生物科技 创造和谐的大自然
KOT 生物技术应用于化粪池生态化改造
技术说明
汶莱金源国际有限公司
上海金量源生物科技有限公司
台湾金源生物科技股份有限公司
目录
第一章城市化粪池的发展现状 (2)
1.1城市化粪池的基本现状 (2)
1.2传统化粪池存在的问题 (3)
1.3城市粪便处理的发展方向 (5)
1.3.1 当前化粪池改造技术 (5)
1.3.2 KOT化粪池改造技术 (6)
第二章 KOT技术应用于化粪池生态化改造 (7)
2.1KOT技术改造传统化粪池的五大优点 (9)
2.2KOT生物反应器基本结构及原理 (9)
2.3KOT化粪池的技术特点 (11)
2.3.1工艺先进 (11)
2.3.2运行管理简便 (13)
2.3.3技术经济优越 (13)
2.4KOT生物化粪池处理单元功能说明 (13)
2.5KOT生物化粪池与传统化粪池功能比较经济技术分析 (15)
第三章 KOT化粪池改造的案例分析和意义 (16)
3.1KOT化粪池的案例分析 (16)
3.2KOT化粪池改造的意义 (16)
第一章城市化粪池的发展现状
1.1 城市化粪池的基本现状
化粪池作为我国城镇生活污水主要局部处理构筑物被普遍采用，在消除病原体、减少污染等方面发挥了巨大的作用。化粪池的功能是是为了截流粪便及污水中的大颗粒杂质，以防管道堵塞；截留其中的粪便、纸屑和病原虫等杂质；去除一定量的有机物以降低BOD从而减轻了污水处理厂的负荷或减轻对水体的污染。沉淀下来的污泥经3～12个月的厌氧分解、酸性发酵脱水熟化后能转化为稳定状态可清掏外运另行处理。化粪池对保护市政管网的畅通，减少市政大管径管道的养护周期、增加使用年限有着不可替代的作用，所以许多老城区中将近百年的化粪池至今仍在使用。
图：传统化粪池
但目前在使用过程中因为各种原因造成大量化粪池无法正常运行，以广州、重庆为例：
广州市现有常住人口700万，流动人口200万，按人均每天产污泥0.4升（指粪便经化粪池充分消化后的残余物），广州每天产粪便污泥总量达3400多吨。广州市目前有化粪池31714个，每年递增2000个，平均每个化粪池每年产粪便污
泥40吨。但广州市目前只有二三成的社会化粪池如大的宾馆酒店、管理规范的小区及办公楼的化粪池能定期清理外，其他的社会化粪池均处于长期不清理的状态，绝大多数的社会化粪池只在粪池满溢或堵塞的情况下才联系清理，有些楼宇甚至十几年未清理过一次。2001年全市平均日清粪便750吨，其中80%是环卫部门从环卫公厕清理出来的，20%是从社会化粪池中清理出来的，化粪池总清运率只有22% 。
重庆主城区人口310万，重庆市主城区现有各类粪便处理设施共14742座，处理总容积804048立方米，其中集中处理场６座；生物消化及沼气净化池3152座，容量335066立方米；三格化粪池等简易处理设施11584座，容量461106立方米。所有设施中，两年以上未清掏的处理设施有5457座，占37％，其中江北区高达46％；有病害的处理设施3910座，占26.52％，其中渝中区高达84％，主要分布在老城区；存在安全隐患的设施1548座，占10.5％；无建设及运行档案资料的8255座，占56％，其中，江北区比例高达76％。
1.2 传统化粪池存在的问题
作为水处理构筑物的化粪池，目前由于使用、管理等方面存在诸多问题，致使化粪池影响周边居民的生活质量。
其中存在如下几个问题：
1、管理不善，效益极低
化粪池是最初级的污水处理构筑物，污水中所含的大量粪便、纸屑、病原虫（如蛔虫）等杂质，进水池时，流速减低，水中悬浮物逐渐沉入池内成为污泥。在池中经过数小时以上的沉淀后，去除约50％~60％左右。沉淀下来的污泥在池中进行厌气分解，经90天以上的发酵可提高肥效。污泥清掏的周期应为90~360天。但由于缺乏相应的管理措施，使许多化粪池没有达到设计的处理效果。长期未清掏，大部分化粪池内污泥已积满。污泥固结在池底，化粪池有效容积日趋减小，变为只过流并不沉淀杂质的检查井。
2、处理效果差
化粪池截留的悬浮物经过厌氧分解，生成部分有机酸、氨、二氧化碳和硫化氢，造成污水的酸化和恶臭，病毒、病菌、有机物不能完全发酵分解，臭气外溢传播疾病，污水未经净化污染水源，危害人们健康等一系列环境问题。
※粪便污水的环境污染性※
1）粪便污水中含有大量的病原体
◆可能含有引起伤寒、痢疾、急性肠胃炎等肠道传染病的病菌；
◆可能含有引起病毒性肠胃炎、小儿麻痹症、病毒性脑炎、肝炎等病的柯沙基病毒、埃可病毒、脊髓灰质炎病毒和肝炎病毒；
◆可能含有引起肠道寄生虫的多种肠道寄生蠕虫卵等病原体。
图：粪便中病原生物
2）粪便污水中因含有大量有机质以至于可供繁殖孽生媒介疾病的蚊、蝇、蚤、老鼠等；
3）粪便污水散发含氮、硫化氢、硫醇、硫醚等恶臭成分的有害气体；
4）粪便污水中有机质腐烂分解后会产生有毒有害气体，发生恶臭。
3、占地面积大，设置困难
城区的土地一直很紧张，这就造成在建筑红线范围内建造化粪池往往十分困难。从而造成化粪池离建筑物太近，影响到建筑物的桩基础，因此不得不与市政相关部门协商，最终减小化粪池的容积而得以解决。对于有几十幢住宅的小区，每幢楼周围需敷设雨水、污水、粪水等多种管线，这就使得建造配套化粪池更加困难。
1.3 城市粪便处理的发展方向
从城市远期发展而言，同时借鉴发达国家城市的经验，逐步取消城区的化粪池，使每家每户所产生的粪便将直接通过污水管道收集到污水处理厂是未来的发展方向。
但化粪池的逐步取消，是要有前提条件的，目前仍面临很多困难。
取消化粪池的地方必须是市政管网已经普及、污水收集系统已经完善、粪便能够进入污水厂处理的地方，。对于老城区，由于管网还是几十年前铺设的老管道，其无法达到输送粪污的要求，所以要取消化粪池还存在先要将管网进行改造后才能实施，因此难度非常之大，所以尚有大量未能取消依然必须持续使用旧式厌气化粪池，包括技术难题、费用如何承担的难题、之后管网如何管理的难题。
1.3.1 当前化粪池改造技术
以目前情况而言，在城区进行化粪池改造是比较经济的选择，目前在我国部分城镇，出现了生态型化粪池产品，这类产品基本属于污水处理设备，作为传统化粪池的更新换代，同时污水得到净化效果。
生态型化粪池——将生态工程技术植入化粪池，是在改造后化粪池基础上，进一步采用生态处理技术，使粪便污水达到无害化排放。整体工艺过程由污水井、厌氧池、厌氧过滤池、氧化沟、生态塘等5个部分组成。系统为污水处理建筑装置，将生物制剂一次性引入到化粪池内，在池内微生物载体上形成生物膜，利用
微生物的新陈代谢作用，吸附、消化、分解污水中的有机污染物，并通过氧化沟、生态塘进一步氧化处理。
但是池内会产生的甲烷、二氧化碳、氨、硫化氢等气体，同时整个生态型化粪池占地面积较大,尤其是生态塘，利用奇妙的生物链关系和水体自净原理，进一步净化出水水质，其需要的空间也是最多的。
综上所述，利用生态技术处理污水，的确能达到粪便污水完全处理的目的，但其本身依然存在着不完善之处，是其推广利用的巨大障碍：
1、对于土地空间需求大，整体投资大；
2、系统整体操作复杂，需专人管理；
3、处理系统效果不稳定，进入粪便污水超负荷则系统崩溃；
4、处理过程中会产生散发恶臭的物质，影响周边环境质量。
1.3.2 KOT化粪池改造技术
生态型化粪池虽已出现使用，但它无论从净化效果，还是环境要求等其他综合因素考虑，还不能达到人们保护环境的理想要求。
同时，城市化粪池的净化功能，关系着排水管网能否畅通、是否可以杜绝污水外溢造成的环境污染、以及减小恶劣环境对人体健康的威胁、提高管道的使用寿命等一系列与我们的生活息息相关的实际问题。，我公司技术人员一直以来没有放松对老式化粪池更新换代的思考，经调查分析得出目前城市化粪池有以下不足之处：
1、城市寸土寸金，可建造化粪池的空间极少；
2、化粪池并非污水处理终端，出水需进入城市污水厂统一处理；
3、化粪池散发的臭味及粪便溢出是居民最反感之处；
4、化粪池处理能力下降，易堵塞市政排污管而造成粪便溢出。
因此，在现有生态型化粪池的基础上，我公司经过数年潜心研究，开发出了适合城市的KOT化粪池改造技术。
KOT技术充分考虑了城市建筑本身特点和生态工程技术，最大限度地节省投资，降低运行成本及对环境的污染，做到投资、效果、占地多方面的平衡，具有较好的经济效益、环境效益和社会效益。
第二章 KOT技术应用于化粪池生态化改造
KOT化粪池改造技术核心是KOT生物处理技术，其不以普通生态型化粪池那样仅以出水达标排放为唯一目的，而污水的终端处理定位在城市污水处理厂。K OT技术重点在于有效地解决了臭味散发、粪便外溢、粪渣淤积、堵塞管道等环境污染或运行管理问题，。KOT化粪池改造技术的目标是化粪池不再有臭味、抑制病原生物的繁殖、减少池底粪渣淤积等。综合考虑，KOT化粪池将是化粪池改造的最佳选择。
KOT生物处理技术是一种生物强化技术（bio-augmentation），它是采用从大自然中筛选的多种类优势微生物种群，并经过定向驯化培育，用之于污染物的降解的一种高效的生物污染物降解技术。KOT生物处理技术源自大自然的启示，利用自然中原本存在的高效能的微生物来降解污染物，这种微生物还具有很强的环境适应能力，对粪便及污水中的污染物质有较强的氧化分解效果。其研发理念为“追求人类与自然的和谐统一，达到真正的生态平衡”。
主要物料外观形态-生物培养器
生物培養器為有機接觸材其主要成分為天然之木質纖維材，其本身所含之木質素及戊聚糖成份可提供菌種養份
並提供菌種宿居，穩定菌群數減少流失天然有機物質，不含化學原料及添加，不會溶出有害物質
具水質淨化及土壤改善功能可做為環境微生物之營養源
醣質發酵液屬一般糖
蜜發酵液，其目的在
提供菌種養份，可
幫助生物反應將硫化氫，分解合成醣類及
硫酸氨加速生物分解
图：KOT生物培养器组成
KOT生物处理技术已获得多项国家专利（发明专利号：ZL 00 1 32483.7、Z L 02 2 92031.5、ZL 02 2 92030.7等），在同一领域是国际领先水平。
2.1 KOT技术改造传统化粪池的五大优点
（一）、周边环境再无臭味
由于KOT微生物具有很强的分解能力，可以有效抑制H2S、NH3等臭味的产生，所以KOT化粪池不散发臭味，不滋生蚊蝇。
（二）、消化粪便，减少化粪池沉淀物
采用KOT生物处理技术的一部分粪便被微生物分解成H2O、CO2及其它无害的无机物，大大减少了化粪池底部粪渣，延长了清淘周期，周边居民从此无忧粪便外溢之苦。
（三）、抑制病原生物
KOT生物处理技术依托多种属环境有益微生物，有效抑制了病原生物的繁殖，减少对周边环境的危害。
（四）、提高原有化粪池处理负荷
KOT生物处理技术可有效分解定量粪便，从而使原有容积的化粪池所对应人数可大大增加。尤其适合市区这样的寸土寸金之地。
（五）、投资小，改造快
以改造一个目前国家标准的5＃化粪池为例，所需增加的电器设备仅需一台功率0.4kW的低噪音风机，再配以池体中的曝气装置。
2.2 KOT生物反应器基本结构及原理
KOT生物处理系统中的每个生物处理单元由池体、曝气系统和特殊的生物培养器组成，每个生物处理单元都是独立的三相流化床生物反应器，空气、水和微生物在培养器表面接触，为微生物的生长和繁殖提供了良好的环境。
KOT生物反应器基本结构及原理如下图所示。
图：KOT专利生物反应器原理图
KOT生物处理系统模拟自然生态系统的原理，形成一个由多种属微生物构成的食物链。宿居于载体（生物培养器）上的优势菌群在投加进池体前处于休眠状态，当接触粪便污水及生物助剂后，菌群很快被激活。当系统经过短期调试运行正常后，粪便污水中大部分有机物质在很短的时间内被微生物吸附，大分子有机物被微生物的胞外酶分解成易降解的小分子，可溶性小分子有机物可直接透入细胞膜内。进入细胞内的营养物质在细胞内酶的作用下，经过一系列生化反应，使有机物转化为二氧化碳、水等简单无机物，同时产生能量。微生物利用呼吸作用放出的能量和氧化过程中产生的中间产物合成细胞物质，使菌体大量繁殖。微生物不断进行生物氧化，使环境中有机物不断减少，污水得到净化。
图：KOT菌群中的部分菌种
2.3 KOT化粪池的技术特点
2.3.1工艺先进
采用KOT生物处理技术，在工艺上具有很多先进性。
化粪池减量除臭工艺流程
工艺说明:
1.粪便污水在KOT1#-KOT4#的停留时间为24小时。
2.粪便污水经处理后,能有效地消除恶臭所产生的环境污染。
化粪池出水纳管排污工艺流程
工艺说明:
1.粪便污水在KOT1#-KOT4#的停留时间为36小时。
2.粪便污水经处理后,其出水水质达到污水纳管标准。
化粪池出水回用绿化工艺流程
工艺说明:
1.粪便污水在KOT1#-KOT4#的停留时间为48小时。
2.粪便污水经处理后,其出水水质能满足绿化用水的要求。
（1）减少池底粪渣
KOT生物处理技术的最主要特点就是粪便能被KOT微生物分解成H2O、CO2及其它无害的无机物，大大减少了化粪池底部粪渣，延长了清淘周期，极大地节省了市政用于清淘化粪池的费用，简化了日常维护工作。
（2）没有异味
KOT生物处处理过程环境、卫生、安全，不会产生硫化氢、氨氮等臭味，有害细菌、病毒因不能适应系统的特殊环境而被优势种群KOT微生物抑制，系统不滋生蚊蝇。
2.3.2运行管理简便
KOT化粪池设备自动化运行，不需要人工操作。
2.3.3技术经济优越
（1）KOT化粪池的性能价格比高
采用常规能源，在产生环境效益的同时，极大限度的降低投资成本。根据对现有化粪池作用机理的研究与总结，在产品设计时充分考虑生态环保与经济效益的平衡，使之具有更高的推广价值和更广阔的市场空间。
如果系统出水回用于绿化灌溉等，可相应节约水资源，间接增加经济效益和环境效益。
（2）运行费用低廉
KOT化粪池的粪污处理系统能耗低，约0.2-0.6kW/天，且不产生其他运行费用。
2.4 KOT生物化粪池处理单元功能说明
KOT生物化粪池——这一将生态、节能理念融于化粪池的工艺是在普通化粪池基础上加入了生物处理结构。池内放置有易于KOT生物宿居的特殊载体，组成生物处理装置。KOT化粪池沿用原有化粪池3池的组成，分别为KOT1#池、KOT2 #池、KOT3#池，粪便污水依次自流通过各池。微生物附着于载体生长繁衍。粪便污水排入化粪池多格池体后，在微生物的作用下，经沉淀、初步酸化和水解使污水中的有机物得以进行沉淀、过滤和分解消化，整个过程不产生的甲烷、硫化氢等有害气体。KOT技术核心在于生活使用中的老式化粪池分室细化利用，并加入了KOT生物降解装置。
KOT1#池
KOT微生物在1#池（发酵池）的发酵环境下，将污水中的大分子有机物分解成简单小分子有机物，并对低分子有机物进行降解；同时，由于有害细菌、病毒在1#池中的发酵环境下难以生存而大量死亡，有毒和易产生气味的物质被特殊菌种逐步催化分解，整个处理过程无毒、无异味。发酵作用完成后，水体流入2 #池。
KOT2#池
2#池（分解池）利用液态生物营养制剂，培殖强势菌种，建立特殊环境，发酵物质及一般有害菌类在此被催化分解去除，以进一步降解污水中的有机物。分解作用后，水体由水平对流管自流进入3#池。
KOT3#池
3#池（消化池）通过调节培养消灭性微生物菌群，将粪便污水中的腐化物和死亡的菌类吞食，消化分解成CO2和H2O，形成一个良性的自然生态体系，最终使化粪池中污泥减量。消化作用后，上层水体由自流进入市政污水管道。
图：KOT化粪池内部流程图
KOT化粪池的优点：
无任何药剂消耗，能耗低；
◆操作维护简易方便；
◆不产生臭味、无噪声，不影响周边环境；
◆过程对人体无害、无毒性；
◆工程施工维护简捷
2.5 KOT生物化粪池与传统化粪池功能比较经济技术分析
第三章 KOT化粪池改造的案例分析和意义
3.1 KOT化粪池的案例分析
以改造一个目前国家标准的5＃日排放量12吨的化粪池为例，所需增加的电器设备仅需一台功率0.4kW的低噪音风机，再配以池体中的曝气装置，整个改造工程投资22000元左右，正常情况下仅需2名工人1--2天的工作即可。
图：工人添加KOT微生物及载体
3.2 KOT化粪池改造的意义
应用KOT生物化粪池具有极其重要的现实意义：
（1）消减粪便污水带来的居住环境污染问题
通过采用KOT技术，对粪便污水进行除臭、减量、抑病菌，减少对周边环境的不利影响。
（2）减少了化粪池的投资及运行费用
随着城市人口密度的上升，社区原有化粪池容积可能已跟不上对应人数，若进行扩建则会遇到各种阻力，而应用KOT技术的化粪池可有效分解粪便使其减量，从而提高了化粪池的处理总量，减少了清淘次数，可减少相关费用支出。
从上面两点可以看出，应用KOT化粪池在特定的环境下，有其极重要的作用，不仅保护环境、节约资源并且同时能提高生活水平。