化粪池

化粪池(huàfènchí)是处理粪便并加以过滤沉淀的设备。其原理是固化物在池底分解,上层的水化物体,进入管道流走,防止了管道堵塞,给固化物体(粪便等垃圾)有充足的时间水解。 化粪池(septic tank)指的是将生活污水分格沉淀,及对污泥进行厌氧消化的小型处理构筑物。


起源

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。

在城市生活区内设置化粪池的初始目的是为了积取肥料。随着城市化的进展及环境污染的加剧,化粪池对保护水体起到了积极作用。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。

化粪池的作用

化粪池是基本的污泥处理设施[1]  ,同时也是生活污水的预处理设施,它的作用表现在:

1、 保障生活社区的环境卫生,避免生活污水及污染物在居住环境的扩散。

2、 在化粪池厌氧腐化的工作环境中,杀灭蚊蝇虫卵。

3、 临时性储存污泥,有机污泥进行厌氧腐化,熟化的有机污泥可作为农用肥料。

4、 生活污水的预处理(一级处理),沉淀杂质,并使大分子有机物水解,成为酸、醇等小分子有机物,改善后续的污水处理。[1] 

工艺原理

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。生活污水中含有大量粪便、纸屑、病原虫...悬浮物固体浓度为 100~350mg/L,有机物浓度CODCr 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。沉淀下来的污泥经过3个月以上的厌氧发酵分解,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。定期将污泥清掏外运,填埋或用作肥料。要求:化粪池 的沉淀部分和腐化部分的计算容积,应按《建筑给水排水设计规范》(GB50015-2003)第4.8.4~4.8.7条确定。污水在化粪池中停留时间宜采用12h~36h。对于无污泥处置的污水处理系统,化粪池容积还应包括贮存污泥的容积。

技术类型

泥水混合

传统化粪池的应用已经有一百多年历史,技术路线是污水和污泥接触的模式,沉积的污泥消化降解产生沼气、二氧化碳、硫化氢等消化气,消化气的上浮作用对污泥产生扰动,消化气对污泥的扰动作用能够让污泥与生物菌群的混合更充分,有助于消化降解。但底部污泥随消化气上升,气泡逸出后,污泥又重新向下沉淀,这些上升和沉淀的污泥又重新污染污水。

在化粪池污水与污泥接触混合的技术模式下,影响化粪池的沉淀及出水水质,需要延长污水停留时间来改善沉淀效果及出水水质,污水停留时间一般为12-24小时。

三相分离

三相分离化粪池技术是在传统化粪池的基础上,保留了化粪池中泥水混合的优点,增加了“污水、污泥、消化气”三相分离的技术,在化粪池的出水端设置三相分离装置,使出水端的污泥、消化气与污水处理过程分离,避免气浮现象对污水处理的干扰。出水端的沉淀槽参照平流沉淀池技术标准,污水沉淀时间2小时之内。

技术对比

化粪池的容积由污水容积和污泥容积构成,三相分离化粪池中污水停留时间4-6小时,相对于泥水混合化粪池中污水停留时间12-24小时,通过缩短污水停留时间而节省了有效容积,所节省有效容积能够存储更多的污泥。

化粪池的待解问题

化粪池作为有一百多年历史的传统环保设施,发挥了重要作用,但是随着社会的进步和城市现代化的发展,也出现了与社会发展背离的问题,亟待解决,主要表现在:

污泥的处置问题

按照化粪池的技术标准,化粪池的污泥清掏时间一般为90天、180天、360天,[2]  被清掏的污泥可以作为有机肥料,或者进行无害化处置。但是,随着化肥的广泛使用,社会的发展,使用粪便肥料越来越少,与此同时,我国污泥处置行业严重滞后,粪便污泥的无害化处理不足,我国13.6亿人每年产生超亿吨的粪便污泥,根据统计局数据,2012年无害化处理的粪便污泥只有801.4万吨。大量粪便污泥的清掏转移,造成了二次污染。因此,如果不能解决化粪池污泥的无害化处置问题,化粪池污泥就会成为水污染的污染源,化粪池问题是关系水污染治理成效的环保问题。

化粪池的堵塞问题

化粪池沉积污泥,底部是沉积污泥,表层是漂浮污泥,中间是悬浮污泥及污水,化粪池由隔墙分隔为两格化粪池或三格化粪池,隔墙上的过水洞口位于化粪池隔墙的中间部位[2]  ,如果化粪池没有及时清掏,当化粪池沉积污泥超出过水洞口的高度,污泥就会堵塞洞口,造成化粪池堵塞。化粪池的堵塞问题严重影响了用户的正常生活,是亟待解决的化粪池应用问题。