廁所革命對人類文明的偉大意義

成旭 韓瑞澤3 蔡文萍 高乾源 藍海江

摘 要：廁所是反映人類文明的標桿，自人類歷史記載以來，首次提出不沖水衛生廁所帶動廁所革命，對個人是一小步，對全人類文明進步是一大步，文章分析了目前養殖場、農業用肥、城郊及鄉村的廁所狀況，提出采用家庭糞便快速生成有機肥的技術（獲得國家專利：ZL 201220109642.1）即不沖水衛生廁所，不用水沖、不通過排水管網、下水道及污水處理廠，很短時間內，快速無公害處理公共（家庭）廁所、養殖場糞便，制成無菌、無味的顆粒狀有機肥，便于包裝、運輸、儲存、銷售，不污染環境，進而大量減少污水排放量、農藥、化肥的使用量，有機肥不僅能生產綠色有機產品，促進人民健康，而且可以徹底改善土地、環境、衛生狀況，投入很少，運營成本低，造福人類環境。不沖水衛生廁所還可以用在交通運輸：飛機、火車、長途汽車、輪船及軍艦等。環保局實踐證明還進行了 “ZL 201320108141.6 ”專利發明的粉塵污染物降解技術方法，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生產排放的煙塵廢氣，脫硫、脫硝中和反應后，用于治理霧霾酸雨。

關鍵詞：不沖水衛生廁所；糞便快速無害處理；霧霾酸雨治理；煙囪（居民）廠房“口罩”； 有機質吸附重金屬；顆粒狀有機肥；產品生產許可證；廁所革命；綠色除臭催化劑

中圖分類號：TU993 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）24-0207-03

1 現狀

世界城市化都是沿用歐洲早期城市化的排污模式，較完善的污水管網和現代污水處理廠，但是至今僅只在少數幾個工業發達國家得到實現。發展中國家需要多少年和多少財力物力才能達到這樣的水平？即使有一天達到了，同樣會面臨發達國家現在所面臨的問題，如高耗水、高耗能、資源沒能循環、能量沒能回收等等，問題主要三個：（1）污泥問題：即使在污水處理率非常高的一些發達國家，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，因為混合污水成分復雜，只有很小一部分污泥得到肥料利用。（2）污水管網及處理費用高：歐洲很多早期修建的污水管網進入翻修和高維護期，導致費用不斷增加，如德國管網費用已經占到污水總費用的70%。發達國家的小型污水處理廠，污水中的營養鹽去除率仍然很低，如果要普及現有最好水平污水處理廠，仍然需要支出巨大費用。（3）處理后污水濃度仍然過高：即便污水處理廠達到目前最嚴格的排放標準，居民區地表水的污染問題也難以真正解決。

全國禽畜糞便年排放量已達18.84億噸，相當于工業廢棄物年排放量的3.4倍，養殖場大量的禽畜糞便污水，已與工業廢水、生活污水并列，成為水環境污染的三大源頭之一。并成為阻礙禽畜養殖業可持續發展的重要因素[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，我國目前畜禽糞尿的利用率不高，大中型養殖場，一般不到20%。

我國目前農村的面源污染中，35%～40%來源于畜禽糞便，10%～15%來源于化肥，而50%來源于村鎮的生活垃圾與生活污水，中國是使用化肥強度最高的國家，多種復合污染，導致我國水污染惡化、土地貧瘠的狀況會越來越嚴重，最直接最根本的途徑是多使用有機肥和農家肥，少用化肥[2]。

人的疾病80%與飲用水有關，央視新聞調查欄目曾經推出的《河流與村莊》節目所揭密的河南省沈丘縣黃孟營的癌癥死亡之謎，是水污染與癌癥關聯的最佳佐證之一。

中國疾控中心對淮河流域水環境的研究，2013年6月，首次證實了癌癥高發與水污染有直接關系。

中國住建部副部長仇保興說，“我國城鎮化率已經超過50%，國際經驗表明，城鎮化率達到50%之后，是水污染危機的高發期，也是修復水生態的關鍵期，一旦錯過這個機會，將會付出極為高昂的治理代價。”

目前我國只有50%～60%的污水能夠處理，即使發達國也只能達到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 現有的辦法

根據世界衛生組織（WHO）的數據，全世界約有60%的人口（45億）家中沒有衛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，未經無害化處理的糞便污染物導致疾病傳播、環境污染，造成災難性后果。通常廁所污水是利用污水管網系統送至處理中心集中處理，一是占用大量土地、耗費巨大的能量和資源，另外投資大，尤其是對于沒有污水排放與收集系統的欠發達地區，短時間很難完成，成本較低的現有替代辦法有些不能實用，有些是無法排除臭味且會滋生病菌，用戶不用。

2018年11月6日，比爾及梅琳達·蓋茨基金會在北京舉辦“新世代廁所博覽會”，比爾蓋茨表示，新一代廁所即將問世，將創造數十億美元的新商機。比爾蓋茨自己對21世紀經濟報道記者說，2012年對新世代廁所作概念驗證，在過去的七年中，蓋茨基金會投入了兩億多美元，與合作伙伴共同開發新一代無下水道連接的廁所技術。

比爾及梅琳達·蓋茨基金會（Bill & Melinda Gates Foundation，簡稱“蓋茨基金會”）于2011年啟動了“全球廁所創新大賽”（reinvent the toilet challenge，RTTC）。這項由蓋茨基金會計劃在5年內（2011-2015）投資3億8000萬美元（近30億人民幣）用于該領域的技術研發。2013年8月，廁所創新大賽-中國區（Reinvent the Toilet Challenge，RTTC-China ）在北京正式啟動，此次大賽是由北京科技大學負責執行，歷時2年，蓋茨基金會捐贈500萬美元用于新一代衛生設施在中國研發。2014年“廁所創新大賽-中國區”第一輪方案征集啟動，資助總額高達約1300萬人民幣，“廁所創新大賽-中國區”（Reinvent the Toilet Challenge， RTTC-China）第二輪于2015年1月26日在北京科技大學正式開始啟動。（www.rttc-china.org）

比爾及梅琳達·蓋茨基金會組織的中國賽區廁所創新大賽，符合報名參賽條件的廁所技術方案僅幾十項，而且很多屬于廁所創意，廁所系統復雜，沒有進入實用；廁所排放污水中64.9% 滲入地下，35.1%直接排入河、湖等水體，村鎮污水排放在主要流域污染物負荷中貢獻率超過一半，第三次農業普查結果顯示，在全國2.3億農戶中，36.2%的農戶使用衛生廁所，39.5%的農戶未使用衛生廁所，還在使用路邊廁、旱廁等，現有技術儲備明顯不適于廁所革命的需要[4]。

據《2015年環境統計年報》統計，2015年全國廢水排放量735.3億噸，工業廢水排放量199.5億噸，占廢水排放總量的27.1%，城鎮生活污水排放量535.2億噸，占廢水排放總量的72.8%。

根據國外經驗和我國財力狀況，排水管網污水處理系統，要達到歐美城市較高普及率與配套的水平，至少還需幾十年時間，既使在下水道普及地區，化糞池糞渣仍有類似旱廁糞便的無害處理問題[5]。

3 不沖水衛生馬桶

可以采用“家庭糞便快速生成有機肥”的專利技術（獲得國家專利：ZL 201220109642.1）作為不沖水衛生廁所，取代傳統廁所，這種技術裝置操作簡單、使用方便、成本低，用市場現有的產品、組合、裝配后即可使用，不需要生產產品許可證，對特殊用戶也可根據用戶的不同需求定制。 使用這個技術裝置在很短時間內（1次半小時左右），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、無味的顆粒狀有機肥，可以做成包裝重量不等的有機肥儲存、銷售，控制疾病傳播，還可以取代化肥，避免環境污染，使土地的利用形成良性循環。這種不沖水衛生廁所（50厘米左右）、重量輕（幾公斤）、價格低，便于在很多場所使用，不用水沖，不用建下水道，使污染不出各戶[6]。據統計，全國沖水馬桶每年沖走90億立方米的水量，相當于九個西湖、兩個太湖的水量，馬桶水費一年沖走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%，相當于每交100塊錢的水費，有40塊錢被馬桶沖掉了。

當前市場上的馬桶用水量多為6升，據水利部估算，目前全國沖水馬桶的使有量約2.75億套。按三口之家每個家庭每天使用抽水馬桶15次計算，全國每天馬桶用水量達247.5億升，全國平均水價為2.9元，每天馬桶沖走7177.5萬人民幣。

使用這個專利技術（圖1），不僅節省這些費用，而且減少同等數量的污水及處理費用，對廣大農村及城市邊緣平方地區的衛生狀況及農業用有機肥及養殖場，有著顯著的改變、提高，也是對傳統廁所的革命，人畜糞便經過無害化處理后，消除了糞便中病源細菌，不會傳染人疾病，控制對環境的污染，將產生巨大的社會經濟效益[7-8]。圖2是環保局出具的專利技術實踐證明。

4 展望

污水治理應從污染水產生的“源頭”管制。

有機肥對土壤養分特別是重金屬元素的活性有較大的影響，重金屬因有機肥的吸持而會降低有效性。

有機質污泥含有多樣的官能團，從而能夠吸附重金屬，或者改變重金屬的化學形態，促使污泥中重金屬穩定化，即大多數重金屬以穩定殘渣態或以殘渣態和有機結合態兼具的形式存在，從而降低生物毒性和土壤的污染風險，在堆肥過程中加入石灰等物質，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肥是最好的有機改良劑，可改善土壤物理性質和肥力，通過吸附、絡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。

使用這個專利技術，不僅減少大量的生活污水、養殖場污水，還可用于重金屬污水治理。

治理環境污染如同給病人治病，在發病早期及時醫治，成本小、康復快，如果等到病人晚期，回天乏術。

央視10頻道報道：陜西省洋縣、云南某地等很多地區，農業使用有機肥、不用化肥，農作物不起蟲，不用打農藥，有些配合使用天然殺蟲劑，農業產品都是綠色的。

各國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問題中，被列為三大環境問題之首，制成有機肥是垃圾處理無害化、減量化、資源化（國家對垃圾處理的要求）的唯一行之有效的方法。

人禽畜糞便快速無害化專利技術的好處：一是有機肥增加土壤中的有機質含量，有利于土壤的保護；二是減少污水的排放及處理成本，有利于環境保護，提高經濟效益； 三是養殖企業可以變廢為寶，增加收入；四是還可以用在交通運輸：飛機、火車、長途汽車、輪船及軍艦等；五是國家推行人禽畜糞便資源化利用政策，將不沖水衛生廁所發展成一個新的產業，培育一個新的市場和經濟增長點，造福全人類，對人類文明有著偉大意義。

參考文獻

[1]肖永慶.現代化養豬的糞便處理與資源化途徑[J].農業環境保護，1998，17（6）：281-283.

[2]莫海霞，仇煥廣，王金霞，我國畜禽排泄物處理方式及其影響因素[J].農業環境與發展，2011，（06）：59-64.

[3]王凱軍，宮徽.未來污水處理技術發展方向的思考與探索[M].北京：科學出版社，2013.

[4]黃圣彪，推進廁所革命需要解決的技術問題及措施建議[J].中國環境管理，2018，（2）：49-52.

[5]陳朱蕾，唐熹中.中國城市糞便處理系統發展與問題研究[J].環境衛生工程，1998，6（03）：125-131.

[6]成旭，徐浚洋，韓瑞澤.家庭快速生產有機肥——傳統廁所的革命[J].科技風.2016，（15）：189.

[7]成旭，孟祥棟，韓瑞澤.快速無公害處理人畜糞便對環境的意義[J].科技資訊.2017，（17）：121-122+1.

[8]成旭，韓瑞澤，張立穎，劉海利.防治污染水的辦法——廁所革命開創人類衛生文明新紀元[J].科技創新導報，2018，（02）：130-134.

[9]白莉萍.北京地區不同城鎮污水處理廠堆肥污泥的營養含量和重金屬污染[J].環境科學，2014，（12）：4648-4654.