化糞池
化糞池（Septicemia tank）它是一種利用沉淀和厭氧發酵原理去除生活污水中懸浮有機物的處理設施，屬于一級過渡型生活污水處理構筑物。化糞池已成為環境保護的基本措施之一，它可以攔截和沉淀污水中的大顆粒雜質、防止污水管道堵塞、減少管道埋深、對保護環境起到積極作用，可以攔截生活污水中的糞便、紙屑、病原昆蟲等雜質可以在一定程度上減輕污水處理廠的污染負荷或水污染壓力。隨著經濟的發展，城市普遍采用集中污水處理方式并逐步取締化糞池，但化糞池在農村分散污水處理中仍發揮著重要作用。
化糞池起源于19世紀的歐洲1860年，法國人在房屋和糞坑前建了一個“箱”1881年，法國雜志《宇宙》稱之為“MOURAS”池。MOURAS”池塘是現代化糞池的先驅，被認為是人工厭氧生物處理技術的開端。1883年，美國研究人員設計了兩個化糞池。1895年，英國研究人員申請“MOURAS”池改進為化糞池（Septicemia tank）的專利。隨后，化糞池在世界范圍內被廣泛使用。1905年，德國研究人員設計了雙層沉淀池（imhoff tank坦克）21世紀后，日本的化糞池逐漸實現了固液分離、預制化糞池和研發的微生物載體正在發展并逐步改進為具有污水處理功能的小型設施。美國更注重提高化糞池的性能，通過改善密封和安裝循環裝置來提高厭氧發酵的效率。
化糞池按細胞數量可分為單個化糞池、兩格化糞池、三格化糞池等；根據建筑材料和結構的不同，可分為磚砌化糞池、現澆鋼筋混凝土化糞池、玻璃鋼化糞池、浸沒式化糞池和預制鋼筋混凝土化糞池等。生活污水進入化糞池后，在重力作用下，大顆粒沉降到底部，形成沉積層。比重輕的物質（油脂等）或者帶有氣泡的絮狀物上浮形成浮渣層。在兼性厭氧菌的作用下，污水中的污染物被分解產生甲烷、二氧化碳、硫化氫等氣體。疏浚固體經充分穩定后可用作肥料，中間層液體在環保要求不高時可直接排放，也可進入下一步污水處理。
發展簡史 編輯本段
國際簡史
最早的化糞池起源于19世紀的歐洲。1860年，法國人在房子和糞坑之間建了一個“箱”，用于減少廢物的固體含量，澄清后的液體可直接排入土壤1881年，法國雜志《宇宙》稱之為“MOURAS”池。MOURAS”池塘是現代化糞池的先驅，被認為是人工厭氧生物處理技術的開端。
1883年，美國研究人員設計了一個兩室化糞池，并使用自動虹吸管間歇排水。
1895年，英國市政建筑師卡梅倫和康明斯是對的“MOURAS”改進了水池，通過厭氧生物的作用加強化糞池中固體物質的分解，并首次使用化糞池（Septicemia tank）命名并申請了專利。隨后，化糞池在世界范圍內被廣泛使用。
1905年，德國研究人員伊姆霍夫改進了化糞池結構，設計了雙層沉淀池( imhoff tank) 分為兩個隔間，分別完成沉淀和厭氧消化過程，并加強了固體物質與出水的分離。
1945年，美國約有450萬戶家庭使用化糞池；1960年，這個數字接近1400萬。
20世紀50年代中期，美國每年增加40人-化糞池50萬個，占1/3。
21世紀后，日本的化糞池逐漸實現了固液分離、預制化糞池和研發的微生物載體正在發展并逐步改進為具有污水處理功能的小型設施。美國更注重提高化糞池的性能，通過改善密封和安裝循環裝置來提高厭氧發酵的效率。
中國簡史
在20世紀50年代，中國的農村地區得到了發展“兩管五改”活動中，開始搭建防漏糞缸、收集和管理糞便的糞坑。化糞池主要是一個大隔間，可以暫時儲存糞便，但沉淀物容易被池中產生的氣體擾動，導致出水懸浮物濃度高，影響其再利用。
20世紀90年代，為了改善飲用水和衛生條件，中國開始改善農村地區的水和廁所。南方地區開始使用兩個電網、三格式化糞池。
在中國，有用糞尿施肥的傳統為了方便腐熟糞肥的利用，在不影響化糞池必要的水力停留時間的情況下，更好地利用糞肥，三室化糞池逐漸取代了二室化糞池。大便的形式是從窗式大便口排出、直管和U形斜管、倒L字型轉變。
原理構造 編輯本段
基本構造
以倒L型三室化糞池為例圖中組件的名稱如下：1-進糞管、2-排氣管、3-井蓋、4-井筒、5-清渣孔、6-過糞管、7-隔板1、8-隔板2、9-清糞孔、10-池頂、11-出水管、12-池體。
工作原理
化糞池是一種利用沉淀和厭氧發酵原理去除生活污水中懸浮有機物的處理設施，屬于初級過渡型生活處理構筑物。生活污水中含有大量糞便、紙屑、病蟲，懸浮物的固體濃度為100毫克/L-350mg/l，有機物濃度為100mg/L-400mg/l，其中懸浮有機物濃度為50mg/L-
化糞池200mg/L。
在重力作用下，生活污水中的大顆粒沉降到底部，形成沉積層。比重輕的物質（油脂等）或者帶有氣泡的絮狀物上浮形成浮渣層。
在兼性/在厭氧菌的作用下，污水中的污染物分解產生甲烷、二氧化碳、硫化氫等氣體。疏浚固體經充分穩定后可用作肥料，中間層液體在環保要求不高時可直接排放，也可進入下一步污水處理。
以目前廣泛使用的三格化糞池為例，其工作過程如下。
第一池：生活污水進入第一池（一級厭氧室）之后糞便等有機物開始發酵分解，由于比重不同開始分層。經過一段時間的發酵和靜態分離后，中間層的液體中含有雞蛋、病原體、較小的大顆粒通過連接管進入第二罐。沉淀物和浮渣被截留在第一個槽中并繼續分解。
優點缺點 編輯本段
優點
1）它可以避免生活污水和污染物在生活環境中的擴散和蔓延。
2）能有效殺滅化糞池厭氧腐爛過程中的蚊蠅卵。
3）污泥暫時儲存，熟化后的有機污泥可用作農用肥料。
4）生活污水預處理可以沉淀雜質，有效防止管道堵塞。水解大分子有機物，有利于后續污水處理。
缺點
1）化糞池處理效果有限，出水水質差一般來說，它可以 t直接排放水，因此需要后續好氧生物處理單元或生態處理單元進一步處理。
2）產生大量溫室氣體，生活污水中的有機物通過厭氧發酵產生甲烷二氧化碳等溫室氣體過多的甲烷積累也會導致爆炸的危險。
3）設施分散，日常管理不到位，導致化糞池長期缺乏清理，池底污泥堆積，有效容積逐漸減少，處理效果減弱。
4）化糞池積油，大量油脂堆積不及時處理，堵塞化糞池，造成污水溢出等問題。
5）化糞池容易出現滲漏等問題。它不僅會污染地下水，還會導致建筑物附近的軟地質，從而影響建筑物基礎和房屋的安全。
基本分類 編輯本段
可通過材料、不同的細胞和形狀分為不同類型的化糞池。
根據建筑材料和結構：根據建筑材料和結構的不同，可分為磚砌化糞池、現澆鋼筋混凝土化糞池、玻璃鋼化糞池、浸沒式化糞池和預制鋼筋混凝土化糞池等。
磚砌化糞池：磚砌化糞池采用現澆鋼筋混凝土樓板、磚砌中間墻體、現澆屋面和預制屋面等。由于中間部分是磚砌體，隨著時間的推移，磚體強度降低，變得脆弱，在寒冷地區容易因凍脹而滲漏。
鋼筋混凝土化糞池：鋼筋混凝土化糞池的底板與罐體整體澆筑，底板與罐體的整體性好，與磚砌化糞池相比不易滲漏。
玻璃鋼化糞池：玻璃鋼化糞池玻璃鋼化糞池按制作工藝可分為SMC化糞池和纏繞式化糞池。采用整體玻璃鋼池體，直接吊裝就位。其特點是施工速度快整體性好不滲漏。缺點是其內部結構不如磚和化糞池合理，水處理效果不如磚和化糞池。
沉管化糞池：沉入式化糞池由若干根直徑1200mm長2m的鋼筋混凝土管組成，通過人工沉井沉入地下，最后兩節在管頂砸入，以保持化糞池的厭氧區。化糞池下沉到位后，用混凝土封底由于采用背面密封的方式，很難保證底板與罐壁之間連接的完整性，并且在后期操作中也存在泄漏的問題。
預制化糞池：預制化糞池由2米長的、寬2m、高1米的鋼筋混凝土管由兩段或三段組裝而成底板與下層管為一體，頂板與上層管為一體主要問題是中間扭轉接頭的拼接。
根據格數分
化糞池按化糞池數量可分為單格化糞池、兩格化糞池、三級化糞池和四級化糞池等。
應用最廣泛的三格式化糞池主要由污水進口組成、連通管和具有三個相互連通的單元的密封單體池體。第一個網格主要用于攔截固體肥料、雞蛋發酵和沉淀的作用；第二個細胞起到繼續厭氧發酵的作用；第三室用于儲存發酵的混合液。
根據池體形狀分
根據罐體的形狀，可分為長方形化糞池和圓形化糞池。
性能指標 編輯本段
井蓋承載性能：在室溫下，在化糞池的所有井蓋蓋好之后，在化糞池井蓋中心直徑為150毫米的圓形范圍內逐一施加160公斤的載荷，并允許井蓋靜置10分鐘，以觀察井蓋，要求無裂縫等損壞。
沖擊性能：室溫下，將靜載荷試驗后的化糞池放在化糞池主體上方水平穩定的平面上(避開清渣孔和清糞孔)，用一個質量(1000士50)g 鋼球，從2500mm高度自由下落，選擇不同部位，沖擊次數不少于6次，觀察鋼球沖擊處，要求池體表面無斷裂裂紋、穿透性破壞。
滲漏性：在室溫下，沖擊試驗后安裝化糞池，并將其放在水平穩定的地面上密封糞便入口管和出口管后，將水注入化糞池至糞便清理孔的上邊緣，不要溢出靜置24小時后，觀察罐體無滲漏無明顯變形。
串水：在室溫下，安裝泄漏測試后的化糞池并放置在水平和穩定的地面上第二罐和第三罐的兩個糞管密封后，將水注入第一罐至清渣孔的上邊緣靜置24小時后，觀察第一罐和第二罐之間是否有水交叉、滲水現象；同時，可向第三池注水至清糞孔上緣，靜置24小時后，觀察第三池與第二池之間是否有水交叉、滲水現象；將一池、排干第三池的水，向第二池注水至清渣孔上緣，靜置24小時后觀察要求三個隔間之間沒有泄漏、串水現象。
關鍵技術 編輯本段
厭氧發酵技術
厭氧發酵技術是指在無氧條件下利用天然微生物厭氧菌（甲烷菌等）通過厭氧細菌的代謝過程將有機物轉化為沼氣和沼肥的過程。
第一階段是復雜的有機聚合物，如糖類、脂肪蛋白質等高分子有機化合物在產酸菌的作用下分解為低分子中間代謝產物（低分子有機酸和醇等）的水解酸化。高分子糖水解成低分子糖，低分子糖進一步產生乙醇和脂肪酸；脂肪轉化為甘油和脂肪酸，并進一步分解為酒精；蛋白質分解成氨基酸，并進一步分解成脂肪酸和氨。
第二階段是產生氫氣和乙酸的階段。各種水溶性產物（除甲酸、乙酸、甲醇和甲胺外）甲烷合成的底物主要是乙酸，乙酸由微生物降解產生、氫氣和二氧化碳。
在第三階段，產甲烷菌利用降解產物（甲酸、乙酸、甲醇、甲胺、氫氣和二氧化碳等）產生甲烷和二氧化碳的過程。
厭氧消化本質上是不同功能的微生物群落共存相互依賴相互制約，整體完成厭氧發酵的過程。
生物強化技術
生物強化技術是指將微生物菌劑投入化糞池中，通過生物方法分離、純化、培養從自然界中篩選出能分解糞便的微生物，濃縮、固定化技術制備的固體粉末。從而引入具有特定功能的微生物，增強難降解有機物的降解能力，提高降解效率，通過增加有效微生物的濃度來提高難降解有機物的去除效率。
應用領域 編輯本段
化糞池作為一種預處理技術，廣泛應用于小流域污水的一級處理，可作為現代污水處理系統中的預處理設施，有利于衛生防疫、降解污染物、攔截污水中的大顆粒物質、防止管道堵塞發揮了積極作用。中國幾乎每個城市都有化糞池，農村地區安裝了水沖式廁所的分散家庭通常也建造化糞池。隨著城市集中式污水處理廠的普及，國家正在逐步禁止建設化糞池，但化糞池在農村分散式污水處理中仍發揮著重要作用。
家庭生活廢水：化糞池可以用來處理生活廢水，包括洗衣、洗澡、廁所等日常生活產生的污水。通過厭氧發酵、在化學反應的作用下，生活廢水中的有機物和污染物被分解，以達到凈化水質的目的。防止污水直接排放：生活廢水的直接排放會污染環境，甚至導致疾病的傳播化糞池將在排放廢水前對其進行預處理，從而減少水污染和環境負擔。
節約水資源：化糞池處理后的廢水可用于農業灌溉、植物澆水等，節約水資源，降低用水成本。同時，腐熟的污泥可以用作肥料。
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