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建筑生态卫生排水系统与技术

文档作者：仇付国高峰文档来源：北京建筑工程学院		点击数：	更新时间： 2024年09月03日
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建筑生态卫生排水系统与技术
仇付国高峰
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万方数据
便器前端为收集尿液之用．后端则与常规便器相同．用
来收集粪便。尿液以及冲洗水可用管道单独收集并被转移至
贮存的容器中长时期贮存．经简单处理后回用于农业生产。
粪便用极少量的水冲洗后用管道收集，并与来自厨房和花园
的一些可生物降解物质一同处理(堆肥法)，堆肥后的最终产
物可用作花园以及农业土壤调节剂。归纳目前已有的应用，
源分离技术手段可分为以下几类。
2．1．1不冲水的堆肥干厕
该类厕所与我国农村普遍应用的干厕区别在于尿液与
粪便分离．尿液从便器的小便区单独排出．大便收集后添加
约与粪便量相同的锯末或灰土．通过堆肥发酵实现粪便的稳
定化。该类厕所在欧洲低人口密度的乡村已有较多应用．但
在人1：3密度高、多层建筑、使用频率高等情况下应用较困难。
脱水处理可以除掉物质中的大部分水分。在脱水型厕所中。
通过加热、通风和加入干物质使储粪池里内容物的水分尽快
降到25％以下．达到干燥。这样才能快速杀灭病原体，并且没
有臭味和苍蝇孳生。用蹲便器或坐便器等专门收集装置把尿
分流入一个独立的容器中储存．这可让粪便非常容易地脱
水．
2．1．2尿液分离的冲水厕具
在便器的小便区单独设立排污口用以分离尿液．小便区
所需冲洗水量较小(O．1—0．5L)，并通过重力流单独收集。单独
收集的尿液可以减少排水中约50％的磷负荷、近90％的氮
负荷．该类源分离在欧洲已有较多示范案例。
2．1．3极少量冲水的负压厕具或尿液分离负压厕具
负压冲厕利用排污管道中的负压与常压的压力差(约
40～70kPa)。可显著节水(冲厕耗水约IL)，并同时得到高浓
度的粪尿[4】。德国已在一个有350人的小区使用负压厕具混
合收集粪尿．我国清华大学的环境节能楼通过尿液分离的负
压厕具对单独收集粪和尿进行了示范应用。
负压排水系统由3个基本单元构成：污水收集单元、真
空管道单元和真空站单元。污水收集单元包括污水收集器具
和真空阀．污水收集器具包括地漏、洗手盆、洗浴盆或真空便
器等．通过开启真空阀．污水收集器具收集的污水被抽吸到
真空管道中。真空站单元主要由真空收集罐、真空泵、污水泵
及自控等部分组成．真空泵在真空收集罐中产生并维持所设
定的真空。真空管道连通污水收集单元与真空收集罐，污水
经真空管道的传输进入真空收集罐．罐内收集的污水最后经
污水泵排出．
真空便器与传统便器排污的根本区别在于．传统便器排
水的驱动力主要是水的静压．而真空便器排污的驱动力是负
压．后者的驱动力是前者的几十倍，这也是真空便器能够有
效节水的主要原因。真空便器分为粪尿分离式和混合式。粪
尿分离式真空便器设有排粪口和排尿口，粪、尿通过不同的
排污13排出。混合式真空便器则仅有一个排污口，粪、尿混合
由排污口排出。每种便器都可制成坐式与蹲式。
2。2灰水处理技术
粪尿分离后的灰水在量和质上与传统混合污水相比都
有显著降低，其中N、P的含量都有显著降低，通过不同的处
理途径可以较小的费用再生回用。灰水处理技术以经济、适
用简便为原则．必须根据村镇的特点，采用投资少。运行费用
低、维护管理方便、具有良好抗冲击负荷的能力。可供选择的
分散污水处理技术主要有：
(1)利用土壤作为处理载体和排放载体的自然系统。包
括土地处理、人工湿地和地下渗滤。另外还包括一些污泥和
化粪池污泥处理系统：
(2)利用复杂的生物和物理过程的传统处理系统，以各
种池体、水泵、风机、转机械和其它机械作为一个处理整体，
这些处理中包括(微生物的1悬浮生长、定生长以及2者的混
合形式。这些系统还包括一些可供选择的污泥和化粪池处置
系统、如消化池、脱水浓缩和合适的排放方法。
2．2．1 自然处理系统
自然处理系统是指利用自然过程来处理污水．该过程主
要利用自然本身的功能来达到污水处理的预期效果．利用天
然水体、土壤和生物的物理、化学与生物的综合作用来净化
污水。其净化机理主要包括过滤、截留、沉淀、物理和化学吸
附、化学分解、生物氧化以及生物的吸收等。其原理涉及生态
系统中物种共生、物质循环再生原理、结构与功能协调原则，
分层多级截留、储藏、利用和转化营养物质机制等。当地理条
件适宜时，自然处理系统投资少、运行费用低，而且能耗也比
人工系统低。此外．所有自然处理系统的出水都有可能达到
回用的要求。
自然生物处理技术包括土地处理系统和水体生物处理
系统两大类。土地处理系统中有快速渗滤、慢速渗滤、地表漫
流、地下潜流和人工湿地等。水体生物处理系统中主要是生
物塘，按运行方式可分为厌氧生物塘、好氧生物塘、兼氧生物
塘和曝气生物塘。另外还有联合系统。即上述各种不同性质
的两种或多种处理工艺的组合。
2．2．2人工处理系统
和自然处理系统相比．人工处理系统引入了更多的机械
和自动化设备．能对污水的处理过程进行更灵活的控制和调
节，强化污染物的降解进程。利用复杂的生物和物理过程，以
各种池体、水泵等机械作为一个整体进行处理，与集中处理
不同的是．分散性污水处理方式更着重于小型和集成装置。
人工处理系统可以说是从各种污水处理厂处理工艺中简化
而来的．有的甚至是污水处理厂的一种微缩版。
厌氧生物处理技术不仅广泛用于小型生活污水的预处
理，也适用于二级处理。尤其对于地处热带和亚热带的发展
中国家来说．更适于因地制宜地发展小流量生活污水处理的
厌氧处理系统。它具有投资少、能耗低、操作和维修简单且效
果稳定的优点。分散污水处理采用的厌氧生物处理技术主要
有：化粪池、水解酸化、上流式厌氧污泥床反应器。厌氧处理
技术在一定条件下比好氧技术节能．但是单独使用厌氧技术
出水水质达不到回用要求。
针对生活污水的污染物浓度低。可生化性好的特点，许
多高效处理技术采用好氧或厌氧一好氧结合的技术。选择适
201 1．NO．3．o
万方数据
应于污水分散式处理的好氧生物技术时．不仅要兼顾有机物
和氨氮去除效果，同时要考虑运行、维护和管理的方便性。适
用于小量生活污水处理的好氧生物技术主要有生物滤池(曝
气或不曝气)、生物接触氧化、生物转盘、移动床生物膜反应
器、序批式间歇反应器、延时曝气的活性污泥法、膜生物反应
器等。
2-3营养物质回收利用技术
生态排水系统中营养物的利用和回收技术主要有尿液、
粪便直接用于农业和将营养物质从废水或尿液中提取富集
利用两大类。
2．3．1尿液资源化
通过分离和利用尿液、粪便．可能形成一个良性的营养
封闭系统。有很多技术可将人类代谢的营养物分离和利用，
如堆肥、真空厕所(干厕)和尿液分离厕所，尿液里含有大多
数人类代谢的营养物．将尿液分离．排入污水中的营养物将
大大减少．尿液中包含的大部分营养物能满足农业生产中的
营养需要。因此，利用尿液作为肥料是营养圈封闭的重要一
步。对于人121密度低的地方如农村，尿液经过一定的储存期
后达到稳定化，可直接作为肥料使用。对于人口密度高的地
区．为更好地解决尿液的收集与储运．对其进行浓缩和处理
则十分必要。
Maurer于2003年报道了瑞士对尿液蒸发浓缩的研究．
根据该研究结果设计的反应器可将尿液体积缩至l／lO．耗电
约7MJ／kg氮，燃料耗能约11MJ。反渗透用于浓缩尿液的试
验显示．将尿液浓缩5倍时耗能约为5～10kWh／ms．与氮肥生
产耗能(153MJ，l【曲相比，该方法仍具有能量的优势【51。
2．3．2从废水或尿液中回收营养物的技术主要包括：磷酸钙
沉淀法(CaHPO。)，应用较多的是流化床(仅回收磷)；磷酸铵
镁沉淀法(MgNH4P04．6H20)，适用于浓缩NH4+和P043一溶液；
离子交换技术法．适用于处理含有一种或两种营养物的废
水．需结合磷酸铵镁沉淀法和其他的铵盐浓缩处理和沉淀技
术。
3结语
建筑生态卫生排水系统将各类污水分别收集并进行接
近自然、低能耗的处理，废水中的营养物质和水能分别得到
安全的回收利用。形成闭合的循环系统。将尿液单独收集和
储存，经适当处理后用作农肥；将粪便单独收集，由生态厕所
加以分解处理或直接外运堆肥．使有机物尽量得到应用：而
污染较轻的灰水则可以排入管道进行集中处理。这样．既减
轻了下一步水处理的负荷和降低了N、P含量．又可就地采
用生态处理工艺后进行综合利用．采用该技术可以达到节约
水资源、回收利用营养物质、防止生态环境恶化的多重目的。
参考文献
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pects of removal and recovery．Water Science and Technology，
2003，48(1)
(上接第27页)
+630m控制绞车的馈电开关并联0．1～0．2uF的瓷片电容．运
行到目前为止馈电开关不会因谐波干扰产生误动作。
3．4其它降低电缆电感和电容的措施
为尽可能地降低电缆电感和电容．我们还采取了将动力
电缆的接地与控制线的接地分开．特别是变频器应该使用专
用接地线：将动力电缆与控制电缆分开，相距至少0．5m以
上。并尽量避免平行敷设。
通过采取以上各项措施．运行到目前为止各个馈电开关
未发生因变频器谐波干扰产生误动作。
4结束语
绞车变频器产生的谐波对供电系统内相关各级馈电开
关产生的影响．主要是通过电缆的电感和电容作用于馈电开
关的保护装置，可以通过降低电缆长度、采用金属屏蔽电缆、
在馈电开关上并联电容器等措施进行抑制．我司吾祠煤矿
由1．2m绞车变频器谐波的成功经验，希望能给大家～些借鉴
和帮助．
美将用黄豆油取代石油进行橡胶制品生产
美研究人员最近研究出一种新配方．用黄豆油替代石油
进行车用橡胶零部件生产。
研究人员发现．在车用橡胶零部件生产申，使用黄豆油
和黄豆填充物可以替代25％的石油．在提高橡胶产品延性的
同时，降低对环境的影响。
埃及将建首座核电站
埃及政府2007年就宣布要发展核计划，并积极为建设中的首座核电站项目建在地中海沿岸的达巴阿。

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