新農(nóng)村廢棄物循環(huán)利用處理工藝設(shè)計(jì)—以S村為例目錄TOC\o"1-2"\h\u22060新農(nóng)村廢棄物循環(huán)利用處理工藝設(shè)計(jì)—以S村為例 122703一．緒論 2112001.1項(xiàng)目設(shè)計(jì)背景 2275021.1.1S村糞便處理概況 2265461.1.2農(nóng)村糞便處理工藝概述 3202691.1.3三格化糞池工藝 564881.1.4國內(nèi)外究進(jìn)展 6145161.2主要設(shè)計(jì)內(nèi)容 787011.3設(shè)計(jì)意義 833861.4論文的組織結(jié)構(gòu) 107852二．設(shè)計(jì)規(guī)范 1122406三．糞便處理工藝 12290103.1設(shè)計(jì)糞便處理量 12294593.2.設(shè)計(jì)排入排出糞便有機(jī)物的量 12276053.3工藝流程的確定 131331四．參數(shù)設(shè)計(jì) 15299784.1化糞池 15236984.1.1第一格 17325304.1.2第二格 17208704.1.3第三格 1877444.2排氣管 18220194.3清掏孔 20221014.4排入口 2067174.5排出口 213291五．結(jié)論 234916參考文獻(xiàn) 24一．緒論1.1項(xiàng)目設(shè)計(jì)背景1.1.1S村糞便處理概況甘肅地處我國西北地區(qū)，該地區(qū)是溫帶大陸氣候，常年降雨量較小，水資源較稀缺，甘肅慶陽的S村遠(yuǎn)離城市，沒有配套的城市管網(wǎng)系統(tǒng)，對于日常生活所產(chǎn)生垃圾回收利用率低，處理方式不恰當(dāng)。S村每天產(chǎn)生的糞便廢水主要來自排泄糞便，尿液及廁所沖水。還有一些村民會將自家廚房用水倒入廁所，導(dǎo)致黑水的成分復(fù)雜化。人體的糞便中水占有75%，固體物質(zhì)占25%。在固體中，死細(xì)菌占27%；脂肪為17%至19%；無機(jī)鹽為17%至19%；蛋白質(zhì)為1%至4%；其余的31%，糞便中還有未被消化的固體成分，主要包括從體內(nèi)脫落的上皮細(xì)胞。平均每個(gè)成年人一年的糞便總量大約是65kg，糞便中含氮的物質(zhì)總量約1kg，鉀的則為0.6kg，但是在部分情況下，人體所排出的糞便中也可能會含有細(xì)菌、寄生蟲卵等其他生物。排入廁所的排泄物大致分為兩種：尿液和糞渣。人體的尿液，其成分組成中水占了絕大部分，大約為95%~96%，其它物質(zhì)為尿素、尿酸、肌酐、氨、非蛋白氮化合物、硫酸鹽等無機(jī)物。人體每天排出的代謝產(chǎn)物中，尿液每天排泄量大約為630ml，基礎(chǔ)的排水量大約為490ml。剩余的尿液會跟隨人體每日的攝入水總量來上下浮動。漂浮在化糞池上的漂浮物以及在底部不斷堆積的污泥統(tǒng)稱為糞渣。糞渣中含有豐富的氮磷等營養(yǎng)物質(zhì)和大量有機(jī)質(zhì)，糞渣有很大的潛在價(jià)值[1]。糞渣污泥中含有N,P,K等營養(yǎng)元素和許多有機(jī)物質(zhì)，含有大量營養(yǎng)物質(zhì)的特點(diǎn)是糞便可以制作完為肥料的前提；同時(shí)有可能存在大量的病菌寄生蟲或者難降解的有毒物質(zhì)。現(xiàn)在社會上關(guān)于糞渣污泥一般選擇的處理方式有：干燥填埋、焚燒或者堆肥回田利用等。關(guān)于干燥填埋和焚燒，鑒于處理方法對長期環(huán)境有不良影響，而且后續(xù)處理的經(jīng)濟(jì)成本不斷增大，而且極易對周圍環(huán)境產(chǎn)生二次污染而逐漸停用。而且，長期依賴使用工業(yè)化肥會對土地造成不可逆轉(zhuǎn)的破壞，而糞渣污泥中含有豐富的氮、磷、鉀和有機(jī)質(zhì)，堆積糞肥從而產(chǎn)生的腐殖質(zhì)能改進(jìn)土壤質(zhì)量，因此使用無害化處理過后的糞渣污泥當(dāng)作肥料施作于土地的方法受到了越來越多人的重視。糞渣污泥堆肥后還田利用，不產(chǎn)生二次污染，實(shí)現(xiàn)糞渣污泥的無害化、零排放和再循環(huán)，推動農(nóng)村地區(qū)廁所管護(hù)與糞污資源利用的[2]。慶陽S村遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，并沒有配套城市管網(wǎng)，村民并沒有集中處理糞便。村里的糞便大多數(shù)是將自家糞水停留一段時(shí)間后直接堆積在農(nóng)田里。當(dāng)氣溫升高，田間堆放的糞便會生成性氣體，滋生蚊蟲，不僅影響美觀，而且對周圍大氣，土壤環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。所以，本論文為了解決本村糞便處理問題而進(jìn)行工藝的設(shè)計(jì)。1.1.2農(nóng)村糞便處理工藝概述由于S村本身遠(yuǎn)離城鎮(zhèn)，交通不便，所以需要及時(shí)處理每日所產(chǎn)生糞便。由于開始選擇的排放方式不一樣，漸漸選擇了不同的糞便處理模式。東西方兩種文明經(jīng)過幾百上千年的發(fā)展，慢慢變成了兩種完全不同的處理糞便的思路。西方社會經(jīng)歷過了幾百年年的衛(wèi)生黑暗時(shí)代和多次瘟疫后，普遍認(rèn)為排泄物是骯臟的、不清潔的污染物。隨著水沖馬桶的發(fā)明和機(jī)械化工業(yè)的快速發(fā)展，逐漸發(fā)展出以“水沖廁所+重力管道+末端處理”的衛(wèi)生模式，簡稱為末端處理模式[3]。該模式在沖洗的第一環(huán)節(jié)采用了具有現(xiàn)代化意義的水沖廁所和管道（塑料、鑄鐵等），同時(shí)滿足了衛(wèi)生性、舒適性和便利性，慢慢在全世界迅速被推廣。但是，該模式下水資源的浪費(fèi)問題開始暴露出來，而且糞污中富含的氮磷等資源不被利用而被作為污染物處理，造成了極大的資源浪費(fèi)。第二環(huán)節(jié)的建設(shè)運(yùn)行管理成本高，運(yùn)輸，無害處理糞便的成本對于發(fā)展中國家或欠發(fā)達(dá)國家地區(qū)是一筆不小的支出，所以很難全面有效運(yùn)行，并不符合可持續(xù)發(fā)展理念。以中國為主的東亞文明則在很早就認(rèn)識到糞尿的肥料價(jià)值[4-5]創(chuàng)立有悠久歷史的以糞肥回用為主的傳統(tǒng)田園循環(huán)模式，實(shí)現(xiàn)了第二環(huán)節(jié)的可持續(xù)發(fā)展要求。隨著社會發(fā)展，未經(jīng)過現(xiàn)代化升級的傳統(tǒng)田園循環(huán)模式難以滿足第一環(huán)節(jié)的3個(gè)要求，尤其是便利性要求；第二環(huán)節(jié)的人工清掏、搬運(yùn)方式因存在對人體健康的潛在影響和不舒適感而逐漸被人嫌棄。實(shí)際上，依照現(xiàn)有工業(yè)水平從技術(shù)上完全可以按照現(xiàn)代生活文明和生產(chǎn)文明的標(biāo)準(zhǔn)重構(gòu)田園循環(huán)模式，即“現(xiàn)代田園循環(huán)”模式[6]?，F(xiàn)在在我國西北農(nóng)村一般生產(chǎn)生活產(chǎn)生的糞便使用安裝的化糞池主要類型是三格化糞池。而三格化糞池利用的是沉淀和厭氧發(fā)酵的方法，利用初級的構(gòu)筑物祛除糞液中懸浮顆粒物和漂浮的有機(jī)物質(zhì)，完成基本的過渡，然后進(jìn)行下一步的處理，達(dá)到糞便無害化。編號項(xiàng)目衛(wèi)生要求1溫度與時(shí)間戶用型常溫厭氧消化>30d兼性厭氧發(fā)酵>30d工程型常溫厭氧消化>10℃>20d中文厭氧消化35℃>15d高溫厭氧消化55℃2蛔蟲卵常溫，中溫厭氧消化沉降率>95%高溫厭氧消化死亡率>95%根據(jù)以上《糞便無害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB7959—2012），并結(jié)合S村的具體情況，打算采用戶用型的常溫厭氧發(fā)酵。厭氧發(fā)酵技術(shù)是一個(gè)微生物學(xué)過程。厭氧發(fā)酵有三個(gè)主要階段：液化階段，產(chǎn)酸階段和產(chǎn)甲烷階段。第一階段為液化階段:糞便的主要成分最開始的存在狀態(tài)為大分子物質(zhì)。處理大分子物質(zhì)，只能先利用微生物所產(chǎn)生的酶對其進(jìn)行酶解，分解成可溶于水的小分子化合物，如：單糖，氨基酸或者甘油等。分解后的小分子物質(zhì)可溶于水，可進(jìn)入微生物細(xì)胞體內(nèi)，參與厭氧發(fā)酵的第二個(gè)階段。第二階段是產(chǎn)酸階段:上一階段進(jìn)入細(xì)胞的小分子物質(zhì)，在酸性環(huán)境下，通過各種生物酸的作用，轉(zhuǎn)化成為簡單的有機(jī)酸類、醇類以及H2,CO2,H2S等氣體。由于第二階段中產(chǎn)生的乙酸在總產(chǎn)物的大約70%，所以叫做產(chǎn)酸階段。最后階段是產(chǎn)甲烷階段：通過利用產(chǎn)甲烷細(xì)菌，分解在反應(yīng)器內(nèi)剩余的乙酸、醇等物質(zhì)，最后生成CH4和CO2。1.1.3三格化糞池工藝本次選擇的化糞池技術(shù)為三格化糞池?；S池有三個(gè)池子，它們的作用分別為“一留，二沉，三貯存”?；S池一池首先利用重力沉降原理，分離排入化糞池的固體物和糞皮，糞液：重力比重較大的固體物和糞便中攜帶的寄生蟲卵沉降到化糞池底部；例如油脂等比重較小的會最終上浮。在分離糞便的同時(shí)，一池通過厭氧發(fā)酵作用，降解部分蛋白質(zhì)，并產(chǎn)生可以殺死寄生蟲卵和病原體的氨氣等，完成初步的糞便發(fā)酵處理?；S池二池排入在一池完成初步發(fā)酵的糞液，再次利用重力沉降分離蟲卵的同時(shí)，利用兼性厭氧菌在厭氧條件下，糞液中的污染物質(zhì)被分解CH4、CO2和H2S等氣體。經(jīng)過大約30天的穩(wěn)定化處理，糞便糞液基本上達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)，里面的病原體等已經(jīng)被發(fā)酵過程中產(chǎn)生的氨氣等氣體殺滅。經(jīng)過前兩格化糞池處理的糞便可以排入化糞池三池，在沒有達(dá)到三池排放警戒線或者沒有排放需求時(shí)，三池主要儲存達(dá)到無害化標(biāo)準(zhǔn)的糞液。第一格化糞池內(nèi)壁上的糞渣污泥需要定期進(jìn)行處理，避免糞渣板結(jié)硬化堵塞排入二池的管道進(jìn)而降低三格化糞池的處理效率。其中三個(gè)化糞池的容積之比為2：1：3。三格化糞池式廁所屬于改良的旱廁，相較傳統(tǒng)西方的沖水廁所+末端糞便處理模式，不僅節(jié)約水資源，而且減少了糞便的處理成本，經(jīng)過處理后的糞便還能作為優(yōu)質(zhì)化肥施用在土地里，有助于經(jīng)濟(jì)作物生長。但是其第一格的廢渣及二格的濾液是有害的，需要二次堆肥無害化后再用于農(nóng)田。但三格化糞池本身也存在著隱患：安裝使用的化糞池需要長時(shí)間埋于地下，如果在使用過程中出現(xiàn)質(zhì)量問題，導(dǎo)致化糞池內(nèi)的糞液泄露，會對周圍的土壤環(huán)境造成污染。1.1.4國內(nèi)外究進(jìn)展一位名叫Mourns的法國人在1860年設(shè)計(jì)了一種新型糞池，他設(shè)計(jì)的進(jìn)出水管都可以深入液面下面，從而用水封住糞便；到了1881年，Mourns將這種新型糞池命名為“Mourns池”;英國的Cameron兄弟改良了“Mourns池”，利用厭氧生化作用提高了糞便污染物的分解效率，并首次以“化糞池（Septictank）”命名；1950年，德國人Imhoff對化糞池的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)了Imhoff槽（Imhofftank）。Imhoff槽的內(nèi)部分為兩格，強(qiáng)化了固液分離。這種設(shè)計(jì)在全球各地被廣泛應(yīng)用于城市排水的初級處理模式，比如居民小區(qū)或大樓設(shè)置的化糞池，以及污水處理廠的初沉池。中國人在此基礎(chǔ)上將兩個(gè)化糞池分成了三格化糞池：由于四十年前早前我國農(nóng)村地區(qū)還一直流行旱廁，農(nóng)村沒有普及管網(wǎng)下水道，為了便于農(nóng)民取糞的同時(shí)又不影響化糞池內(nèi)必要的水力停留時(shí)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?；S池從兩格變?yōu)槿瘢瑢?shí)現(xiàn)了廢棄物循環(huán)利用的理念，這與使用末端處理的模式完全不同。近年來，Kamel等[5]提出“四格”“五格”化糞池的設(shè)計(jì)，該結(jié)構(gòu)改進(jìn)若只簡單地增加沉淀或厭氧的格數(shù)意義并不大，因?yàn)榛S池主要是靠足夠長的水力停留時(shí)間，實(shí)現(xiàn)有效地沉淀（上?。┖蛥捬跎到?，在容積相同的情況下，將化糞池再分為更多的室，對上述兩種功能的貢獻(xiàn)很小性價(jià)比較低。中國人自古有用糞尿施肥的傳統(tǒng)，農(nóng)村地區(qū)一般會使用具有防滲功能的儲糞池，在儲存糞尿的同時(shí)，通過不嚴(yán)格的厭氧生化作用對糞尿分解熟化，其目的并非排放，而是更好地利用糞肥。農(nóng)村廁所改革的終極目標(biāo)是要全面實(shí)現(xiàn)農(nóng)村環(huán)境衛(wèi)生與污染治理的現(xiàn)代化。目前已知現(xiàn)代化路徑有兩條，一是對污水和垃圾進(jìn)行常規(guī)的末端達(dá)標(biāo)處理，二是現(xiàn)代田園循環(huán)模式。按照現(xiàn)有價(jià)格體系，采用末端處理技術(shù)實(shí)施農(nóng)村改廁的系統(tǒng)成本（包括改廁、污水收集和污水處理）。在西北的農(nóng)村地區(qū)糞便資源化正在起步階段，相關(guān)的技術(shù)設(shè)施和宣傳還沒有到位。目前全國畜禽糞便綜合利用（肥料化、飼料化、能源化）率僅為60%[7]，而丹麥、荷蘭、加拿大等國家通過實(shí)施嚴(yán)格的種養(yǎng)平衡的政策，基本實(shí)現(xiàn)了畜禽糞便的全量還田[8-10]。廢棄堆積的糞便是農(nóng)村環(huán)境管理中的“難點(diǎn)”，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國每年約有30萬噸糞便被隨意丟棄[11]，而早在2011年巴西、法國、加拿大、波蘭等國家的糞便回收利用率已分別達(dá)到了94%、77%、73%、70%[12]。目前我國70%的農(nóng)村未設(shè)有糞便處理點(diǎn)，40%左右的農(nóng)村缺少糞便無害化處理設(shè)施[13-14]，農(nóng)村地區(qū)的大部分的糞便都沒有進(jìn)行處理，處理方式也只是傳統(tǒng)的堆放，掩埋等，造成環(huán)境污染的同時(shí)，資源浪費(fèi)也是現(xiàn)在突出的一大問題。1.2主要設(shè)計(jì)內(nèi)容本文在S村實(shí)地走訪統(tǒng)計(jì)的條件下，針對S村糞便處理的實(shí)際情況，對循環(huán)利用糞便這一工藝流程進(jìn)行設(shè)計(jì)。具體設(shè)計(jì)內(nèi)容如下：（1）根據(jù)S村的每日產(chǎn)生糞便總量來確定本次工藝的設(shè)計(jì)流量；（2）監(jiān)測并分析S村村民產(chǎn)生的糞便中各種物質(zhì)的含量；（3）確定最佳工藝流程；（4）為工藝流程中的每個(gè)構(gòu)筑物計(jì)算參數(shù)；（5）根據(jù)計(jì)算結(jié)果畫出附錄中的圖1工藝流程圖，圖2三格化糞池剖面圖。1.3設(shè)計(jì)意義S村目前并沒有使用運(yùn)糞車對村里產(chǎn)生糞便進(jìn)行運(yùn)輸處理，糞便大多數(shù)情況下未經(jīng)處理而直接堆放至田間或者公路兩側(cè)，長時(shí)間以來還會降低土壤的凈化能力，擾亂土壤環(huán)境背景值，進(jìn)而危害周圍農(nóng)作物生長，從而威脅村民健康;并且隨意堆積的糞便滲透至土壤或會發(fā)到空氣中形成了二次污染，再次危及到了村民安全。因此通過觀察分析S村糞便處理狀況，分析比較，并設(shè)計(jì)糞便處理工藝，不僅可以提高村子環(huán)境質(zhì)量，還有利于周圍作物生長，正確處理利用的糞便還可以當(dāng)作肥料直接作用于農(nóng)地。1.4論文的組織結(jié)構(gòu)

二．設(shè)計(jì)規(guī)范（1）《糞便無害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB7959—2012）（2）《農(nóng)村戶廁衛(wèi)生規(guī)范》（GB19379—2012）（3）《預(yù)制鋼筋混凝土化糞池》（JC/T2460—2018）（4）《農(nóng)村三格式戶廁建設(shè)技術(shù)規(guī)范》（GB/T38836—2020）（5）《給水排水工程構(gòu)筑物結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50069—2002）（6）《建筑給水排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50015—2003)（7）《室外排水設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50014—2006）三．糞便處理工藝3.1設(shè)計(jì)糞便處理量糞池容積計(jì)算。三個(gè)化糞池的總?cè)莘e時(shí)根據(jù)人口，使用天數(shù)，每個(gè)人的平均每天排泄物流量，排放周期來決定的。S村現(xiàn)在標(biāo)準(zhǔn)住宅面積為120m2。常住人口為336；建有房屋84間，平均下來每戶人家按4人口計(jì)算；經(jīng)測算每人每天排泄及沖廁用水為955克?；S池容積（立方米）V=30天×使用人數(shù)×每天每人屎尿量及沖水量1000V=30×4×9551000=114.7（m33.2.設(shè)計(jì)排入排出糞便有機(jī)物的量實(shí)驗(yàn)用的糞便來源于S村內(nèi)，經(jīng)過批量采集、不斷攪拌混勻后分裝、然后冷凍保存的方法進(jìn)行了取樣和存儲，從而保持整個(gè)實(shí)驗(yàn)過程中糞便的性質(zhì)不變。經(jīng)過監(jiān)測，糞便的物化特性見下表，項(xiàng)目Ntot（g/kg）Norg(g/kg)Nino(g/kg)水分(%)COD(g/kg)糞便68.23~69.1855.94~56.1412.29~12.4481.8~82.91671.3~1685.4Ntot:總氮；Norg:有機(jī)氮；Nino：無機(jī)氮；COD:化學(xué)需氧量；S村糞便排泄物的設(shè)計(jì)處理要達(dá)到《糞便無害化衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB7959—2012）二級標(biāo)準(zhǔn)，具體指標(biāo)如下：表3.2設(shè)計(jì)糞便排出濃度污染物濃度（g/kg）Ntot40Norg45Nino13COD8003.3工藝流程的確定想要糞液中的發(fā)酵成熟和殺死病原體一般需要三十天，為了保證經(jīng)過三格化糞池處理的糞便排泄物達(dá)到衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)，前二十天需要在化糞池一池進(jìn)行初步的發(fā)酵處理，之后的十天需要排進(jìn)二池。在前經(jīng)過兩個(gè)化糞池沉淀，發(fā)酵，殺菌處理完成后，排入用于貯存的化糞池三池。糞便在三池的停留時(shí)間為一池二池的總和。因此，整個(gè)三個(gè)化糞池的處理時(shí)間為六十天。所以在設(shè)計(jì)三個(gè)化糞池的時(shí)候，應(yīng)該遵照第一，二，三池的容積之比是2：1：3。生物濾池作為一種常用的生物處理技術(shù)被應(yīng)用到農(nóng)村污水處理中。生物濾池是由濾料形成的工藝的核心部分，污水經(jīng)過濾料表面微生物的截流、過濾和凈化作用得到進(jìn)一步降解。常見的生物濾池主要包括滴濾池、曝氣生物濾池、厭氧生物濾池、反硝化濾池及多級組合濾池等多種方式。其中，最常用的就是曝氣生物濾池，在濾池內(nèi)放入一定規(guī)格的濾料采用曝氣的方式，當(dāng)污水通過濾料和附著在其表面的生物膜后，水體中的有機(jī)物被代謝得到凈化。[15]生物濾池雖然處理效率比三個(gè)化糞池高，但限制于干旱高溫缺水的慶陽S村，選擇使用厭氧消化的三格化糞池作為本次論文的處理工藝?？紤]村子本身面積因素，設(shè)計(jì)成三格化糞池。以上是每一步的流程，所以設(shè)計(jì)的流程圖見圖2：圖2戶用型三格化糞池安裝在每家?guī)拢看萎a(chǎn)生的糞便等直接由廁所進(jìn)入化糞池一池進(jìn)行沉淀剝離出寄生蟲卵等物質(zhì)；由一池進(jìn)入二池的糞液在二池沉淀下來并在厭氧條件下進(jìn)行兼性厭氧發(fā)酵；在二池發(fā)酵完成的糞便糞水通過管道進(jìn)入化糞池三池進(jìn)行貯存，一般在三池貯存30天以上；最后，糞便經(jīng)過一共60天的處理，達(dá)到了糞便無害化排放標(biāo)準(zhǔn)，可通過排除管排出，而且可以直接當(dāng)作農(nóng)肥施作于農(nóng)田中。

四．參數(shù)設(shè)計(jì)本工程的主要處理構(gòu)筑物包括第一，二，三化糞池，排氣管，清掏孔，排入口，排出口。4.1化糞池在建造化糞池時(shí)，已知農(nóng)村標(biāo)準(zhǔn)住宅中廁所面積為、約為5m2；地基深約3.5m，相鄰每戶住宅廁所左右相距17m，廁所與前一戶住宅相距約21m。所以設(shè)計(jì)三格化糞池長度不可超過20m，池深不應(yīng)超過地基深度?；S池的有效容積為：V=Vw+Vn式中：V—化糞池有效容積，m3Vw—化糞池內(nèi)污水部分容積，m3Vn—化糞池內(nèi)污泥部分容積，m3污水容積：Vw=m×污泥容積：Vn=m×V=Vw+Vn=68.4+46.3=114.7（m3）因?yàn)榧S便在三格化糞池中一共停留時(shí)間為60天，所以在設(shè)計(jì)三格化糞池總?cè)莘e時(shí)，需要計(jì)算S村村民每戶兩個(gè)月的糞便總量，一共約為229.4m3?；S池長寬高的計(jì)算：（1）化糞池總長度L=vt=18.6mL=vt=18.6mQ——設(shè)計(jì)流量，0.7m3/s；V——流速，0.60m/s；t——水力停留時(shí)間；31s；（2）水流斷面積A=A=Qmax——最大流量，0.76m3/s；（3）池總寬度B=B=h2——有效池深，3m;所以地下化糞池結(jié)構(gòu)地下化糞池總?cè)莘e約為229.4m3，池內(nèi)壁深3.0m。一、二、三池的容積比例為2∶1∶3。寬度為4.1m。4.1.1第一格第一個(gè)格化糞池的作用是將新鮮糞便和分解發(fā)酵的沉渣留下，排入的糞便一般需要在化糞池一池里沉淀20天，所以第一格占總?cè)莘e的1/3。綜合考慮：化糞池一池的容積計(jì)算公式為V1=L1×B1×h=6.2×4.1×3=76.26m3式中：V1——化糞池一池容積，m3，L1——一池的長度，mB1——一池的寬度，mh——化糞池的高度，m4.1.2第二格第二個(gè)化糞池是為了將第一池流入的糞液進(jìn)一步發(fā)酵并讓少量的寄生蟲卵做出進(jìn)一步無害化處理，糞液在第二化糞池中停留時(shí)間約為10天，所以設(shè)計(jì)二池容積約為總?cè)莘e的1/6。建造時(shí)已知二池長度3.1m，寬度為4，1m，池深3.0m?；S池二池的容積計(jì)算公式為V2=L2×B2×h=3.1×4.1×3=38.13m3式中：V2—化糞池一池容積，m3L2——二池的長度，mB2——二池的寬度，mh——化糞池的高度，m4.1.3第三格為了儲存達(dá)到了無害化處理后形成的糞便，在最后的三池需要停留約三十天，，所以三池容積為前兩個(gè)化糞池容積總和。建造時(shí)已知長度為9.3m，寬度為4.1m，池深3.0m。三池的容積計(jì)算公式為V3=L3×B3×h或者V3=V2+V1式中：V3——化糞池一池容積，m3L3——三池的長度，mB3——三池的寬度，mh——化糞池的高度，mV1——化糞池一池的容積，m3V2——化糞池二池的容積，m3V3=9.6×4.1×3=114.6m3或者V3=V1+V2=76.26+38.2=114.6m34.2排氣管排氣管安裝于化糞池一池的正上方，作用是排放糞便在常溫厭氧發(fā)酵過程中所產(chǎn)生的氨氣，甲烷等氣體。排氣管設(shè)計(jì)成為空心管內(nèi)徑為600mm的圓柱體。在常溫常壓下，空氣密度為1.013kg/m3,粘度為2.03×10—5Pa·s，水的密度為1000kg/m3，使用壓差計(jì)的水柱讀數(shù)為11mm，點(diǎn)的壓力為205mm水柱。計(jì)算排氣管口空氣體積流量；空氣絕對壓力p=（1.013×105+0.205×1000×9.81）Pa=1.033×105測試點(diǎn)密度P=1.013×kg/m3管內(nèi)空氣最大速率為umax=?2gRp?PP=式中：C——畢托管矯正系數(shù)R——壓差計(jì)指示數(shù)內(nèi)管傳遞出的壓力，PaP——絕對壓力，PaP——測點(diǎn)的密度，管中心最大速率的雷諾數(shù)Remax=d×umax×Pμ=0.6×14.64×1.0132.03×式中：d—管內(nèi)徑，mmumax—管中空氣最大速率，m/sP—測點(diǎn)的密度，kg/m3μ—粘度，Pa·s查閱平均速率與管中心比隨Re變化的關(guān)系表，查得um/umax=0.85,所以平均速率um=0.85×14.64=12.44m/s最后計(jì)算排氣管的空氣體積流量qv=πd2um4=π×0.36×12.444式中：d——管內(nèi)徑，mmμ——粘度，Pa·sum——管內(nèi)空氣平均速率，m/s4.3清掏孔本三格化糞池設(shè)計(jì)有兩個(gè)清掏孔，分別位于第二池和第三池上方。用于定期清理池內(nèi)的糞便板結(jié)物，防止三格化糞池流動過程受阻。施工時(shí)在化糞池二池三池上方挖取直徑為30cm的孔，以便定期對化糞池內(nèi)壁殘留板結(jié)物進(jìn)行清除。4.4排入口排入口在廁所和化糞池第一池連接，在第二池和第三池連接，使用塑料管或者水泥管。已知每戶每月產(chǎn)生約114.7m3糞便糞液，則排入口設(shè)計(jì)的流量按每天平均流量進(jìn)行估算。設(shè)計(jì)流量公式：Q1=Vt=114.730=3.8m3/式中：Q1——設(shè)計(jì)流量V——設(shè)計(jì)體積，m3T——時(shí)間，d管道流速：v=0.9m/s求管道過水面積：A=Q1v=3.80.9式中：A——管道過水面積Q1——設(shè)計(jì)流量V——管道流速管徑：d=4AΠ=4×4.2Π式中d——管徑，mA——管道過水面積，m24.5排出口排出口在化糞池第一池和第二池，第二池和第三池連接，使用塑料管進(jìn)行排出。排出口與排入口同理。設(shè)計(jì)流量公式：Q2=Vt=114.730=3.8m3式中：Q2——設(shè)計(jì)流量V——設(shè)計(jì)體積，m3T——時(shí)間，d管道流速：v2=0.8m/s求管道過水面積：A=Q2V2=3.80.8式中：A——管道過水面積Q2——設(shè)計(jì)流量V2——管道流速管徑：d=4AΠ=4×4.7Π式中d——排出管管徑，mA——管道過水面積，m2

五．結(jié)論（1）根據(jù)S村生活產(chǎn)生糞便預(yù)計(jì)流量來確定本次工藝的容積為229.4m3；（2）觀察并分析糞便的有機(jī)物含量；（3）根據(jù)S村的地理位置與其周圍特點(diǎn)確定最佳工藝流程是化糞池一池停留厭氧發(fā)酵化糞池二池繼續(xù)發(fā)酵化糞池三池貯存；（4）為工藝過程中的每個(gè)構(gòu)筑物計(jì)算參數(shù)；（5）根據(jù)計(jì)算結(jié)果畫出附圖1工藝流程圖，附圖2三格化糞池剖面圖。（6）本次設(shè)計(jì)排放的糞便在GB7959—2012的二級規(guī)范之內(nèi)。

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