城市糞便處理技術(shù)分析——以榆林市糞便處理為例

朱格仙 ，賀旭娟 ，賈文龍

(1.陜西省現(xiàn)代建筑設(shè)計研究院，陜西 西安 710048 ；2.陜西華凈環(huán)?？萍加邢挢?zé)任公司，陜西 西安 710048)

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城市糞便處理技術(shù)分析
——以榆林市糞便處理為例

朱格仙1，賀旭娟1，賈文龍2

(1.陜西省現(xiàn)代建筑設(shè)計研究院，陜西 西安 710048 ；2.陜西華凈環(huán)保科技有限責(zé)任公司，陜西 西安 710048)

結(jié)合國內(nèi)外城市糞便處理技術(shù)現(xiàn)狀，對榆林市城市糞便處理采用的工藝方案進(jìn)行了分析，采用“預(yù)處理+RBS+HTRO”工藝，結(jié)果表明：處理后出水滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》，出水回用，可以實(shí)現(xiàn)糞便處理資源化、減量化、無害化處理目標(biāo)。

城市糞便；處理技術(shù)；資源化

1　引言

糞便是人類生存活動不可避免的產(chǎn)物，新鮮糞便含病菌和寄生蟲卵，是人類某些疾病的傳播途徑。糞便污水直接排放，會造成水體污染和富營養(yǎng)化，影響水體生態(tài)平衡，散發(fā)含氨、硫化氫、硫醇、硫醚等惡臭成分的有害氣體。如果將糞便作肥料使用，必須經(jīng)過發(fā)酵處理，糞便的處理和處置對保護(hù)環(huán)境和人們健康有重要的意義[1]。

由于糞便含有豐富的有機(jī)質(zhì)和農(nóng)作物生長發(fā)育所需要的氮、磷、鉀等元素，我國一直將其作為傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)肥料，但是自20世紀(jì)80年代以來，由于多種原因使城市糞便農(nóng)用出現(xiàn)了急劇下降，城市糞便失去傳統(tǒng)的土地處理途徑，而不得不向城市附近區(qū)域傾倒，給環(huán)境和人類健康帶來嚴(yán)重影響。許多城市已認(rèn)識到糞便問題是城市環(huán)境保護(hù)發(fā)展戰(zhàn)略必須解決的緊迫問題[2]。

目前，榆林市新城區(qū)的水廁糞便統(tǒng)一收集后直接排至城市污水處理廠進(jìn)行處理，老城區(qū)的糞便處理一直由城區(qū)清潔大隊(duì)統(tǒng)一收集后采用農(nóng)田自行消化的方式進(jìn)行處理。但隨著城市形象的提升，旱廁糞便農(nóng)用的臭氣污染問題，旱廁糞便的消化越來越困難。而糞便的集中處理對提升城市整體環(huán)境水平，改善投資環(huán)境，滿足城市固體廢物處理要求，創(chuàng)建國家級文明城市都具有重要的意義和作用。

2　國內(nèi)外城市糞便處理技術(shù)概述

按糞便污水收運(yùn)和處理方式不同，糞便污水處理技術(shù)大致可以分為歐美模式、日本模式和發(fā)展中國家模式。歐美模式以城市污水管網(wǎng)和污水處理廠作為糞便污水收運(yùn)和處理基礎(chǔ)，即城市污水、糞便污水合并處理的模式；日本模式是除合并處理之外，還采用車輛收運(yùn)單獨(dú)集中處理和現(xiàn)場凈化池分散處理相結(jié)合的糞便污水單獨(dú)處理的模式；而發(fā)展中國家模式則是多樣化的糞便污水處理系統(tǒng)的模式[3]。

目前在一些發(fā)達(dá)國家，糞便的處理主要采用預(yù)處理與污水治理相結(jié)合的方法。在距污水廠較近的糞便接收站，由抽糞車將糞便從化糞池中抽出后，僅采用粗固液分離和除砂設(shè)備，對糞便污水進(jìn)行初級處理，處理后的過濾液，直接排入市政管網(wǎng)進(jìn)入污水處理廠，濾渣送填埋場填埋，從而實(shí)現(xiàn)對糞便的無害處理。在遠(yuǎn)離污水廠的糞便接收站，在固液分離裝置的作用下，將分離出的液固混合物經(jīng)儲存調(diào)節(jié)池，由污泥泵泵入密封的污泥脫水機(jī)，經(jīng)除泥脫水處理后，濾清液排入市政排水管網(wǎng)，進(jìn)入污水處理廠進(jìn)行深度無害化處理。分離出的大塊固體物送填埋場填埋，脫水后的干物質(zhì)用以制造有機(jī)生物肥料。

在我國的許多城市，也基本上采用預(yù)處理+污水處理廠模式處理糞便污。如上海、北京的一些糞便消納站，采用粗過濾后，將濾液進(jìn)入市政管網(wǎng)，濾渣送填埋場做填埋處理。在廣州、佛山和上海的一些糞便消納站，采用粗過濾與除砂相結(jié)合的工藝，即糞便經(jīng)細(xì)格柵濾后進(jìn)入沉砂池箱，沉淀的砂和大顆粒糞渣由提升螺桿提出與細(xì)格柵濾出的濾渣一起送填埋場填埋，濾清液進(jìn)入市政管網(wǎng)或通過管道進(jìn)入污水處理廠。在北京高碑店糞便處理場、北京四季青糞便處理場等，采用的是粗過濾固液分離撈出大塊物質(zhì)和較大的砂石等重物后的混合物進(jìn)入調(diào)節(jié)池，而后由污泥泵泵入密封的污泥脫水機(jī)，再通過脫泥機(jī)進(jìn)一步去除泥、砂及不溶解的有機(jī)物，產(chǎn)生的濾清液排入市政管道，進(jìn)入污水廠。

以上處理工藝均是先對糞便進(jìn)行預(yù)處理，預(yù)處理后的上清液再排入市政管網(wǎng)，進(jìn)入城市污水處理廠進(jìn)一步處理，對糞便處理沒有真正實(shí)現(xiàn)資源化處理。

3　榆林市城市糞便處理工藝

榆林市擬建的糞便處理廠距離城市污水處理廠約10 km，糞便處理若采用“預(yù)處理+市政管網(wǎng)排放”工藝，將糞便簡單預(yù)處理，預(yù)處理后出水排到城市污水管網(wǎng)，則需鋪設(shè)污水輸送管網(wǎng)10 km，距離較遠(yuǎn)，成本高，且污水輸送過程中存在泄漏污染土壤及地下水的風(fēng)險。因此，結(jié)合國內(nèi)及國外糞便處理技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)，考慮到榆林市屬于西部黃土高原地區(qū)缺水、多旱的特點(diǎn)，榆林市糞便處理擬采用“預(yù)處理+深度處理”的技術(shù)路線。 工藝主要工藝流程見圖1。

工藝流程簡述：糞便首先經(jīng)過預(yù)處理，去除固渣、沙子及糞渣等固態(tài)懸浮物。預(yù)處理后出水進(jìn)入到生化處理單元。生化處理單元采用了生化(RBS)與膜處理(TMBR)相結(jié)合的處理技術(shù)。生化處理技術(shù)具有操作簡單，穩(wěn)定，投資費(fèi)用小的優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是占地面積相對較大。RBS技術(shù)有效克服了糞便廢水處理中高氨氮對生化的影響，配合TMBR技術(shù)的應(yīng)用使處理出水氨氮和SS達(dá)標(biāo)，但該工藝處理出水的COD含量仍在200～800 mg/L，色度在100左右，不能達(dá)到一級排放標(biāo)準(zhǔn)，因此，后續(xù)處理設(shè)計采用HTRO反滲透膜處理技術(shù)進(jìn)行把關(guān)。生化出水可直接進(jìn)入到HTRO膜技術(shù)單元。RBS生化處理過程可有效降低生化處理過程中臭氣的產(chǎn)生。

4　工藝技術(shù)的可行性

該工藝目前對于糞便廢水處理是一種比較成熟的工藝，在國內(nèi)已普遍應(yīng)用。根據(jù)長春糞便處理系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果顯示，該系統(tǒng)進(jìn)出水水質(zhì)穩(wěn)定，運(yùn)行安全可靠。因此，該工藝具有處理可靠，投資較小，運(yùn)行操作穩(wěn)定的特點(diǎn)，還可產(chǎn)生有機(jī)肥料，可以實(shí)現(xiàn)糞便處理資源化、減量化、無害化處理目標(biāo)。項(xiàng)目進(jìn)水水質(zhì)及出水水質(zhì)如表1、2所示。

圖1　糞便處理工藝流程

表2　糞便污水處理去除率預(yù)估

因此，榆林市糞便處理擬采用“預(yù)處理+深度處理”的技術(shù)路線，處理后出水滿足《城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)》(GB18918)一級A標(biāo)準(zhǔn)，出水回用，可以真正實(shí)現(xiàn)糞便處理無害化、資源化和減量化處理目標(biāo)。

[1]王士芬，夏群.城市糞便處理技術(shù)及方法[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，2000,8(1).

[2]陳朱蕾，唐贏中.中國城市糞便的可持續(xù)利用研究[J].城市環(huán)境與城市生態(tài)，1998,12(2).

[3]陳朱蕾.國內(nèi)外城市糞便處理系統(tǒng)模式比較的研究[J].武漢城市建設(shè)學(xué)院學(xué)報，2000，17(1).

2016-07-15

朱格仙(1973—)，女，碩士，主要從事環(huán)境影響評價工作。

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1674-9944(2016)16-0093-02