生态厕所与湖泊富营养化控制

摘要 分析了引起中国太湖、巢湖、滇池（简称“三湖”）严重富营养化的氮磷污染的各种来源及其治理的技术可行性，指出生活污染源是湖泊氮磷的主要来源，而对生活粪便的氮磷的治理的长期忽视和治理不力是湖泊治理投资巨大而收效甚微的主要原因。分析了生态厕所的种类及特点，提出研究推广不同类型的生态厕所是治理生活粪便氮磷污染的最佳技术途径，对湖泊富营养化问题的解决会起到事半功倍的效果。
关键词 富营养化 脱氮除磷 粪便污水 生态厕所
Bio-toilet and the control of lake eutrophication Liu Wenying，Lu Genfa，Qian Xin，Liu Lili，Jiang Dongmei，Yuan Zengwei，Gao Liangmin.(1.State Key Laboratory of Pollution Control and Resource Reuse， Nanjing University，Nanjing Jiangsu 210093；2.Changsha Environmental Protection Occupational College，Changsha Hunan 410004)
Abstract：Based on the analysis of resources and treatment technical feasibility of nitrogen and phosphorus in Taihu，Dianchi and Chaohu，it is pointed out that nitrogen and phosphorus which are main factors resulting in lake eutrophication mainly come from domestic wastewater and the main cause of return much less than investment is neglect and low-level efficiency to the treatment of feces and urine.Based on the analysis of kinds and characteristics of different bio-toilets，it is proposed that the best way to treat nitrogen and phosphorus pollution of feces and urine is the exploitation and push of advanced technology of bio-toilet，which can effectively solve the problem of lake eutrophication.
Keywords：Eutrophication Nitrogen and phosphorus removal Feces and urine Bio-toilet
我国太湖、巢湖和滇池（简称 “三湖” ）由于氮磷污染严重，导致水体富营养化问题突出，严重制约了流域地区经济社会的可持续发展。近年来，为治理“三湖”富营养化，国家投入了巨资，各地政府也作出了不懈的努力，从兴建污水处理厂、限制网箱捕鱼、实行全湖禁磷、疏浚污染底泥到工业污染源达标排放等采取了众多的治理措施，然而这些并未使太湖、滇池、巢湖的水质有所好转，仅仅是缓解了水质恶化的势头。其中原因，不能不引人深思。本文从造成湖泊富营养化的氮磷的主要来源及其技术整治方面找出问题症结，探讨生态厕所作为处理生活污水氮磷污染进而减缓湖泊富营养化的新途径。
1 湖泊富营养化成因分析
湖泊富营养化主要由氮、磷浓度过高造成，其中磷起主要作用。造成水体富营养化的氮和磷来自多个方面，包括生活污染源、农业面源和工业污染源等。以磷为例，太湖、巢湖和滇池中各种途径总磷入湖量的比例见图1 [1]。 

图1 三湖各种途径磷的来源
由图1可见，太湖中磷的来源，生活污染源占64%；农业面源（包括农田径流、畜禽养殖及水产养殖）占33%；工业废水只占3%。因此，造成太湖富营养化的主要污染物氮和磷的主要来源首先是生活污水，其次是面源污染，工业污染只占很小比例。
巢湖中构成磷的污染中生活污染源占了54.02%，其中人体排泄物占40.42%；农业面源占了32.07%。滇池是污染最严重的湖泊，也是国家治理投资最多的湖泊。在20世纪80年代，污染源1/3是工业废水，2/3是生活污水；20世纪90年代以来，污染源基本上是生活污水。
由此可见，湖泊成了生活污水的一个巨大化粪池，生活污染源已成为我国“三湖”氮磷排放的主要来源。因此，对各种氮磷污染源有效的脱氮除磷治理是解决由氮磷污染引起的湖泊富营养化问题的关键，尤其是对城镇及农村生活污水中氮磷的去除。
2 目前湖泊富营养化治理中存在的问题
目前对排入湖泊的氮磷，如农田径流、规模畜禽养殖、水产养殖、生活污水、工业废水、其他如垃圾等可以分别采取推行优质农产品建设、生物处理、控制养殖规模、禁磷、厂内脱磷除氮和回收垃圾等技术和政策方法处理，有效脱氮除磷。但对于湖泊氮磷主要来源的生活污水中的粪便污水的氮磷还未得到有效处理，原因在于传统厕所及其排水管网对粪便处理方式的不合理。
对城镇家庭厕所：人体的排泄物通常通过“厕所-化粪池-城市下水道”系统输送到城市污水处理厂，处理后排向附近水体。对下水道不完善或根本没有下水管网系统的地区，人们的粪便污水往往直接排入附近的河道。后者直接加重了河流的污染，同时其中氮磷通过河流进入湖泊，增加了入湖的氮磷负荷。而目前我国已经建成运行或正在规划设计的城市污水处理厂普遍只以有机污染指标COD和BOD5去除效果作为水质处理效果的评价指标，对氮磷的去除率是较低的。若要考虑除氮脱磷，则处理工艺需要改进，处理成本也将成倍增加[2]。目前，太湖流域内已经建成的三十几座污水处理厂中只有几座有脱氮除磷措施。已建有脱氮除磷工艺的污水处理厂，如昆明第一、第二、第三、第四污水处理厂的脱氮除磷均能达到国家城镇污水一级排放标准，但仍不能满足解决滇池严重富营养化问题的治理要求。同时进水浓度的变化常影响处理效果的稳定[3]，须提高氮磷排放标准，相应的工艺技术水平和处理费用也须提高。因此，建设城市污水处理厂处理城镇生活污水和工业废水能够较大程度地降低化学耗氧量，但在目前情况下，对氮磷的去除还不能达到解决受纳湖泊富营养化问题的治理要求。由此可见，盲目建设城市污水处理厂并以此作为治理湖泊富营养化的重点工程，把湖泊富营养化控制效果不佳归咎为污水处理厂上的太少，这种概念是错误的，是治理湖泊富营养化投资方向上的一个误区。