粪便无害化是指经过适当的处理方法,使粪便中的有机物发酵分解,使其中的致病菌、寄生虫卵以及蝇蛆死灭,达到在卫生上无害。粪便无害化的效果评价是采用物理、感官和生物学的指标来评述处理效果,它们是粪便管理中的关键环节。
粪便无害化处理方法 根据我国目前的卫生设备条件和用肥情况,除一部分大城市水冲厕所的粪便经污水处理厂处理外,可归纳为以下两大类: ①厌氧发酵法:主要适用于我国南方和部分城郊蔬菜区使用稀粪的地区。具体方法有: 单坑密封贮存法、二格三池化粪池法、沼气发酵法等。②堆肥法: 适于以施干粪为主的北方。有厌氧堆肥、需氧堆肥、生物发酵室等。③此外,还可有药物处理法。
厌氧发酵法 此法的原理是在密闭的容器或粪池内,由于粪便中有机物分解,消耗其中的氧,造成缺氧环境,在厌氧条件下,经厌氧菌作用使有机物发酵腐熟,同时,粪便中的生物拮抗作用,含氮有机物分解产生的氨以及厌氧环境等又可杀灭粪便中的致病菌和寄生虫卵。利用厌氧发酵原理处理粪便,一般有以下几种方法。
(1)单坑密封贮存法: 比较简单,将粪便于大缸或粪池中倒满封存一定时间后,即可使用。粪便的贮存时间一般夏季半个月,冬季一个月即可基本达到减少病菌,杀灭血吸虫卵、钩虫卵的作用。
(2)二格三池化粪池法: 是我国南方血吸虫病流行地区广泛采用的一种方法,一般多与厕所相连。此法可使蛔虫卵减少95%以上,血吸虫卵和钩虫卵全部死灭,粪液基本腐熟。
(3) 沼气发酵法: 是将人畜粪便、青草绿叶、作物茎秆以及污泥、污水等有机物放入密闭的池中厌氧发酵,产生沼气,其中含甲烷60~70%,其次为二氧化碳,还有少量硫化氢、氢气和一氧化碳。甲烷可做燃料,因此本法不仅使污物无害化,还节约了能源。沼气发酵时的厌氧条件、pH偏碱、消化分解产物以及细菌的拮抗作用等可使病原菌死亡,蛔虫卵减少95%以上,血吸虫卵、钩虫卵基本死灭。
堆肥法 堆肥法是处理生活垃圾和人畜粪便的一种有效无害化方法。本法的原理是将垃圾、人畜粪尿、厨余、植物茎秆、杂草、树叶等有机物混合堆垛起来,在土壤微生物的作用和需氧条件下,使堆内有机物发酵分解腐熟,成为一种性质稳定、卫生上安全的腐植质。在此过程中产生大量生物热,使堆内温度升高,将肥堆中的病原菌、寄生虫卵、蝇蛆、草籽等杀死而收到无害化效果。
参与堆肥发酵的微生物随温度和堆肥发酵持续的时间而异,有细菌、真菌、放线菌等。一般低温时多为常见的土壤细菌和拟鞭毛虫类; 高温时则以能产生芽孢的革兰阳性杆菌和放线菌为主; 嗜热菌大多数是需氧菌。细菌的适宜繁殖温度一般在27~28℃左右,但分解植物纤维素的嗜热性纤维分解菌的最适宜温度为65℃,甚至在80℃的高温下也不死灭。
堆肥也可采用厌氧堆肥法。主要是依赖厌氧性微生物活动,但有机物进行厌氧分解时分解缓慢、产热量小、堆温低。
通常采用的需氧性堆肥法,包括半坑式需氧堆肥、平地式需氧堆肥、高温堆肥、生物发酵室等。根据气温和堆肥方式的不同,腐熟所需时间亦不同,一般2~4周即可。
药物处理法 此法多用于急需用肥或肠道传染病病人的粪便处理,所用药物应对作物无害且不减低肥效。常用的杀菌药物有漂白粉、石灰等,常用的灭卵药物有敌百虫、氨水、六六六等。
评价粪便无害化效果常用的指标 (1)寄生虫学指标:以蛔虫卵为代表,因为它在粪便中含量多,对环境的抵抗力又较其它虫卵强。一般腐熟后的堆肥和无害化的稀粪,蛔虫卵死亡率应达95%以上,钩虫卵、血吸虫卵则应全部死亡。
(2)细菌学指标: 一般以大肠菌群为评价指标。根据研究认为,堆肥的大肠菌值为0.1~0.01时病原菌存在的可能性已很小,因为肠道病原菌比大肠菌群的数量少,抵抗力也弱。
(3) 蝇蛆和蝇蛹: 粪便无害化过程应不利于苍蝇孳生,蝇蛆和蛹应全部死灭。
(4) 温度: 对杀灭寄生虫卵、病原菌以及促使垃圾、粪便的腐熟都很重要,是评价堆肥发酵效果的一项重要指标。堆肥温度在50~60℃持续5~7d即可得到较好的效果。温度越高,时间越长,效果越好。但超过80℃时肥效容易损失。
(5)外观: 腐熟的堆肥,秸杆等有机物完全腐烂,没有坚硬的粪块,质地松软,体积缩小,呈黑褐色或棕黑色,无粪臭,不招引苍蝇。发酵腐熟的粪稀为暗绿色,呈碱性,没有粪块。为了进行正确的评价,采样必须有代表性,要在不同部位,不同深度处采样进行检验,以全面了解无害化效果。
中国预防医学科学院卫生研究所提出《粪便无害化卫生标准》(送审稿)如表1、2。
表1 高温堆肥卫生标准
编号 | 项 目 | 卫生标准及卫生要求 |
1 | 堆肥温度 | 最高堆温达50~55℃以上,持续5~7d |
表2 沼气发酵卫生标准
编号 | 项 目 | 卫生标准及卫生要求 |
1 | 密封贮存期 | 30d以上 |
5 | 粪大肠菌值 | 常温沼气发酵,大于10-4;高温沼气 |
6 | 蚊子、苍蝇 | 有效地控制蚊蝇孳生,粪液中无孑 |
7 | 沼气池粪渣 | 需经无害化处理后方可用作农肥 |
(沼气发酵卫生标准也可用于三格化粪池处理法和密闭贮存法处理粪便效果的卫生评价)
![]() |