城市粪便无害化处理成套设备与技术

城市粪便无害化处理成套设备与技术

北京世纪国瑞环境工程技术有限公司 王绍康

在任何一所城市，粪便消纳处理都是城市环卫系统的主要工作之一，这项工作不仅和城市环境有着最直接的关系，同时也关系城市居民的健康状况。目前，除北京、上海、广州、江苏、浙江、陕西、山东、贵州、福建、四川等省会城市和少量地级市以外，国内大部分城市的粪便处理工作还停留在比较落后的状态，很多城市在处理粪便时使用的还是直接排放入河流或坑池，或者将粪便运往农村，与垃圾混合后经过一段时间的自然发酵，然后作为农肥施用于农田。这种方式在短期看来是一种简单、快速、直接的方法，然而这种处理方式对环境造成的污染，以及对今后城市发展的制约是不可估量的。科学解决粪便处理问题势在必行。
近年来，我国逐步出台有关政策，如环保部门对生态城市和卫生城市做出严格要求，在粪便处理一项中明确规定：“城市粪便无害化处理率要求≥80％”注，作为卫生城市评比中硬性条件。在此大背景下，各级政府都纷纷加大了城市粪便处理站建设力度，不仅在政策上予以高度重视，并且在经济上予以大力支持，积极摸索合适的工艺技术路线、管理模式。
北京世纪国瑞环境技术有限公司（简称世纪国瑞），经过多年的摸索和实践，针对国情，逐渐形成了一套完整的、自有知识产权城市粪便处理工艺及成套设备。
一、对固液分离设备的改进
固液分离设备是粪便处理工艺中最重要的部分。由于国内粪便主要来源于化粪池和旱厕，这就决定了粪便的介质复杂，而且粪便含有大量生活垃圾、餐厨垃圾、建筑垃圾等，通常叫垃圾粪便。将粪便中的固体和液体分离是处理技术的难点。世纪国瑞经过多年的实践摸索，进行了不断的改进，固液分离设备技术性能日趋成熟稳定，解决了设备堵网、缠绕等问题，完成了对大块物和漂浮物的过滤、分离、传输提升、压榨脱水，将大于0.5mm的砂与进粪接收的石头、酒瓶、鞋底等大块重物排出全密闭装置，自动化控制，实现无人值守。
二、对絮凝脱水系统的改进
2002年以前，同类的絮凝脱水机都是从国外引进的，单机进粪水能力仅为≤10m3/h，世纪国瑞在吸收和再消化的过程中研发生产了GLT系列絮凝脱水设备。在同等外型尺寸条件的设备中，产品达到同性能的前提下，处理能力比进口设备大20%。更值得一提的是GLT-5型脱水机，在原机型式下，驱动功率增加1kw，处理能力提高了2.5倍，且性能达到了世界先进水平。该设备有如下特点：
1、处理能力大，单台设备可达20m3/h，是进口设备处理量的200%。
2、装机功率仅4.04kw，实现低碳，节省能源，节省占地和投资。
3、机壳设有收集臭气的集风罩，设备始终处于负压条件下运行，无臭气外溢。
4、设备采用显示屏操作，可手动/自动运行，实现无人值守
三、对除臭设备的改进
1995-1997年期间，采用化学方式进行除臭。对臭气和臭源空间喷洒化学药剂，降低浓度，缺陷是喷洒量大运营费成本高，酸性强，对人和设备有腐蚀性。
1997-2001年期间，从国外引进生物滤床进行除臭。广泛应用在北京环卫和粪便处理行业，通过生物载体添加生物菌和养料，使其扩繁，风机将臭气集中收集经生物滤床过滤，进行降解，缺陷：北方温度低于15~18度和极端干燥环境下，生物扩繁差，大大降低除臭效果，不稳定。
此后，经过不断总结和改进，采用生物滤床和植物液雾化吸收的综合除臭的方法。
特点是：高暖季节有利菌体扩繁时，有效发挥生物除臭功能减少植物液的用量，可大大降低运行成本；气温低菌体扩繁能力差时，利用植物液的雾化吸收效能保证臭气的去除；有效解决了生物除臭技术中微生物因环境的变化而死亡导致除臭效率降低。 四、具有灵活的建站方案
鉴于我国在规划和设计市政污水处理厂时，已把处理城市生活粪便污水的能力纳入其中，还有些地区的地下水和地表水源较多，有些地区农业发达，在建设粪便处理站时可根据不同地区的不同情况，按照《CJJ64-2009 粪便处理厂设计规范》，采用以下几种方案：
1、固液分离+整体除臭
即在污水厂允许接纳运输来的粪便（粪便污水量少）时，可做一级粪便预处理，后与污水厂联接。
2、固液分离+絮凝脱水+整体除臭
粪便处理厂附近有污水处理厂或污水管网条件，可做到一、二级预处理，再与市政污水厂相连接。这样，即可以减少建站投资，降低运行成本，减小土地的占用，预处理后的滤清液又可以对污水厂起到添加营养剂的作用。粪渣填埋或堆肥。
3、固液分离+絮凝脱水+整体除臭+堆肥
粪便处理厂可以有效的利用粪便处理后的粪渣堆肥，实现无害化、减量化和资源化。出水排入管网或经水处理设备后直排。
4、固液分离+絮凝脱水+整体除臭+堆肥+水处理设备
粪便处理厂出水要求直排，出水经过水处理设备达标排放，不污染附近的地表水和地下水。粪渣堆肥，实现无害化、减量化和资源化。
根据各地区不同的情况和要求，以上几种方式可灵活组合应用，能够满足各种需求。
注：根据人民卫生出版社出版发行，全国爱国卫生运动委员会办公室编写的《国家卫生城市标准指导手册》，城市生活垃圾及粪便无害化处理率≥80%