城市粪便处理工艺设计论文

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1粪便污水的特点

1.1粪便污水主要来源于城市公厕、小区及企业等的化粪池。粪水中含有大量卫生用品、化纤织物、木头、塑料等杂物。若使用格栅除污机拦截，会出现缠绕等问题，且格栅不能完全密闭，产生的臭气对周边环境造成影响。

1.2由于大多数粪便中，新鲜粪便的含量不高，含水率较大。若直接采用厌氧消化工艺，会导致处理池容积过大，能耗高，沼气量低等问题。

1.3粪便污水中含有大量的泥沙和污泥，需要进行必要的污泥处理。

2粪便处理工艺设计

2.1粪便处理模式。该粪便处理站处理规模为200t/d。粪便处理采用固液分离，絮凝脱水、整体除臭工艺。即粪便首先进行固液分离处理，处理后的粪便过滤液通过调节池，均匀的供给到絮凝脱水设备，通过絮凝脱水设备将水渣分离。其中脱水后的上滤液进行后续上滤液处理；固液分离中产生的垃圾杂物以及絮凝脱水后的粪渣进行焚烧处理。在粪便处理的整个过程中增加除臭设备，以减小处理过程中对周边环境的影响。

2.2固液分离、絮凝脱水阶段

2.2.1固液分离阶段。粪便通过吸粪车运送到粪便处理站后，进入固液分离装置进行初步分离处理。主要作用是去除粪便中的大块沉淀物和大于20mm的漂浮悬浮物以及90%以上的大于0.5mm的砂。吸粪车与固液分离装置采用快速接头密闭对接，粪便污水在抽吸泵的负压下快速进入固液分离装置，可避免卸粪过程中粪液泄露，对周围环境产生影响。

2.2.2调节池。调节池为地下封闭钢筋混凝土池子，具有水力和水质调节作用。经固液分离后的粪便污水进入粪便调节池。在调节池中设置搅拌装置，对粪便废物进行搅拌，防止表面结痂，中间悬浮，池底沉淀固化，避免对后续工艺及设备的运行产生不利的影响。同时，一些有机物在调节池中可进行缺氧水解反应。

2.2.3絮凝脱水阶段。粪便经过调节池，进入絮凝脱水阶段。在絮凝脱水阶段，污泥脱水机采用螺压式浓缩、脱水一体机。在污水处理过程中，絮凝脱水的主要设备为脱水机，如带压式脱水机、板框式脱水机、螺压式脱水机等。其中带压式脱水机、板框式脱水机是污水处理中应用较为广泛的两种脱水机。但是，两种脱水机均是开放式操作，密封性较差，易产生恶臭，需大量抽风换气，不适宜粪便脱水。而螺压式脱水机具有低转速、全封闭、可连续运行等特点。因此该项目中采用螺压式浓缩脱水一体机，共两台，单台处理能力8～12m3/h。粪便污水通过调节池的提升泵，进入螺压式污泥浓缩脱水机。同时投加混凝剂，对污泥进行调质和絮凝。絮凝脱水后液体的固悬物含量大幅下降，COD含量也有大幅下降。同时，此次设计中，在接粪管及污泥脱水机中均设有冲洗装置，对快速接口和脱水机的滤网内、外侧进行清洗，避免粪便固化、遗撒、堵塞滤网。

2.2.4整体除臭。该项目中，采用生物滤床和植物液雾化吸收的技术，降解粪便处理厂臭气对大气的二次污染，保证处理厂不对工作人员及周围居民造成影响，各项环境污染控制指标符合国家有关标准。

2.3后续上滤液处理。絮凝脱水后的上滤液需要进一步处理。上滤液采用厌氧生化与MBR工艺相结合，处理后排入市政污水管网。

2.3.1厌氧生化处理。厌氧生化处理采用UASB工艺。在处理粪便上滤液方面，欧美等国家采用了UASB工艺，并且取得了良好的效果。我国也有工程实例，如北京小张家口粪便消纳站等也采用了UASB工艺。UASB可以提高厌氧反应器的负荷及处理效率，且占地较小。而且污泥停留时间的延长、污泥浓度的提高，使厌氧系统更具有稳定性，有效增强了对不良因素有毒物质的适应性。此次设计中，UASB工艺采用两相厌氧设计。

2.3.2MBR工艺。常规的MBR工艺中一般采用微生物悬浮生长，微生物的浓度约10-15kg/m3，使得膜分离装置的污染概率增加，膜表面易结垢。此次设计中，采用固化微生物技术，将游离的微生物限定在一定空间内（填料内），使其保持活性，可反复利用。固定化微生物处理技术在粪便上滤液处理中得到了一定的应用且效果良好。

2.4杂物及粪渣处理。目前，国内对于粪便处理过程中的杂物及粪渣采用的几种处理方法：a.经过粗过滤产生的大块沉积物、大粒径悬浮物及砂石，送垃圾填埋场填埋处理；b.经絮凝脱水阶段后，产生的粪渣可送至化肥厂制成有机肥料，使得资源有效利用。也可以进行堆肥处理；c.条件允许的情况下，可将粪便处理过程中产生的杂物、粪渣进行焚烧处理，进而实现资源转换为能源利用。该项目由于紧邻当地垃圾焚烧发电厂，因此可将粪便处理过程中产生的杂物、粪渣，送至垃圾焚烧发电厂，焚烧处理。既降低了建设运行成本，又可以转换为能源再次利用。

3结论

粪便处理作为城市生活固体废物处理中的一个重要组成部分，日益受到关注。本文通过对粪便污水处理工艺及设备选型的分析论证可知，粪便无害化的处理，不仅消除了病原体微生物对公共卫生的危害，也大大减轻了污水处理厂的负荷，具有良好的社会效益、经济效益、环保效益。

作者:邢方威 单位:天津市市政工程设计研究院