在開始今天的內(nèi)容之前,我們先來做一個簡單的測算。

正常成年人一天排便一次,一次拉平均0.2公斤,則一年得拉365*0.2=63公斤的便便。假設以我所在的城市昆明,按2021年常住人口850萬來算。等于850萬*63公斤=53.55萬噸的排泄物。按米國噸位最大的福特號航母10.2萬噸算。妥妥的5倍于它。

那大家有沒有想過,這么多我們?nèi)梭w視為廢棄物不要的物質(zhì)從馬桶里沖走后,都去了我們這個城市的哪里?都經(jīng)歷了哪些處理?今天我們就來聊聊,城市中的糞便是如何處理的?

開篇提問:馬桶中的水經(jīng)過污水處理廠又回到我們的自來水管中是真的嗎?(文中回答)

從馬桶到化糞池

在我們每個家庭中,處理排泄物的第一個地方就是家庭衛(wèi)生間里的馬桶,而馬桶的作用是把排泄物充分與水混合,方便以流體的狀態(tài)把我們的便便帶走。

而各家的馬桶通過密閉管道與我們小區(qū)地下的化糞池連接。千家萬戶的排泄物都暫時先匯集到這里。

化糞池——一個偉大的發(fā)明

化糞池是處理糞便并加以過濾沉淀的結構設備。其原理是固化物在池底分解,上層的水化物體,進入管道流走,防止了管道堵塞,給固化物體(糞便等垃圾)有充足的時間水解。

如果沒有化糞池的發(fā)明,真無法想象現(xiàn)代文明生活的環(huán)境會有多糟心。

化糞池是最簡單的廢水處理裝置。其基本原理是在重力和浮力的共同作用下,靜置的糞尿廢水發(fā)生分層和沉淀分離,這是物理的作用。一般而言,廁所廢水靜置后會逐漸分離為3層。

即漂浮在液體上面的浮渣層(里面大多是廁紙纖維和我們食物中的油脂物質(zhì),或者夾帶氣泡的絮團),會在浮力作用下上浮形成浮渣層;中間層是相對澄清的液體,其中可能會含有比重跟水差不多的固體顆粒,或者粒度很細小的還來不及上浮或下沉的顆粒。(我們的尿液和便便中的水溶性物質(zhì)就在這里了),而比重比水大的固體沉淀在底層,(里面除了無法消化的膳食纖維,其他固體部分細菌最多可達50%,但大半細菌排出時己死亡。另外20-30%是含氮物質(zhì),10-20%是無機鹽(鈣、鐵、鎂)。脂肪占10-20%,有2種,分解的脂肪是食物未被吸收的,中性脂肪由細菌和上皮殘片而來的。另有膽固醇、嘌呤基和少量維生素。)形成沉渣。

如今我們已經(jīng)完全掌握了化糞池的工作機制,但化糞池從來自經(jīng)驗和靈感的設計到理性的認識,所花費的時間超過了100年。

作為一種對水沖廁所的廢水進行初級處理的設施,最早的化糞池設計可以追溯到1860年,法國人Mouras設計了一種進水管和出水管均深入液面下以形成水封的新型糞池,這便是現(xiàn)代化糞池的先驅(qū)。

1895年,英國市政建筑師進行了改進,首次以“化糞池(septic tank)”命名并申請了專利,要點是通過厭氧生化作用強化固體物質(zhì)分解。1905年,德國人Imhoff對化糞池的結構進行改進,將池子分為兩格,強化了固體物質(zhì)與出水的分離,讓還沒有充分分解的固體物質(zhì)沉淀在化糞池的第一個格內(nèi),便于長期停留在化糞池內(nèi)進行分解(不至于被出水帶出化糞池),同時也改善了出水的水質(zhì)。

這種結構類型被稱為Imhoff槽(Imhoff tank),被廣泛應用于對城市排水進行初級處理,如小區(qū)或大樓設置的化糞池,以及污水處理廠的初沉池。

由兩格化糞池演變?yōu)槿窕S池是中國人的智慧。由于早前水沖廁所和下水道在我國還不普及,廁所用水量不多,糞尿普遍用于施肥。為了便于農(nóng)民取糞、施肥,同時又不影響化糞池內(nèi)必要的水力停留時間,人們在兩格化糞池的后部又增加了一格,用于儲存熟化的糞液。

三格化糞池

厭氧發(fā)酵原理

厭氧菌。是一類在無氧條件下比在有氧環(huán)境中生長好的細菌,而不能在空氣(18%氧氣)和(或)10%二氧化碳濃度下的固體培養(yǎng)基表面生長的細菌。這類細菌缺乏完整的代謝酶體系,其能量代謝以無氧發(fā)酵的方式進行。

電子顯微鏡下的厭氧菌

化糞池的另一個重要原理是厭氧的生化作用。人們對厭氧的生化作用的利用歷史很悠久,比如發(fā)酵做饅頭或者釀酒,但是認識到這是由于特定的細菌發(fā)生作用,則是近代的事情。

它們可以將復雜的且能態(tài)更高的物質(zhì)(通常是大分子,如淀粉),分解為能態(tài)更低的物質(zhì),從中獲取自身生命活動所需要的能量。

整個發(fā)酵分為酸性發(fā)酵和堿性發(fā)酵兩個階段。第一階段為酸性發(fā)酵階段,產(chǎn)生H2S、硫醇、吲哚、糞臭素等有害氣體和腐臭味,糞便污水pH為5.0~6.0。懸浮雜質(zhì)吸附氣泡浮于水面后,又因氣體釋放而沉入池底,循環(huán)的沉浮運動使懸浮雜質(zhì)塊逐漸變小,糞塊中的寄生蟲卵也隨之剝離沉入池底。

第二階段是堿性發(fā)酵階段,第一階段產(chǎn)生的氨基酸在甲烷基作用下分解為CO2、CH4、氨,池內(nèi)糞液pH為7.5左右。

而這些厭氧菌可以對廣泛的生物性廢物進行分解,如纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、油脂、尿素等,主要的產(chǎn)物包括各種有機酸、甲烷、腐殖質(zhì)、銨、溶解性的磷等。總體而言,經(jīng)過化糞池內(nèi)的厭氧生化作用,廢水所含的能量變少,性質(zhì)變得穩(wěn)定。同時經(jīng)過化糞池內(nèi)長時間的高氨氮、高pH值等的作用,腸道寄生蟲的卵等致病因子也會被殺滅,使出水和出渣的生物安全性都得到顯著改善。這就是化糞池“無害化”的基本原理。

開篇有人問:馬桶中的水經(jīng)過污水處理廠又回到我們的自來水管中是真的嗎?

事實是:大家想太多了,目前只有在太空中運行的空間站可以達到凈化尿液再利用的程度,我們城市中的自來水是自來水廠過濾凈化生產(chǎn)出來的,而污水廠是專門處理污水的。根本就是兩個單位。

自來水廠的水都是從水源保護地和地下水抽取的。而污水廠是通過城市污水管網(wǎng)收集各種生活污水,當然也包括城市各處化糞池中的尾水。我們在井蓋上看到寫著污字的就是污水管系統(tǒng)。

水歸水,土歸土

在化糞池中經(jīng)過幾個月的沉淀分解,化糞池尾水就會通過市政的污水管道,慢慢的流通到污水處理廠,再經(jīng)過污水處理廠各種工藝殺菌處理,變?yōu)槌鞘械氖姓凸I(yè)用水。比如綠化用水、湖泊河流補充水,景觀用水,消防用水等。

而池底的污泥還會在微生物的作用下進行不斷分解,這會使污泥中的有機物分解成穩(wěn)定的無機物,易腐敗的生污泥轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的熟污泥,改變了污泥的結構,降低了污泥的含水率。

底泥糞渣的處理

城市化糞池中剩余的底污一般分為人工處理與機械處理,我們的勞動模范時傳祥的工作就是處理這些剩余的糞渣。

時傳祥(1915年9月20日-1975年5月19日),男,漢族,齊河縣趙官鎮(zhèn)大胡莊人,1956年11月加入中國共產(chǎn)黨,曾在北京市崇文區(qū)清潔隊當掏糞工人,新中國第一代勞動模范,中國工人階級的杰出代表 。

機械抽吸

我們會發(fā)現(xiàn)小區(qū)一般會隔一定的時間,有標著抽糞車的車輛來進入小區(qū),把管道插入下水道抽取一些東西。(一般是夜間作業(yè))他們抽的正是池底被厭氧菌分解剩下的各種無機物(大部分是黑色的),這些東西會被掩埋或者拉走作為農(nóng)業(yè)肥料原料用。

正常情況下吸糞車主要是吸取分解后的底泥物質(zhì),但是在這個過程中也會吸入一些剛進入第一格沉淀的新鮮物質(zhì)。

來自吸糞車的危險

12·27河池吸糞車爆噴事件是2014年12月27日一輛正常作業(yè)的吸污車不知什么原因在廣西河池一街道發(fā)生爆噴事故。多位路人和店家遭殃。

原因可能是由于吸入的可燃氣體膨脹造成的。

來自化糞池的危險

事物都有兩面性,化糞池解決了無害化的問題同時,也會有一定的潛在危險。一方面來自結構上的隱患,另一方面來自發(fā)酵過程中,會產(chǎn)生一些易燃易爆或者有毒的氣體。

“吃人的化糞池”

2018年3月,在北方某城市,楊某之子李甲在等待其女友使用案涉廁所時,由于緊鄰廁所入口處的化糞池水泥蓋板斷裂,致使李甲跌落化糞池而溺亡。

2022年10月,重慶綦江橋附近的一個公交站臺發(fā)生地陷,多名市民跌落進下方深坑的化肥池中,現(xiàn)場讓人嘔吐難聞,周圍群眾施救幫助一些受害者掙扎著爬上來,幸好沒有造成傷亡,

據(jù)現(xiàn)場視頻現(xiàn)實,在一個大坑面前,有8個人不幸掉了進去,幾名爬上來的人渾身沾滿了污穢之物,還有幾人在糞坑里掙扎。

2021年河南開封金明區(qū)的耿大媽外出去公共浴室洗澡,回來路上在原本平坦的小區(qū)地板上鋪著一塊大綠布條,附近沒有任何警示標志,以為是施工單位留下的一塊綠布,她沒在意,直接踩在了地上。結果“撲通”,掉入了下方兩米深的化糞池中,當時她大腦頓時一片空白。不過好在化糞池內(nèi)的污物并不多,深度只到耿大媽的腋下,但是惡臭幾乎將她熏暈,好在后來她堅持著爬了出來自救逃生。

回家后,耿大媽開始狂洗澡,身上的皮都快搓掉了,但這還是不能讓她忘記自己掉進化糞池的一幕。之后的幾天內(nèi),耿大媽更是茶飯不思,精神上受到了很大的刺激。

后來,耿大媽是越想越氣,因為她發(fā)現(xiàn)當時化糞池口只是用一塊綠布蓋著,四周都沒有圍擋和體式,否則她也不會遭此“劫難”。為了討回公道,耿大媽便尋求媒體幫助,要求涉事單位必須要給自己一個說法。當記者見到耿大媽時,耿大媽還為他詳細的解說了一下當時情況,大媽是一邊說一邊干嘔,稱化糞池里面的液體跟粥一樣,現(xiàn)在一提喝粥他就想吐。

此外記者還發(fā)現(xiàn),大媽手上拿著一瓶消毒液,她不斷地往自己身上各處噴,對此大媽一臉崩潰道:“我身上、指甲里,甚至嘴里都有,我現(xiàn)在恨不得往嘴里噴。”其實,這位大媽能從化糞池里死里逃生還算幸運的。

化糞池最可怕的不是里面的糞便,而是發(fā)酵過程中產(chǎn)生的許多有害氣體,如沼氣、二氧化碳、硫化氫等,這些都是致命的氣體。 2018年,阜陽市發(fā)生一起沼氣中毒事件。 幾名男子在修理沼氣池時突然感覺呼吸困難,隨后出現(xiàn)昏迷狀況。被發(fā)現(xiàn)報警后,消防立即趕赴現(xiàn)場處理。經(jīng)過近兩個小時的努力,終于將中毒人員送往醫(yī)院救治。最終只有一人痊愈出院,另外兩名工人已經(jīng)被毒氣熏死在現(xiàn)場。

“化糞池致死”的事情自古以來就有。 中國歷史上的晉景公就是其中一個,據(jù)《左傳》記載:“吃新麥了,腹痛,站起來,上廁所,掉入茅坑然后死了。” 這就是歷史上有名的“晉悼亡”,是春秋時期晉國大夫范蠡為紀念他所做的事。故事發(fā)生于公元前476年至前384年之間十幾個字生動地描述了這一場景,皇帝應該是獨享自己的專用茅廁,一代霸主死于自己糞便而亡。

火爆的化糞池

2015年11月13日12時55分,湖北省宜昌市深圳路菜市場發(fā)生化糞池爆炸。發(fā)生爆炸的化糞池位于宜昌高新區(qū)深圳橫路與深圳路菜市場出口交匯處,道路兩邊的攤檔距離爆炸點僅一兩米遠。

當時只聽得一聲巨響,一團火焰似蘑菇云升起20多米高,100多公斤重的水泥蓋隨著蘑菇云拋上20多米高的高空,而后重重摔下,砸在一堆紅薯堆上。

還有每年過節(jié)期間都會出現(xiàn)的熊孩子燃爆化糞池的事故。

筆者在這里呼吁家長給孩子傳遞安全教育觀念,讓孩子遠離化糞池和各種井蓋。

來源: 梵觀點