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1、粪便处置现状及对策研究 。陈 丽 城市粪便处理是一个世界性的问题,解决得不好,将 严重影响人类生活的空间和质量。粪便中的有机物和氮、 磷等物质若直接排放,会造成水体污染,并散发出含氨、硫 化氢、硫醇、硫醚等恶臭成分的有害气体。其中,病人的 粪便中含有多种肠道病菌、寄生虫卵和病毒,发展中国家 70的疾病与粪便的生物性传染有关。 因此,对粪便进行减量化、无害化和资源化处置,具 有重要的现实意义。本文以上海市的粪便处置情况为例, 对比国内外的处置方法,提出对策建议。 一、上海市粪便处置现状 (一)粪便来源 粪便源头一般来自居民、单位等以及一些公共环卫设 施,与人口密度密切相关。截至2008年,上海市
2、常住人口 达到188846万人,其中外来流动人口51742万人,公共 厕所约有5866座,倒粪站2064座,化粪池45537座 】。 人口的增加、环卫设施的增多、城市化程度的提高等,都 将导致粪便的产生量急剧增加,从而给处置工作带来极大 压力。 (二)粪便处置 粪便的处置方式受传统习惯、经济发展水平和环境因 素的影响,一般有“欧美模式”、“日本模式”和“发展中 国家模式”三种。欧美模式是以城市排水管网和污水处理 厂作为粪便收运和处理基础的,是一种污水粪便合并处理 的高成本模式。日本模式是除污水粪便合并处理之外,还 采用车辆收运集中处理与现场净化池分散处理相结合的粪 便单独处理的中成本模式。发展
3、中国家模式则采用多样化 的粪便处理系统的低成本模式。上海作为发展中国家经济 较发达的城市,其粪便处置方式在多样化的基础上,逐渐 趋向欧美模式和日本模式。目前,上海中心城区粪便处置 方式有:进入污水厂、进粪便预处理厂、少量就近转近郊农 用:郊区粪便处置方式有:农用回田,部分中心城镇粪便进 入污水处理厂处理或进入化粪池、蓄粪池等。 (三)处置方式单一,环境影响大 按目前的发展趋势,粪便农用率将继续降低,预处理 厂不可能大规模兴建,化粪池、蓄粪池仅为粪便暂贮场所 而非处置方式,粪便将更多进入污水厂处理,从而增大了 污水厂的运作负荷。同时,粪便经污水厂处理后最终将进 入水体,如排海等,都将对水体环境造
4、成影响甚至严重污 染,极易引发疾病恶性流行等事件。 (四)资源利用率和处置技术水平低 粪便回田是我国自古以来消纳粪便的主渠道,也是资 源利用的主要方式之一,其作为商品农用可追溯到南宋以 前。但进入二十世纪八十年代以后,我国粪肥农用率普遍 降低,主要原因在于:缺乏大规模集体运输、贮存、使用粪 肥的条件和措施:粪便的水分和杂质含量多,导致肥效降 低:化肥速效、方便,多数农民追求短期高产,忽视采用有 机肥料养田养地:养殖业发展产生的禽畜肥形成了对粪便 农用的冲击等 。目前,上海除粪便农用外,缺乏其他资 源化处置方式,无害化措施不到位。 (五)纳管设施成本高 粪便纳管直接进入污水厂(污水干线)的处置方
5、式减少 了运输途中的环境污染,但需要前期建设大量的基础配套 设施,处置成本较高。这种处置方式在经济发达国家较为 普及,欧美国家的粪便收运和处理大多以城市排水管网和 污水处理厂作为基础。目前,上海新建居民小区一般都同 步配套粪便纳管没施,部分有条件的老旧小区也正逐步实 施纳管收集。但即使如此,要达到欧美发达国家的纳管普 及率,仍需要几十年或更长的时间。而且纳管设施的日常 运行及老化后的维修都需要大量资金,如上海的“污水西 干线”始建于 十世纪七十年代初,现有设施存在腐蚀严 重、淤积严重、设备陈旧老化等安全隐患。因此,2008年 3月,上海市政府启动了“西干线”改造工程,整个改造 工程总投资近95
6、亿元。 (六)其他因素影响 一直以来,上海以金融经济中心定位,产业结构上侧 重于服务业,对农业发展的重视度相对较弱。而农民卫生 观念加强、卫生要求提高,又导致粪便农用程度降低。在 社会影响方面,粪便处置关系民生,一旦处理不当,发生 滴漏、异昧扩散等,都会引起市民的强烈反映:粪便处置设 施的建设选址也存在同样的问题。 二、粪便处置对策 (一)减量化是粪便处置的首要原则 水冲厕所的普及是导致粪便含水率增长的根本原因, 也是导致粪便体积重量增加的最主要原因。因此,粪便减 量化的关键在于降低含水率。一般可以通过实施节水措施 或技术,如普及节水型水箱,推广真空抽水马桶,建造免 冲水、泡沫封堵型、循环水冲
7、洗、负压节水等生态型厕所, 加强粪便脱水技术、粪渣分离技术研究等来实现 。 (二)无害化是粪便处置的基本要求 粪便的可利用性和污染性同时存在,因而无害化是粪 便资源利用的前提。在处置和利用粪便过程中,首先要保 证对环境和人体无污染无危害。在同田农用前,必须通过 厌氧发酵杀死混有的多种病菌和寄生虫卵 。粪便经污水 厂处置后,在排放进水体前,必须确保氨氮含量、COD、BOD 等常规指标在环境允许范围内。 (三)资源化是粪便处置的发展动力 变废为宝是废弃物处置的发展目标,也是循环经济的 要求。粪便的资源化利用就是在确保无害化的基础上,提 高传统回田农用的比例,同时进行粪便生化处理作为二次 能源及其他
8、资源化利用的研究和尝试。 l、粪便同田。J 大农田为城市粪便提供了一个容量 无限、可循环运行的处理处置系统。粪便农用具有长远的 生态效益。我国的国情也决定了粪便的处置仍需要传统的 农用来减轻处置负担。运输难度大、缺乏无害化场所,是 当前粪便农用的主要“瓶颈”。将粪便集中卫生处理后,再 资源化使用,不失为一个解决方法。建造集中处置点不仅 解决了无害化场所缺乏的问题,还能缓解用肥淡季时的粪 便储存压力。上海环卫管理部门曾于198O1985年问在郊 区10县建造了200座密闭储粪池储存城市粪便,但目前所 剩无几。因此,经调研后,可在农肥需求大的地区建造储 粪池等设施,对可能扩散的臭味,可采取除臭降臭
9、的技术, 如添加天然沸石、纳米材料等来加以抑制 。 2、生化发酵处理。生化处置是粪便资源化的主要途 径,其中以产生沼气或将沼气转化为其他能源最为常见。 沼气的主要成分是甲烷,燃烧热值高,对环境无污染,属 于清洁能源。沼气池产生的沼气可直接供燃烧,或者转化 为其他能源,如燃烧沼气可以产生电能,同时产生热水和 肥料等有用的副产品。 二十世纪三十年代,上海老西门蓬莱国货市场就曾利 用粪便和生活垃圾混合发酵产生沼气使用汨 。1993年10 月,英国建成并投入使用世界上第一座以鸡粪为原料的电 站艾伊电站 j。南京工业大学张红等旧 发明了以人 粪沼气和太阳能作为热电联产系统能源的设备与方法,既 解决了沼气
10、化的温度需求,也保证了发电的能源来源,沼 气池内的沼渣和沼液可以作为肥料使用。农作物秸秆、人 畜禽粪便、农村生活垃圾都是沼气发酵的原料。据统计,至 2007年底,全国农村沼气用户已达2650万户,年产沼气 102亿立方米,相当于替代1600万吨标准煤,减排4400多 万吨二氧化碳“ 。 3、建立粪便(预)处理场。粪便来源集中并且产生量 大,规模化的处置利用如建立粪便集中处理场,将大大缓 解粪便处置压力,同时一并解决粪便回田农用前缺乏无害 化处置和堆积场所的问题。2004年9月,浙江省嘉兴市日 处理人粪便150吨的处理场建成并投入生产,此项目应用 了物理、化学、生物等多学科技术专利“”对人粪便进
11、行 无害化处理,最终生产出高效无臭的有机肥料,产生了良 好的经济和社会效益。 4、其他技术。一是制造人造煤。一般限于技术和工 艺,粪便经污水处理厂或预处理厂处理后产生大量粪便污 泥,或冲入大海或简单沉淀后焚烧处理,造成环境污染和 热值浪费。上海某科技公司利用粪便污泥掺入部分生活垃 圾制成“煤球”,或用粪便污泥制成“煤饼”,虽然生产的 人造煤热值仅为标准煤的一半,但降低了成本,经济环境 效益仍非常显著 z 。二是制造生物柴油。加拿大建有一 个小型试验厂,每天把1吨干燥粪便转化成两桶柴油。如 果加拿大全国粪便污泥的70用来提炼的话,能提取7O万 桶柴油,其价值可达1660万美元。三是提取生物药用成
12、分。 粪便的利用主要是对人尿的利用。本草纲目记录了人尿 制品,人中自、秋石口服可治疗头痛、中风、吐血等4O余 种疾病。近年来,我国科学家又成功地从人尿中提炼出三 种贵重药物,即绒促性素、女性激素和尿激酶,国际市场 上每亿单位的尿激酶粗制品售价高达1万美元。此处置利 用技术含量较高,首先要利用粪尿分离收集技术“s 将固 液分离,难度较大,却仍不失为一种经济效益较高的处置 方法,有待进一步研究。 (四)政策宣传 粪便处置关系民生,无论是传统处置还是新技术的开 发产业化,都需要政府的宣传、引导和支持。在粪便农用 方面,相关部门应宣传粪肥农用的优势,积极制定有利于 粪便农业利用的经济政策,必要时开展粪
13、肥农用调研,了 解粪肥供需情况,辅以科技指导等。有关的具体政策宜由 环卫、农业、财政、税务等部门协调制定,同时积极制定、 推行粪便农用的有效组织措施和运行模式。鼓励从事粪便 资源化的企业,例如通过税收和财政的保障给予相关企业 减免税收、适当补贴等优惠政策;对使用有机肥种植的农 产品给予优惠补贴。在沼气池、粪便预处理厂等设施建造 方面,包括安全、卫生、选址等问题,也都需要政府来协 调指导解决。在其他非常规资源化利用方面,如制造人造 煤、生物柴油等,目前国内尚未展开研究或技术不成熟,更 需要职能部门加大研究投入,并为研究成果产业化提供平 台等支持。 粪便的产量是稳定而持续的,并随着人口的增长和城
14、市化进程的加速而不断增长。如果不从根本上解决其处置 问题,将产生极大的社会影响和严重的生态破坏。多渠道 多元化处置是粪便处置的主要宗旨。应将资源化利用作为 主要处置方向,在无害化的基础上,大力提倡开发利用粪 便资源化技术,同时因地制宜,形成和发展具有地方特色 的处理技术,以适应可持续发展和循环经济的战略要求。 城市粪便处置需要多部门的通力合作,如技术层次上,需 要科研部门的投入和支持:在政策鼓励上,需要农业、税收 和财政部门的政策保障:具体措施要由环卫和环保部门合 作实施。圈 (作者单位:上海市废弃物管理处) 参考文献 1上海2009年统计年鉴 2兆野尚宏中国城市粪便农业还原情况J城市环境卫生
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