相对于球场传统厕所的建造与维护成本,堆肥厕所的出现能让预算“大打折扣”。堆肥厕所遵照生态学原理,把人体废物作为宝贵的可利用资源进行再循环。维护成本低、安装便携、无二次污染、节约用水等优点,成为推广生态环保的极佳之选。
谁来替代传统厕所?
由于高尔夫球场不完全是原生态的,而是经过加工而成。因此《高尔夫规则》对球落在被认为是障碍物的人工物体上(如喷头或球车道等不可移动物体)的判罚是“宽容”的。根据规则24-2,除了球落于水障碍或侧面水障碍里面的情况以外,当无法移动之阻碍物对球员造成妨碍时,球员可以解除困扰而不必受罚。你可以把球捡起来,但必须站到你挥杆不再受到障碍物干扰的地方,在球杆长度之内拋球可继续打球。免罚杆固然是从球友角度考虑,值得鼓励,但对解决“人有三急”问题,球场要做怎样的考虑?而对于厕所的选择,其范围从租用便携移动式厕所到建设一个设施齐全(配备室内管道和水槽)的“永久性”厕所。大多数球友对使用便携式厕所“忧心忡忡”,尤其是整天沐浴在夏季火辣阳光下的厕所。此类厕所往往会因为缺乏通风设备和卫生条件偏差而产生难闻的气味。此外,便携式厕所的选址还需考虑到废物处理卡车的停泊便利,话说回来,尽管设置便携式厕所需考虑全面,但其带来的环保意义是重大的。便携式厕所除了能大大节约土地面积外,在建造方面也省去了传统厕所要购材、施工、投入方面的成本,同时亦更节能环保,节约水资源。
然而,对为会员提供尊贵服务的私人球场而言,追求高品位的装潢费是不能省的。设施齐全的厕所设计结构包括室内直饮水管道、通电、通风,再根据当地气候考虑是否安装空调。新型的便携式厕所在设计上亦能契合会所和球场的风格,甚至作为一种补充让球场呈现更为多元的“气质”。今天要介绍的便携式厕所在构造上使用的是松木顶、石板墙的结构。
显然,如要考虑从远离球场的地区获取水资源以延长通水管道设备,便携性厕所则不是你省钱的选择。尤其在美国北部的球场,周边相对缺水,且添加防冻管道也需要相当大的劳动成本。要降低成本,可通过引用非直饮水的灌溉系统水,但所需的设备、管道的钱仍是问题。
处理“人体废物”常用的选择为安装一条扩展的下水道。但在美国的一些城市,该类通道的安装需获得由国家卫生机构颁发的安全许可证方能进行。如果球场所在位置不在城市设计的下水道范围内,安装成本将大大增加。此外,难处还在于对“安全许可”获得的过程中:购置和安装符合标准的槽和化粪池或土堆系统,更别说其它的“执行成本”——渗流测试以及检查等。综上所述,一个厕所的基本结构和管道选购,最低成本在5万美元,要是球场不在管道设置范围内,费用可想而知。
对此,“无水堆肥厕所”系统的出现,成为传统高尔夫球场内厕所设施的替代。该系统对选址在偏远位置(缺乏城市基础设施,未经城市下水道连接、废物处理设备不完善、处理成本昂贵)的球场大有裨益。当对美国人提及堆肥厕所,他们通常联想到的是一个简陋的“坑”,又或是用于有儿童参与的家庭露营之旅。而标志性的“外屋”(户外厕所)是先进堆肥厕所的“祖先”,需求是发明之“母”,堆肥厕所的出现也顺应着时代的需要而产生。
堆肥厕所,靠谱!
堆肥厕所系统在20世纪30年代在瑞典开发的,第一个商业模型在1964年面世,名为“Clivus Multrum”。这项技术在20世纪70年代初传到美国,此后在外形和技术上经过了几番改革和完善。现代版本的堆肥厕所专为户外设计,也可以在一些公园或高尔夫球场以商业用途投入使用。
所谓堆肥是一种有机肥料,所含营养物质比较丰富,且肥效长而稳定,同时有利于促进土壤固粒结构的形成,能增加土壤保水、保温、透气、保肥的能力,而且与化肥混合使用又可弥补化肥所含养分单一,长期单一使用化肥会使土壤板结,导致保水、保肥性能减退等的缺陷。堆肥是利用各种植物残体(作物秸杆、杂草、树叶、泥炭、垃圾以及其它废弃物等)为主要原料,混合人畜粪尿经堆制腐解而成的有机肥料。由于它的堆制材料、堆制原理,和其肥分的组成及性质和厩肥相类似,所以又称人工厩肥。而堆肥厕所则是对人体排泄物中的养分进行运用。人体排泄物约含70%~80%水分,20%的有机质(纤维类、脂肪类、蛋白质和硅、磷、钙、镁、钾、钠等盐类及氯化物),少量粪臭质、粪胆质和色素等。
堆肥的原理主要利用多种微生物的作用,将植物有机残体,进行矿质化、腐殖化和无害化,使各种复杂的有机态养分,转化为可溶性养分和腐殖质,同时利用堆积时所产生的高温(60—70℃)来杀死原材料中所带来的病菌、虫卵和杂草种子,达到无害化的目的。因此,为了获得优质堆肥,在堆制过程中,千方百计地为微生物的生命活动创造良好的条件,是加快堆肥腐熟和提高肥效的关键。堆肥厕所应用微生物将有机污染物质分解,达到减量以及安定化的目的,因此需提供微生物最佳生长环境,快速繁殖、增长以及新陈代谢,将有机物减量和安定化。微生物最佳生存环境的含水率为60%,水分过高氧气的不易传递,将形成厌氧反应,含水率过低将抑制微生物成长。人体排泄物中水分含量约为75%,氮、磷等营养源含量也很高,添加木屑和谷壳等以调整含水率和碳氮比等,就能创造微生物最佳的生长环境。
由瑞典开发的Clivus技术引用在多种类型的堆肥厕所中,包括家庭式、商业设计以及休闲娱乐用途。然而,这一切都离不开一个简单原则:有氧分解。废物会保存在一个特殊的堆肥封闭系统里,能快速除味和提供速度最快的堆肥条件。堆肥厕所主要靠蒸发实现“无水”操作,通常会安装一个或几个辅助加热元件或风扇,风扇的好处在于维护成本低、电力消耗量低,许多风扇在设计上会使用太阳能电池板,配备太阳能的堆肥厕所或许是终极的环保厕所。固体废物通过在封闭系统加气,在此多种细菌(微生物)以此为食,进行旺盛的繁殖,同时产生发酵热进行氧化分解,分解后的残留物作为高浓度的有机肥料利用。
堆肥厕所的大小要根据预期来设计,在偏远地区的高尔夫球场,堆肥厕所的数量远比在会所的要少。因此,绝大部分球场若要安装堆肥厕所,都会选择较小单位,以减少堆肥的容量,因为最终还是需要使用人工将堆肥移走。从积极方面看,该系统产生的堆肥量相对少很多,只需每隔几年(甚至更长)对其进行处理,且也能减少废物流负载,可谓一举两得。
不同型号的堆肥厕所所需的维护工作也不尽相同,如要在不明显的缝隙或间隔里添加膨胀剂(锯末或木屑),蒸发液体废物时需在堆肥中添加少量的水,以保持微生物的活性。
位于宾夕法尼亚州的Sunnehanna乡村俱乐部(由黄金时期美国的天才设计师A.W.Tillinghast设计)12年前就做出一个正确的选择——在离球场较远的地区安装堆肥厕所系统。据悉该系统每年只需几小时的维修,且无味、无水处理,更无未经处理的污水或废液排放。实现真正意义上的环保节能。
类型与优点
堆肥厕所系统的首要目标是遏制或破坏能引起人类疾病的生物体(病原体),从而降低感染的风险,也为保护生活环境的需要。其作用包括:1、拥有良好的卫生条件(最大限度降低人体与排泄物或疾病传播者如苍蝇等的接触);2、将废物转变为无害且干燥的固体,从而以最低的风险进行处理;3、最大限度地减少气味的排放。
第二个目标则是完全氧化,将人体排泄物的养分转变为对植物有益的“土壤改良剂”。堆肥厕所的主要组成部分是:
1、连接到一个或多个干/节水型便器的堆肥反应器;
2、安装排气系统(通常用风扇实行通风)以去除异味、二氧化碳、水蒸气以及有氧分解产物;
3、提供良好的通风,满足堆肥中好氧生物体的生长需要;
4、针对多余的水分流失和渗滤液,安装排水系统;
5、对堆肥过程进行监控,如混频器的优化和管理过程;
6、移除堆肥的检修门。
常见的堆肥系统有:
A、自足型VS集中型
自足型的堆肥厕所是在厕位下安装一个小型堆肥反应器;而远程的集中型堆肥厕所则将反应器连接到别处,统一进行“中央”调控和处理。
B、成品型VS现场建造型
可到指定地点购买堆肥厕所系统或到所需地现场修建该系统(但后者要获得当地卫生机构准许的难度很大)。
C、分批堆肥(多室厕所)VS连续堆肥(单室厕所)
无论是多室或单室的堆肥厕所系统,通常有两种方法来实现堆肥。连续堆肥(包括凤凰、CTS等品牌)是将人体废物不断增加至堆肥器顶部,在移除“最终产品”时从底部开始;而批次堆肥(如Vera系统的所有产品、大部分现场建造的堆肥厕所)则是利用两个或以上的互换堆肥堆实现,两个堆肥器相互交替工作,当一个量满时,再换下一个反应器填充。
连续堆肥的支持者认为,这更便于操作(废物在固定反应堆进行氧化分解),尿液能够在整个过程中起到湿润的作用,并允许堆肥中心区在微生物进行不间断分解活动下产生热量。
而分批堆肥的倡导者则表示,连续堆肥是新旧废物的混合,不利于堆肥材料的彻底氧化;其次,实行分批堆肥,能增加微生物反应的表面积,也能提供更好的通气条件;再者,分批堆肥还提供了“无限量”的堆肥机会,在操作中只需增加堆肥堆的过程,以增加堆肥容量。
批处理堆肥系统需要监测堆肥的情况,以实现反应器的及时更换。然而,由于批次堆肥能有更多的表面积和废物分裂,堆肥往往很少掺杂(甚至没有)因耙堆肥而混入的其它物质,纯度较高。
不论选择何种方式进行堆肥,一个完整的堆肥过程需要时间将所有生态层叠生物的有机质最终转化成安全且稳定的腐殖质。很难判断到底哪种形式的堆肥能提供全方位加工堆肥的最佳时机、最大限度减少潜在病原体存活的几率。批处理堆肥采用有限供应养分和循环利用微生物群的方式将微生物细胞的原生质受到细胞壁,直至其最终转化为稳定、完全氧化的形式,此外,微生物通过氧化后,剩下的木质素和纤维素化合物会在此过程中会释放抗生素。
D、主动型VS被动型
至于与太阳能发电系统相连接的堆肥系统,通常分被动型和主动型两种方式。被动型通常是简单的ETPA(Excrement、toilet paper、additive,排泄物、手纸和添加剂)反应器,收集起来放在较为阴凉的环境进行分解,而非经过加热、搅拌和通气的主动式控制过程。
主动型系统大多会安装自动搅拌机、堆垛装置、翻滚顾、恒温控制加热器、风扇等。城市的固体废物垃圾、污水、污泥和农业残留物的堆肥方式,都朝着主动性系统堆肥迈进。为能在堆肥过程中更好发挥其效益,可以降低堆肥面积的大小,从而加快堆肥效率。
被动型的堆肥方式则在设计上达到最大优化,去除机械的动作,通过一次性对重力、环境温度和容器形状进行控制。在温度达到或低于68华氏度的环境下,实现不受机械控制的自然腐化,在这个凉爽的温度中,霉菌(真菌和放线菌)是主要的生物分解体。
由于堆肥厕所无需用水,可以将其应用在缺水的地方,无水的装置能阻隔气味,经由合理的通风设置,让气流从上往下流动,以改善如厕环境卫生。且管路系统简单,能降低设置和操作的成本。用电量省,物料能重复循环利用,是推展生态环保的极佳之选。它的优点主要体现在:安装施工简单,可安装在无下水道处,防止气味散发及污染周边;亦可设置在无水无电的区域,非常方便;清洁容易,维护成本低;可将人体排泄物转化为有价值的资源肥料;可作为方便机动的流动厕所。
从长远来看,堆肥厕所的益处远大于当初的安装成本(价格约1500-3500美元。),如今制造商根据不同的需求生产出的堆肥厕所类型,能满足各方需要。环保新招,或能从堆肥厕所开始。据悉微软创始人比尔盖茨旗下的盖茨基金会在肯尼亚启动一项通过创新手段解决贫困地区卫生设施匮乏的项目,并将重点放在了厕所上。盖茨基金会在肯尼亚开展的工作包括:在农村与贫民窟建造坑式厕所;支持关于人类粪便利用的研究,如把粪便转化为微波或堆肥,甚至是饮用水;研发无水厕所等等。基金会正在南非进行一项实验,以便把40万人的尿液转化成氮肥。盖茨的这一计划获得了来自政府、民间和科技界的广泛支持。德国经济合作与发展部长迪尔克·尼贝尔表示,德国愿意为此计划出资1000万美元。
此外,该基金还在美国掀起”彻底改造马桶“的竞赛,向8所知名大学的研究人员提供300万美元,以重新设计瓷器“宝座”。参赛者需要设计一个无需连接到任何排污系统、供水网或电网也能使用的经济型马桶。这种厕所必须是可以独立使用,不需外接水管、下水道或电源,可把人体排泄物转变成能源、洁净水或养分。赛后的奖励将包括为获胜的前几名马桶原型筹措资金,并在经过测试后将其投入生产。现在已陆续有获奖团队得到了基金会的资助。
链接一:
腐熟程度的检查标准
堆肥腐熟的好坏,是鉴别堆肥质量的一个综合指标。可以根据其颜色、气味、秸秆硬度、堆肥浸出液、堆肥体积、碳氮比及腐质化系数来判断。
(1)从颜色气味看,腐熟堆肥的秸杆变成褐色或黑褐色,有黑色汁夜,具有氨臭味,用铵试剂速测,其铵态氮含量显著增加;
(2)秸秆硬度,用手握堆肥,温时柔软而有弹性;干时很脆,易破碎,有机质失去弹性;
(3)堆肥浸出液,取腐熟堆肥,加清水搅拌后(肥水比例1:5-10),放置3—5分钟,其浸出液呈淡黄色;
(4)堆肥体积,比刚堆时缩小2/3—1/2;
(5)碳氮化,一般为20—30:1(以25:1最佳);
(6)腐殖化系数,为30%左右。
链接二:
堆肥厕所安装,你应知道的5件事
安装专业的堆肥厕所系统看似复杂,实际上只要熟悉基本的工具和技能,自己动手就能完成。以下介绍在安装前需注意的5件事:
1、阅读安装说明。花时间仔细阅读,能够更熟悉配件和安装流程;
2、翻阅当地的相关建筑法规。这一步骤能确保修建的堆肥厕所是否符合当地规定,如果深处城市或县,则比较容易获得通过。将安装的产品使用说明书和所有的测试信息以及产品验证上报给当地建设主管部门,通过几个星期的复查,便有批准的通知;
3、为使安装的厕所在实际运用中实现无味处理,需要有通风系统。如果购买的产品没有任何类型的通风装置,要与制造商联系,并咨询让厕所保持无味的操作方式;
4、水的导入。根据安装系统类型,你可能需要提供一些水源与厕所链接。若无自来水的安装,可以从屋顶的水箱进行重力型取水;
5、由于厕所对废物的蒸发量不同,一些系统需要安装排水“线路”。例如,购买的电动装置可能会依赖某种类型的加热器或风扇,帮助蒸发多余的液体。如果电力运作时间较长,安全排放设备很可能会出现“断层”的现象。要是排水系统与城市的下水道相连,这是最省事的。无论是怎样的排放方式,都要确保其符合当地的建筑规范。
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