Повторное использование человеческих экскрементов - Reuse of human excreta
Повторное использование человеческих экскрементов - это безопасное и полезное использование обработанных человеческих экскрементов после применения подходящих этапов обработки и подходов к управлению рисками, адаптированных для предполагаемого повторного использования. Полезное использование обработанных экскрементов может быть сосредоточено на использовании доступных для растений питательных веществ (в основном азота, фосфора и калия), содержащихся в обработанных экскрементах. Они также могут использовать органические вещества и энергию, содержащиеся в экскрементах. В меньшей степени также может иметь место повторное использование воды, содержащейся в экскрементах, хотя это более известно как регенерация воды из городских сточных вод . Предполагаемое повторное использование содержания питательных веществ может включать: кондиционер почвы или удобрения в сельском хозяйстве или садоводстве . Другие применения повторного использования, которые больше ориентированы на содержание органических веществ в экскрементах, включают использование в качестве источника топлива или в качестве источника энергии в виде биогаза .
Существует большое и постоянно растущее число вариантов обработки, позволяющих сделать экскременты безопасными и управляемыми при предполагаемом повторном использовании. Некоторые варианты включают: отведение мочи и обезвоживание фекалий ( сухие туалеты с отводом мочи ), компостирование ( компостирование туалетов или внешние процессы компостирования ), технологии обработки осадка сточных вод и ряд процессов обработки осадка фекалий . Все они обеспечивают различную степень удаления патогенов и снижения содержания воды для облегчения работы. Вызывающие озабоченность патогены - кишечные бактерии, вирусы, простейшие и яйца гельминтов в кале. Поскольку яйца гельминтов являются патогенами, которые труднее всего уничтожить с помощью лечебных процессов, они обычно используются в качестве индикаторных организмов в схемах повторного использования. Другие факторы риска для здоровья и загрязнения окружающей среды, которые необходимо учитывать, включают распространение микрозагрязнителей, остатков фармацевтических препаратов и нитратов в окружающей среде, которые могут вызвать загрязнение подземных вод и, таким образом, потенциально повлиять на качество питьевой воды .
Есть несколько «человеческих испражнений , полученные удобрения» , которые различаются по своим свойствам и подкормки характеристик, например: моча, фекалии, высушенные компостированные фекалий, фекально ила , сточных вод , осадка сточных вод .
Питательные вещества и органические вещества, содержащиеся в человеческих экскрементах или в бытовых сточных водах ( сточных водах ), веками использовались в сельском хозяйстве многих стран. Однако эта практика часто осуществляется неконтролируемым и небезопасным образом в развивающихся странах . Руководящие принципы Всемирной организации здравоохранения от 2006 г. установили структуру, описывающую, как это повторное использование может быть выполнено безопасно, следуя «многобарьерному подходу». Такими препятствиями могут быть выбор подходящей культуры, методы ведения сельского хозяйства, методы внесения удобрений и обучение фермеров.
Терминология
Человеческие экскременты, фекальный ил и сточные воды часто называют отходами (см. Также человеческие отходы ). В рамках концепции циркулярной экономики в сфере санитарии используется альтернативный термин «потоки ресурсов». Конечные продукты систем санитарной обработки можно назвать «продуктами повторного использования» или «другими выходами». Эти продукты повторного использования представляют собой удобрения общего назначения , кондиционеры почвы , биомассу , воду или энергию.
Повторное использование человеческих экскрементов сосредоточено на содержании питательных веществ и органических веществ в человеческих экскрементах, в отличие от повторного использования сточных вод, которые сосредоточены на содержании воды. Альтернативный термин - «использование человеческих экскрементов», а не « повторное использование », поскольку, строго говоря, это первое использование человеческих экскрементов, а не второй раз.
Технологии и подходы
Ресурсы, доступные в сточных водах и человеческих экскрементах, включают воду, питательные вещества для растений , органические вещества и энергоемкость. Системы санитарии , предназначенные для безопасного и эффективного восстановления ресурсов, могут играть важную роль в общем управлении ресурсами сообщества .
Восстановление ресурсов, содержащихся в экскрементах и сточных водах (таких как питательные вещества, вода и энергия), способствует достижению Цели 6 в области устойчивого развития и других целей устойчивого развития .
Может быть эффективным объединение сточных вод и человеческих экскрементов с другими органическими отходами, такими как навоз , продукты питания и отходы сельскохозяйственных культур, в целях восстановления ресурсов.
Варианты лечения
Существует большое и постоянно растущее число вариантов обработки, позволяющих сделать экскременты безопасными и управляемыми при предполагаемом повторном использовании. Различные технологии и методы, масштаб которых варьируется от одного сельского домохозяйства до города, могут использоваться для извлечения потенциально ценных ресурсов и предоставления их для безопасного, производительного использования, которое поддерживает благосостояние людей и более широкую устойчивость . Некоторые варианты лечения перечислены ниже, но их гораздо больше:
- Отведение мочи и обезвоживание кала (что выполняется с помощью сухих туалетов с отводом мочи )
- Компостирование ( туалеты для компостирования или внешние процессы компостирования )
- Технологии очистки осадка сточных вод , устанавливаемые после различных технологий очистки сточных вод.
- Процессы обработки фекального ила , такие как сушильные станы, построенные водно-болотные угодья .
- Анаэробное сбраживание с производством биогаза
- Отходы в энергию процесса
- Омни Процессор
В руководстве Шведского университета сельскохозяйственных наук приводится список технологий очистки для восстановления санитарных ресурсов: вермикомпостирование и вермифильтрация , компостирование мухи черной солдатской мухи, выращивание водорослей , микробный топливный элемент , нитрификация и дистилляция мочи, осаждение струвитов , сжигание, карбонизация , солнечная энергия. сушка, мембраны, фильтры, щелочная дегидратация мочи, дезинфекция аммиаком / обработка мочевиной, дезинфекция извести.
Варианты повторного использования
Наиболее распространенный вид повторного использования экскрементов - это удобрение и кондиционер почвы в сельском хозяйстве. Это также называется подходом «замыкающий цикл» для санитарии с сельским хозяйством. Это центральный аспект подхода к экологической санитарии .
Варианты повторного использования зависят от формы экскрементов, которые используются повторно: они могут быть либо экскрементами сами по себе, либо смешанными с небольшим количеством воды ( фекальный осадок ) или смешанными с большим количеством воды (бытовые сточные воды или сточные воды ).
Наиболее распространенные виды повторного использования экскрементов включают:
- Удобрения и оросительная вода в сельском хозяйстве и садоводстве: например, использование восстановленной и очищенной воды для орошения; использование компостированных экскрементов (и других органических отходов) или надлежащим образом обработанных твердых биологических веществ в качестве удобрений и кондиционеров почвы ; использование обработанной мочи, отделенной от источника, в качестве удобрения .
- Энергия: например, переваривание фекалий и других органических отходов для производства биогаза ; или производство горючего топлива.
- Другое: другие появляющиеся варианты повторного использования экскрементов включают производство белковых кормов для домашнего скота с использованием личинок черной солдатской мухи , извлечение органических веществ для использования в качестве строительных материалов или в производстве бумаги.
Восстановление ресурсов из фекального ила может принимать различные формы, в том числе в качестве топлива, улучшения почвы, строительного материала, белка, кормов для животных и воды для орошения.
Продукты повторного использования, которые могут быть извлечены из систем канализации, включают: накопленную мочу , концентрированную мочу, очищенную черную воду , дигестат, питательные растворы, сухую мочу, струвит, высушенные фекалии, гнойный перегной, обезвоженный ил, компост , золу из ила, биоуголь , обогащенный питательными веществами фильтрующий материал, водоросли , макрофиты , личинки черной солдатской мухи, черви, оросительная вода , аквакультура , биогаз.
Как удобрение
.jpg)
.jpg)
.jpg)
Сравнение с другими удобрениями
В человеческих экскрементах есть неиспользованный ресурс удобрений. В Африке, например, теоретические количества питательных веществ, которые могут быть извлечены из человеческих экскрементов, сопоставимы со всеми современными удобрениями, применяемыми на континенте. Таким образом, повторное использование может способствовать увеличению производства продуктов питания, а также стать альтернативой химическим удобрениям, которые часто недоступны для мелких фермеров. Однако пищевая ценность человеческих экскрементов во многом зависит от их рациона.
Минеральные удобрения производятся при добыче полезных ископаемых и могут содержать тяжелые металлы. Фосфатные руды содержат тяжелые металлы, такие как кадмий и уран, которые могут попасть в пищевую цепочку через минеральные фосфатные удобрения. Это не относится к удобрениям на основе экскрементов, что является преимуществом.
Удобряющие элементы органических удобрений в основном связаны в углеродистых восстановленных соединениях. Если они уже частично окислены, как в компосте, удобрения адсорбируются на продуктах разложения ( гуминовые кислоты ) и т. Д. Таким образом, они проявляют эффект медленного высвобождения и обычно менее быстро выщелачиваются по сравнению с минеральными удобрениями.
Моча
Моча содержит большое количество азота (в основном в виде мочевины ), а также разумное количество растворенного калия . Концентрация питательных веществ в моче зависит от диеты. В частности, содержание азота в моче связано с количеством белка в рационе: диета с высоким содержанием белка приводит к высоким уровням мочевины в моче. Содержание азота в моче пропорционально общему количеству пищевого белка в рационе человека, а содержание фосфора пропорционально сумме общего пищевого белка и растительного пищевого белка. Восемь основных видов ионных Моча ( в > 0,1 мэкв L-1) являются катионы Na , K , NH4 , Ca и анионы , Cl , SO4 , PO4 и НСО3 . Моча обычно содержит 70% азота и более половины калия, содержащегося в сточных водах , но составляет менее 1% от общего объема.
Типичные расчетные значения для питательных веществ, выделяемых с мочой, составляют: 4 кг азота на человека в год, 0,36 кг фосфора на человека в год и 1,0 кг калия на человека в год (эти значения были опубликованы как «предлагаемые шведские значения по умолчанию» в 2004 году). Количество мочи, вырабатываемой взрослым, составляет от 0,8 до 1,5 л в день. Исходя из количества 1,5 л мочи в день (или 550 л в год), значения концентрации макроэлементов следующие: 7300 мг / л; 670 мг / LP; 1800 мг / л K. Это расчетные значения, но фактические значения зависят от диеты. Содержание питательных веществ в моче, выраженное в соответствии с международным соглашением по удобрениям N: P 2 O 5 : K 2 O, составляет примерно 0,7: 0,15: 0,22. Это означает, что моча в качестве удобрения является более разбавленной, чем производимые азотные удобрения, такие как диаммонийфосфат . Это также означает, что транспортные расходы высоки, поскольку необходимо транспортировать много воды.
Применение мочи в качестве удобрения было названо «закрытием цикла потоков питательных веществ в сельском хозяйстве», экологической санитарией или экосаном . Удобрение в виде мочи обычно применяется разбавленным водой, потому что неразбавленная моча может химически обжечь листья или корни некоторых растений, особенно если содержание влаги в почве низкое. Разбавление также помогает уменьшить появление запаха после нанесения. При разбавлении водой (в соотношении 1: 5 для однолетних культур в контейнерах со свежей средой для выращивания каждый сезон или в соотношении 1: 8 для более общего использования) его можно вносить непосредственно в почву в качестве удобрения. Эффект удобрения мочой сопоставим с действием коммерческих азотных удобрений. Моча может содержать остатки фармацевтических препаратов ( стойкие фармацевтические загрязнители окружающей среды ). Концентрации тяжелых металлов, таких как свинец , ртуть и кадмий , которые обычно встречаются в осадке сточных вод, в моче намного ниже.
Общие ограничения на использование мочи в качестве удобрения зависят в основном от возможности накопления избыточного азота (из-за высокого содержания этого макроэлемента) и неорганических солей, таких как хлорид натрия , которые также являются частью отходов, выделяемых почечной системой . Чрезмерное удобрение мочой или другими азотными удобрениями может привести к чрезмерному усвоению аммиака растениями, кислой среде или другой фитотоксичности . Важные параметры, которые следует учитывать при внесении удобрений мочой, включают терпимость растения к засолению, состав почвы, добавление других удобрений, количество осадков или другого орошения. В 1995 году сообщалось, что потери газообразного азота с мочой были относительно высокими, а поглощение растениями ниже, чем с меченым нитратом аммония . Напротив, фосфор утилизируется с большей скоростью, чем растворимый фосфат. Мочу также можно безопасно использовать в качестве источника азота в обогащенном углеродом компосте .
Человеческую мочу можно собирать с помощью систем санитарии , в которых используются писсуары или туалеты с отводом мочи . Если мочу необходимо отделить и собрать для использования в качестве удобрения в сельском хозяйстве, то это можно сделать с помощью систем санитарии , в которых используются безводные писсуары , сухие туалеты с отводом мочи (UDDT) или туалеты со смывом с отводом мочи .
Риски для здоровья при использовании мочи в качестве естественного источника удобрений обычно считаются незначительными, особенно когда она рассеяна в почве, а не на той части растения, которая потребляется. Мочу можно распространять через перфорированные шланги, заглубленные на глубину примерно 10 см под поверхностью почвы среди сельскохозяйственных культур, что сводит к минимуму риск появления запахов, потери питательных веществ или передачи патогенов . Существует потенциально больше экологических проблем (например, эвтрофикация в результате притока сточных вод, богатых питательными веществами, в водные или морские экосистемы) и более высокое потребление энергии, когда моча обрабатывается как часть сточных вод на очистных сооружениях, по сравнению с тем, когда она используется непосредственно в качестве сточных вод. ресурс удобрений.
В развивающихся странах использование неочищенных сточных вод или фекального осадка было обычным явлением на протяжении всей истории, однако применение чистой мочи к сельскохозяйственным культурам в 2021 году все еще остается довольно редким явлением. И это несмотря на то, что многие публикации пропагандируют использование мочи в качестве удобрения по крайней мере с 2001. Примерно с 2011 года Фонд Билла и Мелинды Гейтс финансирует исследования, связанные с системами санитарии, которые восстанавливают питательные вещества с мочой.
Сухой кал
Повторное использование высушенных фекалий (фекалий) из сухих туалетов с отводом мочи после последующей обработки может привести к увеличению урожайности за счет удобрения азота, фосфора, калия и повышения плодородия почвы за счет органического углерода.
Компостированные фекалии
Компост, полученный из туалетов для компостирования (где органические кухонные отходы в некоторых случаях также добавляются в компостный туалет), в принципе, имеет такое же применение, как и компост, полученный из других органических отходов, таких как осадок сточных вод или городские органические отходы. Одним из ограничивающих факторов могут быть законодательные ограничения из-за возможности того, что в компосте останутся патогены. В любом случае использование компоста из компостных туалетов в собственном саду можно рассматривать как безопасное и является основным методом использования компоста из компостных туалетов. Гигиенические меры при обращении с компостом должны применяться всеми людьми, которые подвергаются его воздействию, например, в перчатках и ботинках.
Часть мочи будет частью компоста, хотя часть мочи будет утеряна с выщелачиванием и испарением. Моча может содержать до 90 процентов азота , до 50 процентов фосфора и до 70 процентов калия, присутствующего в человеческих экскрементах.
Питательные вещества в компосте из компостного туалета имеют более высокую доступность для растений, чем продукт (сушеные фекалии) из сухого туалета с отводом мочи .
Фекальный осадок
Фекальный ил определяется как «поступающий из местных санитарных технологий и не переносимый через канализацию». Примеры местных технологий включают уборные с выгребной ямой, общественные блоки для умывания без канализации, септики и сухие туалеты. Фекальный ил можно обрабатывать различными методами, чтобы сделать его пригодным для повторного использования в сельском хозяйстве. Они включают (обычно выполняемые в комбинации) обезвоживание, сгущение, сушку (в сушильных плитах ила), компостирование , гранулирование и анаэробное сбраживание .
Городские сточные воды
Восстановленная вода может быть повторно использована для орошения, промышленного использования, пополнения естественных водотоков, водоемов, водоносных горизонтов и других видов питьевого и непитьевого использования. Эти приложения, однако, обычно сосредоточены на водном аспекте, а не на аспекте повторного использования питательных веществ и органических веществ, который находится в центре внимания «повторного использования экскрементов».
Когда сточные воды повторно используются в сельском хозяйстве, содержащиеся в них питательные вещества (азот и фосфор) могут быть полезны для дополнительного внесения удобрений. Работа Международного института управления водными ресурсами и других организаций привела к разработке рекомендаций о том, как можно безопасно реализовать повторное использование городских сточных вод в сельском хозяйстве для орошения и внесения удобрений в странах с низким уровнем доходов.
Осадок сточных вод
Использование очищенного осадка сточных вод (после обработки также называемого « твердыми биологическими веществами ») в качестве кондиционера почвы или удобрения возможно, но является спорной темой в некоторых странах (например, в США, некоторых странах Европы) из-за химических загрязнителей, которые он может содержать, такие как тяжелые металлы и стойкие фармацевтические загрязнители, загрязняющие окружающую среду .
Northumbrian Water в Соединенном Королевстве использует две биогазовые установки для производства того, что компания называет «poo power» - использования осадка сточных вод для производства энергии для получения дохода. Производство биогаза сократило расходы на электроэнергию до 1996 года, составлявшие 20 миллионов фунтов стерлингов , примерно на 20%. У компаний Severn Trent и Wessex Water также есть похожие проекты.
Жидкости для обработки осадка
Жидкости для обработки ила (после анаэробного сбраживания ) можно использовать в качестве исходного материала для процесса восстановления фосфора в форме струвита для использования в качестве удобрения. Например, канадская компания Ostara Nutrient Recovery Technologies продает процесс, основанный на контролируемом химическом осаждении фосфора в реакторе с псевдоожиженным слоем, который извлекает струвит в виде кристаллических гранул из потоков обезвоживания осадка. Полученный кристаллический продукт продается в секторы сельского хозяйства , газонов и декоративных растений в качестве удобрений под зарегистрированным торговым наименованием «Crystal Green».
Пик фосфора
В частности, в случае фосфора повторное использование экскрементов является одним из известных способов извлечения фосфора для смягчения надвигающейся нехватки (также известной как « пик фосфора ») экономичного добытого фосфора. Добытый фосфор - это ограниченный ресурс, который постоянно используется для производства удобрений, что угрожает продовольственной безопасности во всем мире . Таким образом, фосфор из удобрений на основе экскрементов является интересной альтернативой удобрениям, содержащим добытую фосфатную руду.
Аспекты использования в сельском хозяйстве, связанные со здоровьем и окружающей средой
Патогены
Концепция множественных барьеров для безопасного использования в сельском хозяйстве
Исследования о том, как сделать повторное использование мочи и фекалий безопасным в сельском хозяйстве, проводятся в Швеции с 1990-х годов. В 2006 году Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ) представила рекомендации по безопасному повторному использованию сточных вод, фекалий и серых вод. Концепция множественных барьеров для повторного использования, которая является краеугольным камнем этой публикации, привела к четкому пониманию того, как можно безопасно повторно использовать экскременты. Эта концепция также используется в водоснабжении и производстве продуктов питания и обычно понимается как серия этапов обработки и других мер безопасности для предотвращения распространения патогенов.
Степень обработки удобрений на основе экскрементов, прежде чем их можно будет безопасно использовать в сельском хозяйстве, зависит от ряда факторов. В основном это зависит от того, какие другие барьеры будут установлены в соответствии с концепцией множественных барьеров. Такими препятствиями могут быть выбор подходящей культуры, методы ведения сельского хозяйства, методы внесения удобрений, обучение фермеров и так далее.
Например, в случае сухих туалетов с отводом мочи вторичная обработка высушенных фекалий может выполняться на уровне сообщества, а не на уровне домашних хозяйств, и может включать термофильное компостирование, при котором фекалии компостируются при температуре выше 50 ° C, длительное хранение с продолжительностью хранения От 1,5 до двух лет, химическая обработка аммиаком из мочи для инактивации болезнетворных микроорганизмов, солнечная очистка для дальнейшей сушки или термообработка для уничтожения болезнетворных микроорганизмов.
_(5012011706).jpg)
Воздействие необработанных экскрементов на сельскохозяйственных рабочих представляет значительный риск для здоровья из-за содержания в них патогенов . В кале может быть большое количество кишечных бактерий, вирусов, простейших и яиц гельминтов . Этот риск также распространяется на потребителей культур, удобренных необработанными экскрементами. Следовательно, перед повторным использованием экскременты необходимо соответствующим образом обработать, а аспекты здоровья необходимо контролировать для всех повторных применений, поскольку экскременты могут содержать патогены даже после обработки.
Обработка выделений для удаления возбудителя
Температура - это параметр обработки, имеющий установленную связь с инактивацией патогенов для всех групп патогенов: температура выше 50 ° C может инактивировать большинство патогенов. Таким образом, термическая дезинфекция используется в нескольких технологиях, таких как термофильное компостирование и термофильное анаэробное сбраживание и, возможно, сушка на солнце. Щелочные условия (значение pH выше 10) также могут дезактивировать патогены. Этого можно добиться с помощью дезинфекции аммиаком или обработки известью.
Очистка фекалий и сточных вод от болезнетворных микроорганизмов может происходить:
- в самом туалете (например, моча, собранная из сухих туалетов с отводом мочи , часто обрабатывается простым хранением на бытовом уровне); или
- на полуцентрализованном уровне (например, путем компостирования ); или
- на полностью централизованном уровне на очистных сооружениях и очистных сооружениях .
Индикаторные организмы
В качестве индикаторного организма в схемах повторного использования обычно используются яйца гельминтов , поскольку эти организмы труднее всего уничтожить в большинстве лечебных процессов. Многобарьерный подход рекомендуется там, где, например, могут быть приемлемы более низкие уровни обработки в сочетании с другими барьерами после обработки по всей санитарной цепочке.
Фармацевтические остатки
Выделения человека содержат гормоны и остатки фармацевтических препаратов, которые теоретически могут попасть в пищевую цепочку через удобренные посевы, но в настоящее время все равно не удаляются полностью традиционными очистными сооружениями и могут попадать в источники питьевой воды через бытовые сточные воды (сточные воды). Фактически, фармацевтические остатки в экскрементах разлагаются лучше в наземных системах (почве), чем в водных системах.
Загрязнение нитратами
Только часть азотных удобрений превращается в растительное вещество. Остаток накапливается в почве или теряется в виде сточных вод. Это также относится к удобрениям на основе экскрементов, поскольку они также содержат азот. Избыточный азот, который не усваивается растениями, превращается в нитрат, который легко выщелачивается. Высокие нормы внесения в сочетании с высокой растворимостью нитратов в воде приводят к увеличению стока в поверхностные воды, а также к выщелачиванию в грунтовые воды . Уровни нитратов выше 10 мг / л (10 частей на миллион) в грунтовых водах могут вызвать « синдром голубого ребенка » (приобретенная метгемоглобинемия ). Питательные вещества, особенно нитраты, содержащиеся в удобрениях, могут вызвать проблемы для экосистем и здоровья человека, если они смываются в поверхностные воды или вымываются через почву в грунтовые воды.
Другое использование
Помимо использования в сельском хозяйстве, существуют и другие возможные способы использования экскрементов. Например, в случае фекального ила его можно обработать и затем использовать в качестве белка ( процесс « черной солдатской мухи» ), корма , корма для рыб, строительных материалов и биотоплива ( биогаз от анаэробного сбраживания , сжигания или совместного сжигания высушенного ила, пиролиз фекального ила, биодизельное топливо из фекального шлама).
Твердое топливо, тепло, электричество
Пилотные исследования в Уганде и Сенегале показали, что использование сухих фекалий для сжигания в промышленности целесообразно при условии, что они были высушены до содержания как минимум 28% сухих веществ.
Высушенный осадок сточных вод можно сжигать на установках для сжигания осадка и вырабатывать тепло и электричество ( одним из примеров является процесс получения энергии из отходов ).
Было обнаружено, что извлечение ресурсов из фекального ила в качестве твердого топлива имеет высокий рыночный потенциал в странах Африки к югу от Сахары .
Водородное топливо
Моча также была исследована как потенциальный источник водородного топлива . Было обнаружено, что моча является подходящей сточной водой для высокопроизводительного производства водорода в ячейке для микробного электролиза (MEC).
Биогаз
Малые биогазовые установки используются во многих странах, включая Гану, Вьетнам и многие другие. Планируются более крупные централизованные системы, которые смешивают фекалии животных и человека для производства биогаза. Биогаз также образуется в процессах обработки осадка сточных вод при анаэробном сбраживании . Здесь его можно использовать для обогрева варочных котлов и для выработки электроэнергии.
Биогаз является важным источником энергии из отходов, который играет огромную роль в снижении загрязнения окружающей среды и, что наиболее важно, в снижении эффекта парниковых газов, вызываемого отходами. Использование сырья, такого как человеческие отходы, для производства биогаза считается выгодным, поскольку оно не требует дополнительных заквасок, таких как семена микроорганизмов, для производства метана, а поступление микроорганизмов происходит непрерывно во время подачи сырья.
Источник питания для производства белка для корма для животных
Разрабатываются опытные установки для кормления личинок Black Soldier Fly фекалиями. В этом случае зрелые мухи станут источником белка, который будет использоваться при производстве кормов для кур в Южной Африке.
Обработка биоотходов «черной солдатской мухи» (BSF) - это относительно новая технология обработки, которой в последние десятилетия уделяется все больше внимания. Личинки, выращенные на биоотходах, могут быть необходимым сырьем для производства кормов для животных и, следовательно, могут приносить доход для финансово применимых систем управления отходами. Кроме того, при производстве из биоотходов корма на основе насекомых могут быть более экологичными, чем обычные корма.
Строительные материалы
Известно, что добавление фекалий до 20% от сухой массы в глиняные кирпичи не имеет существенного функционального отличия от кирпичей.
Восстановление драгоценных металлов
Японские очистные сооружения извлекают драгоценные металлы из осадка сточных вод . Эта идея была также проверена Геологической службой США (USGS), которая обнаружила, что ежегодный осадок сточных вод, производимый 1 миллионом человек, содержит драгоценные металлы на сумму 13 миллионов долларов.
История
Повторное использование экскрементов в качестве удобрения для выращивания сельскохозяйственных культур практикуется во многих странах уже давно.
Общество и культура
Экономика
Продолжаются дебаты о том, является ли повторное использование экскрементов рентабельным. Термины «экономия санитарии» и «туалетные ресурсы» были введены для описания возможностей продажи продуктов, изготовленных из человеческих фекалий или мочи .
Продажа компоста
Неправительственная организация SOIL на Гаити начала строительство сухих туалетов с отводом мочи и компостирование отходов, образующихся для использования в сельском хозяйстве, в 2006 году. Два предприятия по переработке отходов компостирования SOIL в настоящее время ежемесячно превращают более 20 000 галлонов (75 708 литров) человеческих экскрементов в органический сельскохозяйственный компост. . Компост, произведенный на этих предприятиях, продается фермерам, организациям, предприятиям и учреждениям по всей стране, чтобы помочь финансировать операции по переработке отходов SOIL. Культуры, выращенные с этой поправкой для почвы, включают шпинат, перец, сорго, кукурузу и другие. Каждая партия произведенного компоста проверяется на наличие индикаторного организма E. coli, чтобы убедиться, что в процессе термофильного компостирования произошло полное уничтожение патогенов .
Политики
По-прежнему отсутствуют примеры реализованной политики, в которой аспект повторного использования полностью интегрирован в политику и пропаганду. При рассмотрении движущих сил изменения политики в этом отношении следует принимать во внимание следующие извлеченные уроки: пересмотр законодательства не обязательно ведет к функционированию систем повторного использования; важно описать «институциональный ландшафт» и привлечь всех участников; параллельные процессы должны быть инициированы на всех уровнях правительства (т. е. на национальном, региональном и местном уровнях); необходимы страновые стратегии и подходы; необходимо разработать стратегии, поддерживающие недавно разработанную политику).
Нормативные аспекты
Такие правила, как Глобальная надлежащая сельскохозяйственная практика, могут препятствовать экспорту и импорту сельскохозяйственной продукции, выращенной с применением удобрений, полученных из человеческих экскрементов.
Использование мочи в органическом земледелии в Европе
Европейский союз позволяет использовать источник разделенной мочу только в обычном сельском хозяйстве в ЕС, но не в органическом сельском хозяйстве. Это ситуация, которую многие эксперты в области сельского хозяйства, особенно в Швеции, хотели бы изменить. Этот запрет может также уменьшить возможности использования мочи в качестве удобрения в других странах, если они хотят экспортировать свою продукцию в ЕС.
Сушеные фекалии из сухих туалетов с отводом мочи в США
В Соединенных Штатах, регулирование EPA регулирует управление осадком сточных вод, но не имеет юрисдикции в отношении побочных продуктов сухого туалета с отводом мочи. Контроль над этими материалами возложен на государства.
Примеры стран
Китай
Удаление человеческих экскрементов можно разделить на три типа: использование удобрений, сброс и использование биогаза. Сброс - это сброс человеческих экскрементов в почву, септик или водоем. В Китае, благодаря давней традиции, человеческие экскременты часто используются в качестве удобрения для сельскохозяйственных культур. Основные методы внесения - это прямое использование для сельскохозяйственных культур и фруктов в качестве подкормки или верхнего слоя после ферментации в канаве в течение определенного периода, компост со стеблями сельскохозяйственных культур для основного внесения и прямое использование в качестве корма для рыб в прудах. С другой стороны, несмотря на то, что многие люди полагаются на человеческие отходы как на сельскохозяйственное удобрение, если отходы не обрабатываются должным образом, использование ночной почвы может способствовать распространению инфекционных заболеваний.
Индия
Моча используется для производства биопестицидов в дополнение к применению в качестве органического удобрения в Индии.
Кения
В Мукуру, Кения, обитатели трущоб больше всего страдают от проблем с санитарией из-за высокой плотности населения и отсутствия вспомогательной инфраструктуры. Самодельные туалеты с выгребными ямами, незаконное подключение туалетов к основным канализационным системам и отсутствие проточной воды для поддержки смываемых туалетов представляют собой санитарный кошмар во всех кенийских трущобах. Неправительственная организация Sanergy стремится обеспечить жителей Мукуру приличными туалетами и использует фекалии и мочу из туалетов для производства удобрений и энергии для рынка.
Уганда
Повторное использование сточных вод в сельском хозяйстве - обычная практика в развивающихся странах. В исследовании, проведенном в Кампале , хотя фермеры не использовали фекальный ил, 8% фермеров использовали ил сточных вод в качестве улучшения почвы. Компост из навоза и компостированных бытовых отходов используется многими фермерами в качестве кондиционера почвы. С другой стороны, фермеры уже сами смешивают корма из-за ограниченного доверия к кормовой промышленности и качеству продукции.
Спрос на электроэнергию значительно превышает производство электроэнергии, и лишь небольшая часть населения страны имеет доступ к электричеству. Гранулы, полученные из фекального осадка, используются при газификации для производства электроэнергии. Преобразование фекального осадка в энергию может способствовать удовлетворению нынешних и будущих потребностей в энергии.
В районе Тороро на востоке Уганды - регионе с серьезными проблемами деградации земель - мелкие фермеры оценили удобрение мочой как дешевую практику с низким уровнем риска. Они обнаружили, что это может способствовать значительному увеличению урожайности. Необходимо признать важность социальных норм и культурных представлений, но они не являются абсолютными препятствиями для принятия этой практики.
Гана
В Гане единственное широкомасштабное внедрение - это небольшие сельские варочные котлы, на которых работает около 200 биогазовых установок, использующих человеческие экскременты и навоз в качестве сырья. Соединение общественных туалетов с биогазовыми установками для улучшения коммунальной гигиены и борьбы с инфекционными заболеваниями, связанными с гигиеной, включая холеру и дизентерию, также является важным решением в Гане.
Смотрите также
- Навоз
- Экологическая санитария
- Управление фекальным осадком
- Ночная нефть
- Восстановление ресурсов
- Компостирующий туалет
- Компост
использованная литература
внешние ссылки
- Документы о повторном использовании экскрементов в библиотеке Sustainable Sanitation Alliance
- Фотографии повторного использования экскрементов в базе данных фотографий Альянса за устойчивую санитарию