厕所节水与污染处置技术——生态厕所新趋势

厕所是建筑物极重要的设施，其中冲水式马桶已是目前最普遍采用者。但是为冲走粪尿所需之用水量极大，且化粪池设施往往无法达到令人满意的污染去除功能。近年来水资源机关积极推动各式省水设施，在节约用水之成效显著，但对于后端之处理显然较未顾及。而在高山或偏远地区用水取得不易之场所，抽水马桶之使用可能受限，因此回归早期农业时代以自然堆肥方式处理排泄物，并施用于农地之生态处理模式，可达到污染妥善处理及再利用双重目的，不失为值得尝试推动之方式。因此国外如北欧、非洲、内蒙古地区应用生态化干式厕所，达到节水、妥善处理废弃物与资源循环再利用目的，值得缺水及污水处理效果不佳台湾地区之借镜。

厕所用水及污染处理
污水下水道系统是英国人于18世纪发明，应用下水道系统将生活污水经由主、支干管收集后送到污水处理厂处理后再排放河川或大海，为目前先进国家最主要污水处理方式，同时下水道接管率之高低，也成为国家进步象征。台湾地区污水下水道建设起步较晚，因此至2006年6月底止，全国污水下水道用户接管普及率达14.56%，接管普及率可达15%。预计在2008年时可达22.1%。但比起欧美国家80﹪以上之接管率，仍有一段差距；因此目前以社区大楼之污水处理系统或应用预铸式家庭污水处理设施，作为下水道建设之缓慢之替代措施。
厕所用水主要目的在将粪便等污染物质冲离，以保持厕所空间之安全卫生，因此目前普遍应用自来水作为厕所冲洗用水源。自来水系经由庞大之水利建设完成拦水坝拦截水源，经由净水场处理后，再应用主、支干管长程送至各家庭，应用于饮用、沐浴、洗衣及冲洗厕所等用途。其中厕所用水每人每日约50公升，约占20﹪总家庭用水量。一般人每次上厕所排放约150克尿液或200克粪便，但厕所冲洗用水每次约为6-8公升，也就是说将粪尿冲离之用水量高达40-60倍。而厕所排放污水经由化粪池、净化槽或经由下水道进入污水厂，污水净化处理所耗用之建设经费与操作费用极为庞大。但是实务上污水虽经由层层关卡处理后，仍未能达到令人满意程度，仍然污染河川、海洋及环境。因此使用大量清水之现行冲水马桶、下水道系统及污水处理厂之处理方式，是否仍符合现代社会需求，已为环保人士所重新评估及研究中。
国外研究数据显示，每人每年平均约排放500公升尿液以及50公斤粪便，其中尿液具有高量肥料成分而且病源菌较少。以每人每年所排放尿液而言，即含有5.6公斤氮（N），0.4公斤磷（P）和1.0公斤钾（K），应用这些肥料成分可生产200-250公斤玉米。同时应用动物及人类粪尿为农作物肥料来源，为数千年来农民之传统做法，因此应用现代科技，将粪便分别收集及处理，将粪便视为可资源化物质，重新规划此种有机资源之再利用方式，也逐渐成为大众所接受及注意焦点。将尿液灭菌后可直接作为液肥；粪便与木屑等填充材混合后，经微生物发酵作用达安定与减量后，也可作为有机肥再利用。此种生态化干式厕所，仅需少量或甚至完全不需要冲水，有利于后续之资源有效再利用，同时达到厕所节水之目的。

生态化干式厕所之原理
传统污水处理系统因处理效率差及最终消毒作用不确实，因此排放水中BOD、COD、SS、氮、磷等水体污染量偏高，且更可能含有致病性微生物存留于粪尿中。而传统污水处理方式因停留时间不足及温度不够，无法将病源菌完全分解破坏，因此需应用更佳处理方式，以改善现行处理系统之二次污染问题。生态化干式厕所系采用固态发酵原理，将粪便混合木屑等，经由微生物发酵作用达到减量及安定化目的。且发酵作用之最高温度可达到60-70℃，更维持60-70天之长时间腐熟。在此条件下对人体有害之微生物均已分解完成，因此相对于传统污水处理系统为一种更可靠之处理方式。且因粪、尿两种污染物之性质不同，目前也有业者开发座式或蹲式粪/尿分离式马桶设施，将尿液及粪便从源头分别收集处理之方式。粪便应用木屑混合之固态发酵原理处理，尿液则经由长期贮存安定及灭菌后直接为液肥再利用之方式，以达到更佳处理效果。相关设施也应用现代科技加以改良，以取代旧式厕所通风不良，潮湿闷臭等缺点。生态化干式厕所之作用原理及设施说明如图一与图二所示。

国内/外生态化干式厕所应用案例
目前普遍应用之冲水式马桶，虽带来生活便利，但后续之二次污染问题，却不容忽视。因此国外已有将厕所重新规划设计之趋势，除应用省水设施之外，使用粪/尿分离方式之马桶，完全不需冲水，或仅少量冲水，即可同样达到维护厕所内整洁目的。国内/外建筑物目前应用生态化干式厕所之案例如下：
（1）玉山国家公园干式生态化厕所
92年工研院能环所接受玉管处委托，于玉山主峰登山路线上海拔约3000公尺之塔塔加至排云山庄之登山步道，完全无水无电及冬季下雪结冰之特殊环境下，规划设计监造2座生态化干式厕所，供每日150人次上下山游客使用，设施完成后已充分发挥服务游客及环保目的。经由为期1年持续监测，验证微生物于低温环境下，经由发酵槽保温设计、木屑应用于水份控制与碳氮比之调整、经由翻堆与适当提供氧气，发酵槽内堆肥温度与室外温度高约10-20℃，验证微生物达到良好作用。经由每半年取出1/3堆肥及加入新木屑，即可维持良好操作状态，因此已完全改善以往沿路排遗臭气与不良景观。经由此两座厕所试验成功，后续于93、94年玉山观高地区与库哈诺辛山各新设一座生态化干式厕所。但此种厕所对于国人而言，为一种新体验，同时山区清洁维护不易，因此有待加强干式厕所之使用说明与增加清洁作业频率。