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    化糞池發展簡史

    日期: 2022-03-07 15:34:26

             化糞池是最簡單的廢水處理裝置。其基本原理是在重力和浮力的共同作用下,靜置的糞尿廢水發生分層和沉淀分離,這是物理的作用。一般而言,廁所廢水靜置后會逐漸分離為3層,如圖1所示,即漂浮在液體上面的浮渣層、中間的液體層和底部的沉渣層。比重小于水的物質(如油類),或者夾帶氣泡的絮團,會在浮力作用下上浮形成浮渣層;比重比水大的固體沉淀在底層,形成沉渣。中間層是相對澄清的液體,其中可能會含有比重跟水差不多的固體顆粒,或者粒度很細小的還來不及上浮或下沉的顆粒。
             化糞池的另一個重要原理是厭氧的生化作用。人們對厭氧的生化作用的利用歷史很悠久,比如發酵做饅頭或者釀酒,但是認識到這是由于特定的細菌發生作用,則是近代的事情。地球上有一類細菌,可以在沒有氧氣等電子受體物質的參與下,將復雜的且能態更高的物質(通常是大分子,如淀粉),分解為能態更低的物質,從中獲取自身生命活動所需要的能量。通過厭氧生化作用可以對廣泛的生物性廢物進行分解,如纖維素、淀粉、蛋白質、油脂、尿素等,主要的產物包括各種有機酸、甲烷、腐殖質、銨、溶解性的磷等??傮w而言,經過化糞池內的厭氧生化作用,廢水所含的能量變少,性質變得穩定。同時經過化糞池內長時間的高氨氮、高pH值等的作用,腸道寄生蟲的卵等致病因子也會被殺滅,使出水和出渣的生物安全性都得到顯著改善。這就是化糞池“無害化”的基本原理。
             如今我們已經完全掌握了化糞池的工作機制,但化糞池從來自經驗和靈感的設計到理性的認識,所花費的時間超過了100年。作為一種對水沖廁所的廢水進行初級處理的設施,最早的化糞池設計可以追溯到19世紀[4]。1860年,法國人Mouras設計了一種進水管和出水管均深入液面下以形成水封的新型糞池,于1881年被Moigno在書中稱為“Mouras 池”,這便是現代化糞池的先驅。1895年,英國市政建筑師Cameron和Cummins對“Mouras池”進行了改進,首次以“化糞池(septic tank)”命名并申請了專利,要點是通過厭氧生化作用強化固體物質分解。1905年,德國人Imhoff對化糞池的結構進行改進,將池子分為兩格,強化了固體物質與出水的分離,讓還沒有充分分解的固體物質沉淀在化糞池的第一個格內,便于長期停留在化糞池內進行分解(不至于被出水帶出化糞池),同時也改善了出水的水質。這種結構類型被稱為Imhoff槽(Imhoff tank),被廣泛應用于對城市排水進行初級處理,如小區或大樓設置的化糞池,以及污水處理廠的初沉池。
            由兩格化糞池演變為三格化糞池是中國人的智慧。由于早前水沖廁所和下水道在我國還不普及,廁所用水量不多,糞尿普遍用于施肥。為了便于農民取糞、施肥,同時又不影響化糞池內必要的水力停留時間,人們在兩格化糞池的后部又增加了一格,用于儲存熟化的糞液。

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