◎本刊主筆 劉國偉

非洲國家馬拉維的“阿爾波爾盧”干廁

“阿爾波爾盧(Arborloo)”干廁又被稱為樹坑廁所,這是一種簡單實用的單坑堆肥式干廁。來源:國際生態衛生研究計劃(EcoSanRes)網站
翻開人類歷史我們會發現,現代版的沖洗式抽水馬桶逐步普及,迄今也不過一二百年。時至今日,廁所的普及和可持續應用已成為衡量一個國家和地區民生狀況的重要指標。但對世界很多地區來說,因為種種限制,能享受到干凈舒適的如廁環境仍然是一種奢望。不過,現代干廁的發展和推廣,有望為這些地區的人們帶來福音。
干廁簡而言之就是不用(或者極少)使用水來沖刷廁所,核心字眼在一個“干”字上。大家可能很快聯想到被人類使用了數千年、至今仍在一些農村常見的那種臭氣熏天、蒼蠅飛舞的傳統旱廁。而本文所說的現代生態干廁,與傳統旱廁有本質的區別。現代干廁除了便于在缺水地區使用外,還有利于排泄物中營養物質的循環利用,有利于擺脫對供水、電力和廢水排放及處理系統的依賴,有利于根據當地經濟、社會和文化條件因地制宜配置硬件,靈活性很高。只要正確地安裝和使用,現代干廁可以做到沒有多少讓人不爽的氣味。
現代干廁的創意和種類與日俱增,但是主流干廁大致分為堆肥式干廁(CT)、尿液分離式干廁(UDDT)、焚燒式干廁和冰凍式干廁幾類。

堆肥式干廁原理示意圖
堆肥式干廁(CT)側重對排泄物的發酵處理。這種干廁用水很少或者不用水,通常不把尿液分離出來,而是大小便混合在一起排入下方的儲糞罐,摻入木屑、椰棕和泥土等物質混合堆積,經過發酵腐熟殺菌,利用微生物把排泄物轉化成衛生、無味的類似腐殖土一樣的有機肥。從堆肥過程上看,這種干廁有的采用慢速堆肥,即長期儲存,利用自然發酵完成堆肥步驟;有的采用主動式堆肥,就是使容器內的溫度和濕度至最佳程度,加速堆肥進程。相比之下,堆肥式干廁比傳統旱廁味道小多了,比沖水馬桶產生的廢水量大為減少,產出的堆肥可用于作物種植,但是比起尿液分離式干廁,它的后期維護工作量大。
堆肥式干廁是西方國家應用較為廣泛的一種干廁,在瑞典、加拿大、英國、美國和澳大利亞的路邊廁所與國家公園里較為常見。游客們在芬蘭和瑞典的鄉村度假區,也會經常使用這種干廁。在德國,受綠色生態觀念的影響,上世紀80年代個別街區建設了這種干廁。據可持續生態衛生聯盟(Susana)估計,一個包括36戶家庭(約140人)的居民區,使用一年的堆肥式干廁能節水2044噸,這是一個很可觀的數字。
這里必須說一種有趣的單坑堆肥式干廁“阿爾波爾盧(Arborloo)”,也稱之為“樹坑廁所”:在田地里挖一個寬度適中、1米~1.5米深的坑,坑邊壓實固定好,周圍用籬笆圍上,一個樹坑廁所就建起來了。一段時間之后,坑里的“內容”積累較多了,就可以把一棵樹(例如果樹)種進坑里,再把廁坑用泥土填實。地下的糞便自然發酵后能夠為果樹提供充足的養分,然后到附近再挖一個新坑,建設新的樹坑廁所,如此循環建設,簡單又實用。

美國三角國際研究院(RTI)研發的焚燒式干廁,體積大,結構復雜。來源:可持續生態衛生聯盟(Susana)官網
源分離式也叫尿液分離式,這種干廁能夠通過改變便器形狀,在便器內前方設計一個碗型入口收集尿液,從而將排泄的尿液同糞便分離開來,分別進行儲存和處理。這種干廁對于缺水地區,給水排水系統等基礎設施成本高昂的地區,以及環境條件嚴苛和地下水位較高容易受污染的地區很有意義。
分離式干廁的糞便至少要存放6個月,期間的風干和殺菌過程能夠殺死大量寄生蟲,如蠕蟲,這種寄生蟲在許多發展中國家的兒童體內很常見。分離出來的尿液在存放一段時間后,加以稀釋然后直接用作谷物、蔬菜和產油作物的肥料。為了防臭防蠅,糞便中需要摻入樹葉、稻糠、干苔蘚等能就地取材的物質。如果將分離式干廁內的糞便用于植物種植,還需要更長時間的堆肥,充分殺菌。
分離式干廁的建造成本相對較高,但是從較長的使用周期來看并不算貴。分離式干廁在實際應用中面對的一大挑戰是,尿液容易在排尿管內沉積形成尿堿,所以需要用酸類溶液加以沖洗。
德國國際合作機構(GIZ)2012年對全球84個國家的324個生態廁所項目進行統計后,估算出僅有約200萬人使用分離式干廁。盡管如此,發展中國家的分離式干廁建設還是迅速開展起來。例如,在缺乏淡水供應的厄瓜多爾,投入使用的各種不同款式的分離式干廁約有數百個。在非洲納米比亞,利用流體力學中的康達效應分離尿液的分離式干廁,在當地被稱為“歐特急(Otji)廁所”,2003 ~2011年間,約有1200個歐特急廁所在該國南部安裝使用。此外非政府組織還在玻利維亞的埃爾阿托為4500人建設了約1000個尿液分離式干廁。
和前面提到的幾種干廁相比,焚燒式干廁和冰凍式干廁顯得更加高端,從原理上可視為干廁中的“冰與火之歌”。焚燒式干廁使用電力、燃油或者干燥的動物糞便等做燃料,能夠將排泄物燒成灰燼。這對于不方便傾倒和處理糞便的地區較有意義。美國大亨、微軟公司創始人比爾·蓋茨對此興趣濃厚。2011年,比爾和梅琳達·蓋茨基金會發起了“再造廁所的挑戰”活動,向有關團隊提供贊助,鼓勵開發更安全有效的廁所。在此推動下,美國三角國際研究院(RTI)研發出了焚燒式干廁,這種干廁利用基于電化學的消毒與固體焚燒技術,將糞便轉化成可燃物進行焚燒,產生的熱能則通過熱化學器件轉化為電能,余熱也被利用起來,用于烘干糞便。
名為“應喜諾樂(Incinolet)”的電力(天然氣)焚燒式干廁,在美國馬薩諸塞州的科德角一帶出售了175個,單價1499美元到1879美元不等。如果選擇能用天然氣的版本,則連電力都不需要。這種焚燒式干廁使用一次的成本為28美分,但在使用中需要良好的通風條件。

芬蘭的冰凍式干廁
冰凍式干廁的研發始于上世紀70年代的瑞典,但現在主打產品來自芬蘭,如“愛思樂特(Icelett)”。這種干廁只需用電就能工作,不需要通風和化學藥劑。糞便被冰凍后細菌基本停止了活動,而且臭味大減。奇妙的是,當用戶坐在上面如廁的時候,卻絲毫不會感到冰屁股,因為下面制冷機構產生的熱量能夠烘熱馬桶圈。為了保證制冷壓縮機更好地工作,冰凍式干廁盡量放在溫度偏低的空間里,避免安裝在有地暖的地面上。
目前,從使用數量上來看,現代干廁的使用者仍是小眾。但隨著干廁技術的進一步發展和公眾環保意識的提高,干廁在解決水資源短缺、防止水污染、磷回收和保障糧食安全上,將發揮更大的作用,普及前景不可低估。

德國堆肥廁所的產出品,類似腐殖土。

厄瓜多爾婦女納西薩對自家的簡易尿液分離式干廁很滿意,向眾多鄰居演示如何使用。來源:可持續生態衛生聯盟(Susana)秘書處