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化粪池是环保不能缺少的助力军

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化粪池是环保不能缺少的助力军

发布日期:2018-04-12 作者: 点击:

最早的化粪池起源于19世纪的欧洲,距今已有100多年的历史。在城镇排水系统中,化粪池一直扮演着重要的角色。随着我国市政设施不断完善,城镇污水处理厂大量兴建、投产,污水处理能力较建国初期有了质的提高。基于这个原因,国内部分学者和同行提出取消化粪池,生活污水直接经市政排水管网汇集到污水处理厂进行处理。对此,笔者想谈谈自己的看法。




一、化粪池的作用机理


化粪池是属于初级的过渡性生活处理构筑物,它的作用有二个:一是拦截、沉淀去除生活污水中悬浮性有机物和大颗粒杂质。生活污水中含有大量粪便、纸屑、病原虫、厨余物及少量沙土,悬浮物固体浓度为 100~350mg/L,有机物浓度BOD5 在100~400mg/L之间,其中悬浮性的有机物浓度BOD5为50~200mg/L。污水进入化粪池经过12~24h的沉淀,可去除50%~60%的悬浮物,并对污水中的固化有机物进行充分的水解,使部分固化有机物亦可随“清水”排入市政管网。化粪池的另一个作用是对池内沉积的有机物予以局部处理:沉淀下来的污泥经过3个月以上的厌氧消化,使污泥中的有机物分解成稳定的无机物,易腐败的生污泥转化为稳定的熟污泥,改变了污泥的结构,降低了污泥的含水率。简单来说,化粪池的设置不但防止了市政排水管网的堵塞,同时也降低市政污水处理厂的处理负荷。


二、建议取消化粪池的学者观点


是否继续在排水系统中设置化粪池,国内、外的专家、学者一直争论不休,建议取消化粪池一方的观点大致如下:


化粪池仅能对生活污水进行简单、初级的处理,而城镇生活污水处理厂的处理工艺完善、处理效果好、污水净化程度高,完全做到处理达标排放。


化粪池占地面积大,对有限的土地资源来说是不小的浪费。


化粪池的运行过程中会产生沼气、硫化氢、氨气等可燃、有毒气体,存在安全隐患和影响周围环境。


砖混化粪池渗漏严重,会造成对地下水及周围土壤的污染。


因化粪池的厌氧消化作用,降低了污水的有机物含量,不利于市政污水处理厂的正常运行。


对于上述观点,笔者不大认同,化粪池的功能并不要求流经它的污水达到国家规定的污水排放标准,它的降解有机物的作用是有限的,也正因如此,对污水处理厂的正常运行不会产生重大的影响。目前的城镇规划对容积率和绿化率都有严格的要求,容积率逐步降低而绿化面积逐渐增多是发展的必然趋势,这为化粪池的合理选位提供了较好的条件。砖混化粪池已基本淘汰,换之钢筋混凝土现浇化粪池或玻璃钢一体化粪池,渗漏现象可以得到有效控制。更重要的是,上述学者观点忽视了化粪池的拦截、沉淀作用,而这项功能对城镇污水系统能否正常运行起到至关重要的作用。

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三、污水管网运行分析


污水管网的作用是把收集到的污水完全、通畅的输送到污水处理厂,这也是城镇污水系统正常运行的首要条件。在管径一定的条件下保证转输通畅的条件有2个,一是减少污水内的可沉淀悬浮物含量,另一个是要使污水具有一定的流速,使悬浮物不沉淀或可将沉淀物冲起随水流运走,尽可能保证有效过水断面面积。污水管网为非满流重力管网,管内流速与坡度、充满度、管材的粗糙系数有关。其中流速与管道坡度和水力半径为正比关系。管道转输能力与过水断面和流速为正比关系。计算公式如下:


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


其中u—流速(m/s) R—水力半径(m)I—水力坡降n—粗糙系数 A—有效过水断面面积(m2)


我国现行《室外排水设计规范》(GB50014-2006)规定:污水管道在设计充满度下的最小设计流速为0.6m/s;雨水管道和雨污合流管道在满流时的最小设计流速为0.75m/s。根据规范对最大充满度、最小坡度、粗糙系数等设计参数的规定,以钢筋混凝土管为例,对部分管径的污水管道进行设计流速计算。详见下表。


从上述计算可以看出,不同管径的污水管道在规范要求或推荐的最小坡度下,计算流速可达到或接近规范规定的最小设计流速要求。但值得注意的是,上述计算是在一种理想状态下完成的,有很多因素未加考虑,如管壁上没有任何沉积物、转输水量洽好等于管道允许最大充满度时的流量、管道无任何施工瑕疵等。显然,这种理想状态是很难实现的,从而计算得出的流速必然要乘以一个小于1的系数予以修正后才会和实际情况相符。


另外,国内外对排水管道内泥沙运动(类比污水中的悬浮物和杂质)的研究成果中指出,泥沙的启动流速(临界不淤流速)与泥沙粒径、管道直径、粗糙系数均有关系。从其提供的试验曲线看,规范规定的最小流速并不能达到管道内不淤积的要求,如DN500的排水管道不淤流速在1.5~1.8m/s左右,远大于规范规定的最小设计流速。若要达到此流速,则管道坡度不应小于0.01,这势必会造成管道埋深增加,建设成本大幅度提升。因此从源头开始减少污水中的悬浮物,是降低市政排水管道淤积几率最直接、有效、经济的办法。


四、小结


保证污水管道畅通是排水系统正常运行的首要环节,规范规定的最小设计流速和推荐的设计最小坡度是从减少管道埋深、少设或不设提升泵站、节约建设成本为出发点提出的,从运行管理看,绝不是经济流速和经济坡度。


我国是发展中国家,经济条件及管理水平一直处于世界二、三流水平。由于历史原因,我国大多数城镇的污水管网均存在规划不合理、设施陈旧的现象。“少花钱。多办事”的思想又使很多管网的管径、坡度严重不满足城镇规划的要求,这种情况在是老城区更为突出。在城镇污水系统中,管网的建设投资占总投资的85%以上,短时间内更新全部管网显然是不现实的。而化粪池的设置可有效降低污水中的悬浮物和泥沙颗粒,有效达到减少管道淤积、降低维护管理难度的要求。因此在现阶段,不应取消化粪池的设置。诚然,随着我国经济水平的不断提高,在新城区的污水管网规划中,适当增大排水管网的管径和坡度是可实现的。笔者建议在此情况下,可弱化化粪池对有机物的消化功能,保留化粪池的拦截能力,适当加大同型号化粪池的服务人数,减少化粪池的数量。如此做法同样会到达充分利用土地资源、净化、美化城市环境、创造更高的经济价值的效果。


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