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化糞池設(shè)置的必要性
最早的化糞池起源于19世紀(jì)的歐洲，距今已有100多年的歷史。在城鎮(zhèn)排水系統(tǒng)中，化糞池一直扮演著重要的角色。隨著我國(guó)市政設(shè)施不斷完善，城鎮(zhèn)污水處理廠(chǎng)大量興建、投產(chǎn)，污水處理能力較建國(guó)初期有了質(zhì)的提高。基于這個(gè)原因，國(guó)內(nèi)部分學(xué)者和同行提出取消化糞池，生活污水直接經(jīng)市政排水管網(wǎng)匯集到污水處理廠(chǎng)進(jìn)行處理。對(duì)此，筆者想談?wù)勛约旱目捶ā?/span>
一、化糞池的作用機(jī)理
化糞池是屬于初級(jí)的過(guò)渡性生活處理構(gòu)筑物，它的作用有二個(gè)：一是攔截、沉淀去除生活污水中懸浮性有機(jī)物和大顆粒雜質(zhì)。生活污水中含有大量糞便、紙屑、病原蟲(chóng)、廚余物及少量沙土，懸浮物固體濃度為 100~350mg/L，有機(jī)物濃度BOD5 在100~400mg/L之間，其中懸浮性的有機(jī)物濃度BOD5為50~200mg/L。污水進(jìn)入化糞池經(jīng)過(guò)12~24h的沉淀，可去除50%~60%的懸浮物，并對(duì)污水中的固化有機(jī)物進(jìn)行充分的水解，使部分固化有機(jī)物亦可隨“清水”排入市政管網(wǎng)。化糞池的另一個(gè)作用是對(duì)池內(nèi)沉積的有機(jī)物予以局部處理：沉淀下來(lái)的污泥經(jīng)過(guò)3個(gè)月以上的厭氧消化，使污泥中的有機(jī)物分解成穩(wěn)定的無(wú)機(jī)物，易腐敗的生污泥轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的熟污泥，改變了污泥的結(jié)構(gòu)，降低了污泥的含水率。簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，化糞池的設(shè)置不但防止了市政排水管網(wǎng)的堵塞，同時(shí)也降低市政污水處理廠(chǎng)的處理負(fù)荷。
二、建議取消化糞池的學(xué)者觀(guān)點(diǎn)
是否繼續(xù)在排水系統(tǒng)中設(shè)置化糞池，國(guó)內(nèi)、外的專(zhuān)家、學(xué)者一直爭(zhēng)論不休，建議取消化糞池一方的觀(guān)點(diǎn)大致如下：
化糞池僅能對(duì)生活污水進(jìn)行簡(jiǎn)單、初級(jí)的處理，而城鎮(zhèn)生活污水處理廠(chǎng)的處理工藝完善、處理效果好、污水凈化程度高，完全做到處理達(dá)標(biāo)排放。
化糞池占地面積大，對(duì)有限的土地資源來(lái)說(shuō)是不小的浪費(fèi)。
化糞池的運(yùn)行過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生沼氣、硫化氫、氨氣等可燃、有毒氣體，存在安全隱患和影響周?chē)h(huán)境。
磚混化糞池滲漏嚴(yán)重，會(huì)造成對(duì)地下水及周?chē)寥赖奈廴尽?/span>
因化糞池的厭氧消化作用，降低了污水的有機(jī)物含量，不利于市政污水處理廠(chǎng)的正常運(yùn)行。
對(duì)于上述觀(guān)點(diǎn)，筆者不大認(rèn)同，化糞池的功能并不要求流經(jīng)它的污水達(dá)到國(guó)家規(guī)定的污水排放標(biāo)準(zhǔn)，它的降解有機(jī)物的作用是有限的，也正因如此，對(duì)污水處理廠(chǎng)的正常運(yùn)行不會(huì)產(chǎn)生重大的影響。目前的城鎮(zhèn)規(guī)劃對(duì)容積率和綠化率都有嚴(yán)格的要求，容積率逐步降低而綠化面積逐漸增多是發(fā)展的必然趨勢(shì)，這為化糞池的合理選位提供了較好的條件。磚混化糞池已基本淘汰，換之鋼筋混凝土現(xiàn)澆化糞池或玻璃鋼一體化糞池，滲漏現(xiàn)象可以得到有效控制。更重要的是，上述學(xué)者觀(guān)點(diǎn)忽視了化糞池的攔截、沉淀作用，而這項(xiàng)功能對(duì)城鎮(zhèn)污水系統(tǒng)能否正常運(yùn)行起到至關(guān)重要的作用。
三、污水管網(wǎng)運(yùn)行分析
污水管網(wǎng)的作用是把收集到的污水完全、通暢的輸送到污水處理廠(chǎng)，這也是城鎮(zhèn)污水系統(tǒng)正常運(yùn)行的首要條件。在管徑一定的條件下保證轉(zhuǎn)輸通暢的條件有2個(gè)，一是減少污水內(nèi)的可沉淀懸浮物含量，另一個(gè)是要使污水具有一定的流速，使懸浮物不沉淀或可將沉淀物沖起隨水流運(yùn)走，盡可能保證有效過(guò)水?dāng)嗝婷娣e。污水管網(wǎng)為非滿(mǎn)流重力管網(wǎng)，管內(nèi)流速與坡度、充滿(mǎn)度、管材的粗糙系數(shù)有關(guān)。其中流速與管道坡度和水力半徑為正比關(guān)系。管道轉(zhuǎn)輸能力與過(guò)水?dāng)嗝婧土魉贋檎汝P(guān)系。計(jì)算公式如下：
u=1/n*R2/3*I1/2Q=A*u
其中u—流速（m/s） R—水力半徑（m）I—水力坡降n—粗糙系數(shù) A—有效過(guò)水?dāng)嗝婷娣e（m2）
我國(guó)現(xiàn)行《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014-2006）規(guī)定：污水管道在設(shè)計(jì)充滿(mǎn)度下的最小設(shè)計(jì)流速為0.6m/s；雨水管道和雨污合流管道在滿(mǎn)流時(shí)的最小設(shè)計(jì)流速為0.75m/s。根據(jù)規(guī)范對(duì)最大充滿(mǎn)度、最小坡度、粗糙系數(shù)等設(shè)計(jì)參數(shù)的規(guī)定，以鋼筋混凝土管為例，對(duì)部分管徑的污水管道進(jìn)行設(shè)計(jì)流速計(jì)算。詳見(jiàn)下表。
從上述計(jì)算可以看出，不同管徑的污水管道在規(guī)范要求或推薦的最小坡度下，計(jì)算流速可達(dá)到或接近規(guī)范規(guī)定的最小設(shè)計(jì)流速要求。但值得注意的是，上述計(jì)算是在一種理想狀態(tài)下完成的，有很多因素未加考慮，如管壁上沒(méi)有任何沉積物、轉(zhuǎn)輸水量洽好等于管道允許最大充滿(mǎn)度時(shí)的流量、管道無(wú)任何施工瑕疵等。顯然，這種理想狀態(tài)是很難實(shí)現(xiàn)的，從而計(jì)算得出的流速必然要乘以一個(gè)小于1的系數(shù)予以修正后才會(huì)和實(shí)際情況相符。
另外，國(guó)內(nèi)外對(duì)排水管道內(nèi)泥沙運(yùn)動(dòng)（類(lèi)比污水中的懸浮物和雜質(zhì)）的研究成果中指出，泥沙的啟動(dòng)流速（臨界不淤流速）與泥沙粒徑、管道直徑、粗糙系數(shù)均有關(guān)系。從其提供的試驗(yàn)曲線(xiàn)看，規(guī)范規(guī)定的最小流速并不能達(dá)到管道內(nèi)不淤積的要求，如DN500的排水管道不淤流速在1.5~1.8m/s左右，遠(yuǎn)大于規(guī)范規(guī)定的最小設(shè)計(jì)流速。若要達(dá)到此流速，則管道坡度不應(yīng)小于0.01，這勢(shì)必會(huì)造成管道埋深增加，建設(shè)成本大幅度提升。因此從源頭開(kāi)始減少污水中的懸浮物，是降低市政排水管道淤積幾率最直接、有效、經(jīng)濟(jì)的辦法。
四、小結(jié)
保證污水管道暢通是排水系統(tǒng)正常運(yùn)行的首要環(huán)節(jié)，規(guī)范規(guī)定的最小設(shè)計(jì)流速和推薦的設(shè)計(jì)最小坡度是從減少管道埋深、少設(shè)或不設(shè)提升泵站、節(jié)約建設(shè)成本為出發(fā)點(diǎn)提出的，從運(yùn)行管理看，絕不是經(jīng)濟(jì)流速和經(jīng)濟(jì)坡度。
我國(guó)是發(fā)展中國(guó)家，經(jīng)濟(jì)條件及管理水平一直處于世界二、三流水平。由于歷史原因，我國(guó)大多數(shù)城鎮(zhèn)的污水管網(wǎng)均存在規(guī)劃不合理、設(shè)施陳舊的現(xiàn)象。“少花錢(qián)。多辦事”的思想又使很多管網(wǎng)的管徑、坡度嚴(yán)重不滿(mǎn)足城鎮(zhèn)規(guī)劃的要求，這種情況在是老城區(qū)更為突出。在城鎮(zhèn)污水系統(tǒng)中，管網(wǎng)的建設(shè)投資占總投資的85%以上，短時(shí)間內(nèi)更新全部管網(wǎng)顯然是不現(xiàn)實(shí)的。而化糞池的設(shè)置可有效降低污水中的懸浮物和泥沙顆粒，有效達(dá)到減少管道淤積、降低維護(hù)管理難度的要求。因此在現(xiàn)階段，不應(yīng)取消化糞池的設(shè)置。誠(chéng)然，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，在新城區(qū)的污水管網(wǎng)規(guī)劃中，適當(dāng)增大排水管網(wǎng)的管徑和坡度是可實(shí)現(xiàn)的。筆者建議在此情況下，可弱化化糞池對(duì)有機(jī)物的消化功能，保留化糞池的攔截能力，適當(dāng)加大同型號(hào)化糞池的服務(wù)人數(shù)，減少化糞池的數(shù)量。如此做法同樣會(huì)到達(dá)充分利用土地資源、凈化、美化城市環(huán)境、創(chuàng)造更高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值的效果。
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