◎本刊主筆 劉國偉
非洲國家馬拉維的“阿爾波爾盧”干廁
“阿爾波爾盧(Arborloo)”干廁又被稱為樹坑廁所,這是一種簡單實用的單坑堆肥式干廁。來源:國際生態(tài)衛(wèi)生研究計劃(EcoSanRes)網(wǎng)站
翻開人類歷史我們會發(fā)現(xiàn),現(xiàn)代版的沖洗式抽水馬桶逐步普及,迄今也不過一二百年。時至今日,廁所的普及和可持續(xù)應用已成為衡量一個國家和地區(qū)民生狀況的重要指標。但對世界很多地區(qū)來說,因為種種限制,能享受到干凈舒適的如廁環(huán)境仍然是一種奢望。不過,現(xiàn)代干廁的發(fā)展和推廣,有望為這些地區(qū)的人們帶來福音。
干廁簡而言之就是不用(或者極少)使用水來沖刷廁所,核心字眼在一個“干”字上。大家可能很快聯(lián)想到被人類使用了數(shù)千年、至今仍在一些農村常見的那種臭氣熏天、蒼蠅飛舞的傳統(tǒng)旱廁。而本文所說的現(xiàn)代生態(tài)干廁,與傳統(tǒng)旱廁有本質的區(qū)別?,F(xiàn)代干廁除了便于在缺水地區(qū)使用外,還有利于排泄物中營養(yǎng)物質的循環(huán)利用,有利于擺脫對供水、電力和廢水排放及處理系統(tǒng)的依賴,有利于根據(jù)當?shù)亟?jīng)濟、社會和文化條件因地制宜配置硬件,靈活性很高。只要正確地安裝和使用,現(xiàn)代干廁可以做到?jīng)]有多少讓人不爽的氣味。
現(xiàn)代干廁的創(chuàng)意和種類與日俱增,但是主流干廁大致分為堆肥式干廁(CT)、尿液分離式干廁(UDDT)、焚燒式干廁和冰凍式干廁幾類。
堆肥式干廁原理示意圖
堆肥式干廁(CT)側重對排泄物的發(fā)酵處理。這種干廁用水很少或者不用水,通常不把尿液分離出來,而是大小便混合在一起排入下方的儲糞罐,摻入木屑、椰棕和泥土等物質混合堆積,經(jīng)過發(fā)酵腐熟殺菌,利用微生物把排泄物轉化成衛(wèi)生、無味的類似腐殖土一樣的有機肥。從堆肥過程上看,這種干廁有的采用慢速堆肥,即長期儲存,利用自然發(fā)酵完成堆肥步驟;有的采用主動式堆肥,就是使容器內的溫度和濕度至最佳程度,加速堆肥進程。相比之下,堆肥式干廁比傳統(tǒng)旱廁味道小多了,比沖水馬桶產(chǎn)生的廢水量大為減少,產(chǎn)出的堆肥可用于作物種植,但是比起尿液分離式干廁,它的后期維護工作量大。
堆肥式干廁是西方國家應用較為廣泛的一種干廁,在瑞典、加拿大、英國、美國和澳大利亞的路邊廁所與國家公園里較為常見。游客們在芬蘭和瑞典的鄉(xiāng)村度假區(qū),也會經(jīng)常使用這種干廁。在德國,受綠色生態(tài)觀念的影響,上世紀80年代個別街區(qū)建設了這種干廁。據(jù)可持續(xù)生態(tài)衛(wèi)生聯(lián)盟(Susana)估計,一個包括36戶家庭(約140人)的居民區(qū),使用一年的堆肥式干廁能節(jié)水2044噸,這是一個很可觀的數(shù)字。
這里必須說一種有趣的單坑堆肥式干廁“阿爾波爾盧(Arborloo)”,也稱之為“樹坑廁所”:在田地里挖一個寬度適中、1米~1.5米深的坑,坑邊壓實固定好,周圍用籬笆圍上,一個樹坑廁所就建起來了。一段時間之后,坑里的“內容”積累較多了,就可以把一棵樹(例如果樹)種進坑里,再把廁坑用泥土填實。地下的糞便自然發(fā)酵后能夠為果樹提供充足的養(yǎng)分,然后到附近再挖一個新坑,建設新的樹坑廁所,如此循環(huán)建設,簡單又實用。
美國三角國際研究院(RTI)研發(fā)的焚燒式干廁,體積大,結構復雜。來源:可持續(xù)生態(tài)衛(wèi)生聯(lián)盟(Susana)官網(wǎng)
源分離式也叫尿液分離式,這種干廁能夠通過改變便器形狀,在便器內前方設計一個碗型入口收集尿液,從而將排泄的尿液同糞便分離開來,分別進行儲存和處理。這種干廁對于缺水地區(qū),給水排水系統(tǒng)等基礎設施成本高昂的地區(qū),以及環(huán)境條件嚴苛和地下水位較高容易受污染的地區(qū)很有意義。
分離式干廁的糞便至少要存放6個月,期間的風干和殺菌過程能夠殺死大量寄生蟲,如蠕蟲,這種寄生蟲在許多發(fā)展中國家的兒童體內很常見。分離出來的尿液在存放一段時間后,加以稀釋然后直接用作谷物、蔬菜和產(chǎn)油作物的肥料。為了防臭防蠅,糞便中需要摻入樹葉、稻糠、干苔蘚等能就地取材的物質。如果將分離式干廁內的糞便用于植物種植,還需要更長時間的堆肥,充分殺菌。
分離式干廁的建造成本相對較高,但是從較長的使用周期來看并不算貴。分離式干廁在實際應用中面對的一大挑戰(zhàn)是,尿液容易在排尿管內沉積形成尿堿,所以需要用酸類溶液加以沖洗。
德國國際合作機構(GIZ)2012年對全球84個國家的324個生態(tài)廁所項目進行統(tǒng)計后,估算出僅有約200萬人使用分離式干廁。盡管如此,發(fā)展中國家的分離式干廁建設還是迅速開展起來。例如,在缺乏淡水供應的厄瓜多爾,投入使用的各種不同款式的分離式干廁約有數(shù)百個。在非洲納米比亞,利用流體力學中的康達效應分離尿液的分離式干廁,在當?shù)乇环Q為“歐特急(Otji)廁所”,2003 ~2011年間,約有1200個歐特急廁所在該國南部安裝使用。此外非政府組織還在玻利維亞的埃爾阿托為4500人建設了約1000個尿液分離式干廁。
和前面提到的幾種干廁相比,焚燒式干廁和冰凍式干廁顯得更加高端,從原理上可視為干廁中的“冰與火之歌”。焚燒式干廁使用電力、燃油或者干燥的動物糞便等做燃料,能夠將排泄物燒成灰燼。這對于不方便傾倒和處理糞便的地區(qū)較有意義。美國大亨、微軟公司創(chuàng)始人比爾·蓋茨對此興趣濃厚。2011年,比爾和梅琳達·蓋茨基金會發(fā)起了“再造廁所的挑戰(zhàn)”活動,向有關團隊提供贊助,鼓勵開發(fā)更安全有效的廁所。在此推動下,美國三角國際研究院(RTI)研發(fā)出了焚燒式干廁,這種干廁利用基于電化學的消毒與固體焚燒技術,將糞便轉化成可燃物進行焚燒,產(chǎn)生的熱能則通過熱化學器件轉化為電能,余熱也被利用起來,用于烘干糞便。
名為“應喜諾樂(Incinolet)”的電力(天然氣)焚燒式干廁,在美國馬薩諸塞州的科德角一帶出售了175個,單價1499美元到1879美元不等。如果選擇能用天然氣的版本,則連電力都不需要。這種焚燒式干廁使用一次的成本為28美分,但在使用中需要良好的通風條件。
芬蘭的冰凍式干廁
冰凍式干廁的研發(fā)始于上世紀70年代的瑞典,但現(xiàn)在主打產(chǎn)品來自芬蘭,如“愛思樂特(Icelett)”。這種干廁只需用電就能工作,不需要通風和化學藥劑。糞便被冰凍后細菌基本停止了活動,而且臭味大減。奇妙的是,當用戶坐在上面如廁的時候,卻絲毫不會感到冰屁股,因為下面制冷機構產(chǎn)生的熱量能夠烘熱馬桶圈。為了保證制冷壓縮機更好地工作,冰凍式干廁盡量放在溫度偏低的空間里,避免安裝在有地暖的地面上。
目前,從使用數(shù)量上來看,現(xiàn)代干廁的使用者仍是小眾。但隨著干廁技術的進一步發(fā)展和公眾環(huán)保意識的提高,干廁在解決水資源短缺、防止水污染、磷回收和保障糧食安全上,將發(fā)揮更大的作用,普及前景不可低估。
德國堆肥廁所的產(chǎn)出品,類似腐殖土。
厄瓜多爾婦女納西薩對自家的簡易尿液分離式干廁很滿意,向眾多鄰居演示如何使用。來源:可持續(xù)生態(tài)衛(wèi)生聯(lián)盟(Susana)秘書處