn)了化糞池結(jié)構(gòu),設(shè)計(jì)了雙層沉淀池( imhoff tank) 分為兩個(gè)隔間,分別完成沉淀和厭氧消化過程,并加強(qiáng)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(gè)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(gè),占1/3。

21世紀(jì)后,日本的化糞池逐漸實(shí)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(jìn)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(dòng)中,開始搭建防漏糞缸、收集和管理糞便的糞坑?;S池主要是一個(gè)大隔間,可以暫時(shí)儲存糞便,但沉淀物容易被池中產(chǎn)生的氣體擾動(dòng),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(gè)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(shí)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(jìn)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(jī)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(jī)物濃度為100mg/L-400mg/l,其中懸浮有機(jī)物濃度為50mg/L-

化糞池化糞池

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(shí)可直接排放,也可進(jìn)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(jìn)入第一池(一級厭氧室)之后糞便等有機(jī)物開始發(fā)酵分解,由于比重不同開始分層。經(jīng)過一段時(shí)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(jìn)入第二罐。沉淀物和浮渣被截留在第一個(gè)槽中并繼續(xù)分解。


第二池:中間污水進(jìn)入第二池(二級厭氧室)在進(jìn)一步發(fā)酵或固液分離后,大顆粒物質(zhì)與第一罐中的相比顯著減少。

第三池:第三池(澄清室)主要起儲存、沉淀池內(nèi)液體的基本分解致病菌、雞蛋被有效地去除。

優(yōu)點(diǎn)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)

1)它可以避免生活污水和污染物在生活環(huán)境中的擴(kuò)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(shí)儲存,熟化后的有機(jī)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(jī)物,有利于后續(xù)污水處理。

缺點(diǎn)

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(jìn)一步處理。

2)產(chǎn)生大量溫室氣體,生活污水中的有機(jī)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(xiǎn)。

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(shí)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(xì)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(shí)間的推移,磚體強(qiáng)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(diǎn)是施工速度快整體性好不滲漏。缺點(diǎn)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)?;S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?cái)?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(jìn)口組成、連通管和具有三個(gè)相互連通的單元的密封單體池體。第一個(gè)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(gè)細(xì)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(yàn)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(gè)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(yàn)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(shí)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(gè)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(shí)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(shí),可向第三池注水至清糞孔上緣,靜置24小時(shí)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(shí)后觀察要求三個(gè)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(xì)菌的代謝過程將有機(jī)物轉(zhuǎn)化為沼氣和沼肥的過程。

第一階段是復(fù)雜的有機(jī)聚合物,如糖類、脂肪蛋白質(zhì)等高分子有機(jī)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(jī)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(jìn)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(jìn)一步分解為酒精;蛋白質(zhì)分解成氨基酸,并進(jìn)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(qiáng)化技術(shù)

生物強(qiáng)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(qiáng)難降解有機(jī)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(jī)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(gè)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(jī)物和污染物被分解,以達(dá)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(jìn)行預(yù)處理,從而減少水污染和環(huán)境負(fù)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(shí),腐熟的污泥可以用作肥料。

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