黃 冬,蔣松竹,劉秀紅,汪俊妍,王洪臣
(中國人民大學(xué)環(huán)境學(xué)院,北京 100872)
近年來我國城市污水處理設(shè)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(shè)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(shè)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(jì)80年代,郭廣慶、靳文東等[2-3]就已經(jīng)認(rèn)識到我國對化糞池的建設(shè)和管理重視不夠,致使已建化糞池不但沒有起到應(yīng)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(shè)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(shè)施日益完善的今天,城市化糞池是否還有必要設(shè)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(shè)、管理體制與化糞池的處理和處置等方面進(jìn)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)。
《給水排水設(shè)計手冊》[4]里規(guī)定在以下2種情況宜設(shè)置化糞池:①沒有城市污水處理廠時,生活糞便污水應(yīng)設(shè)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(shè)滯后于建成生活小區(qū),應(yīng)在生活小區(qū)內(nèi)設(shè)置化糞池。GB 50337—2003城市環(huán)境衛(wèi)生設(shè)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(shè)施尚不完善的區(qū)域,可采用糞便污水前端處理設(shè)施;城市污水管網(wǎng)和污水處理設(shè)施較為完善的區(qū)域,可不設(shè)置糞便污水前端處理設(shè)施,應(yīng)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(shè)施不完善的地區(qū)才需要建設(shè)化糞池?;S池建設(shè)是有條件的而非強制建設(shè)。部分地區(qū)化糞池設(shè)置相關(guān)政策見表1。
表1 部分地區(qū)化糞池設(shè)置相關(guān)政策
根據(jù)福建省建筑設(shè)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(shè)置化糞池,且陜西和天津已編制針對化糞池設(shè)置的地方標(biāo)準(zhǔn)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(shè)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(shè)施較完善城區(qū)盡可能不設(shè)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(shè)置要求有差異,即使是同一省份中不同城市對化糞池的設(shè)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(chǔ)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。
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(shè)設(shè)計院從1985年開始設(shè)計無化糞池的居民區(qū)[17],重點從設(shè)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(shè)計與養(yǎng)護技術(shù)規(guī)程》[7],率先針對化糞池的設(shè)置必要性作出明確的規(guī)定,同時對無化糞池污水管道設(shè)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(shè)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(yán)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(shè)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(shè)置要求。但是在采訪相關(guān)負(fù)責(zé)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(fù)擔(dān)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(jìn)行到底。2003年,上海開始取消化糞池,新建小區(qū)設(shè)計時一律不允許設(shè)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(yán)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(wù)范圍內(nèi),生活污水不能直接進(jìn)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。
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(shè)施,產(chǎn)權(quán)歸建設(shè)者所有,化糞池由產(chǎn)權(quán)單位負(fù)責(zé)進(jìn)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(dān)責(zé)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(zé)任人負(fù)責(zé)管理維護,在實際管理中產(chǎn)權(quán)責(zé)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(xué)為例,中國人民大學(xué)屬公建區(qū),實際管理中由人民大學(xué)下屬后勤集團對校園內(nèi)化糞池進(jìn)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(jìn)行代管。第3類化糞池一般由城市管理部門對其進(jìn)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。
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(shè)、維護基本情況
城市化糞池的實際管理情況比較復(fù)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(fù)責(zé)。其次,我國自1998年才實行住房市場化,在此之前建設(shè)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(fù)責(zé)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(fù)責(zé)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(jìn)行管理,僅在化糞池堵塞或溢流的情況下,才不得不進(jìn)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(jìn)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(jìn)口的攪拌器。
圖1 吸糞車
圖2 化糞池攪拌器(美國制造)
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(jìn)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(shè)化糞池管理辦公室,負(fù)責(zé)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(dān)糞便消納站的運營費用,各區(qū)承擔(dān)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(shè)和管理辦法》繼續(xù)對芝罘區(qū)2 114座化糞池進(jìn)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(shè)施運行和維護經(jīng)費緊張等問題。
城市化糞池設(shè)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(rèn)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
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(dǎo)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(dá)的地區(qū)糞便無害化處理率較經(jīng)濟欠發(fā)達(dá)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(dá)92.27%,遠(yuǎn)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
2015年北京市城市糞便處理設(shè)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(zé)移至草橋消納站處理,致其產(chǎn)生超負(fù)荷現(xiàn)象。
表3 2015年北京市糞便處理設(shè)施處理量情況
總體來說,北京市17座糞便處理設(shè)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(jìn)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(yīng)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。
1)我國不同省市、不同城市對化糞池的設(shè)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(jìn)行管理;公建樓與住宅樓的化糞池由產(chǎn)權(quán)責(zé)任人負(fù)責(zé)管理或委托物業(yè)公司代管。然而實際情況比較復(fù)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(biāo)準(zhǔn)應(yīng)0.5~1 a進(jìn)行清掏,化糞池糞便清運后進(jìn)入糞便消納站進(jìn)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(yīng)當(dāng)做好相應(yīng)的替代措施,如增設(shè)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(yīng)當(dāng)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。
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