城市粪便处理技术管窥

内容提要：本文通过对粪便厌氧消化处理工艺的分析，探讨了其关键技术环节——粪便厌氧处理液与城市污水混合生物处理，试图就寻求我国城市粪便适用处理技术提出管见。
关键词：粪便厌氧处理液；粪便上清液；厌氧消化；城市污水/沼气；甲烷；污泥
0引言
目前，世界各工业发达国家已经应用了许多比较先进的城市粪便处理技术，建设了不同规模的粪便处理厂，在城市粪便消化处理上取得了许多宝贵的经验。在我国除少数城市积极消化吸收国外先进的粪便处理技术经验，建设了规模较大、技术比较先进的粪便处理厂以外，大多数城市都是结合本地实际情况，利用传统处理方法解决城市粪便问题。本文依据掌握的粪便处理技术资料，结合北京市具体情况，对引进粪便处理技术与国内粪便处理技术进行了分析比较，重点探讨了城市粪便厌氧处理液与城市污水混合生物处理等关键技术。
1我国城市粪便处理技术现状
在现阶段，我国采用的粪便处理技术主要有以下几种：常温或高温厌氧或好氧消化；高温沼气发酵；粪便与垃圾混合堆肥施用于农田以及部分粪便进入城市污水系统，由污水处理厂集中处理。真正的成套粪便处理设施很少。
1987年广州市引进了丹麦猎德城市粪便处理技术建设了我国第一座比较先进的粪便无害化处理厂。该厂采用生物化学法中的厌氧好氧相结合的处理工艺，日处理城市粪便400吨。经几年运转实践，该工艺运转正常，主要排放指标达到了国家排放标准。
2粪便厌氧处理液与城市污水混合生物处理分析
粪便厌氧发酵处理是指在无溶解条件下，通过厌氧生物的作用，将粪便中所含有的各种复杂有机物，如碳水化合物(糖类)，脂肪、蛋白质等经厌氧转化成甲烷和二氧化碳等物质的过程。
粪便厌氧发酵属于生物处理的范畴，粪便中的有机物在微生物作用下的厌氧分解过程是十分复杂的。在粪便中存在的有机物基本上分为碳水化合物、脂肪、蛋白质三大类。
微生物在厌氧降解这些物质的过程中，先要在细胞外酶的作用下，将复杂的有机物转化成较小的单位，变成微生物可利用的底物。象纤维二糖酶、标酶以及淀粉酶、脂肪等几种细胞外酶均已在厌氧发酵反应器中被检出。
碳水化合物、脂肪、蛋白质三类复杂有机物厌氧发酵时，乙酸做是最普遍存在的挥发性有机酸，丙酸、丁酸是重要的中间产物。粪便处理中要求参与处理的微生物必须具备两个基本条件：1.能代谢粪便中的有机物，2.能与处理后的水较彻底分离。因此粪便厌氧处理中，厌氧发酵微生物群体也必须符合这两个条件。厌氧微生物厌氧消化池内的基本形态是菌胶团。菌胶团是由各种微生物凝聚而成的胶团。它在静止或水流速度很小的情况下，即悬浮生长条件下进一步絮凝形成絮体，这种絮体称为厌氧活性污泥。随着厌氧活性污泥的增长，消化池内的厌氧活性污泥不断地沉淀。第二消化池内逐渐分出层次。从上到下次序为：混浊层、上层清液、活性层、稳定污泥。
上层清液和污泥脱水后得到的液体——便厌氧处理液就是本文研究的主要内容。
本文以北京市公共厕所化粪池中的粪便性质为主要参考指标。
粪便经过中温消化后，其上层清液的性质(BOD5、SS)具有明显地改变，这主要是针对未经处理的粪便上清液而言。
从表2可以看出，城市污水中的BOD5与SS都是很低的，处理起来比较容易，而粪便上清液和粪便厌氧处理液中的BOD5与SS则是较高的，其中最高的是粪便上清液。从这个角度来看，粪便上清液不经处理就排放，会对环境造成污染，同时也说明粪便上清液较难处理。
表1粪便的一般性质

表2三种污水水质指标