化粪池的发展和原理.docx
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化粪池的发展和原理
中国化粪池网化粪池施工图纸
洛阳鑫伟重工机械有限公司
最早的化粪池起源于19世纪的欧洲，距今已有100多年的历史，化粪池就是流经池子的污水与沉淀污泥直接接触，有机固体藉厌氧细菌作用分解的一种沉淀池。
最初化粪池作为一种避免管道发生堵塞而设置的截粪设施，在截留、沉淀污水中的大颗粒杂质、防止污水管道堵塞、减小管道埋深、保护环境上起着积极作用。
在我国，化粪池是人民生活不可缺少的配套生活设施，几乎每一个建筑物都设有相应的化粪池设施。
砖混化粪池由于设计、施工、使用、管理等方面的诸多问题，致使95%以上的化粪池使用1-2年后开始严重渗漏,由于不被人重视，化粪池渗漏问题严重污染了地下饮用水源和城市地下供水管道,更为严重者造成建筑物不同程度倾斜。
另外，传统砖混化粪池由于缺乏技术含量,处理水质差，排出污水严重超标,大大增加了污水处理厂的工作负荷，在无市政管网的少数地区将传统化粪池处理后的污水直接排入河湖，给周边河湖水环境带来严重破坏。
传统化粪池由于技术含量低，腐化功能差，清掏周期短，如果日常维护管理不到位，还会出现沼气中毒、爆炸等不安全隐患。
化粪池原理
在西方发达资本主义国家，化粪池设施早已超越了传统意义的“化粪池”成为了污水处理设施，处理技术早已达到中水回用的水平。
我们公司研发龙康玻璃钢化粪池系列FRP环保型地埋式整体高效生物化粪池就是针对中国目前化粪池技术发展现状，结合西方发达国家先进技术经验，不断研发完善符合中国国情的化粪池设备，为中国环保事业做出更大的贡献
龙康玻璃钢化粪池采用玻璃钢整体缠绕而成，内部分隔成三格，中间由过粪管联通，主要是利用厌氧发酵、中层过粪和寄生虫卵比重大于一般混合液比重而易于沉淀的原理，粪便在池内经过20天以上的发酵分解，中层粪液依次由1格流至3格，以达到沉淀或杀灭粪便中寄生虫卵和肠道致病菌的目的，第3格粪液成为优质化肥。
新鲜粪便由进粪口进入第一格池，池内粪便开始发酵分解、因比重不同粪液可自然分为三层，上层为糊状粪皮，下层为块状或颗状粪渣，中层为比较澄清的粪液。
在上层粪皮和下层粪渣中含细菌和寄生虫卵最多，中层含虫卵最少，初步发酵的中层粪液经过粪管溢流至第二池，而将大部分未经充分发酵的粪皮和粪渣阻留在第一池内继续发酵。
流入第二他的粪液进一步发酵分解，虫卵继续下沉，病原体逐渐死亡，粪液得到进一步无害化，产生的粪皮和粪厚度比第一池显著减少。
流人第三他的粪液一般已经腐熟，其中病菌和寄生虫卵已基本杀灭。
第三池功能主要起储存已基本无害化的粪液作用。
适用范围
住宅小区、宾馆饭店、学校、写字楼、医院、公共厕所、小区市政改造，工业建筑和民用建筑生活污水的局部处理。
技术原理
玻璃钢化粪池使用高分子材料与高强度玻璃钢纤维复合制成的圆筒型整体化粪池，与传统砖混化粪池相比，具有严密性好不渗漏、重量轻易于运输、抗压强度高、耐酸碱使用寿命长、安装快捷等优点。
池体上部设有进出水和清掏孔，池内用隔仓板分成一级厌氧沉淀池、二级厌氧生化沉淀池和澄清池三部分，沉淀池内填充有高效生物厌氧处理填料和挂膜填料。
生活污水经排水管道进入厌氧沉淀池，进行厌氧沉淀，其所采用的工艺形式为科研院校在通过大量研究的基础上提出的一种先进的混合型挂膜系统，经过一定时间的培养，使大量的微生物附着生长于载体物质的表面，经富集自然驯化和变异、变为适应流经该载体物质表面所生长的微生物，从而在厌氧或缺氧的条件下实现对废水的有效处理。
废水在沉淀池和澄清池将废水中的COD转化为无害的无机物质，达到二级排放标准。
产品性能特点
一、久不渗漏
产品池身利用玻璃纤维、有机树脂等高强度耐酸碱材料一次成形、密封性好，绝不会产生因地基沉降而引起的断裂破损和池内板结浮渣层现象，彻底解决了砖砌化粪池污染地下水的问题,保证了化粪池可靠性运行和厌氧化粪的功能。
二、抗压强度高
产品结构设计合理，受压均匀，经多次耐压测验，卡车在上部辗压不沉降，不变形。
三、安装施工方便
按图纸要求挖好基坑，把玻璃钢化粪池吊入基坑内适当位置，连接好进出水口，一天内化粪池就可以安装完毕，且施工不受气候影响。
四、处理效果好
沉淀池内厌氧生物填料和挂膜填料系统的应用，截留了更多的生物量，污水处理能力比同等容积的传统化粪池提高了一倍以上。
五、使用寿命长本产品耐潮湿、耐氧化、高低温无变形，不畏酸碱，正常使用达50年以上。
六、占地面积小本身占地面积小，基坑放线尺寸，按池体外经四边各加300mm即可，比同型号传统化粪池节约了50%的场地。
七、经济实用
整体化粪池采用规模化工厂生产，降低了生产成本，价格比传统钢筋砼化粪池低20%以上。
传统化粪池与玻璃钢化粪池性能对比表（25m3为例）
项目
玻璃钢化粪池
砖砌及钢筋砼化粪池
一、节能
自重1.15t
砖池自重98t砼池自重63t
二、环保
进水CODcr750mg/L
出水250mg/L
进水BOD5400mg/L
出水80mg/L
污泥量少，清掏间隔时间长
进水CODcr750mg/L
出水500mg/L
进水BOD5400mg/L
出水300mg/L
污泥量多，清掏间隔时间短
三、渗漏
无任何渗漏
砖池有渗漏，砼池有少量渗漏
四、耐腐蚀性
不需处理
三级以上湿陷性黄土需处理
五、施工工期
1--2天
25--30天
六、人工
普工4--5天
砖工、砼工、钢筋工
木工、抹灰工专技工6--10人
七、占地面积
15㎡
砖池27㎡
砼池22㎡
八、土方工程量
60m3
砖池206m3砼池167m3
九、地基处理
耐酸碱性好，使用寿命>50年
砖池耐腐蚀差，砼池较好
玻璃钢化粪池规格型号表
型号
容量
（m³）
直径
（mm）
总长（mm）
桶长（mm）
总高H（mm）
h1
（mm）
h2
（mm）
NDHFC-1
2
1200
1950
1550
1300
1050
1000
NDHFC-2
4
1750
2100
1500
1850
1650
1550
NDHFC-3
6
1750
2900
2300
1850
1650
1550
NDHFC-4
9
1750
4100
3500
1850
1650
1550
NDHFC-5
12
2150
3700
3000
2250
2000
1950
NDHFC-6
16
2150
4800
4080
2250
2000
1950
NDHFC-7
20
2400
5000
4180
2500
2250
2200
NDHFC-8
25
2400
6100
5280
2500
2250
2200
NDHFC-9
30
2400
7100
6300
2500
2250
2200
NDHFC-10
40
2800
6900
6000
2650
2650
2600
NDHFC-11
50
2800
8400
7500
2900
2650
2600
NDHFC-12
75
2800
12500
11600
2900
2650
2600
外型示意图
厌氧生化工艺流程图
化粪池埋地系统示意图
工艺选用技术条件
1、化粪池的选用表给了不同建筑物，不同用水量标准、不同的清掏周期，粪便污水与生活废水合流及粪便污水单独排入化粪池等情况下计算的粪池设计总人数，设计人员可以直接按表查出。
如表内各项参数与具体工程设计参数不符合时，由设计人员另作计算确定。
粪便污水和生活废水合流排入制下化粪池选用表
系数
容量（m³）
100%
70%
40%
备
注
2
10-20
20-30
30-40
100%为医院、疗养院
70%为住宅、旅馆、宾馆
40%为教学楼、车间、办公室。
4
40-60
60-80
80-120
6
80-100
100-140
140-160
9
100-130
130-160
160-220
12
130-170
170-200
220-290
16
200-250
250-320
330-400
20
250-300
300-400
400-500
25
300-350
350-480
480-580
30
350-400
430-510
570-640
40
400-500
500-600
600-700
50
500-600
600-700
700-800
说明：
a.列表按污泥量0.7L/人·d，水量选取为该地区取水量计算、暂留时间12-24h计算；
b.列表为02S701选用标准，同参数选用则清掏期可延长至540天；
c.以上表查出为使用人数，折算为单元数以每户平均4人计算。
2、化粪池均为有覆土设置，池型有普通型与加强型两类，普通型是设置于人行道、绿化草坪地带、地面荷载设计10KN/㎡，加强型是设置于车行道下或停车场地、地面荷载设计为公路-Ⅱ级路下时，设计人员应向厂家提出，并在现场研究构造保护措施。
3、在选用化粪池时，应注意工程地质情况和地下水位的深度。
无地下水，指地下水位在池底以下；有地下水，指地下水在池底以上，最高达设计地面以下0.5m处。
4、化粪池的设置地点，距离生活饮用水水池不得小于10m，跟离地下取水构筑物不得小于30m，当建筑物基础平面高于化粪池基础平面时，化粪池外壁距离建筑物外墙净距不宜小于2m，当建筑物基础平面低于化粪池基础平面时，化粪池外壁距离建筑物外墙净距不宜小于5m，两种置法均不得影响建筑物基础。
5、井盖：
不过汽车时，采用加锁轻型双层井盖及盖座；要过汽车时，采用加锁重型双层井盖及盖座，井盖及盖座详见国标97S501-1和02S501-2。
6、化粪池均设置通气管，通气管设置位置：
设计人员应根据工程的具体情况将通气管引至与室内排水管的通气管相连，或设置于不影响交通安全和环保的草坪上，并在管口加盖管罩。
通气管也可以引到高空（距设计地面以上2.5m）排放，但必须符合建筑给水排水设计规范的要求，在通气管口周围4m以内有门窗时，通气管口应高出窗顶0.6m，或引向无门窗的一侧。
7、化粪池进水管端要求必须设置连接井，出水管端可省略。
与化粪池连接的进、出水管管径由设计人员确定，管材必须采用UPVC管，或HDPE双壁波纹管，设计人员在定货时，书面提出进出口的方位，厂方在产品出厂前将进出水管接出300㎜，且要求于罐体连接处做好密封处理，应确保不渗漏。
8、化粪池容积如超过50m3时，可用两个单罐并联或串联设置，若串联，设计人员与用户必须提前通知厂家预置，罐体外壁间距不得小于500㎜。
9、化粪池考虑到小区绿化的需要，或者道路广场铺砌的需要，铸铁或高分子井盖与地面平齐，在有铺砌地面处，井盖可适当降低到铺砌地面砖下，但井盖上的铺砌地面砖必须在需要打开井盖时可以开启。
10、在寒冷地区，当地采暖计算温度低于-10℃时，化粪池的覆土深度不得小于1.2m，人孔加保温井口详见97S501-1，在最冷月平均气温低于-13℃的地区，设计人员在考虑化粪池的设置深度时，化粪池的水面设置在该地区的冰冻线以下为宜。
化粪池型号的确定
1、化粪池容积计算
化粪池有效容积：
W=W1+W2
式中：
W―化粪池有效容积，ｍ3
W1―化粪池内污水部分容积，ｍ3
W2―化粪池内污泥部分容积，ｍ3
（1）污水容积
式中：
Nz―化粪池设计总人数，人；
q―每人每日污水定额（合流制按每人最高日生活水量定额；当粪便单独排入化粪池时，按中水规范用水量的百分比计算确定），L/人·d；
t―污水在化粪池停留时间，按12h、24h计算；
α―实际使用卫生器具的人数与设计总人数的百分比，采用下列数值：
a. 医院，疗养院，养老院，幼儿园（有住宿）α=100%
b. 住宅、集体宿舍、旅馆α=70%
c. 办公室、教学楼、试验楼、工业企业生活间α=40%
d. 职工食堂、餐饮业、影剧院、体育场（馆）、商场及其他场所（按座位）α=10%
（2）污泥容积
式中：
a―合流系统，a=0.7L/人·d；分流系统，a=0.4L/人·d；
b―污泥含水率，b=95%；
c―浓缩后污泥含水率，c=90%；
k―腐化期间污泥缩减系数，k=0.8；
T―化粪池清掏周期，按90d，180d，360d计算；
1.2―清掏后考虑留20%熟污泥的容积系数；
代入上式后化简后为下式：
合流系数：
当a=0.7L/人·d时，W2=1.2（0.00028NzαT）
分流系数:
当a=0.4L/人·d时，W2=1.2（0.00016NzαT）
2、经计算如果污泥容积超过有效容积的70%（W≤25m3时）或80%（W≥30m3时），则污泥容积相应于有效容积的70%或80%，用污泥容积公式计算确定化粪池设计总人数。
３、当粪便污水与生活废水分流时，如有中水系统按中水规范选用污水量定额（同给水量定额），当无中水系统时，按建筑给水排水规范选用污水量定额。
４、过水断面孔口高度：
当W≤25m3时，Ｈ2按有效水深Ｈ1的60%计算，当W≥30m3时，Ｈ2按有效水深Ｈ1的70%计算。
玻璃钢化粪池结构设计
1、本系列产品是以玻璃纤维增强不饱和聚酯树脂和高强度玻璃纤维复合材料为主体材料，采用先进的蒙皮加筋筒体和椭圆形封头结构。
筒体的壁厚、加强筋的间距等采用ANSYS有限元分析软件进行强度、钢度优化设计，结构设计独特、技术领先，具有质量轻、强度高，耐腐蚀性好、无渗漏、无污染、成型性好、使用寿命长等特点。
池体两端设有进、出水管和池顶设有检查井口，池内用隔仓板分隔，并设有环流泛水装置以增加污水滞留时间，提高腐化效果。
2、本系列产品能有效代替传统的砖混结构的化粪池，可以避免因化粪池的渗漏而影响地下水质和周围建筑物的安全，占地面积小，能大大地缩短施工工期，具有省工、省时、省钱、耐腐蚀、使用寿命长等特点，可以满足各类用户对化粪池的使用要求。
地基处理
1、地基承载力特征值fak≥100KPa。
2、地基处理：
无地下水时，100mm砂垫层下素土夯实，罐体两侧用素土填实；有地下水时，根据地质情况，地基承载力<100KPa时，要设置100mm～300mmC10级混凝土垫层下铺卵石或碎石夯实，厚100mm，混凝土垫层上铺100mm砂垫层，罐体两侧用素土填实。
检查井
1、检查井有砖砌井和组合式预制钢筋混凝土井两种，设计人员可根据具体情况进行选用。
检查井与玻璃钢罐体的连接及做法详见第15-18页。
2、检查井为防止砖砌井壁渗漏，要求井的内、外壁做防水砂浆抹面层，厚20mm（1:
2防水砂浆，内参水泥重量的5%的防水剂），阴角处抹45°斜面，厚50mm，有地下水时，在井外壁抹面层涂热沥青（或其他防水涂料）两道。
满水试验
玻璃钢化粪池在出厂前应做好满水试验，即罐满水24小时无渗漏。
为防止因运输不当而引起破损，化粪池在基坑就位后，再做一次满水试验，无渗漏时方可回填土。
施工注意事项
1、开挖基槽时，应掌握地质情况，如有地下水，且地下水位较高时，可采用井点降水或挖集水坑直排，玻璃钢罐体要设置在坚实、均匀的地基上，否则要进行地基处理后再安装罐体。
2、安装罐体前，在地面上应先检查罐体外表平整光滑、无起鼓、无裂缝、无破损现象，玻璃钢固化度应不小于80%。
3、玻璃钢化粪池抗冲击性能，采用500g钢球在距离化粪池顶1m高处落下，罐体不出现龟裂和贯通孔。
4、化粪池设置位置及埋深应严格按设计要求放线、定位。
5、化粪池就位后，要及时回填土，回填时罐体内灌满水，以防位移。
回填土要求进行过筛，无尖角石块和建筑垃圾，无地下水时，按土质密实度0.95夯实。
特别注意罐体下四周用素土或黄砂填实；有地下水时，罐体下用素土或黄砂填实，罐体固定位置受力均匀。
6、在雨季施工时，要有排水措施，防止基坑积水及边坡坍塌，同时将罐内注满水防止漂浮而造成位移。
7、施工应遵照有关工程施工及验收规范的规定进行。
化粪池安装
安装工艺流程：
放线挖基坑→地基基底处理→化粪池吊装就位→化粪池灌水→管道连接→分层回填→砌清掏井，连接井→覆土做地面，路面或绿化。
安装前注意事项：
1.产品运至工地时，安装前应对产品进行验收，是否符合所需要的型号，检查有无破损。
2.产品吊装就位时检查进出口方向是否正确。
3.检查坑槽深度是否符合工程标高设计要求。
4.检查进出水口的各尺寸是否符合规定要求。
5.检查产品安装就位后是否灌水1/2后再进行回填土，回填土是否密实，回填土达到标准后检查产品内的水是否距顶部30－40cm。
安装步骤：
第一步：
放线挖基坑
1.根据NDHFC化粪池的型号进行场地放线，在确定能保证产品尺寸的情况下进行挖槽。
2.根据型号的大小，必须进行放坡，放坡大小根据土质情况及产品顶部以上的覆土厚度，放坡角度为30°-50°。
3.所挖出的土，必须距槽四周5米以外，防止土的侧压造成塌方，另外也给吊装产品时留有工作场地。
4.遇有地下水时应首先对地下水进行排除，根据示意图尺寸及要求进行基础处理，后进行铺砂。
5.无地下水时，对基础进行夯实、铺砂，根据示意图及要求进行基础处理。
第二步：
安装
一、测量管底标高，根据产品型号的直径，计算挖槽深度及与污水管道相连接的进出水口标高，在计算标高时，要预留槽底200mm铺砂尺寸。
二、对基槽底进行钎探，根据产品型号的长度最低不应少于三个点，深度600－800mm。
三、基层夯实，铺砂200mm并找平，砂内不允许有尖角、石块等杂物。
四、吊装就位，在吊装就位时，必须注意化粪池的进出水口方向。
五、产品吊装就位后，要测定水平度，如不平应进行调整，使之水平。
六、分层回填土：
1.回填土之前必须将化粪池内灌水至1/2，确保在回填时使产品内外受压平衡且不移位。
2.在回填土时，产品底部两侧必须用人工塞实。
填到30－50cm以上时，每30cm必须夯实一次。
回填到产品1/2后，往化粪池内继续灌水，距池顶部40－50cm后再进行回填土，每填30cm进行夯实，直至与产品顶部相平。
3.产品顶部以上回填土必须密实，如产品设在道路地段，在地面未处理前，绝对不允许有车辆进行碾轧。
4.回填时回填土的质量必须符合回填土验收规范，绝对不允许用建筑垃圾作为回填土使用，土中的尖角、石块及硬杂物必须剔出，回填时，必须均匀回填，切忌局部猛力冲击。
第三步：
砌清掏井
砌清掏井可在产品顶部回填土之前进行，也可在顶部回填之后进行，根据施工现场而定。
第四步：
砌连接井
回填土达到施工规范要求后可砌筑进出口连接井（距池体1m左右），连接井水道按通用图施工，井底垫层必须夯实后浇筑混凝土底板，井中作流槽，并严格执行工程设计标高。
进出化粪池管径为DN150－DN200，可采用PVC或波纹管直接砌入井壁内，管外壁与池体连接处必须打毛后用树脂胶加玻纤布封闭连接。
有地下水情况下的设备安装：
在遇有地下水位较高的地区，可采用提高降水挖槽，也可采用明降水挖槽。
采用明降水挖槽时，必须做好施工前的准备工作。
具体作法如下：
1.坑槽挖好后，如遇坑槽内有泥浆，应再挖深20-30cm，将深坑槽内的水抽净后铺设干性混凝土，使之找平，确保产品安装后沉降一致。
2.回填土前，产品内灌水1/2，使之再进行回填，绝对不允许回填污泥，以防产品上浮，回填土执行无水回填土要求。
组合式安装：
如安装50m3产品时，可采用并联或串联组合式进行安装，但基础必须做150mm厚混凝土垫层，在混凝土底板上铺设200mm厚黄砂，确保多组化粪池基础沉降一致。
化粪池安装基坑尺寸一览表
型号
容量
（m³）
直径
（mm）
总长
（mm）
总高H
（mm）
基坑长L
（mm）
基坑宽B
（mm）
基坑高H
（mm）
NDHFC-1
2
1200
1950
1300
4000
2500
2000
NDHFC-2
4
1750
2100
1850
4100
2800
2800
NDHFC-3
6
1750
2900
1850
4900
2800
2800
NDHFC-4
9
1750
4100
1850
6000
2800
2800
NDHFC-5
12
2150
3700
2250
5700
3200
3000
NDHFC-6
16
2150
4800
2250
6800
3200
3000
NDHFC-7
20
2400
5000
2500
7000
3400
3200
NDHFC-8
25
2400
6100
2500
8000
3400
3200
NDHFC-9
30
2400
7100
2500
9000
3400
3200
NDHFC-10
40
2800
6900
2650
9000
3800
3600
NDHFC-11
50
2800
8400
2900
10400
3800
3600
NDHFC-12
75
2800
12500
2900
15000
3800
3600
1.以上尺寸仅供参考，安装时根据地形具体确定；
2.开挖时要根据地质情况确定放坡角度30°～45°；
3.基础要夯实，地基承载特征值fak≥100KPa，如fak＜100KPa时，必须进行地基处理。
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