预制式二格化粪池户厕建设及卫生效果研究

摘要：目的：研制具有粪便无害化处理效果的二格式化粪池。方法：根据前期调查数据及预试验结果，挑选其中一种结构形式的二格式化粪池，建设并进行粪便无害化处理效果评价。结果：化粪池采用水泥预制结构，不渗不漏，密闭，总容积为1.32m3。每户月进入粪池的粪水总量平均为1.05m3，粪池可存贮粪便34d以上；出口粪液寄生虫卵沉降率、粪大肠菌群值两项同时达标率为100%。结论：预制式二格化粪池户厕粪便处理符合无害化卫生标准要求，是一种适宜粪便无害化卫生处理的户厕类型，适用于经济条件较好和不使用粪肥的农村地区。 
关键词：预制式；二格式化粪池；卫生效果 
改厕粪管是控制肠道寄生虫病的治本措施之一。农村改厕粪管是一项系统工程，其中粪便处理设施建设是其中心内容。目前，农村粪便处理设施的类型有三格式粪便处理池、双瓮漏斗式粪便处理池、沼气池及粪尿分集式户厕等，其粪便无害化处理效果已被肯定。二格式处理设施结构简单、用材少、施工方便，在农村粪便处理设施中，占有一定比例，但其卫生效果目前尚未被肯定，也未见有学者对二格式的池型结构、处理工艺及卫生效果研究的报道。为此，我们对江苏省农村使用的二格式粪便处理池进行了现场调查与卫生学评价，结果发现，农户现有的不规范自建二格式化粪池中，部分具有一定的卫生学效果，且对寄生虫卵的沉降作用较为显著。在此基础上，我们研制了预制式二格化粪池户厕，根据预试验结果，选择其中一种结构形式进行了卫生效果评价。 
一、内容与方法 
1户厕构造与原理 
1.1总体结构 
二格式化粪池进粪管连接卫生间的节水型座便器(大小便分开冲厕)，需倒马桶的农户则在化粪池池外进粪管上设一200mm×200mm的带盖小窨井。出粪管接浅土式净化沟，为研究需要，在出粪管与浅土式净化沟之间设置200mm×200mm×400mm的采样井。 
1.2二格池结构 
化粪池为一隔二池的水泥预制式二格池，壁厚30mm，池整体长1100mm，宽1000mm，深1200mm，第一池容积为0.72m3，第二池容积为0.60m3，总容积为1.32m3，有效容积>1.20m3；盖板外沿带有向下的槽口，厚50mm；池进粪管设在第一池的左侧(相对位置)，进粪管出口端中心(垂直方向)在由底向上500mm处，水平方向在中心处，进粪管为倒“T字”型的Φ150PVC塑料管，快速下落的粪水经T字型缓冲后由两开口进入一池；过粪管为一倒“L字”型Φ100PVC塑料管，与第一、二池间的隔板平行设置，并固定在隔板上，从隔板右下角(相对于进粪管位置)50°斜向左上角进入第二池，过粪管进口端中心位置距池右壁250mm，距池底350mm，开口在第一池，过粪管出口端中心位置距左壁250mm，距池顶250mm，开口在第二池；化粪池出粪管为Φ100PVC塑料莲蓬弯管，设在第二池右侧，出粪管进口端中心垂直方向距池底600mm处，出口端距池顶150mm处，管水平方向在水平中心处。进出化粪池的粪液路径呈S型。 
2调查点 
2005年5～6月在常熟林场区和昆山计家墩村，分别建设8只和10只二格式化粪池户厕，每只费用为315元。常熟林场区经过预试验，进口寄生虫卵平均数>200个/L。计家墩村居民寄生虫感染率在4%左右，为了实验的需要，实验期间不定期在化粪池进口投入新鲜蛔虫卵。在7～8月2次对已正常使用1个月以上的化粪池采样检查蛆蛹、成蝇及粪液中的孑孓。正常使用3个月后，于10、11月采样检验卫生学指标，每月2次。 
3卫生学评价指标 
3.1用水量观察 
每户的水冲式厕所进水管上安装水表，连续记录3个月的用水量，粪尿量以每人每日排1.85L，因居住者白天外出等原因按60%，即1.11L/(日•人)计算。 
3.2pH值 
pH试纸法测定进口粪液(第一池上下混合液)出口粪液(采样井粪液)pH值。 
3.3寄生虫卵沉降率 
按GB7959-87粪便无害化卫生标准附录C测定进、出口粪液寄生虫卵总数，计算沉降率和达标率。 
3.4粪大肠菌群值 
按GB7959-87粪便无害化卫生标准附录A测定进、出口粪液粪大肠菌群值。 
3.5悬浮物(SS) 
滤膜法测定进、出口粪液SS值。 
3.6氨氮(NH3-N) 
纳氏试剂光度法测定进、出口粪液NH3-N值，并计算保氮率。 
3.7五日生化需氧量(BOD) 
稀释接种法测定进、出口粪液BOD值。 
4统计处理 
运用Excel数据库，SPSS10.0软件包进行相关的统计分析。 
二、结果 
1用水量及一般卫生状况 
每户用水量为0.50～1.21m3/月，平均为0.93m3/月，95可信区间(95%)为0.87～0.99m3/月，进入化粪池的水和粪尿总量平均为1.05m3/(月•户)。粪液在化粪池中平均可贮存34d以上，户厕的坐便器均设在室内卫生间，瓷砖地面及墙裙，无蝇无蛆无臭，卫生状况良好。化粪池无阻塞现象。化粪池周围未发现活蛆蛹及羽化的成蝇，粪液中无孑孓。
2卫生学指标检测 
进口粪液pH值6.5～8.0，平均7.2；出口粪液pH值7.5～9.0，平均8.3，出口比进口pH值平均提高1.2倍(t=7.917，P<0.01)。 
林场户厕粪便处理池进口寄生虫卵总数在0～957个/L之间，平均为229.34个/L；出口寄生虫卵总数在0～5个/L之间，平均为0.50个/L，平均减少了99.90%。计家墩村户厕粪便处理池进口寄生虫总卵数在9～642个/L之间，平均为95.60个/L；出口寄生虫卵数在0～3个/L之间，平均为0.34个/L，平均减少了99.90%。林场户厕粪便处理池粪大肠菌群值可提高1～3个数量级，幂指数平均提高2.03；计家墩村户厕粪便处理池粪大肠菌群值可提高1～3个数量级，幂指数平均提高1.95。两村户厕寄生虫卵沉降率和粪大菌群值达标率均达到100%(表1)。 
表1寄生虫与粪大菌群值检测结果 

林场和计家墩两村户厕粪便处理池SS降解率分别为63.55%和64.23%；平均保氮率分别为88.08%和89.25%；BOD降解率分别为69.32%和68.60%(表2)。 
表2卫生学指标测定结果 

三、讨论 
农村粪便的收集和处理是亟待解决的环保卫生基本建设问题之一，粪便无害化处理是预防肠道传染病和寄生虫病的主要措施。我国幅员辽阔，各地地理、气候、经济、生活习惯等各不相同，粪便处理方法也应因地制宜，因此，粪便无害化处理适宜技术的研究是非常必要和迫切的。 
预制式二格化粪池针对苏南地区的特点，有效地解决了粪便的收集，处理后的粪便能达到国家粪便无害化卫生标准的要求。化粪池采用水泥预制构件，投资少，结构简单，施工方便，易管理推广，可促使农村改厕走上商品化轨道。 
本研究的化粪池盖板设有内槽式沿口，盖板与池体可用石灰水泥砂浆封闭接口，倒粪口(倒马桶口)设在池进粪管外侧，池体的密闭性优于其他形式的化粪池，确保了池内的厌氧发酵环境，也降低了氨的流失，提高了其处理效果。且能有效避免用户倒马桶粪水后不盖盖或将马桶粪水倒入出口池的情况发生。 
本研究设计的二格式化粪池进粪管采用倒“T字”型，快速下落的粪水经T字型管缓冲后由两开口进入一池，显著减少了水冲力对第一池粪液扰动，确保了良好的厌氧和沉卵环境；而过粪管采用的倒斜“L字”型，使进出池粪液呈“S”型路径，增大了粪便在池内行走的路线，增加了对虫卵的沉降作用。因具有良好的厌氧环境，发酵充分，以及水的稀释作用，一池分层明显，不易阻塞；池体及池内构件为一体式预制结构，避免常常因施工原因造成的过粪管“短路”问题。化粪池出口设置溢渗口，粪液可自动溢出，溢出接浅土式净化沟，一方面降低了出口粪液对周围环境的影响，也方便了不用粪的农户。本研究使用大小便分开冲厕的节水型马桶，减少了其冲水量，也增加了粪便在池内的滞留时间。由于本实验区寄生虫感染率较低，池中蛔虫卵少，出口更少，因此，未做蛔虫卵死亡率试验。蛔虫卵死亡问题是目前水冲式户厕需要进一步研究的问题，粪便的稀释，沉降率增加，但氨浓度的下降，蛔虫卵死亡率可能降低。本研究的户厕类型目前主要适用于经济较为富裕、通上自来水且不使用粪肥的农村地区。此池型是否适合于非水冲式户厕或寄生虫病重流行区，还有待于进一步研究。