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重庆幸运农场:是到了革沖水馬桶命的時候了

重庆幸运农场 www.jbztq.com 是到了革沖水馬桶命的時候了

——生態衛生間及糞尿資源化利用系統技術探析

張學忠  蘇一元  趙衛忠

   

1.引言

  近日,習近平總書記作出重要指示強調,堅持不懈推進“廁所革命”,努力補齊影響群眾生活品質短板。中國“廁所革命”已成為展示中國形象、講好中國故事的窗口,為全球特別是發展中國家解決廁所問題提供了中國方案、貢獻了中國樣本。

  但是,在幅員遼闊的中國大地,要讓“廁所革命”照亮每一村每一戶的“小角落”,仍然任重道遠。

  生態衛生間及糞尿資源化利用系統技術,涉及將傳統的衛生間及現有糞尿分集、免水沖旱廁中的水沖蹲便器、坐便器、小便器(池)、管道、化糞池等潔具和設施,以及糞便尿液處理的技術方法進行顛覆性、革命性創新,代之以新型糞尿分集、免水沖潔具和管道、糞尿收集桶等設施,并通過系統集成為免水沖、衛生無異味、生態環保、桶裝密閉運輸、發酵,糞尿資源化處理及應用一體化的新型衛生間。

  本來人體排泄的糞便及尿液經過發酵處理后就是上佳的有機肥??上衷諂氈槭褂玫乃迓磽凹八宀匏?、衛生間,不僅使人體糞便及尿液大部分喪失了極好的利用價值,同時還造成大量水資源浪費和嚴重的環境污染。隨著我國對衛生、環保、生態?;ひ蟮牟歡咸岣?,“廁所革命”已經提到了重要的議事日程,而廁所革命首先革的應該是沖水馬桶的命。因為對已有上百年歷史的傳統沖水馬桶及沖水便器使用習慣的革命能否成功,將最終決定“廁所革命”的成敗。同時,我國發展有機農業,使用有機肥,防止過度使用化肥和農藥的呼聲也越來越高。為了適應這一時代要求,必須從根本上實現對傳統沖水馬桶及廁所、衛生間的顛覆和替代,徹底實現衛生間的生態化及人糞尿的資源化利用。


2.水沖馬桶及廁所、衛生間存在的弊端

  隨著城市化的發展,沖水馬桶曾作為上世紀的一項偉大發明而逐漸進入千家萬戶,它不僅解決了傳統旱廁的惡臭、不衛生及易傳播疾病,還為人們的如廁方式提供了革命性改變——蹲式變為座式,讓如廁人更感舒適,盡管現在有研究表明蹲姿比座姿更有利于排便,但大多數人,尤其是上年紀的人還是更愿意采用座姿如廁。更為重要的現實問題是:在廣大的城市中,無論使用蹲便器、座便器還是小便器,都在大量使用水作為介質,以保證衛生間或廁所的衛生和清潔。然而,就在人們享受著沖水馬桶及衛生間文明的時候,是否想過目前普遍使用的這種水沖馬桶及其他衛生間便器,存在著嚴重的弊端和問題?

   2.1大量浪費水資源

  有關統計表明,蹲便器的耗水量,普通型的1次是11升,節水型的也要8升;座便器的平均耗水量,老式抽水馬桶每次耗水量為6-12升, 比較節水的1次也要3/6升的耗水,大便一次耗水量為6升,小便一次耗水量為3升,即使是按去年頒布的《節水型衛生潔具》國家標準,節水型坐便器也只能做到不大于5.0升;高效節水型坐便器單檔或雙檔的大檔用水量不大于4.0升?;褂兇柿舷允?,目前,水資源緊缺已成為我國經濟社會發展的重要制約因素, 我國人均水資源逐漸下降,被列入13個最貧水國家【1】。衛生潔具被老百姓廣泛使用,成為公共建筑、家庭裝修中不可或缺的設施,全國建筑衛生陶瓷標準化技術委員會秘書長王博說:衛生潔具用水約占家庭或生活用水的80%【2】。加強節水在水資源日益匱乏的今天無疑是一個十分緊迫的現實問題,尤其對一些嚴重缺水城市來說,如果能把寶貴的水資源從馬桶中解放出來將是多么好的一件事。

   2.2化糞池占地面積大,生活污水有害化嚴重

  由于水沖廁所及衛生間的使用,化糞池是一種必須配套應用的糞便污水貯存設施,其作用是利用沉淀和厭氧發酵原理,阻載、沉淀污水中的糞便、泥沙、紙屑等懸浮污染物質,消化降解部分有機物以及殺滅寄生蟲卵和腸道致病菌等,從而達到初步凈化糞便污水的目的。然而,根據有關環衛監測中心糞渣性狀測試分析報告,糞渣中CODcr、BOD5、SS等指標高達數萬mg/l,平均含水率為96%,大腸菌值達到43.*10.8,其污染物主要是高濃度有機物,固體殘渣、惡臭氣體及病原體等。同時,居民生活過程中主要產污源大便、小便、廚房廢水、洗漱廢水、洗浴廢水、洗衣廢水及拖地廢水中,以大小便對污染物的增加值最大,大小便對 CODcr和BOD5的增加在60%以上,對總氮、總磷的增加分別達到74%和62%,為主要污染物來源【3】。由此可見,水沖馬桶及衛生間的使用大大加重了生活污水的有害化程度。

  2.3 化糞池清理、輸送、處理困難,易造成污染

  雖然化糞池對污水中的懸浮物尤其是對大便等大顆粒污染物有較好的沉降效果,而就是由于大便等污染物的沉降,使化糞池的底泥清掏、輸送和處理都存在較大困難。同時,化糞池污水中的糞渣攜帶大量的病原體,且孽生蚊蠅和其他有害生物,極易成為疾病傳播的源頭危害人類身體健康和公共衛生安全?;喑氐募笆鼻逄圖骯芾聿緩?,直接影響環境衛生,破壞城市形象,還會嚴重污染大氣、水體和土壤。事實上,不少城市對糞便污水的處理能力有限或管理不到位,使得隨意私排、偷排化糞池糞便污水常有發生,積存糞渣的化糞池未及時清掏,造成化糞池或排污管道堵塞,這不僅嚴重影響城市排水系統的正常運行,而且還會因為沼氣積聚存在巨大的安全隱患。如果能使用免水沖的便器及衛生間,糞尿不進入化糞池和污水管道,必將大大減少污水的污染物,同時也使城市污水成份減少、負荷大大減輕,處理起來也更加容易。

  從以上分析可知,水沖馬桶及廁所、衛生間,只是解決了廁所、衛生間內的除臭及衛生問題,而由此帶來的如此多的嚴重問題則是發明者始料不及的,現在是該到了解決這些問題的時候了。


3.目前使用糞尿分集、免水沖旱廁的現狀

  目前,在我國一些地區的農村已在使用一種從國外引進的糞尿分集、免沖水的廁所。通過蹲便器設計的大、小便兩個落孔進行糞便與尿液的分別收集。這一創新為實現人糞尿的資源化利用提供了有利條件。但是,在衛生間糞尿資源化處理利用方面,按目前的處理方式,糞便是直接落入免水沖廁所下面的混凝土制作的化糞池中,如廁后需要如廁人進行撒炭灰、土灰、石灰、草木灰等操作掩蓋,使其具有除臭、防糞便蛆蟲、殺菌及發酵的作用。這一方法,不僅存在如廁后麻煩,清掏化糞池費時、費力的問題,還會因為如廁人感到麻煩不這樣操作而嚴重影響使用效果。更為重要的是,這種處理方式根本不可能在城市及旅游景區免水沖衛生間推廣使用,更不可能進入家庭。

  后來,有的將混凝土制作的化糞池改為用塑料桶來收集。此方法的好處是不再要求入廁后進行撒炭灰、草木灰、石灰等操作。但是,使用此方法還存在便器與糞尿收集桶之間還是沒有實現密閉,存放糞尿桶的較大空間仍然需要密閉來形成負壓,除臭效果受影響,難以在公共衛生間推廣?;褂心殼案髦置饉灞閆鞔嬖詰鬧疃噯畢?,以及后續糞便尿液資源化利用等問題,特別是在除臭、輸送、處理方面還存在諸多問題和不足需要深入研發解決。這也是多年來,糞尿分集的免水沖廁所一直沒有得到廣泛推廣使用的原因。


4.對生態衛生間的探索與創新

  目前筆者所在企業針對水沖馬桶及廁所、衛生間的上述弊端和問題進行了深入研究,並與昆明理工大學、云南省農科院及兩家企業合作,對糞尿分集、免水沖、無臭、環保、生態衛生間及糞尿資源化利用的系統技術進行研發并獲得一系列初步成果。

   4.1生態衛生間理念

  本文所提出的生態衛生間應當包括如下理念:

  一是所有便器免水沖、零排放。生態衛生間的突出特點就是所有便器,包括坐便器、蹲便器、小便器都不需要水沖。同時,衛生間的糞尿,包括使用的手紙,通過專用的糞尿收集桶收集、輸送和處理,衛生間不再需要放置垃圾桶、配套修建化糞池,糞尿不再進入城市污水管道。

  二是保證衛生間內衛生無異味。采用糞尿分集、免沖水處理方式的衛生間,確保衛生間的衛生防臭、無異味是其使用的前提條件。如果不能做到這一點,則“免沖水”在公共衛生間及家庭的推廣使用就不可能實現。在節約衛生間水資源與保證衛生間的衛生無異味之間應當實現統一。因此,如何做到衛生防臭、無異味始終是生態衛生間系統技術研發的難點和著力點。

  三是無能耗或低能耗、低成本。如果為了實現“免沖水”而采取的除臭及糞尿資源化處理方式是以高耗能、高成本為代價,這也是不可取的,也是不可持續的。因此,生態衛生間項目研發中始終堅持采用自然風能、空氣流通、空氣負壓、太陽能等實現無能耗除臭,糞尿資源化處理采用添加劑自然發酵無能耗處理。在的確需要電能的地方,也盡量采用低能耗及太陽能。

  四是對人體健康、大氣、水體、土壤無害。人糞尿如果直接排放到環境中,會對人體健康、土壤、水源、空氣、食物造成危害。因此,生態衛生間必須關注人糞尿對環境的影響,要能夠對人糞尿進行無害化處理。筆者所在公司研發的生態衛生間,從使用、除臭、糞尿輸送,到糞尿處理資源化利用,都力求做到全過程封閉,衛生間臭氣排放到大氣之前對有害氣體進行處理,衛生間糞尿通過專用收集桶封裝處理,不允許隨意排放傾倒。

  五是實現人糞尿資源化利用。這是生態衛生間最崇尚的理念。人糞尿隨意排放是害,而處理成為有機肥就是寶。今天我們面臨的過度使用化肥導致的土壤板結不透氣、土壤肥力下降與土地資源被污染等問題已成為困擾我國農業發展的主要障礙,我們應當從新認識人糞尿作為寶貴資源的價值,努力實現人糞尿的資源化處理和利用,將人糞尿化害為利、變廢為寶??梢栽ぜ氖?,如果生態衛生間將人糞尿直接處理為有機肥成為一種商業行為,將顯示出人糞尿資源價值的強大推動力和執行力。

  六是如廁方式及觀念的轉變。當人們要改變一種習以為常的生活方式是十分困難的。如廁方式也是如此。生態衛生間為了實現糞尿分集、免水沖,又要保證衛生防臭無異味,必然會對人們水沖廁所的如廁習慣作適當改變。為了解決好這一問題,一方面要求研發設計者在生態衛生間的如廁方式上盡量沿習人們使用水沖廁所及馬桶的習慣,而且還爭取更舒適和更衛生。另一方面則要求人們樹立糞尿分集、免水沖生態衛生間的使用具有重要環保、社會意義,維護生態環保是每個人的責任的觀念,在如廁時做出必要而并不困難的改變,以適應新的如廁方式。

   4.2生態衛生間的系統技術方法及初步成果

  本文提出的系統技術方法及初步成果包括兩個方面: 一是用具和裝置,即專門設計制造的專利產品;二是處理技術及方法。

   4.2.1用具和裝置

   ——免水沖糞尿分集坐便器。此坐便器對現有的免水沖糞尿分集坐便器進行了改進,通過引入自然風使小便池部分更好除臭;通過降解糞便袋隔離使坐便器的糞便落空及管道不會被糞便污染。

   ——免水沖糞尿分集蹲便器。此蹲便器對現有的免水沖糞尿分集蹲便器進行了改進,引入自然風使小便池部分更好除臭;采用降解糞便袋隔離使蹲便器的糞便落空及邊緣避免糞便污染。

   ——免水沖小便器。此小便器對現有的傳統小便器進行了改進,引入自然風使小便池部分更好除臭;改變了小便器的形狀,使男士在小便時不易外溢。

   ——專用糞便、尿液收集桶。此桶與生態公廁配套使用,作為糞尿收集、發酵和運輸的專門用具。

   ——專用排尿液、排糞便管道。此管道與糞尿分集、免水沖坐便器與蹲便器配套使用,專門用于便器排尿口、排糞便口與糞尿收集桶之間的密封連接,以確保防臭的效果。

   ——專用排臭氣管道及風帽。此管道及風帽專門用于抽排生態公廁及糞尿收集桶中的臭氣,以保證生態公廁的衛生除臭。

   ——糞便尿液發酵劑噴灑攪拌裝置。此裝置用于實現糞尿的桶裝發酵處理。

   ——自動控制裝置。此裝置用于實現糞尿桶裝重量控制和糞尿桶裝到限位時的換桶提示。

   4.2.2處理技術及方法:

   ——使用專門設計制造的專利產品,糞尿分集免水沖坐便器、蹲便器、小便器的方法,以確保衛生、方便。

   ——通過便器密封板、專用管道,利用負壓、通風、抽風、接口轉換、電子、化學等除臭方法,以防止臭氣回流到便器及衛生間,確保衛生間防臭效果。

   ——糞便及尿液資源化處理利用的自動、手動攪拌、發酵方法,以實現糞尿收集與資源化利用的一體化。

   ——糞尿收納桶的更換方法,以替代抽糞車抽吸化糞池糞便,之后又需要將糞便排出到處理廠的折騰、重復處理方式。

   ——糞尿桶裝運輸、存儲、使用的方法,以實現糞便桶裝發酵成為有機肥后直接供應有機農業種植戶使用或者送到有機肥廠家進行處理,可根據不同農作物的營養需求進行有機肥的分類加工。。

   ——生態衛生間設施的維護保養方法?!叭紙?,七分管”,必須高度重視公廁的衛生保潔及相關設備設施的維護和保養,以保證相關設施的正常使用及合理使用壽命。


5、本系統技術的預期效果及用途范圍

  5.1本系統技術的預期效果

   ——實現廁所、衛生間的革命性要求,可完全做到免水沖、無臭、環保、生態,實現人糞尿的資源化循環利用,化害為利、變廢為寶。

   ——大大節約水資源,降低了糞尿污水處理難度,同時解決了目前免水沖衛生間糞便及尿液資源化處理費時、費力、效果不佳、自然發酵占地面積大等問題。

   ——可解決目前糞便及尿液通過化糞池貯存、裝卸、運輸、處理過程中工作量大,以及對空氣、水體、土壤可能造成的嚴重污染。

   ——此技術方法可實現從便器源頭的免水沖、衛生、無臭到最后對糞尿的密閉輸送、發酵處理及利用一體化過程,從源頭對人糞尿進行環保、低碳、節能的資源化循環利用。

   ——此技術及方法經過不斷完善進入公共衛生間及家庭后,可徹底顛覆目前世界上傳統的沖水馬桶、水沖廁所、衛生間使用及化糞池儲存、運輸、處理方式,從源頭上消減或解決城市化糞池底泥處置問題,同時該技術可接駁智慧環保和智慧城市系統,為用戶提供更舒適、衛生的如廁體驗,為有機種植農業戶直接提供更有價值的有機肥。

   ——該技術及方法蘊含著巨大的社會價值、生態價值和經濟價值,尤其在當今國家高度重視生態環保的重大機遇面前,更凸顯其利國利民、造福人類的廣闊應用前景。

   5.2本研究及發明適用范圍

   ——項目可廣泛適用于農村、城鎮,尤其是缺水地區的家庭、公共廁所及衛生間;

   ——環保要求高、排泄物要求零排放處理的水源地、旅游景區廁所、衛生間;

   ——不便于進行給排水施工、不便于進行糞尿運輸、排放的建筑工地、高速公路服務區、火車、高鐵、大型文藝、體育、展會等集會的臨時衛生間、野戰部隊野外等環境使用的廁所及衛生間;

   ——災區過渡時期公共廁所,完全可以與供水保障率低時對衛生安全高的要求高度吻合;

   ——國外缺水地區國家的用戶;

   ——最終將進入樓宇、酒店及每個家庭。

  隨著糞尿分集、免水沖、無臭、衛生、環保、生態衛生間及糞尿資源化利用系統技術的不斷進步和成熟,必然有一天會從根本上全面替代沖水馬桶及其他水沖便器、水沖廁所、水沖公共衛生間及樓宇家庭衛生間,最終取得“廁所革命”的徹底勝利。

         

參考文獻:

【1】中國人均水資源逐漸下降 被列入13個最貧水國家,中國新聞網,2014-01-22

【2】節水型衛生潔具國家標準發布,中國經濟網 , 2015年05月15日

【3】王紅燕, 李 杰, 王亞娥, 郝火凡,化糞池污水處理能力研究及其評價[J].

蘭州交通大學學報,第28卷 第1期2009年2月