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        我國城市化糞池建設與管理現(xiàn)狀及特征研究*

        2018-01-10 08:43:41蔣松竹劉秀紅汪俊妍王洪臣
        環(huán)境衛(wèi)生工程 2017年6期
        關(guān)鍵詞:化糞池產(chǎn)權(quán)糞便

        黃 冬,蔣松竹,劉秀紅,汪俊妍,王洪臣

        (中國人民大學環(huán)境學院,北京 100872)

        近年來我國城市污水處理設施不斷完善,城市污水處理率不斷提高,截至2015年,已經(jīng)超過90%[1]。然而,化糞池作為原始的污水處理設施仍然大量存在于排水系統(tǒng)上游,且不少地方規(guī)定新建小區(qū)需同步設置化糞池。由于化糞池后期的管理不到位、清掏不及時等問題,引發(fā)諸多安全事故,化糞池變?yōu)槌鞘兄械摹岸〞r炸彈”。早在20世紀80年代,郭廣慶、靳文東等[2-3]就已經(jīng)認識到我國對化糞池的建設和管理重視不夠,致使已建化糞池不但沒有起到應有的作用,反而變成城市水污染的潛在威脅。我國排水系統(tǒng)中設置化糞池是歷史原因造成的。在沒有污水處理廠或局部排水系統(tǒng)沒有接入市政污水管網(wǎng)至污水處理廠時,城市化糞池對保護城市水體起了一定的作用。然而,在城市污水處理設施日益完善的今天,城市化糞池是否還有必要設置,各城市具體是如何管理化糞池,化糞池清掏后糞便又是如何處理處置,筆者通過對全國城市化糞池的規(guī)劃建設、管理體制與化糞池的處理和處置等方面進行全面的分析,希望為后續(xù)全國化糞池的有效管理提供依據(jù)。

        1 城市化糞池的規(guī)劃與建設

        1.1 不同地區(qū)對城市化糞池的建設條件

        《給水排水設計手冊》[4]里規(guī)定在以下2種情況宜設置化糞池:①沒有城市污水處理廠時,生活糞便污水應設化糞池,經(jīng)化糞池處理合格后的水方可排入城鎮(zhèn)下水道或水體;②城鎮(zhèn)雖有生活污水處理廠的規(guī)劃,但其建設滯后于建成生活小區(qū),應在生活小區(qū)內(nèi)設置化糞池。GB 50337—2003城市環(huán)境衛(wèi)生設施規(guī)劃規(guī)范中第3.5.1條規(guī)定:城市污水管網(wǎng)和污水處理設施尚不完善的區(qū)域,可采用糞便污水前端處理設施;城市污水管網(wǎng)和污水處理設施較為完善的區(qū)域,可不設置糞便污水前端處理設施,應將糞便污水納入城市污水處理廠統(tǒng)一處理。以上條文表明,對于城市排水管網(wǎng)和污水處理設施不完善的地區(qū)才需要建設化糞池。化糞池建設是有條件的而非強制建設。部分地區(qū)化糞池設置相關(guān)政策見表1。

        表1 部分地區(qū)化糞池設置相關(guān)政策

        根據(jù)福建省建筑設計研究院[12]及本課題的調(diào)研結(jié)果顯示,北京、天津、湖北、河北、遼寧、陜西、云南地區(qū)目前仍需要在建筑室外排水系統(tǒng)接入市政污水管網(wǎng)前設置化糞池,且陜西和天津已編制針對化糞池設置的地方標準圖集或管理辦法。四川、重慶、福建、河南、廣州、杭州地區(qū)是否設置化糞池需要根據(jù)具體工程情況確定,普遍要求是新建城區(qū)、雨污分流地區(qū)或污水管網(wǎng)及處理設施較完善城區(qū)盡可能不設化糞池。而上海、青島、常州的城區(qū)則已基本取消化糞池。

        綜上所述,我國不同省市對化糞池的設置要求有差異,即使是同一省份中不同城市對化糞池的設置要求也不盡相同,但總體思路是在完善排水系統(tǒng)的基礎上逐步取消化糞池。然而各城市在取消化糞池的過程中也是困難重重。

        1.2 部分取消城市化糞池的實踐

        蔡光輝、陸少鳴、程宏偉、郝曉地等[13-16]從多種角度論證了城市中取消化糞池的必要性與可行性。杭州是我國最早提出取消化糞池的幾個城市之一。杭州市城鄉(xiāng)建設設計院從1985年開始設計無化糞池的居民區(qū)[17],重點從設計和施工2個方面以確保管道水流暢通,并給出實際工程案例表明取消污水處理廠納污范圍內(nèi)的化糞池是可行的。2006年杭州市頒布《杭州市無化糞池污水管道設計與養(yǎng)護技術(shù)規(guī)程》[7],率先針對化糞池的設置必要性作出明確的規(guī)定,同時對無化糞池污水管道設計從源頭到市政污水管網(wǎng)多方面作出了較具體的規(guī)定。然而,在近期訪談杭州市市政設施管理委員會的工作人員表示,在新區(qū)試點取消化糞池后給市政管理帶來很多問題,包括管道堵塞、對泵站格柵損壞嚴重等,因此未能繼續(xù)推行。

        2010年福建省出臺《福建省化糞池設置技術(shù)管理暫行規(guī)定》[6]明確了室外排水系統(tǒng)中可以取消化糞池的情況,并規(guī)定取消化糞池區(qū)域的污水管道的設置要求。但是在采訪相關(guān)負責人過程中了解到,由于市政管理相關(guān)單位反映取消化糞池后管道維護負擔加重,該政策最終也無法落地。

        然而仍有地區(qū),如上海、四川、青島、常州成功將取消化糞池進行到底。2003年,上海開始取消化糞池,新建小區(qū)設計時一律不允許設計化糞池,且同步取消現(xiàn)有化糞池,從2003年全市共有48 831座化糞池減少到2014年的43 629座[18]。2009年四川省也逐步開展新建區(qū)取消化糞池的工作,但在實際工作中取消化糞池后管道堵塞問題嚴重。因此,四川排水部門要求即使在城鎮(zhèn)污水處理廠的服務范圍內(nèi),生活污水不能直接進入排水系統(tǒng),而是需用格柵沉砂池代替化糞池[19]。

        總之,我國目前總體思路是有條件的逐步取消化糞池,雖然在各城市取消過程中存在多方面的困難與阻力,但仍有城市成功地取消化糞池,為其他地區(qū)和城市提供了寶貴的經(jīng)驗。

        2 城市化糞池管理與維護

        2.1 城市化糞池產(chǎn)權(quán)類型及管理單位

        我國絕大部分城市化糞池沒有統(tǒng)一的管理機構(gòu)。一般地,化糞池為排水管道連接點以上的設施,產(chǎn)權(quán)歸建設者所有,化糞池由產(chǎn)權(quán)單位負責進行及時清掏和維護,因管理不善造成事故的,由產(chǎn)權(quán)單位承擔責任。因此,化糞池可根據(jù)其產(chǎn)權(quán)對象的不同分為3類:第1類為住宅樓化糞池,產(chǎn)權(quán)歸全體業(yè)主所有;第2類為公建樓化糞池,產(chǎn)權(quán)歸單位所有;第3類為公共廁所化糞池,產(chǎn)權(quán)歸政府所有。

        第1、2類化糞池由其產(chǎn)權(quán)責任人負責管理維護,在實際管理中產(chǎn)權(quán)責任人可自行管理也可委托物業(yè)公司管理。以中國人民大學為例,中國人民大學屬公建區(qū),實際管理中由人民大學下屬后勤集團對校園內(nèi)化糞池進行定期維護。但住宅樓的產(chǎn)權(quán)人為所有業(yè)主,大多委托物業(yè)公司對其進行代管。第3類化糞池一般由城市管理部門對其進行管理,如北京公廁化糞池的主管單位為北京市市政市容管理委員會,杭州市的為杭州城市管理委員會,煙臺市的為煙臺市城市管理局。

        2.2 城市化糞池管理實地調(diào)研情況及問題

        化糞池實地調(diào)研情況如表2所示。

        表2 城市典型居民小區(qū)內(nèi)化糞池建設、維護基本情況

        城市化糞池的實際管理情況比較復雜。首先,部分公建樓無產(chǎn)權(quán)人,或產(chǎn)權(quán)單位已經(jīng)倒閉,遺留部分無主樓房無人負責。其次,我國自1998年才實行住房市場化,在此之前建設的部分住宅屬國家所有,對該部分住宅樓各城市的管理情況各地不一。例如煙臺市公房化糞池由城市管理局排水管理處負責清掏,而在南昌市該類化糞池由城市管理委員會房產(chǎn)管理局負責清掏。最后,老舊小區(qū)及部分新建住宅區(qū)也無統(tǒng)一物業(yè)進行管理,僅在化糞池堵塞或溢流的情況下,才不得不進行清掏和疏通。

        我國化糞池清掏分2種:吸糞車與人工清掏。絕大部分清掏是由吸糞車(見圖1)完成,人工清掏僅限于部分車輛難以進入的街道。另外,在部分情況下,化糞池浮渣層在長時間內(nèi)形成又厚又硬的板塊,需要使用一定的工具(如鐵棍或長桿等)將浮渣層戳破,或用高強度水壓將板塊沖破后,再利用攪拌器把化糞池內(nèi)部混勻,之后才能更好地使用吸糞車。圖2所示為煙臺市化糞池管理處所使用美國進口的攪拌器。

        圖1 吸糞車

        圖2 化糞池攪拌器(美國制造)

        2.3 城市化糞池新型管理模式的探索

        雖然化糞池統(tǒng)一管理難度較大,但近年也有城市通過成立專門機構(gòu)對其進行統(tǒng)一管理。以煙臺市為例[20-21],2011年煙臺市排水管理處增設化糞池管理辦公室,負責區(qū)域內(nèi)化糞池信息檔案、日常養(yǎng)護、糞液無害化處置等工作。市政府承擔糞便消納站的運營費用,各區(qū)承擔轄區(qū)內(nèi)化糞池清掏和運輸費用。2014年至今,化糞池管理辦公室按照《煙臺市市區(qū)化糞池建設和管理辦法》繼續(xù)對芝罘區(qū)2 114座化糞池進行養(yǎng)護管理,每年完成1.5×104余t糞液的無害化處理工作。

        該示范項目對于未來化糞池的管理方式做出了初步的探索,但是目前仍存在GIS系統(tǒng)更新困難、糞便處理設施運行和維護經(jīng)費緊張等問題。

        3 城市化糞池糞便的處理與處置

        城市化糞池設置的必要性、清掏是否及時等問題一直都是關(guān)注的焦點問題。但是化糞池清掏市場混亂,缺乏整體的資質(zhì)認證,同時清掏糞便后續(xù)處理問題往往被忽視。圖3為城市化糞池糞便從產(chǎn)生、運輸?shù)教幚硖幹玫娜^程。

        圖3 化糞池糞便從產(chǎn)生到處置全過程

        3.1 我國糞便無害化處理整體情況

        2006—2014年,我國城市人口呈現(xiàn)遞增的趨勢,而城市糞便清運量則自2007年開始逐年下降,由2007年的2.5×107t降至2014年的1.5×107t[22],如圖4所示。城市人口的增加必導致糞便產(chǎn)生量的增加,但糞便產(chǎn)生量的增加并沒有體現(xiàn)到清運量的增加。該現(xiàn)象表明我國化糞池清掏頻次減少,推測可能是由于各地城市污水管道的完善,許多化糞池出口接入城市污水系統(tǒng),糞便清掏壓力減小。

        圖4 2006—2014年城區(qū)人口與糞便清運量變化

        隨著城市糞便清運量的降低,我國城市糞便處理量也呈現(xiàn)下降趨勢,由2006年的8.552×106t降至2014年的6.92×106t,其無害化處理率僅為30%~40%[23],如圖5所示。由此可見,我國城市糞便無害化處理處置未得到足夠的重視。另外,經(jīng)濟發(fā)達的地區(qū)糞便無害化處理率較經(jīng)濟欠發(fā)達的地區(qū)更高。以北京市為例,2015年全市糞便清運量 2.046 6×106t,糞便處理量 1.888 4×106t,處理率達92.27%,遠高于全國平均水平。

        圖5 2006—2014年我國城市糞便清運量與處理量

        3.2 北京市糞便無害化處理案例分析

        2015年北京市城市糞便處理設施共有17座,處理能力為6 300 t/d,如表3所示。其中高碑店糞便消納站暫時停運,因此其職責移至草橋消納站處理,致其產(chǎn)生超負荷現(xiàn)象。

        表3 2015年北京市糞便處理設施處理量情況

        總體來說,北京市17座糞便處理設施可根據(jù)其處理工藝分為3類,代表了我國常用的糞便處理工藝。第1類糞便處理站采用固液分離為主的一級處理工藝。此類糞便處理站工藝簡單,北京目前僅巴溝和衙門口糞便消納站采取該種處理路徑。第2類是采用固液分離與絮凝相結(jié)合的二級處理工藝,一般建在污水處理廠附近,如高碑店糞便消納站等。第3類是采用固液分離、絮凝與深化處理/堆肥相結(jié)合的三級處理工藝,此類工藝所需占地面積較大,運行成本較高。

        目前,我國各城市對糞便最終的處置仍然以填埋為主。如北京市草橋糞便消納站每天產(chǎn)生固體垃圾88 t,脫水污泥792 t,都送至安定垃圾填埋場進行填埋。糞便的最終處置與污水處理廠污泥的最終處置類似,陷于兩難的局面:一方面,糞便或污水污泥是資源,本可制作成農(nóng)家肥,讓資源循環(huán)起來,但由于其成本高、銷路窄,很難真正應用到實際;另一方面,若將糞便或污水污泥填埋,不但占用城市垃圾填埋場有限的容積,而且還會產(chǎn)生滲瀝液及廢氣等二次污染物。

        4 結(jié)論與建議

        1)我國不同省市、不同城市對化糞池的設置要求有差異,但總體思路是逐步取消化糞池。雖然在各城市化糞池取消過程中存在各方面的困難與阻力,但仍有城市成功地取消化糞池,為其他地區(qū)和城市提供寶貴的經(jīng)驗。

        2)目前我國絕大部分城市化糞池沒有統(tǒng)一的管理機構(gòu)。公廁的化糞池一般由城市管理部門對其進行管理;公建樓與住宅樓的化糞池由產(chǎn)權(quán)責任人負責管理或委托物業(yè)公司代管。然而實際情況比較復雜,如公建樓無產(chǎn)權(quán)人、部分住宅屬國家所有及部分老舊小區(qū)等處于無人管理的狀態(tài)。

        3) 我國城市化糞池按照標準應0.5~1 a進行清掏,化糞池糞便清運后進入糞便消納站進行處理,處理工藝包括固液分離、絮凝及深化處理/堆肥,最終處置以填埋為主,糞便資源化利用程度低。

        4)未來取消化糞池的地區(qū),應當做好相應的替代措施,如增設格柵、增大管道管徑、坡度等,對于保留化糞池的地區(qū),未來應當完善管理體系,加強化糞池糞便的無害化處理處置及糞便的資源化利用。

        [1] 住房與城鄉(xiāng)建設部.2015年城鄉(xiāng)建設統(tǒng)計公報[EB/OL].[2017-02-22].http://www.mohurd.gov.cn/xytj/tjzljsxytjgb/tjxxtjgb/201607/t20160713_228085.html.

        [2] 郭廣慶,楊繼明,王寶泉.對我國化糞池現(xiàn)狀的評價及今后發(fā)展的建議[J].建筑技術(shù)通訊(給水排水),1987(3):39-42.

        [3] 靳文東.化糞池的建造、管理現(xiàn)狀與發(fā)展[J].同煤科技,1997(3):61-22.

        [4] 核工業(yè)第二研究設計院.給水排水設計手冊(二)[M].北京:中國建筑工業(yè)出版社,2001.

        [5] 四川省人民代表大會常務委員會.四川省城市排水管理條例[EB/OL].(2012-09-09)[2017-02-22].http://www.sc.gov.cn/10462/11855/11932/11961/2012/9/19/10227597.shtml.

        [6] 福建省住房和城鄉(xiāng)建設廳.福建省化糞池設置技術(shù)管理暫行規(guī)定[EB/OL].(2010-10-27)[2017-02-22].http://www.fjjs.gov.cn/xxgk/zfxxgkzl/zfxxgkml/flfg_zfxxgkml/jskj/201010/t20101027_43429.htm.

        [7] 杭州市人民政府城市管理辦公室.杭州市無化糞池污水管道設計與養(yǎng)護技術(shù)規(guī)程:HZCG 06-2006[S].

        [8] 上海市人民政府.上海市城鎮(zhèn)環(huán)境衛(wèi)生設施設置規(guī)定[EB/OL].(2010-12-20)[2017-02-22].http://lhsr.sh.gov.cn/sites/wuzhangai_lhsr/zhengcefagui_content.aspx?infoid =abc471a5-f0d2-4cef-89ee-a122cf39422a&ctgid=a27070e6-c432-4d11-98c3-70e6d9b407c7.

        [9] 煙臺市城管局.煙臺市市區(qū)化糞池建設和管理辦法[EB/OL].(2016-08-11)[2017-02-22].http://cgj.yantai.gov.cn/art/2016/8/11/art_6217_535006.html.

        [10] 廣州市人民政府.廣州市排水管理辦法[EB/OL].(2015-09-30)[2017-02-22].http://fgk.chinalaw.gov.cn/article/dfgz/201509/20150990519450.shtml.

        [11] 天津市人民代表大會常務委員會.天津市城市排水和再生水利用管理條例[EB/OL].(2015-04-24)[2017-02-22].http://www.tjwq.gov.cn/dzzz1/zcfg/201504/9b455bff6339447697ec646af 7228bf8.shtml.

        [12] 程宏偉,劉德明,邱壽華.取消化糞池可行性函調(diào)結(jié)果與分析[J].福建建筑,2011(3):105-107.

        [13] 蔡光輝.取消污水處理廠納污范圍內(nèi)化糞池的剖析[J].煤炭工程,2002(8):21-22.

        [14] 陸少鳴,尹宇鵬,張忠東,等.廣州市舊城區(qū)取消化糞池的可行性研究[J].環(huán)境科學與技術(shù),2007,30(10):53-54,57.

        [15] 程宏偉,邱壽華,劉德明.建筑室外排水系統(tǒng)取消化糞池綜述[J].福建建筑,2010(12):4-5.

        [16] 郝曉地,趙靖,李俊奇.集中式污水處理廠取代化糞池可行性分析[J].水資源保護,2006,22(4):85-87.

        [17] 宣張鶯,王英達,吳必勤.關(guān)于杭州市住宅小區(qū)是否取消化糞池的見解與體會[J].水利科技與經(jīng)濟,2007,13(11):869-870.

        [18] 上海市統(tǒng)計局.2014上海統(tǒng)計年鑒[EB/OL].[2017-02-22].http://www.stats-sh.gov.cn/data/toTjnj.xhtml?y=2014.

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        [20] 武海霞,孫文全,吳慧芳,等.化糞池新管理模式的探討[J].中國給水排水,2012,28(22):14-17.

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        [22] 國家統(tǒng)計局.中國環(huán)境統(tǒng)計年鑒2015[EB/OL].(2015-12)[2017-02-22].http://#cnki.net/kns55/navi/YearBook.aspx?id=N2016030121&floor=1.

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