我国免水生态厕所的发展现状与展望

摘要：由于具有节水、环保、无害化和资源化等特点，以及能在无上下水设施的场所使用等独特性能，免水生态厕所在公共场所、风景名胜区、临时会所、交通设施中的应用已显示其不可替代性。介绍了国内外生态厕所的类型、原理、特点及应用情况，并重点对免水生物降解型生态厕所进行效益分析，阐明推广中尚存在的问题及发展前景。
关键词：免水生态厕所，生态卫生设施，生活污水
1引言
每年的11月19日是世界厕所日，世界厕所组织(World Toilet Organization，WTO)于2004年11月17日在北京召开了第四届世界厕所峰会，来自中国、美国、俄罗斯、日本等15个世界厕所组织成员的400多名代表参加了会议。此次会议的主题为“以人为本，改善生活环境，提高生活质量”。在我国，城镇家庭中卫生设施及生活质量已得到了普遍的改善，而厕所产生的大量生活污水对自然环境的影响正越来越受到更多的关注。
20世纪六七十年代才开始在欧美流行的水冲式厕所被誉为20世纪对人类影响最大的10项发明之一，对改善人类的生活环境、防止粪源性疾病的流行起到了重要作用。但到了21世纪的今天，水冲式厕所却已成为污染环境的一个主要根源。据统计，每人每天大约上厕所6～8次，一年大约2500次，成年人每人每年平均产生粪尿约550L，其中粪便约50L、尿约500L、COD约30kg。粪尿中所含的养份以氮、磷、钾为主，含氮4.5kg、磷0.8kg、钾1.8kg，这些养份80%以上存在于尿中。水冲式厕所每次需用6～13L自来水冲洗，即用99%的清洁水冲洗1%的粪便，产生100%的生活污水。据测算，冲厕用水约占生活用水量的20%，全国城镇人口每年冲厕用水不低于50亿t，相当于25座中型城市的年供水量。水冲式厕所一方面使缺水的城市供水更为紧张，另一方面人们又要投入大量的资金建设污水收集与处理系统。2003年《全国环境状况公报》表明，城镇生活污水排放量达247.6亿t，占废水排放总量的53.8%；全国生活污水处理率只有25.8%，近75%的生活污水不经处理直接排入江河湖海。生活污水中人体粪便是地表水富营养化的主要原因。据中国科学院地理与湖泊研究所经过2年的调查和研究认为，太湖流域各种途径对太湖水体磷的贡献率依次为：人体(粪便)排磷43.57%，洗衣排磷16.1%，畜禽排磷12.51%，农业(化肥流失)排磷11.89%，工业(污染)排磷7.41%，水产养殖排磷5.30%，其它排磷3.22%。在江河湖海中有70%的氮也来源于生活污水。
正常情况下人尿中一般不含致病微生物，但粪便里含有大量细菌、寄生虫和其它微生物，它们是传染性疾病的病原体，可引起血吸虫病、伤寒、痢疾、甲肝等多种疾病。据国家卫生部门调查，因粪便处理不当引起的疾病有20多种。显而易见，传统的水冲式厕所是浪费和污染水资源的主要根源，西方发明的抽水马桶，已不符合今天的科学发展观。1975年美国环境生态专家Samlove就抨击抽水马桶“是一个早该被冲走的落伍观念。”因此，曾有人断言，水冲式厕所是最糟糕的发明之一。20世纪初期，德国建筑师Leberrecht Migge就提出了生态厕所的概念，英文名为“Ecological & Economical Sanitation”，缩写为“Ecosan”。1985年，瑞典生态专家Uno Winblad提出了免水生态厕所的设想，要求这类新产品具有卫生功能的同时，更要求生态友好。免水生态厕所要达到“零污染、零感染和零废弃物排放”及“减量化、无害化和资源化”，即“三零”和“三化”的要求。
2生态厕所的类型
国内外生态厕所总体上可分为循环水冲式厕所和免水冲厕所两大类。我国生态厕所的研究应用刚起步，现主要有循环水冲洗型、泡沫封堵节水型、塑料袋打包式免水冲洗型、免水微生物堆肥型、免水生物降解型等生态厕所。
2.1循环水冲式厕所
该型生态厕所是利用驯化成的活性菌种对粪便进行分解、脱臭和净化，将其转化为CO2和H2O，再用生成的H2O冲洗厕所，从而形成良性的循环系统。循环水冲式厕所有以下两种方式。
2.1.1尿液单独处理型
这型生态厕所是通过专门设计的分离装置将尿液单独收集起来，自动加入专用药剂去除异味后，回用于冲洗厕所；粪便干燥后制成农用肥料，也可以作为普通垃圾进行填埋处理。它的优点是可以使粪便资源化，但在使用过程中需少量补充水，日常管理要求比较高，粪便外运可能产生二次污染。
2.1.2粪尿混合处理型
该型生态厕所是利用微生物的新陈代谢作用，最终将粪便降解为CO2和H2O，过程中产生的水经处理后回用冲洗厕所，也可排入环境。这类生态厕所是目前国内生态厕所的主流产品。目前使用的处理方法有以下3种。
1)好氧生物处理法。粪尿经过沉淀、溶解后进入曝气池，曝气池中的好氧微生物将粪尿中的绝大部分有机物转化为CO2和H2O。再经过沉淀、过滤、脱色和灭菌等后续处理后得到清洁水，回用于冲洗厕所或绿化。循环式好氧生态厕所工艺流程见图1。