υ——排泄物体积,通常为0.2~0.4L/次,取平均值0.3L/次。
计算可得,单厕位厕所每天污水排放量为252L。
2.1.3使用环境分析
采用生态厕所的场所通常为可利用面积有限、排水系统不完善、排水管道系统标高比生态厕所出口高、严重缺水、需移动补水装置的地区,以传统单厕位厕所为例,可利用有效占地面积平均为1.2~1.6m2。
综上所述,针对冲厕污水有机污染负荷、氨态氮浓度和悬浮物浓度高等水质特征以及可利用面积小等限制因素,本研究拟采用以高效厌氧生物水处理技术为主的处理工艺。
2.2循环水冲洗生态厕所工艺流程的确定
循环水冲洗生态厕所工艺流程简图见图2。
2.3试验材料与装置
2.3.1试验用水
试验用水取至化粪池,根据试验控制要求计算适当的稀释比,水质指标参见表1。

图2循环水冲洗生态厕所流程简图
2.3.2试验设备
试验设备采用聚丙烯板材焊接,主体生物处理装置长1.2m,宽1m,高0.65m,总体积0.78m,有效体积0.6m,采用恒温器使每个生物处理单元温度维持在(25±2)℃,另外,包括高位水箱(200L)和固体烘干单元(50L)。
2.3.3接种污泥
(1)厌氧反应器以工业UASB反应器的颗粒污泥作为接种污泥。接种前将污泥颗粒进行活化淘洗处理后加入反应器。
(2)兼氧反应器和好氧反应器采用聚氯乙烯悬浮填料作为生物载体,以城市污水处理厂的二沉池回流污泥为接种污泥,接种前将活性污泥中大颗粒杂质滤除后加入反应器,然后控制溶解氧、温度等参数实现填料挂膜。
2.3.4分析项目及测定方法
pH:pHs-3C型pH计。
DO:YSIMODEL58型溶解氧测定仪。
SS:重量法。
NH4+-N:纳氏试剂分光光度法。
COD:HACH 890 COD快速测定仪。
温度:普通水银温度计。
3循环水冲洗生态厕所运行情况分析
循环水冲洗生态厕所生物处理单元从启动、负荷提升至稳定运行试验共经历56d时间,系统出水符合设计要求,达到我国中水回用相关标准,实现循环利用。
3.1试验结果分析
根据冲厕污水的实际水质水量特点,依据生物处理单元启动策略确定稀释比,在生物处理单元启动、负荷提升和稳定运行3个阶段,通过不同稀释比来控制进水有机污染物负荷和氨氮负荷。厌氧反应器采取回流方式提高液体表面上升流速,其范围为1.5~3.5m/h;兼氧反应器和好氧反应器采用气泵鼓风曝气,通过转子流量计调节曝气量的方法来控制反应器溶解氧浓度;系统用恒温器控制水温。整个研究过程分为2个阶段:第1阶段,控制进水COD浓度为1000~2500mg/L,NH4+-N浓度为50~200mg/L,程序提升进水COD浓度和NH4+-N浓度,有效运行时间共计30d,厌氧反应器成功启动,兼氧和好氧反应器载体挂膜良好;第2阶段逐渐增高进水有机污染物负荷和氨氮负荷,直至COD浓度、NH4+-N浓度分别达到3000mg/L和250mg/L左右,有效运行时间共计26d,生物处理单元整体运行稳定,出水COD浓度和氨氮浓度达到预期效果。
试验结果见图3,整个过程首先调整至较适宜的控制条件下(进水pH值6.8~8.5,温度为30℃左右等)考察反应器的运行情况。由图3运行结果可见,生态厕所处理模拟废水COD容积负荷提升速度快,整体运行稳定,当反应器运行至20d时,进水COD为2679mg/L,COD去除率可达95%以上,COD容积负荷达到1.1kg COD/m3•d;随后继续提高进水COD浓度,在30d,进水COD已经超过3000mg/L,出水COD稳定在15mg/L以下,此时,容积负荷可达到1.3kg COD/m3•d,系统进入稳定运行阶段。
与COD容积负荷提升速度相比较,NH4+-N负荷提升较慢,当反应器运行至20d时,进水氨氮浓度为139mg/L,氨氮去除率可达83%,氨氮容积负荷达到0.058kg NH4+-N/m3•d,但系统出水氨氮浓度仍然较高;随后,继续提高进水氨氮浓度,当试验结束时,出水氨氮稳定在5mg/L以下,去除率和容积负荷分别达99%和0.11kg NH4+-N/m3•d。