粪便消纳处理工艺综述

石浩男

（北京固废处理有限公司，北京 100020）

粪便消纳处理工艺综述

石浩男

（北京固废处理有限公司，北京 100020）

从集中式处理和分散式处理2个方面介绍了粪便消纳处理的工艺，其中集中式处理介绍了欧美国家和发展中国家的不同，并区分了不同工艺的适合条件和优缺点；分散式处理介绍了日本的净化槽装置和美国的粪便燃烧装置的应用情况。

粪便消纳；集中式处理；分散式处理；污水管道普及率

1 粪便处理工艺分类

1.1 集中式处理

集中式处理就是利用发达的收运系统集中粪便废水然后进行处理，收运系统又可分为管网收集和车辆收集。

1.1.1 欧美等发达国家

欧美发达国家就是利用城镇污水管网+城镇污水处理厂的收集和处理模式，在19世纪上半叶欧美国家就开始铺设下水道管网，截止到目前，欧美发达国家污水管网普及率达到70%以上，城市普及率几乎达到100%［1］。发达的城镇污水管网系统为粪便的收集带来了极大便利。下水管道收集的粪便废水和城镇居民生活污水混合后再进入污水厂处理，这种处理模式成本相对来说较高，不适合发展中国家。

1.1.2 中国等发展中国家

对于大多数发展中国家来说，城市污水管网普及率低，污水处理厂建设起步较晚和工艺运行管理不够成熟等诸多因素就造成了欧美国家粪便处理模式无法实现。北京市目前就有粪便消纳站十几座，采用的收运和处理模式是车辆收集+粪便消纳站+城镇污水处理厂。简单描述就是抽粪车把城区内各个化粪池内的粪便抽出来运输到粪便消纳站进行预处理，处理后的废水经市政管网进污水厂深度处理。但是2015年1月1日起实施的《中华人民共和国环境保护法》对我国的环境保护提出了更为严格的要求。北京市发布的DB 11/307—2013水污染综合排放标准对现有的水处理设施水污染排放标准进行了更严的限制。因此部分粪便消纳站出水水质已无法达标，需要对现有工艺进行改造升级。北京市的粪便消纳站目前的处理工艺可分为以下5类。

1）固液分离，工艺流程如图1所示。

图1 固液分离流程

2） 固液分离+絮凝脱水，工艺流程如图2所示。

图2 固液分离+絮凝脱水流程

该工艺的典型代表为北京市高碑店粪便消纳站和草桥粪便消纳站。其中高碑店粪便消纳站于1997年就投产运行了，是北京市最早建立的粪便消纳站。该工艺的典型特点就是减少了污泥含水率，方便储存和运输。北京市草桥粪便消纳站的固液分离和絮凝脱水产生的固体废物运往北京市安定卫生填埋场填埋。

3）固液分离+絮凝脱水+三级水处理，工艺流程如图3所示。

图3 固液分离+絮凝脱水+三级水处理流程

该工艺最早是20世纪90年代，在西欧提出来的，以独立系统对粪便进行无害化处理的完整粪便处理模式，处理后的粪便污水能达到GB 18918—2002城镇污水处理厂污染物排放标准和中水使用标准。因此就不需要再走城镇污水管网，降低了市政管网的排水压力和污水处理厂的冲击负荷。北京市三星庄消纳站和门头沟粪便消纳站的主体构筑物采用的就是这种处理模式。图3中所示的三级水处理可采用生化法和物化法，但是生化法成本相较于物化法要低很多，且近年来由于MBR工艺的理论研究和运行管理日趋成熟，粪便消纳的独立运行系统将成为未来粪便处理的前沿趋势。北京市草桥粪便消纳站2017年计划改造升级的三级水处理拟采用MBR工艺。

4）固液分离+絮凝脱水+堆肥，工艺流程如图4所示。

图4 固液分离+絮凝脱水+堆肥流程

该工艺是将絮凝脱水产生的污泥泥饼加以利用，实现了固体废弃物处理原则“无害化、减量化、资源化”中的“资源化”。粪便污水中的有机物含量很高，絮凝脱水后有利用价值的有机物浓缩进入泥饼中，很适合进行堆肥处理。该工艺的典型代表有平谷区粪便消纳站和滨阳粪便消纳站。

5） 固液分离+絮凝脱水+堆肥+三级水处理，工艺流如图5所示。

图5 固液分离+絮凝脱水+堆肥+三级水处理流程

该组合是一套独立且完整的粪便消纳处理工艺。实现了固体废弃物处理的“无害化、资源化”。该工艺组合成本很高，小型粪便消纳站无力承担高昂的运行维护费用，因此适合大型粪便消纳站。典型的代表有设计处理能力800 t/d的北京市四季青粪便消纳站。

1.2.1 云南稻作分区 对云南省128个县(市、区)的气候和稻作类型进行分区。气候类型划分：北热带、南亚热带、中亚热带、北亚热带、南温带、中温带和北温带共7个气候带。稻作分区：A滇中一季粳稻、籼稻区；B滇南单、双季籼稻区；C南部边缘水、陆稻区；D滇东北高原粳稻区；E滇西北高寒粳稻区。

1.2 分散式处理

分散式处理就是在粪便的产生地或小区化粪池内就地处理。分散式的典型应用是日本的净化槽装置和美国的粪便燃烧处理装置。

1.2.1 日本分散式处理

1） 日本污水处理方式。日本虽然是发达国家，但是城镇污水管网普及率相较于欧美国家还是很低［2］。但是日本的下水道普及率又高于一般的发展中国家，因此日本采用的是集中式和分散式处理粪便相结合的办法。

人口密度高的地方，建设下水道和农业村落排水设施这样的集中处理设施；在人口密度低的农村、山区则以安装净化槽分散处理设施为主。目前，日本污水处理系统主要包括城市下水道管网系统、农业村落排水设施及社区污水处理设施、净化槽污水处理系统。

下水道收集+城镇污水处理厂处理的模式和欧美国家类似。下水道服务规模为1万人到数十万人，处理的对象也包括工厂的污水和雨水。

农业村落排水设施主要用在农村地区的生活污水处理系统，通过下水管网收集农业村落各个家庭排放的污水，在小型的污水处理厂对污水进行集中处理。

净化槽包括以家庭为单位的处理生活污水的小型家用净化槽；处理楼房和学校、医院、超市等排放的生活污水的大中型净化槽。现在使用中的净化槽绝大部分都是小型家用净化槽。

截至目前，日本污水处理设施普及人口11 216万人左右，全国平均污水处理率达90%左右，其中下水道普及率大概80%，净化槽普及率大约9%，农业村落排水设施普及率3%以上。

2）日本净化槽发展历程和处理水平。净化槽的发展经历了单独处理、合并处理、深度处理等几个阶段。目前深度处理净化槽技术已经非常成熟，出水可以实现 BOD5＜10 mg/L、TN＜10 mg/L、TP＜1 mg/L 的水平［3］。

3） 日本净化槽推广历程。20世纪80年代，日本成功研制出可用于处理粪便污水和生活杂排水的家用净化槽，这种新型净化槽在郊区新开发的小区以及不适合下水道建设的乡村地区得到迅速普及。日本在推广净化槽的普及方面也是不遗余力，相继制定了一系列的政策法规。例如1983年5月日本制定了《净化槽法》。1987年日本厚生省成立了净化槽对策室（现为环境省净化槽推进室），同年创立了政府对个人安装的家用小型净化槽的补助金制度——“净化槽安装建设事业”制度，并于1994年创立了中央政府对地方政府实施的安装家用小型净化槽的补助金制度——“市町村净化槽建设推进事业”制度。

净化槽是分散型生活污水处理的有效手段和方法。日本的治理经验提示我们，完善的政策法规体系、财政补贴制度及技术标准体系是净化槽技术及产品能顺利推广并快速发展的重要保证。

1.2.2 美国分散式处理

针对美国有些地区地下水位较高不适合建造化粪池的问题，美国宾夕法尼亚大学于1988研制出一种粪便燃烧装置，该设备可安装在室内，采用微波脱水的方法，使粪便快速燃成灰烬。经宾夕法尼亚大学和国家卫生设备基金会对该设备作出鉴定，于1990年已推广使用。在一个四口之家，安装这种粪便处理设备，每天仅需要15美分左右［2］。

1.2.3 我国的分散式处理

我国对粪便分散式处理模式还在探索中，其中北京市环卫集团旗下的北京第五空间环境管理有限公司正致力于推动城乡第五次厕所革命，通过“互联网+”的模式积极探索适合我国国情的分散式处理模式。

2 结束语

粪便处理和城市生活垃圾、生活污水处理一样正随着我国城市化的进程，日渐成为影响市容市貌的关键因素，因此我们应该有足够的重视。但是也不能生搬硬套其他国家的粪便处理模式，只有视不同城市的经济发展水平，因地制宜的选择，才能更好地发挥处理工艺的作用，为城市发展做出更大的贡献。

［1］ 张正.城市粪便集中处理工艺选择研究［D］.合肥：合肥工业大学，2010.

［2］ 严雪梅.粪便消化污水的处理研究［D］.昆明：昆明理工大学，2011.

［3］ 周敬宣，李冠峰，李艳萍.我国粪便处置现状与治理对策的研究［J］.环境工程学报，2003，4（3）:9-11.

Overview of Night Soil Disposal Process

Shi Haonan
（Beijing Solid Waste Treatment Co.Ltd.，Beijing 100020）

Night soil disposal process was introduced from two aspects，centralized treatment and distributed treatment.In the centralized treatment，the differences between European and American countries and developing countries were introduced，and the suitable conditions，advantagesand disadvantages of different processes were also distinguished.In the distributed treatment，the applicationsofcleaning tank device ofJapan and combustion device ofAmerica were introduced.

night soil disposal；centralized treatment；distributed treatment；the rate ofsewage pipeline popularity

X705；X799.3

A

1005-8206（2017） 05-0025-03

2016-09-13

石浩男（1993—），主要从事环卫设施的生产数据汇总和分析、运营情况检查考评等工作。

E-mail：1016562734@qq.com。