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点“尿”成金不是梦

2015-03-22王琪峰

环境与生活 2015年9期
关键词:抽水马桶分离式马桶

◎王琪峰

提起“尿”这个词,人们总是羞于启齿,认为它上不得台面。然而,各国科学家却把尿看成“液体黄金”,正纷纷展开各种实验,让尿液成为资源。“源分离”技术就是在这种背景下诞生的。

抽水马桶太费水

前阵子,荷兰阿姆斯特丹的环保人士发起一个创意行动——他们在公园摆起了小便斗,邀请路过的男士当场“嘘嘘”,然后回收尿液,以警示人们正视当前面临的磷矿短缺危机。

尿液中含有大量的磷元素,人类很早就知道用尿液浇灌促进植物生长。现代科学研究认为,一个成年人平均每年排出550公斤尿,足够给300 ~400平方米的庄稼地施肥。尿肥的正确施用可提高作物的抗旱、抗病、抗虫能力,减少农药使用量。因为土壤中有机质的贫乏易使作物发生病害。当前,化肥造成的污染已成为农村污染的主要问题之一,于是,越来越多地方将尿液回田,作为循环经济的一部分。有环保人士指出,尿液与大便混合后冲进马桶,无异于将“液体黄金”白白倒掉。

荷兰水利部门的官员洛基马斯表示:“尿液是容易直接获得的含磷资源。既然人类天天都会排出含磷的尿液,何不开发出一种能回收利用磷的装置呢?”

在《英国医学杂志》组织的一项民意调查中,以自来水和抽水马桶为标志的现代公共卫生体系,被选为1840年以来最伟大的医学革命,就连发明抗生素、DNA排序、疫苗研制等等大名鼎鼎的医学突破,都排在它后面。然而,抽水马桶对环境的负面影响也不可小觑。城市中大多数抽水马桶每天为了冲掉1.5升左右的尿液,要用掉数十升干净水。

为污水处理厂“减负”

英国《新科学家》周刊上的一篇文章说,尽管尿在污水中只占1%,但污水中大约80%的氮和45%的磷酸盐来自尿。把尿直接排进污水管道,大量的水会稀释这些化学物质,使清除过程变得效率低下。即使采用最可行的技术,也将使20%的氮、5%的磷排入水环境,致使水体富营养化。如果粪尿分离,尿液单独处理而不进入城市污水处理厂,污水中的氮、磷含量将大幅度削减,通过常规的污水处理程序即可达到相关排放标准,污水处理厂也无需再增加氮磷的处理设备。

为了将人体排泄物从抽水马桶里“解放”出来,变废为宝,一种应对“环保而不卫生、卫生却不环保”难题的源分离技术应运而生:从源头——便器入手,将粪便、尿液单独收集、输送、处置、利用,不再与其他污水混合。粪便、尿液中的营养物质,都可以就近无害化处理后返回土地,作为养分而循环利用。为此,各国科学家们展开了各种实验。

尿液施肥没有卫生风险

瑞典学者最早进行了一项名为“尿液分离”的研究,专家们比较了用人尿和人粪作为肥料的优缺点。结果显示,尿液含有植物生长所需的多种营养盐,而粪便则是含大量纤维的有机质,有利于微生物繁殖。比起在污水处理厂分离尿液,在源头回收显然更高效。

20世纪90年代初,瑞典开发了尿液与大便分离的厕所,首都附近的生态村庄奥德斯坦肖顿的各套公寓,均安装了尿液分离式马桶。与普通马桶不同,尿液分离式马桶有尿液和粪便两个收集孔,尿液集中排入储尿池。瑞典疾控学院、农科院、农业工程部、农业与环境工程学院等多家部门,对该实验的效果进行评估,得出以下结论:

从安全性上看,尿液施肥产生的卫生风险完全可忽略不计,而从马桶到田间的运输过程中,尿液里的氮损失低至1%~2%,即尿液肥力几乎没减少;使用分离式马桶后,排放到自然水体的氮减少约60%,这与使用抽水马桶而采取事后清污的传统做法相比,显然事半功倍。另外,根据个人生活习惯的不同,每人每天能节水5到40升不等。这些结果证明,尿液分离系统对生活污水处理是很好的补充。

瑞典海边小镇塔努姆,2002年也曾呼吁新建房屋一定要有尿液分离的厕所,以解决磷短缺问题,并缓解沿海地区的水体富营养化。随后,这些措施被不少国家的效仿。

德国实验:多数人表示欣赏

德国国际合作机构(GIZ)是一个公益组织,其总部办公大楼在埃施博恩市,距法兰克福市10公里远(在法兰克福市西北方向)。2005年,该大楼进行内部重新装修,考虑到前来总部大楼参观的人很多,德国技术合作公司等单位在此开展了一项实验,测试在城市中使用尿液分离马桶以及尿液作为肥料回收的实际效果。实验时安装了50个尿液分离式马桶,23个无水小便器,每天约有400人“光临”这套系统。

实验对收集的尿液采取两种处理方法进行再利用:一是自然放置一段时间后直接施肥,二是用磷酸铵镁沉淀法加工之后再做成肥料。德国的《肥料法》规定,未经特别允许,不可将人尿作为肥料使用在农作物上,所以除了少部分尿液在波恩大学的试验田里试用之外,大部分尿液和由尿液制成的肥料,都被送进实验室进行化学成分分析,以及给大楼里的盆栽施肥。

调查发现,71%的人愿购买用尿液施肥的农作物;48%的人愿住进装了尿液分离马桶的住宅,只有25%的人表示不愿意。尽管大多数参观者对这套厕所表示欣赏,但51%的人觉得它的洁净度不如普通抽水马桶。该项目还从经济成本、卫生、技术、环保等多方面进行评估。结果表明,尽管还存在一些问题,比如尿结晶容易造成堵塞等,但这种系统改进后在德国的一些城市是可行的。

澳学者建议新楼预留管道

2010 ~2012年,澳大利亚悉尼科技大学将校园中的部分普通马桶,改装成尿液分离式马桶和无水小便器,尿液送到西悉尼大学进行施肥实验。

该实验特别重视使用者的感受反馈,比如在调查中,有的使用者提出,在使用尿液分离式马桶时,需要特别留神,别将厕纸丢到小便槽里。实验团队为了推广尿液分离式马桶的使用,还设计了很多生动形象的张贴画。尽管这只是一次小规模实验,但组织实验的学者建议,将来盖新楼时,应为收集尿液预留管道,以便更有效地利用尿液。

管道易堵塞 维护成本高

当前国际上,源分离技术的研究及应用工作基本在前后两端进行。在前端分离方面,有了一些研究和应用案例,但还未规模化应用。在末端产物处理方面,将尿液变为有机肥的尝试,要么还处于研究阶段,成本较高,要么仅是简单处理的传统肥料,无法形成规模化产业。在很多发达国家,尿液的利用还存在立法障碍,可以用尿液浇花浇草坪,却不能种菜。

尽管源分离的接受率不低,但仍存在不少技术问题。例如,尿液输送管堵塞,虽然可以通过机械或化学方法去除结垢,但维护成本很高。如果严寒等极端天气造成尿液输送管破裂,泄漏的气体将让居民难以忍受。

看来,源分离技术距离大规模使用还有很长的路要走,但将尿液变成“液体黄金”的梦想,距离实现确实是越来越近了。

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