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我国城市粪便处理技术发展及相关数据统计特征

2007-11-23 07:40 环卫科技网 陈朱蕾 曾珊珊 李元元

摘要:根据建设部《城市建设统计年报》(1986-2005)及有关文献,通过数据处理、相关回归分析、方差分析和直观图表,研究了我国粪便清运量和机械化清运率、粪便处理设施和能力等的时间变化、有关因素的相关性及在不同规模和不同地域的差异性,并对城市粪便处理系统的发展作了预测。
关键词:城市;粪便清运量;粪便处理;相关回归分析
1我国城市粪便处理技术发展
随着我国城市建设和经济的发展,城市粪便处理系统从极低技术水平起步,至今已形成一定规模的粪便清运和处理设施服务能力和初步的技术层次结构。特别是20世纪50年代公厕卫生改造,60~70年代粪便清运机械化的逐步发展,80年代水冲式厕所普及率迅速提高,公厕数量大幅度增加,以及90年代粪便处理设施逐步建设等,不同程度缓解了当时急需解决的粪便问题,为粪便收集、运输和处理系统的稳步发展奠定了设施服务能力基础和技术基础。我国城市粪便处理系统的发展大致经历了四个阶段。
第一阶段是50年代,主要是公厕卫生改造及粪便收集设施建设阶段。随着全国逐步开展爱国卫生运动,建设了一批简易公共卫生厕所,设立了倒粪站或者派人定时收集城市粪便;全国基本上处于人工淘粪、背粪桶、人力车或兽力车收运粪便的低下水平,部分城市环卫主管部门为了减轻工人的劳动强度,改善环卫作业的条件,对一些工具进行改进,比如用橡胶轮装置在手推人力车,替代铁箍木轮,并试制脚踏三轮垃圾车、粪车;城市粪便处理与管理工作的起步,主要是整治了粪肥市场,收集起来的粪便运送到农村,按照计划分配出售给农民作为农业肥料使用。
第二次阶段是60~70年代,主要是加大粪便清运基础设施的建设和粪便清运逐步机械化的阶段。60年代初期城市开始修建公厕、粪便中转站(码头)、停车场等基本设施,部分地区成立了环卫汽车队,配备一些车辆,粪便机械化收运开始在全国范围内逐步展开,至1979年全国吸粪车拥有量已接近千辆,约占当时环卫专用车辆的五分之一。青岛市建造3座采用高温沼气发酵工艺的粪便无害化处理厂,其工艺技术获国家科技进步奖。
第三阶段是80年代以后,主要是水冲式厕所普及率迅速提高及粪便无害化处理阶段。这一阶段,水冲式厕所普及率迅速提高,改变我国传统使用的旱厕。城市居民家庭卫生设施和公厕数量大幅度增加,农村粪肥的使用逐渐减少,迫使许多城市面临粪便出路问题。因此大规模的粪便处理设施开始逐步建设。除了将粪便作为肥进行应用外,视粪便为废物处理后排放的净化处理技术,也因此得到引进、吸收或开发。如:80年代初辽宁本溪市引进西德工艺兴建了粪便厌氧消化处理厂(100t/d),80年代末期广州市引进丹麦工艺和主要设备改建了粪便处理厂(400t/d),90年代初上海市自行设计建造了粪便污水处理厂(4000t/d),1997年北京市引进德国设备建成粪便处理厂(400t/d),佛山市引进德国脱水设备的粪便处理厂(200t/d)等。
第四阶段是本世纪最近10年间,随着城市污水管网的普及,将粪便经污水管网输送到城市污水处理厂进行集中处理的方式在国内得到逐步发展。自上世纪90年代中期以来,越来越多的城市采用粪便经预处理后,与城市污水处理厂或垃圾卫生填埋场合并处理的方式,即处理后的上清液进入污水处理系统,粪渣进入污泥处置系统或与垃圾一起填埋。国内采用此方式建成的粪便处理站有20余座。
目前,少数发展较快的沿海城市模仿欧美粪便与污水合并处理模式,且已接近美国20世纪80年代初水平;极少数大城市正沿着日本粪便处理厂的模式在发展,即建立粪便单独收集处理系统,但发展、水平还处于较低的水平。绝大部分城市与其它发展中国家粪便处理系统的多样化模式类似,但在技术水平上低于部分发展中国家。
西方工业国家历经160多年逐步发展,才形成了公厕污水、粪便合并处理系统框架。我国城市排水系统的发展在相当长一段时期内对粪便处理的支撑是有限的,近10多年来城市粪便总收运量一直呈现持续增长的态势,人均粪便收运量稳中有升,并未因下水道普及率的提高而降低。虽然城市粪便处理量的增长速度已经超过了粪便清运量的增长速度,但是处理能力却没有达到相应的增长速度。调查研究表明,我国目前粪便处理设施数量严重不足,总体技术水平仍然比较低。因此,大规模粪便收运处理系统将在我国长期存在。如何妥善处置收运起来的大量粪便,政府应予以高度重视并应在战略上做出可持续发展的选择。
2城市粪便清运发展的统计特征
2.1城市粪便清运总量变化
随着城市规模的扩大和城市化进程的加速,近20年来,城市粪便清运量总体上呈不断增长趋势(见图1),尤其是近五年,增长速度急剧加快,呈直线上升。快速增长的粪便清运量与处理设施能力发展滞后的矛盾日夜突显出来,另外粪便农用市场衰退等因素导致粪便利用最终处置陷入困境。
2.2粪便清运量在不同规模城市间的差异 

图1城市粪便清运量年变化情况(1987-2005) 

图2为2000-2005年人均粪便清运量(千克/人•年)在不同规模城市间的差异。 


图2粪便清运量在不同规模城市上的差异(2000~2005年)

来源:华中科技大学

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