文/張亞雷 同濟(jì)大學(xué)

小康不小康，廁所算一樁。習(xí)近平總書(shū)記在不同場(chǎng)合多次強(qiáng)調(diào)要堅(jiān)持不懈推進(jìn)“廁所革命”，努力補(bǔ)齊影響人民群眾生活品質(zhì)短板。為改善農(nóng)村人居環(huán)境，國(guó)家陸續(xù)出臺(tái)了一些政策和措施，《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃（2018—2022年）》和《農(nóng)村人居環(huán)境整治三年行動(dòng)方案》均明確提出到2020年全國(guó)農(nóng)村改廁衛(wèi)生廁所普及率達(dá)到85%。

近年來(lái)我國(guó)農(nóng)村改廁工作取得了顯著成效，但仍存在廁所建改模式單一且偏離生態(tài)鏈過(guò)程、廁所排泄物處理資源化程度低、核心設(shè)備成套化水平低、標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量控制體系不完善、長(zhǎng)效管理體系不健全等問(wèn)題，亟需構(gòu)建以排泄物全過(guò)程生態(tài)鏈為導(dǎo)向的鄉(xiāng)村廁所系統(tǒng)建設(shè)、改造理論方法與技術(shù)體系。進(jìn)一步解決當(dāng)前鄉(xiāng)村廁所技術(shù)革新與產(chǎn)業(yè)升級(jí)所面臨的關(guān)鍵科學(xué)與技術(shù)問(wèn)題，特別是應(yīng)對(duì)諸如新冠肺炎疫情等突發(fā)公共衛(wèi)生事件的能力。

研發(fā)應(yīng)急移動(dòng)廁所產(chǎn)品 服務(wù)戰(zhàn)疫一線

面對(duì)突如其來(lái)的新型冠狀病毒感染的肺炎疫情，項(xiàng)目組積極響應(yīng)科技部 1月29日通知精神，系統(tǒng)梳理已有技術(shù)成果，在堅(jiān)持做好疫情防控的同時(shí)，迅速開(kāi)發(fā)適合此次疫情防控的應(yīng)急產(chǎn)品和裝備，組織編寫(xiě)發(fā)布清潔消毒技術(shù)規(guī)范，助力一線疫情防控。

2月4日，項(xiàng)目組接到了武漢建設(shè)方艙醫(yī)院亟需移動(dòng)廁所的信息，迅速協(xié)調(diào)項(xiàng)目參與單位上海華杰生態(tài)環(huán)境工程有限公司，15天內(nèi)為武漢、仙桃等地的方艙醫(yī)院提供應(yīng)急移動(dòng)廁所300余臺(tái)，后續(xù)又為武漢、隨州廣水、潛江、北京、上海、昆山、江陰、蘇州、常熟等地的高鐵站臺(tái)、高速道口等疫情防控一線提供應(yīng)急移動(dòng)廁所300余臺(tái)，使用效果優(yōu)良。

此次提供的裝配式應(yīng)急移動(dòng)廁所，集成了造型構(gòu)建技術(shù)、節(jié)水節(jié)能技術(shù)、清潔消毒技術(shù)、通風(fēng)除臭技術(shù)等創(chuàng)新成果，由模具一次性注塑成型，堅(jiān)固耐用重量輕，可視需求移動(dòng)設(shè)置；墻板光滑易保潔，符合衛(wèi)生要求；內(nèi)部設(shè)施簡(jiǎn)潔實(shí)用，在便器底部接有排污管的同時(shí)配有儲(chǔ)糞槽，滿足應(yīng)急情況下將排泄物集中消毒處理的要求，能有效防止病毒通過(guò)糞便傳播。

鑒于新冠肺炎疫情爆發(fā)凸顯的公共廁所建設(shè)改造與清潔消毒的短板，同時(shí)為了實(shí)現(xiàn)廁所設(shè)施和廁所安全運(yùn)維同步到位，做好應(yīng)急移動(dòng)廁所的清潔消毒，保障使用者的安全，項(xiàng)目組根據(jù)疫情防控一線的實(shí)際，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)化工作的需要，迅速成立了標(biāo)準(zhǔn)編寫(xiě)組，在文獻(xiàn)調(diào)研、專(zhuān)家咨詢(xún)、實(shí)地調(diào)研基礎(chǔ)上，起草編寫(xiě)相應(yīng)的清潔消毒技術(shù)規(guī)范。

經(jīng)過(guò)三天兩夜的奮戰(zhàn)，2月7日，項(xiàng)目組緊急起草的《新型冠狀病毒感染的肺炎疫情隔離救治區(qū)水沖式移動(dòng)廁所清潔消毒技術(shù)規(guī)范》（Q31/0114000176F003-2020）通過(guò)上海市市場(chǎng)監(jiān)督管理局備案正式發(fā)布執(zhí)行。該技術(shù)規(guī)范針對(duì)新冠病毒感染的肺炎疫情隔離救治區(qū)應(yīng)急移動(dòng)廁所的使用運(yùn)行管理過(guò)程，提出了使用者防護(hù)、清潔人員清潔消毒、糞污收集轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程防控等三方面的操作指南，充分保障如廁人員、清潔人員及糞污轉(zhuǎn)移過(guò)程中工作人員的安全，滿足新型冠狀病毒感染的肺炎疫情隔離救治區(qū)安全防疫的需要。

在此次抗疫阻擊戰(zhàn)中，該技術(shù)規(guī)范隨著應(yīng)急移動(dòng)廁所共同在方艙醫(yī)院中發(fā)揮了重要作用，填補(bǔ)了突發(fā)公共衛(wèi)生事件公共廁所領(lǐng)域的空白，對(duì)武漢市十余家“方艙醫(yī)院”救治區(qū)火速拼裝的大量移動(dòng)式廁所以及全國(guó)的移動(dòng)式廁所防止病毒傳播均發(fā)揮了重要的作用。

項(xiàng)目組在云南省云龍縣開(kāi)展廁所科技扶貧示范建設(shè)（左：周雪飛教授帶隊(duì)云南云龍縣調(diào)研；中：云南云龍縣永安村委授予項(xiàng)目組“助力脫貧 攜手小康”感謝牌； 右：建成后的示范戶(hù)廁）

項(xiàng)目組研發(fā)的應(yīng)急移動(dòng)廁所及標(biāo)準(zhǔn)（左：應(yīng)急移動(dòng)廁所；右：上海市企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《新型冠狀病毒感染的肺炎疫情隔離救治區(qū)水沖式移動(dòng)廁所清潔消毒技術(shù)規(guī)范》）

示范戶(hù)廁效果圖

“鄉(xiāng)村廁所關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目通過(guò)應(yīng)急廁所產(chǎn)品研發(fā)及標(biāo)準(zhǔn)編制，對(duì)新型冠狀病毒肺炎及全球其他重大傳染疾病疫情防控提供支撐，有效帶動(dòng)了相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)進(jìn)步和科技創(chuàng)新整體水平提升，促進(jìn)了產(chǎn)學(xué)研協(xié)同創(chuàng)新。

全產(chǎn)業(yè)鏈布局 為廁所革命提供科技支撐

科技部按照“全產(chǎn)業(yè)鏈布局，一體化組織實(shí)施”的思路，以村鎮(zhèn)綠色發(fā)展為主線，針對(duì)不同規(guī)模不同特點(diǎn)的村鎮(zhèn)，以建設(shè)綠色宜居村鎮(zhèn)為導(dǎo)向，設(shè)置了“十三五”國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“綠色宜居村鎮(zhèn)技術(shù)創(chuàng)新”專(zhuān)項(xiàng)，其中由同濟(jì)大學(xué)牽頭承擔(dān)的“鄉(xiāng)村廁所關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目，因地制宜，系統(tǒng)開(kāi)發(fā)廁所建設(shè)實(shí)用性技術(shù)。該技術(shù)重點(diǎn)解決廁所黑水、黃水、褐水處理和污水回用、節(jié)水和節(jié)能技術(shù)，集成具有衛(wèi)生、節(jié)水或污水再生利用功能的廁所系統(tǒng)建設(shè)及改造提升技術(shù)。

目前，“鄉(xiāng)村廁所關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目已形成具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的核心技術(shù)設(shè)備與成套化裝備。據(jù)項(xiàng)目負(fù)責(zé)人周雪飛教授介紹，廁所污染物的收集、貯存、運(yùn)輸、處理、處置、利用等過(guò)程的生態(tài)鏈工程，集成環(huán)保、節(jié)水、節(jié)能型戶(hù)用與公共廁所，實(shí)現(xiàn)廁所革命的關(guān)鍵技術(shù)集成與應(yīng)用，經(jīng)濟(jì)、社會(huì)、環(huán)境效益顯著，可為國(guó)家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略與農(nóng)村人居環(huán)境改善提供強(qiáng)有力的科技支撐。

以問(wèn)題為導(dǎo)向 開(kāi)展改廁推進(jìn)技術(shù)攻關(guān)

“鄉(xiāng)村廁所關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目于2018年12月啟動(dòng)實(shí)施。一年多來(lái)，項(xiàng)目負(fù)責(zé)人周雪飛教授帶領(lǐng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)，深入典型農(nóng)村地區(qū)開(kāi)展系統(tǒng)的調(diào)研，對(duì)各地農(nóng)村廁所改革的技術(shù)需求、工藝類(lèi)型以及改廁模式進(jìn)行了梳理，進(jìn)一步明確了改廁推進(jìn)過(guò)程中存在的問(wèn)題。在此基礎(chǔ)上，項(xiàng)目組以問(wèn)題導(dǎo)向，全力開(kāi)展廁所技術(shù)攻關(guān)。目前已在鄉(xiāng)村廁所黑水處理技術(shù)、糞尿資源化技術(shù)、尿便分離式生態(tài)旱廁、裝配式生態(tài)廁所、可資源化衛(wèi)生廁所等方面取得重要進(jìn)展。

典型案例1：廁所技術(shù)示范助力云南省云龍縣脫貧過(guò)程人居環(huán)境提升。在國(guó)家級(jí)貧困縣云南省云龍縣，為當(dāng)?shù)貛锩峁┝烁膸夹g(shù)規(guī)程，并捐建了永安村公廁和戶(hù)廁示范項(xiàng)目，保障當(dāng)?shù)孛撠氝^(guò)程人居環(huán)境有效提升。

FB-FAST 固定床生物濾罐

示范公廁效果圖

永安村是云龍縣深度貧困村，全村總面積35.74平方公里，850戶(hù)共2291人；下轄12個(gè)自然村，均在山地上。為了解當(dāng)?shù)貛那闆r、幫助完成廁所革命目標(biāo)，項(xiàng)目組分別于2019年1月和3月先后兩次深入村組實(shí)地考察，并組織當(dāng)?shù)剞r(nóng)戶(hù)、村干部等召開(kāi)了多場(chǎng)座談會(huì)。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，當(dāng)?shù)卦袔∩?，廁改主要存在建設(shè)資金困難、糞污資源化程度低、缺乏科學(xué)設(shè)計(jì)指導(dǎo)等問(wèn)題。針對(duì)這些問(wèn)題，項(xiàng)目組在周雪飛教授的帶領(lǐng)下，緊鑼密鼓地開(kāi)展研究，研發(fā)了可資源化衛(wèi)生廁所系列技術(shù)產(chǎn)品，在永安村開(kāi)展公廁和戶(hù)廁示范點(diǎn)建設(shè)。

項(xiàng)目組根據(jù)云南高原氣候條件、當(dāng)?shù)孛耧L(fēng)民俗、農(nóng)戶(hù)用肥習(xí)慣等情況，制定了詳細(xì)的公廁和戶(hù)廁建設(shè)技術(shù)方案及施工圖紙，為當(dāng)?shù)貛ㄔO(shè)提供技術(shù)指導(dǎo)，并捐贈(zèng)資金20萬(wàn)元，幫助解決廁所建設(shè)資金困難問(wèn)題。

戶(hù)廁建設(shè)地址為永安村云安、舊宅、羅壩山、麥子登、上村、下村等各自然村，每座戶(hù)廁約占地2平方米。根據(jù)當(dāng)?shù)厍闆r，項(xiàng)目組提出兩種戶(hù)廁方案即雙坑交替生態(tài)旱廁和資源化衛(wèi)生水廁。雙坑交替生態(tài)旱廁為貯糞單元交替使用，密閉封存實(shí)現(xiàn)糞污無(wú)害化與資源化；資源化衛(wèi)生水廁，通過(guò)三格化糞池設(shè)計(jì)與改良，實(shí)現(xiàn)糞便的無(wú)害化及衛(wèi)生要求，達(dá)到資源化利用目的。已建設(shè)完成的戶(hù)廁居民使用方便，受到高度好評(píng)。

公廁選址為永安村云安自然村，占公共土地面積約50平方米。示范公廁服務(wù)人口為52戶(hù)198人。示范公廁將永安村的地形、地貌、建筑、人文等與廁所功能相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)廁所設(shè)計(jì)建造的生態(tài)化和人性化。設(shè)計(jì)秉承節(jié)能環(huán)保理念，采用節(jié)水便器及先進(jìn)的糞污處理技術(shù)，將糞肥還田利用，實(shí)現(xiàn)無(wú)害化和資源化。目前公廁已完成基礎(chǔ)施工，預(yù)計(jì)下半年投入使用。

“鄉(xiāng)村廁所關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用”項(xiàng)目通過(guò)實(shí)施示范公廁和戶(hù)廁建設(shè)，推動(dòng)了廁所技術(shù)成果的轉(zhuǎn)化應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)了廁所系統(tǒng)生態(tài)增值，提高了群眾生活環(huán)境質(zhì)量，有效促進(jìn)了社會(huì)、生態(tài)、文化的發(fā)展?？上驳氖?，在多方努力下，云龍縣于今年5月提出了貧困縣退出申請(qǐng)，即將脫貧摘帽。項(xiàng)目組研發(fā)的廁所技術(shù)產(chǎn)品為云龍縣脫貧過(guò)程中人居環(huán)境的提升做出了一份貢獻(xiàn)。

典型案例2： 研發(fā)廁所污水高效處理工藝助推美麗鄉(xiāng)村建設(shè)。我國(guó)農(nóng)村生活污水年排放量超過(guò)290億立方米，近70%的村莊沒(méi)有排水管渠和污水處理系統(tǒng)，污水一般都是未經(jīng)處理直接排放。

這種狀況不僅造成農(nóng)村生活環(huán)境臟亂差，而且極易對(duì)農(nóng)村水源造成污染，嚴(yán)重影響農(nóng)村居民的身體健康和生活質(zhì)量。因此亟需開(kāi)展相關(guān)研究，因地制宜做好農(nóng)村廁所黑水、污水處理，提高農(nóng)村居民生活質(zhì)量。

多年來(lái)，周雪飛教授團(tuán)隊(duì)致力于農(nóng)村分散污水處理及膜法處理回用、廁所排泄物資源化及設(shè)備開(kāi)發(fā)，在污水處理技術(shù)研發(fā)基礎(chǔ)上，針對(duì)國(guó)內(nèi)農(nóng)村污水分布散、污染物濃度相對(duì)較高、水量差異大等特點(diǎn)，研發(fā)了一系列適用于廁所污水及農(nóng)村分散式污水的高效處理工藝。

BIO-FAST?多相循環(huán)污水處理工藝流程圖

研發(fā)產(chǎn)品之一的FB-FAST 固定床生物濾罐，采用集成一體化的固定床高效復(fù)合生物膜技術(shù)，運(yùn)行管理成本低，可遠(yuǎn)程智能監(jiān)控，尤其適合于小規(guī)模農(nóng)村廁所污水和分散式污水的處理。

在處理工藝方面，BIO-FAST?多相循環(huán)污水處理可將生物膜法和活性污泥法相結(jié)合加以?xún)?yōu)化，形成模塊化高效組合，更適合于處理廁所污水及分散式污水，如農(nóng)村、旅游風(fēng)景區(qū)、高速公路服務(wù)站等無(wú)城市市政管網(wǎng)覆蓋的區(qū)域。這種工藝運(yùn)行穩(wěn)定，無(wú)需定期更換，可通過(guò)云平臺(tái)與手機(jī)、PAD等移動(dòng)終端結(jié)合，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)控、統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守。

多相循環(huán)污水處理工藝還可根據(jù)需求因地制宜，構(gòu)建滿足不同排放標(biāo)準(zhǔn)的廁所污水處理工藝。目前已形成系列產(chǎn)品，并順利進(jìn)入市場(chǎng)應(yīng)用，為上海、江蘇、浙江、安徽等多個(gè)地方村鎮(zhèn)分散生活污水處理提供高性?xún)r(jià)比的服務(wù)，并獲得用戶(hù)好評(píng)。上海市金山區(qū)待涇村是典型的農(nóng)村地區(qū)，沒(méi)有鋪設(shè)下水管網(wǎng)，項(xiàng)目組根據(jù)其地理位置、人口數(shù)以及污水特征等條件設(shè)計(jì)了以多相循環(huán)污水處理設(shè)備為主體的處理工藝及運(yùn)行模式，設(shè)計(jì)污水量3立方米/天，24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，整套系統(tǒng)各項(xiàng)功能符合預(yù)期目標(biāo)，出水水質(zhì)達(dá)到GB一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，回用于沖廁、洗車(chē)、農(nóng)田綠化灌溉、道路澆灑等，解決了待涇村美麗鄉(xiāng)村建設(shè)過(guò)程中的分散型污水治理難題。

接下來(lái)，項(xiàng)目組將繼續(xù)優(yōu)化組件，形成更易組裝的模塊化產(chǎn)品，同時(shí)結(jié)合“云計(jì)算”“物聯(lián)網(wǎng)”“大數(shù)據(jù)”等先進(jìn)理念，從裝置運(yùn)營(yíng)維護(hù)等角度進(jìn)行完善。

項(xiàng)目組不僅強(qiáng)調(diào)處理理念和處理技術(shù)領(lǐng)先，還重視技術(shù)創(chuàng)新機(jī)制及研發(fā)組織方式，“產(chǎn)、學(xué)、研、用”結(jié)合，利用多方資源實(shí)現(xiàn)共贏。近年來(lái)，項(xiàng)目組加快與國(guó)內(nèi)大型知名企業(yè)交流合作，利用多方優(yōu)勢(shì)，研發(fā)適用于當(dāng)前農(nóng)村廁所污水處理工藝。項(xiàng)目組與中車(chē)集團(tuán)江蘇中車(chē)環(huán)保設(shè)備有限公司立項(xiàng)合作，針對(duì)常熟、崇明等地農(nóng)村污水處理裝置運(yùn)行過(guò)程中存在的技術(shù)問(wèn)題，集中力量科技攻關(guān)，因地制宜制定處理方案，出水水質(zhì)分別達(dá)到上海、江蘇兩地的地方排放標(biāo)準(zhǔn) 要求。