成旭 韓瑞澤3 蔡文萍 高乾源 藍海江

摘 要：廁所是反映人類文明的標桿，自人類歷史記載以來，首次提出不沖水衛(wèi)生廁所帶動廁所革命，對個人是一小步，對全人類文明進步是一大步，文章分析了目前養(yǎng)殖場、農業(yè)用肥、城郊及鄉(xiāng)村的廁所狀況，提出采用家庭糞便快速生成有機肥的技術（獲得國家專利：ZL 201220109642.1）即不沖水衛(wèi)生廁所，不用水沖、不通過排水管網、下水道及污水處理廠，很短時間內，快速無公害處理公共（家庭）廁所、養(yǎng)殖場糞便，制成無菌、無味的顆粒狀有機肥，便于包裝、運輸、儲存、銷售，不污染環(huán)境，進而大量減少污水排放量、農藥、化肥的使用量，有機肥不僅能生產綠色有機產品，促進人民健康，而且可以徹底改善土地、環(huán)境、衛(wèi)生狀況，投入很少，運營成本低，造福人類環(huán)境。不沖水衛(wèi)生廁所還可以用在交通運輸：飛機、火車、長途汽車、輪船及軍艦等。環(huán)保局實踐證明還進行了 “ZL 201320108141.6 ”專利發(fā)明的粉塵污染物降解技術方法，給排放煙霧、粉塵、酸氣的煙囪、廠房戴上過濾“口罩”，用于捕集降解過濾居民及工業(yè)生產排放的煙塵廢氣，脫硫、脫硝中和反應后，用于治理霧霾酸雨。

關鍵詞：不沖水衛(wèi)生廁所；糞便快速無害處理；霧霾酸雨治理；煙囪（居民）廠房“口罩”； 有機質吸附重金屬；顆粒狀有機肥；產品生產許可證；廁所革命；綠色除臭催化劑

中圖分類號：TU993 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）24-0207-03

1 現狀

世界城市化都是沿用歐洲早期城市化的排污模式，較完善的污水管網和現代污水處理廠，但是至今僅只在少數幾個工業(yè)發(fā)達國家得到實現。發(fā)展中國家需要多少年和多少財力物力才能達到這樣的水平？即使有一天達到了，同樣會面臨發(fā)達國家現在所面臨的問題，如高耗水、高耗能、資源沒能循環(huán)、能量沒能回收等等，問題主要三個：（1）污泥問題：即使在污水處理率非常高的一些發(fā)達國家，仍然有一半或更多的污泥被填埋。耗資很高焚燒后，很大部分殘余物屬于特殊固體廢棄物，因為混合污水成分復雜，只有很小一部分污泥得到肥料利用。（2）污水管網及處理費用高：歐洲很多早期修建的污水管網進入翻修和高維護期，導致費用不斷增加，如德國管網費用已經占到污水總費用的70%。發(fā)達國家的小型污水處理廠，污水中的營養(yǎng)鹽去除率仍然很低，如果要普及現有最好水平污水處理廠，仍然需要支出巨大費用。（3）處理后污水濃度仍然過高：即便污水處理廠達到目前最嚴格的排放標準，居民區(qū)地表水的污染問題也難以真正解決。

全國禽畜糞便年排放量已達18.84億噸，相當于工業(yè)廢棄物年排放量的3.4倍，養(yǎng)殖場大量的禽畜糞便污水，已與工業(yè)廢水、生活污水并列，成為水環(huán)境污染的三大源頭之一。并成為阻礙禽畜養(yǎng)殖業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素[1]。禽畜糞便含有大量的病原體及其他污染物，影響土壤水體、飲用水源危及人民健康，我國目前畜禽糞尿的利用率不高，大中型養(yǎng)殖場，一般不到20%。

我國目前農村的面源污染中，35%～40%來源于畜禽糞便，10%～15%來源于化肥，而50%來源于村鎮(zhèn)的生活垃圾與生活污水，中國是使用化肥強度最高的國家，多種復合污染，導致我國水污染惡化、土地貧瘠的狀況會越來越嚴重，最直接最根本的途徑是多使用有機肥和農家肥，少用化肥[2]。

人的疾病80%與飲用水有關，央視新聞調查欄目曾經推出的《河流與村莊》節(jié)目所揭密的河南省沈丘縣黃孟營的癌癥死亡之謎，是水污染與癌癥關聯的最佳佐證之一。

中國疾控中心對淮河流域水環(huán)境的研究，2013年6月，首次證實了癌癥高發(fā)與水污染有直接關系。

中國住建部副部長仇保興說，“我國城鎮(zhèn)化率已經超過50%，國際經驗表明，城鎮(zhèn)化率達到50%之后，是水污染危機的高發(fā)期，也是修復水生態(tài)的關鍵期，一旦錯過這個機會，將會付出極為高昂的治理代價?！?/p>

目前我國只有50%～60%的污水能夠處理，即使發(fā)達國也只能達到70%～80%[3]。

處理不了的部分直接排放，污水處理是世界性難題。

2 現有的辦法

根據世界衛(wèi)生組織（WHO）的數據，全世界約有60%的人口（45億）家中沒有衛(wèi)生廁所或者糞便沒有無害化處理，其中，仍有8.62億人露天排便，未經無害化處理的糞便污染物導致疾病傳播、環(huán)境污染，造成災難性后果。通常廁所污水是利用污水管網系統(tǒng)送至處理中心集中處理，一是占用大量土地、耗費巨大的能量和資源，另外投資大，尤其是對于沒有污水排放與收集系統(tǒng)的欠發(fā)達地區(qū)，短時間很難完成，成本較低的現有替代辦法有些不能實用，有些是無法排除臭味且會滋生病菌，用戶不用。

2018年11月6日，比爾及梅琳達·蓋茨基金會在北京舉辦“新世代廁所博覽會”，比爾蓋茨表示，新一代廁所即將問世，將創(chuàng)造數十億美元的新商機。比爾蓋茨自己對21世紀經濟報道記者說，2012年對新世代廁所作概念驗證，在過去的七年中，蓋茨基金會投入了兩億多美元，與合作伙伴共同開發(fā)新一代無下水道連接的廁所技術。

比爾及梅琳達·蓋茨基金會（Bill & Melinda Gates Foundation，簡稱“蓋茨基金會”）于2011年啟動了“全球廁所創(chuàng)新大賽”（reinvent the toilet challenge，RTTC）。這項由蓋茨基金會計劃在5年內（2011-2015）投資3億8000萬美元（近30億人民幣）用于該領域的技術研發(fā)。2013年8月，廁所創(chuàng)新大賽-中國區(qū)（Reinvent the Toilet Challenge，RTTC-China ）在北京正式啟動，此次大賽是由北京科技大學負責執(zhí)行，歷時2年，蓋茨基金會捐贈500萬美元用于新一代衛(wèi)生設施在中國研發(fā)。2014年“廁所創(chuàng)新大賽-中國區(qū)”第一輪方案征集啟動，資助總額高達約1300萬人民幣，“廁所創(chuàng)新大賽-中國區(qū)”（Reinvent the Toilet Challenge， RTTC-China）第二輪于2015年1月26日在北京科技大學正式開始啟動。（www.rttc-china.org）

比爾及梅琳達·蓋茨基金會組織的中國賽區(qū)廁所創(chuàng)新大賽，符合報名參賽條件的廁所技術方案僅幾十項，而且很多屬于廁所創(chuàng)意，廁所系統(tǒng)復雜，沒有進入實用；廁所排放污水中64.9% 滲入地下，35.1%直接排入河、湖等水體，村鎮(zhèn)污水排放在主要流域污染物負荷中貢獻率超過一半，第三次農業(yè)普查結果顯示，在全國2.3億農戶中，36.2%的農戶使用衛(wèi)生廁所，39.5%的農戶未使用衛(wèi)生廁所，還在使用路邊廁、旱廁等，現有技術儲備明顯不適于廁所革命的需要[4]。

據《2015年環(huán)境統(tǒng)計年報》統(tǒng)計，2015年全國廢水排放量735.3億噸，工業(yè)廢水排放量199.5億噸，占廢水排放總量的27.1%，城鎮(zhèn)生活污水排放量535.2億噸，占廢水排放總量的72.8%。

根據國外經驗和我國財力狀況，排水管網污水處理系統(tǒng)，要達到歐美城市較高普及率與配套的水平，至少還需幾十年時間，既使在下水道普及地區(qū)，化糞池糞渣仍有類似旱廁糞便的無害處理問題[5]。

3 不沖水衛(wèi)生馬桶

可以采用“家庭糞便快速生成有機肥”的專利技術（獲得國家專利：ZL 201220109642.1）作為不沖水衛(wèi)生廁所，取代傳統(tǒng)廁所，這種技術裝置操作簡單、使用方便、成本低，用市場現有的產品、組合、裝配后即可使用，不需要生產產品許可證，對特殊用戶也可根據用戶的不同需求定制。 使用這個技術裝置在很短時間內（1次半小時左右），配合使用綠色制品除臭催化劑，可以將排泄物快速制成無菌、無味的顆粒狀有機肥，可以做成包裝重量不等的有機肥儲存、銷售，控制疾病傳播，還可以取代化肥，避免環(huán)境污染，使土地的利用形成良性循環(huán)。這種不沖水衛(wèi)生廁所（50厘米左右）、重量輕（幾公斤）、價格低，便于在很多場所使用，不用水沖，不用建下水道，使污染不出各戶[6]。據統(tǒng)計，全國沖水馬桶每年沖走90億立方米的水量，相當于九個西湖、兩個太湖的水量，馬桶水費一年沖走261.98億人民幣。

抽水馬桶是家庭污水的最大來源，占耗水總量的40%，相當于每交100塊錢的水費，有40塊錢被馬桶沖掉了。

當前市場上的馬桶用水量多為6升，據水利部估算，目前全國沖水馬桶的使有量約2.75億套。按三口之家每個家庭每天使用抽水馬桶15次計算，全國每天馬桶用水量達247.5億升，全國平均水價為2.9元，每天馬桶沖走7177.5萬人民幣。

使用這個專利技術（圖1），不僅節(jié)省這些費用，而且減少同等數量的污水及處理費用，對廣大農村及城市邊緣平方地區(qū)的衛(wèi)生狀況及農業(yè)用有機肥及養(yǎng)殖場，有著顯著的改變、提高，也是對傳統(tǒng)廁所的革命，人畜糞便經過無害化處理后，消除了糞便中病源細菌，不會傳染人疾病，控制對環(huán)境的污染，將產生巨大的社會經濟效益[7-8]。圖2是環(huán)保局出具的專利技術實踐證明。

4 展望

污水治理應從污染水產生的“源頭”管制。

有機肥對土壤養(yǎng)分特別是重金屬元素的活性有較大的影響，重金屬因有機肥的吸持而會降低有效性。

有機質污泥含有多樣的官能團，從而能夠吸附重金屬，或者改變重金屬的化學形態(tài)，促使污泥中重金屬穩(wěn)定化，即大多數重金屬以穩(wěn)定殘渣態(tài)或以殘渣態(tài)和有機結合態(tài)兼具的形式存在，從而降低生物毒性和土壤的污染風險，在堆肥過程中加入石灰等物質，能降低重金屬的有效性[9]。

無害化處理過的人畜糞糞便有機肥是最好的有機改良劑，可改善土壤物理性質和肥力，通過吸附、絡合等作用降低土壤中重金屬的生物利用率，同樣可用于重金屬污水處理。

使用這個專利技術，不僅減少大量的生活污水、養(yǎng)殖場污水，還可用于重金屬污水治理。

治理環(huán)境污染如同給病人治病，在發(fā)病早期及時醫(yī)治，成本小、康復快，如果等到病人晚期，回天乏術。

央視10頻道報道：陜西省洋縣、云南某地等很多地區(qū)，農業(yè)使用有機肥、不用化肥，農作物不起蟲，不用打農藥，有些配合使用天然殺蟲劑，農業(yè)產品都是綠色的。

各國的城市生活垃圾無害化處理，是世界性難題，眾多急需要解決的社會問題中，被列為三大環(huán)境問題之首，制成有機肥是垃圾處理無害化、減量化、資源化（國家對垃圾處理的要求）的唯一行之有效的方法。

人禽畜糞便快速無害化專利技術的好處：一是有機肥增加土壤中的有機質含量，有利于土壤的保護；二是減少污水的排放及處理成本，有利于環(huán)境保護，提高經濟效益； 三是養(yǎng)殖企業(yè)可以變廢為寶，增加收入；四是還可以用在交通運輸：飛機、火車、長途汽車、輪船及軍艦等；五是國家推行人禽畜糞便資源化利用政策，將不沖水衛(wèi)生廁所發(fā)展成一個新的產業(yè)，培育一個新的市場和經濟增長點，造福全人類，對人類文明有著偉大意義。

參考文獻

[1]肖永慶.現代化養(yǎng)豬的糞便處理與資源化途徑[J].農業(yè)環(huán)境保護，1998，17（6）：281-283.

[2]莫海霞，仇煥廣，王金霞，我國畜禽排泄物處理方式及其影響因素[J].農業(yè)環(huán)境與發(fā)展，2011，（06）：59-64.

[3]王凱軍，宮徽.未來污水處理技術發(fā)展方向的思考與探索[M].北京：科學出版社，2013.

[4]黃圣彪，推進廁所革命需要解決的技術問題及措施建議[J].中國環(huán)境管理，2018，（2）：49-52.

[5]陳朱蕾，唐熹中.中國城市糞便處理系統(tǒng)發(fā)展與問題研究[J].環(huán)境衛(wèi)生工程，1998，6（03）：125-131.

[6]成旭，徐浚洋，韓瑞澤.家庭快速生產有機肥——傳統(tǒng)廁所的革命[J].科技風.2016，（15）：189.

[7]成旭，孟祥棟，韓瑞澤.快速無公害處理人畜糞便對環(huán)境的意義[J].科技資訊.2017，（17）：121-122+1.

[8]成旭，韓瑞澤，張立穎，劉海利.防治污染水的辦法——廁所革命開創(chuàng)人類衛(wèi)生文明新紀元[J].科技創(chuàng)新導報，2018，（02）：130-134.

[9]白莉萍.北京地區(qū)不同城鎮(zhèn)污水處理廠堆肥污泥的營養(yǎng)含量和重金屬污染[J].環(huán)境科學，2014，（12）：4648-4654.