无动力生活污水净化装置处理效果分析研究

（课题研究组）

　　提要：江苏省科委于1998年3月将“无动力生活污水净化装置处理效果分析研究”课题列入社会发展科技计划。课题组由省建委，省环保局及南京、镇江、徐州、常州等城市排水管理部门组成。经过两年的工作，通过对该装置技术合理性、处理效果、适用范围等方面进行专题研究，综合评价了该装置推广的可行性。同时为制定城市污水处理政策提供决策依据。

　　一、无动力生活污水净化装置工作机理

　　无动力生活污水净化装置原称“新型组合式化粪池”，系参照境外设计，对老式化粪池改进而来，后改为现在的名称。
　　该“装置”理想的工艺流程是：
　　进水——调节沉淀池——厌氧消化——厌氧过滤池——接触氧化——-消毒-出水
　　但是在实际建设中，绝大部分地区前段的调节沉淀池和后段的消毒池均未建造。
　　因此，“装置”的实际工艺流程为：
　　进水——厌氧消化池——厌氧过滤池——接触氧化池——出水
　　生活污水首先进入厌氧消化池，污水中的悬浮物沉降下来成为污泥，污泥通过过时间的自然发酵，有机物得到降解。
　　厌氧消化池的出水从底部进入厌氧生物滤池，通过配水系统进入滤料层，滤料层由物制的碎石（以石灰石为原料制作）为填料，滤料表面生长有大量的厌氧生物膜，在滤料间隙中则存在着高浓度的厌氧活性污泥，由厌氧生物膜和厌氧活性污泥组成的厌氧微生物，对通过的污水中的有机物进行吸附和分解，处理后的污水从池上部排出。
　　紧接着，污水进入接触氧化池，试图利用拔风系统促使空气流通，通过一定的水面与空气自然接触而达到好氧处理的目的，但是，由于该池子本身不具备好氧处理构筑物的基本要求，不能保证好氧微生物的浓度和足够的停留时间，因此不能达到好氧处理的目的。
　　从接触氧化池排出的水直接进入市政管网或水体。

　　二、无动力生活污水净化装置现状调查

　　无动力生活污水净化装置在镇江问世后，以技术转让方式在省内外大力推广。本课题以南京、镇江、徐州、常州四城市为代表，调查研究了由接受技术转让的单位所承接设计、施的无动力装置。据统计，截止1999年6月，四城市共有此类无动力污水净化装置近1800座（详见表一）。

　　对“装置”的现场状调查工作难度较大，主要有两个方面的原因，其一是不直观，无动力生活污水净化装置多布设于建筑物周围室外空地地坪以下，工程竣工后，均在地坪修复时被覆盖或封住，难以直观看出“装置”内部状况。其二是资料难搜集，在调查过程中发现，由于排水用户物业管理与建设管理相脱节，部分用户根本无法提供较为完事的相关资料或管线平面图。目前无动力生活污水净化装置的现场状况，主要存在的问题有：
　　（1）“装置”的进水口设置不规范。有的现场根本无法看到进水口，如镇江国际大酒店，进水口被室外喷泉覆盖。
　　（2）检查井颁布不规范。有的设置多个检查井，有的未留检查井，如江苏省检察院共有2组装置，其中一组未留检查井。
　　（3）没有完整的图纸或设计说明。多数只是工艺示意图，无法与现场状况对照，管线设置不明。
　　（4）通风管设置不规范。工艺要求设置好氧微生物的供氧通道，但实地调查发现，除在徐州惠工小区、祥和小区现场看到自地坪以下沿居民建筑物外墙直至房顶的Dg100mm的PVC塑料排气立管外，其余装置未发现气路系统。
　　（5）堵塞温溢现象时有发生。有不少用户使用该装置约一年半左右，就发生堵塞温溢现象，而不得不请环卫部门动用吸泥车进行清淤，如南京白宫大酒店、镇江国际大酒店等。

　　三、无动力生活污水净化装置出水水质状况、处理效果及分析

　　为了能够充分掌握无动力生活污水净化装置的排放水水质状文史馆，我们在前调查的基础上，综合分析了现场状况、取样条件、样品的代表性等因素，选取了具有代表性的排水监测对象9个，自1998年元月至2000年元月进行了连续跟踪监测，共取水样298个，获得监测数据1506项，并以此作为无动力装置出水水质状况和处理效果分析的基础。
　　（一）无动生活污水净化装置出水水质状况：
　　根据各监测点监测结果，计算污染物指标的均值浓度（详见表二）。评价标准采用GB8978-1996《污水综合排放标准》中的城镇二级污水处理厂二级排放标准。从表二可以看出，四地区9个受检用户的装置出水水质无一能全面达到城镇二级污水处理厂二级排放标准，其中BOD₅、CODcr、SS、NH₄⁺-N超标情况较普遍，而油脂未超标。研究组分析后认为，油脂未超标主要有两方面因素，一是有的宾馆，餐饮废水未接入处理装置，如白宫大酒店；二是由于近几年，有关部门加大了对生活污水中油类的管理力度，明确规定凡含有餐饮服务的宾馆、饭店、办公楼要求设置隔油池后，再排入市政管网或进一步处理，如镇江国际大酒店的餐饮废水就是先进隔油池后再进入装置进行处理。

　　（二）、无动力生活污水净化装置处理效果分析
　　为了进一步了解无动装置的实际运行处理效果，根据该装置的设计停留时间，对各检测点的进出水水质进行检测，计算出所监测的无动力装置的处理率（见表三）及按功能分类的三类用户的处理率（见表四）

　　从表四可以看出，无动装置对三类用户CODcr、BOD5处理率，以住宅小区最高，CODcr、BOD5处理率分别为47.8、51.2%，宾馆次之，CODcr、BOD5处理率分别为24.1%、19.8%：办公楼最低，CODcr、BOD5的处理率15.9%、19.6%。因此，CODcr、BOD5的处理率，依次为住宅小区＞宾馆＞办公楼。
　　SS处理率，住宅小区51.1%为最高，而办公楼、宾馆分别为28.6%、13。4%.
　　由于污泥的出路问题未解决好，很少排泥，使得消化池的截留作用大大下降，导致部分污泥随污水一起从厌氧生物滤池底部流入，使得滤料的污泥积聚，极易造成堵塞以至进水穿透形成短路，直接影响处理效果。

　　四、无动力生活污水净化装置与普通化粪池水质变化规律及处理效果对比

　　从跟踪监测数据分析，无论是办公楼还是宾馆，两类装置进水水质瞬间负荷变化均较大。
　　从表五可以看出，虽然普通化粪池和无动力装置有不同程度处理率，但出水水质仍达不到标准。白宫大酒店的CODcr，BOD5处理率分别为31.6%、34.6%，星汉大厦CODcr，BOD5处理率分别为35.5%、24.3%;省检察院的CODcr，BOD5处理率分别为9.3%、23.6%，总体处理效果依次为白宫大酒店＞星汉大厦＞省检察院。
　　通过以上对无动力生活污水净化装置与普通化粪池水质变化规律及处理效果等分析说明，装置只能起到普通化粪池作用。

　　五、经济成本分析：

　　以一幢7层住宅为例，假设每层3单元，2户/单元，每户3.5人，则共有42户，147人。按人均日用量标准200升计算，日用水总量为29.4m3。若采用普通化粪池，按省标化粪池设计，造价约需1.35万元，单位造价约为460元/m3。而若使用无动力装置（型号为DW7-2），造价约需5万元，单位造价约为1200元/m3。这个结论与我们现场调查的实际造价情况（见表六）基本吻合。
　　从表六还可以看出，星汉大厦实际造价为490元/m3，若以星汉大厦普通化粪池实际造价为参比值，镇江国际大酒店、省检察院无动力装置实际造价分别比星汉大厦普通化粪池造价增加投资145%、116%。

　　六、无动力生活污水净化装置存在的主要问题：

　　1、无动力生活法污水净化装置的设计工艺不合理
　　该“装置”的理想工艺是厌氧——好氧处理，利用厌氧生物技术对废水进行处理后，进一步采用好氧工艺进行处理，而装置是利用一根管径很细的通风管，依靠自然通风对污水充氧，这种充氧方式是不可能保证污水中溶解氧的浓度和好氧微生物的量，因此，不能达到好氧处理的目的。
　　2、装置的稳定性难以保证
“装置”在实际建造中没有设置调节池，城市生活污水的水量、水质的高冲击性负荷不能得到调节，而前处理采用了又是对水量冲击反应敏感的厌氧消化，因此系统运行的稳定性较差。
　　3、装置的处理效果不及城镇二级污水处理厂
“装置”作为一种改进型化粪池，通过我们监测，其对水污染物的削减起到一定作用，但去除较低。“装置”实际上是厌氧生物处理，对含有大量有机物质的污水不能有效降解，以达到城镇二级污水处理厂二级排放标准。
　　4、厌氧产生的气体出路没有被考虑
该装置的工艺就是厌氧处理法，在厌氧处理过程中会产生一定量的甲烷和硫化氢等有害和可燃性气体。因“装置”相对“密闭”，与空气不能充分交换，产生的可燃气体不能及时排出，留下安全隐患。
　　5、重复建设，造成资金浪费
由于在推广宣传中描述“装置”是工艺先进，不耗动力、经济知用的污水处理装置。该装置能使生活污水处理后达到国家城镇二级污水处理厂二级排放标准。因此，经“装置”处理的排放水被直接接入排水管网，进而排入水体。事实上，这些经零星、分散的“装置”处理而未达标的污水将来仍是污染源，造成河湖水体黑臭。而如果将这些污水再接入城镇污水处理厂，势必造成重复投资。

　　七、结论

　　通过对无动力生活污水净化装置工作机理的分析、跟踪监测和综合比较，得出如下结论：
　　1、“装置”处理工艺和构造不够完善。设计、建造不规范。
　　2、“装置”出水水质达不到城镇二级污水处理厂二级排放标准。无动力生活污水净化装置对生活污水具有一定的处理效果，与普通化粪池处理效果大体相当，其出水水质不能达到城镇二级污水处理厂二级排放标准。
　　3、“装置”单位工程投资相对较高。无动力生活污水净化装置的单位工程造价一般为1200元/m3左右，而普通化粪池为500元/m3左右，在两者处理效果大体相当的情况下，“装置”单位工程投资动是普通化粪池单位工程投资的2-3倍。
　　4、“装置”运行仍需维护管理。无动力生活污水净化装置投运后，仍需清掏维护管理，清掏周期约为一年半左右，且清掏困难。
　　5、综上所述，无动力生活污水净化装置不宜在我省污水处理行业推广应用。

　　八、对我省污水处理技术政策的若干建议

　　为使我省的城市污水处理事业能健康有序地发展，提出如下建议：
　　1、城市污水处理的发展方向应建设集中污水处理厂。要认真贯彻执行《中华人民共和国水污染防治法》和国家有关城市排水产业政策，在城市总体规划指导下，认真做好城市排水规划，切实加强城市排水设施建设，落实城市排水管网和污水处理设施计划，市排水规划，切实加强城市排水设施建设，落实城市排水管网和污水处理设施实施计划，加快建设进度。同时，要加强行业管理工作，严格执行城市排水监测和排水许可管理制度。
　　2、集中资金统一建设城市污水处理厂，避免重复投资。从本课题研究中可以看出，未经处理的公共建筑物、居民住宅楼排放的生活污水及经隔油池处理的餐饮业废水，其水质已经达到CJ3082-1999《污水排入城市下水道水质标准》。因此可直接排入城市污水管网进入城市污水处理厂进行处理，无需自行建设其它处理设施。这部分投资可由政府统一集中，用于城市污水处理厂的建设。
　　3、加强对小型生活污水处理装置的技术研究工作。有关部门要组织技术力量和筹集科研经费，重点扶持研制先进、高效、经济实用的小型生活污水处理装置，用于5-10年内不具备条件纳入城市污水集中处理系统的区域及小城镇，作为城市污水集中处理的补充或过渡措施。
　　4、切实加大对分散型生活污水净化装置的管理力度。建设、环保等部门要对已建各类装置进行一次全面检查，凡建设不规范和存在安全隐患的要限期整改。同时要监督各使用单位加强维护工作，确保正常运行。此外，今后应进一步规范对于分散型生活污水设备的鉴定、推广和宣传工作，避免对城市污水治理工作造成不必要的干扰。