廁所革命對(duì)人類文明的偉大意義

成旭 韓瑞澤3 蔡文萍 高乾源 藍(lán)海江

摘 要：廁所是反映人類文明的標(biāo)桿，自人類歷史記載以來，首次提出不沖水衛(wèi)生廁所帶動(dòng)廁所革命，對(duì)個(gè)人是一小步，對(duì)全人類文明進(jìn)步是一大步，文章分析了目前養(yǎng)殖場(chǎng)、農(nóng)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(jī)肥的技術(shù)（獲得國(guó)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(wǎng)、下水道及污水處理廠，很短時(shí)間內(nèi)，快速無公害處理公共（家庭）廁所、養(yǎng)殖場(chǎng)糞便，制成無菌、無味的顆粒狀有機(jī)肥，便于包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存、銷售，不污染環(huán)境，進(jìn)而大量減少污水排放量、農(nóng)藥、化肥的使用量，有機(jī)肥不僅能生產(chǎn)綠色有機(jī)產(chǎn)品，促進(jìn)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(yùn)營(yíng)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(yùn)輸：飛機(jī)、火車、長(zhǎng)途汽車、輪船及軍艦等。環(huán)保局實(shí)踐證明還進(jìn)行了 “ZL 201320108141.6 ”專利發(fā)明的粉塵污染物降解技術(shù)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(chǎn)排放的煙塵廢氣，脫硫、脫硝中和反應(yīng)后，用于治理霧霾酸雨。

關(guān)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(jī)質(zhì)吸附重金屬；顆粒狀有機(jī)肥；產(chǎn)品生產(chǎn)許可證；廁所革命；綠色除臭催化劑

中圖分類號(hào)：TU993 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）24-0207-03

1 現(xiàn)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(wǎng)和現(xiàn)代污水處理廠，但是至今僅只在少數(shù)幾個(gè)工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家得到實(shí)現(xiàn)。發(fā)展中國(guó)家需要多少年和多少財(cái)力物力才能達(dá)到這樣的水平？即使有一天達(dá)到了，同樣會(huì)面臨發(fā)達(dá)國(guó)家現(xiàn)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(gè)：（1）污泥問題：即使在污水處理率非常高的一些發(fā)達(dá)國(guó)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?yàn)榛旌衔鬯煞謴?fù)雜，只有很小一部分污泥得到肥料利用。（2）污水管網(wǎng)及處理費(fèi)用高：歐洲很多早期修建的污水管網(wǎng)進(jìn)入翻修和高維護(hù)期，導(dǎo)致費(fèi)用不斷增加，如德國(guó)管網(wǎng)費(fèi)用已經(jīng)占到污水總費(fèi)用的70%。發(fā)達(dá)國(guó)家的小型污水處理廠，污水中的營(yíng)養(yǎng)鹽去除率仍然很低，如果要普及現(xiàn)有最好水平污水處理廠，仍然需要支出巨大費(fèi)用。（3）處理后污水濃度仍然過高：即便污水處理廠達(dá)到目前最嚴(yán)格的排放標(biāo)準(zhǔn)，居民區(qū)地表水的污染問題也難以真正解決。

全國(guó)禽畜糞便年排放量已達(dá)18.84億噸，相當(dāng)于工業(yè)廢棄物年排放量的3.4倍，養(yǎng)殖場(chǎng)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(guó)目前畜禽糞尿的利用率不高，大中型養(yǎng)殖場(chǎng)，一般不到20%。

我國(guó)目前農(nóng)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(guó)是使用化肥強(qiáng)度最高的國(guó)家，多種復(fù)合污染，導(dǎo)致我國(guó)水污染惡化、土地貧瘠的狀況會(huì)越來越嚴(yán)重，最直接最根本的途徑是多使用有機(jī)肥和農(nóng)家肥，少用化肥[2]。

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

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

中國(guó)住建部副部長(zhǎng)仇保興說，“我國(guó)城鎮(zhèn)化率已經(jīng)超過50%，國(guó)際經(jīng)驗(yàn)表明，城鎮(zhèn)化率達(dá)到50%之后，是水污染危機(jī)的高發(fā)期，也是修復(fù)水生態(tài)的關(guān)鍵期，一旦錯(cuò)過這個(gè)機(jī)會(huì)，將會(huì)付出極為高昂的治理代價(jià)?！?/p>

目前我國(guó)只有50%～60%的污水能夠處理，即使發(fā)達(dá)國(guó)也只能達(dá)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(xiàn)有的辦法

根據(jù)世界衛(wèi)生組織（WHO）的數(shù)據(jù)，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(jīng)無害化處理的糞便污染物導(dǎo)致疾病傳播、環(huán)境污染，造成災(zāi)難性后果。通常廁所污水是利用污水管網(wǎng)系統(tǒng)送至處理中心集中處理，一是占用大量土地、耗費(fèi)巨大的能量和資源，另外投資大，尤其是對(duì)于沒有污水排放與收集系統(tǒng)的欠發(fā)達(dá)地區(qū)，短時(shí)間很難完成，成本較低的現(xiàn)有替代辦法有些不能實(shí)用，有些是無法排除臭味且會(huì)滋生病菌，用戶不用。

2018年11月6日，比爾及梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)在北京舉辦“新世代廁所博覽會(huì)”，比爾蓋茨表示，新一代廁所即將問世，將創(chuàng)造數(shù)十億美元的新商機(jī)。比爾蓋茨自己對(duì)21世紀(jì)經(jīng)濟(jì)報(bào)道記者說，2012年對(duì)新世代廁所作概念驗(yàn)證，在過去的七年中，蓋茨基金會(huì)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(shù)。

比爾及梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)（Bill & Melinda Gates Foundation，簡(jiǎn)稱“蓋茨基金會(huì)”）于2011年啟動(dòng)了“全球廁所創(chuàng)新大賽”（reinvent the toilet challenge，RTTC）。這項(xiàng)由蓋茨基金會(huì)計(jì)劃在5年內(nèi)（2011-2015）投資3億8000萬美元（近30億人民幣）用于該領(lǐng)域的技術(shù)研發(fā)。2013年8月，廁所創(chuàng)新大賽-中國(guó)區(qū)（Reinvent the Toilet Challenge，RTTC-China ）在北京正式啟動(dòng)，此次大賽是由北京科技大學(xué)負(fù)責(zé)執(zhí)行，歷時(shí)2年，蓋茨基金會(huì)捐贈(zèng)500萬美元用于新一代衛(wèi)生設(shè)施在中國(guó)研發(fā)。2014年“廁所創(chuàng)新大賽-中國(guó)區(qū)”第一輪方案征集啟動(dòng)，資助總額高達(dá)約1300萬人民幣，“廁所創(chuàng)新大賽-中國(guó)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(xué)正式開始啟動(dòng)。（www.rttc-china.org）

比爾及梅琳達(dá)·蓋茨基金會(huì)組織的中國(guó)賽區(qū)廁所創(chuàng)新大賽，符合報(bào)名參賽條件的廁所技術(shù)方案僅幾十項(xiàng)，而且很多屬于廁所創(chuàng)意，廁所系統(tǒng)復(fù)雜，沒有進(jìn)入實(shí)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(fù)荷中貢獻(xiàn)率超過一半，第三次農(nóng)業(yè)普查結(jié)果顯示，在全國(guó)2.3億農(nóng)戶中，36.2%的農(nóng)戶使用衛(wèi)生廁所，39.5%的農(nóng)戶未使用衛(wèi)生廁所，還在使用路邊廁、旱廁等，現(xiàn)有技術(shù)儲(chǔ)備明顯不適于廁所革命的需要[4]。

據(jù)《2015年環(huán)境統(tǒng)計(jì)年報(bào)》統(tǒng)計(jì)，2015年全國(guó)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(jù)國(guó)外經(jīng)驗(yàn)和我國(guó)財(cái)力狀況，排水管網(wǎng)污水處理系統(tǒng)，要達(dá)到歐美城市較高普及率與配套的水平，至少還需幾十年時(shí)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(jī)肥”的專利技術(shù)（獲得國(guó)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(shù)裝置操作簡(jiǎn)單、使用方便、成本低，用市場(chǎng)現(xiàn)有的產(chǎn)品、組合、裝配后即可使用，不需要生產(chǎn)產(chǎn)品許可證，對(duì)特殊用戶也可根據(jù)用戶的不同需求定制。 使用這個(gè)技術(shù)裝置在很短時(shí)間內(nèi)（1次半小時(shí)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(jī)肥，可以做成包裝重量不等的有機(jī)肥儲(chǔ)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(jià)格低，便于在很多場(chǎng)所使用，不用水沖，不用建下水道，使污染不出各戶[6]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全國(guó)沖水馬桶每年沖走90億立方米的水量，相當(dāng)于九個(gè)西湖、兩個(gè)太湖的水量，馬桶水費(fèi)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(dāng)于每交100塊錢的水費(fèi)，有40塊錢被馬桶沖掉了。

當(dāng)前市場(chǎng)上的馬桶用水量多為6升，據(jù)水利部估算，目前全國(guó)沖水馬桶的使有量約2.75億套。按三口之家每個(gè)家庭每天使用抽水馬桶15次計(jì)算，全國(guó)每天馬桶用水量達(dá)247.5億升，全國(guó)平均水價(jià)為2.9元，每天馬桶沖走7177.5萬人民幣。

使用這個(gè)專利技術(shù)（圖1），不僅節(jié)省這些費(fèi)用，而且減少同等數(shù)量的污水及處理費(fèi)用，對(duì)廣大農(nóng)村及城市邊緣平方地區(qū)的衛(wèi)生狀況及農(nóng)業(yè)用有機(jī)肥及養(yǎng)殖場(chǎng)，有著顯著的改變、提高，也是對(duì)傳統(tǒng)廁所的革命，人畜糞便經(jīng)過無害化處理后，消除了糞便中病源細(xì)菌，不會(huì)傳染人疾病，控制對(duì)環(huán)境的污染，將產(chǎn)生巨大的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益[7-8]。圖2是環(huán)保局出具的專利技術(shù)實(shí)踐證明。

4 展望

污水治理應(yīng)從污染水產(chǎn)生的“源頭”管制。

有機(jī)肥對(duì)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(jī)肥的吸持而會(huì)降低有效性。

有機(jī)質(zhì)污泥含有多樣的官能團(tuán)，從而能夠吸附重金屬，或者改變重金屬的化學(xué)形態(tài)，促使污泥中重金屬穩(wěn)定化，即大多數(shù)重金屬以穩(wěn)定殘?jiān)鼞B(tài)或以殘?jiān)鼞B(tài)和有機(jī)結(jié)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(fēng)險(xiǎn)，在堆肥過程中加入石灰等物質(zhì)，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(jī)肥是最好的有機(jī)改良劑，可改善土壤物理性質(zhì)和肥力，通過吸附、絡(luò)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(gè)專利技術(shù)，不僅減少大量的生活污水、養(yǎng)殖場(chǎng)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(shí)醫(yī)治，成本小、康復(fù)快，如果等到病人晚期，回天乏術(shù)。

央視10頻道報(bào)道：陜西省洋縣、云南某地等很多地區(qū)，農(nóng)業(yè)使用有機(jī)肥、不用化肥，農(nóng)作物不起蟲，不用打農(nóng)藥，有些配合使用天然殺蟲劑，農(nóng)業(yè)產(chǎn)品都是綠色的。

各國(guó)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(huì)問題中，被列為三大環(huán)境問題之首，制成有機(jī)肥是垃圾處理無害化、減量化、資源化（國(guó)家對(duì)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(shù)的好處：一是有機(jī)肥增加土壤中的有機(jī)質(zhì)含量，有利于土壤的保護(hù)；二是減少污水的排放及處理成本，有利于環(huán)境保護(hù)，提高經(jīng)濟(jì)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(yùn)輸：飛機(jī)、火車、長(zhǎng)途汽車、輪船及軍艦等；五是國(guó)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(gè)新的產(chǎn)業(yè)，培育一個(gè)新的市場(chǎng)和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)，造福全人類，對(duì)人類文明有著偉大意義。

參考文獻(xiàn)

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