厕所革命对人类文明的伟大意义

成旭 韩瑞泽3 蔡文萍 高乾源 蓝海江

摘 要：厕所是反映人类文明的标杆，自人类历史记载以来，首次提出不冲水卫生厕所带动厕所革命，对个人是一小步，对全人类文明进步是一大步，文章分析了目前养殖场、农业用肥、城郊及乡村的厕所状况，提出采用家庭粪便快速生成有机肥的技术（获得国家专利：ZL 201220109642.1）即不冲水卫生厕所，不用水冲、不通过排水管网、下水道及污水处理厂，很短时间内，快速无公害处理公共（家庭）厕所、养殖场粪便，制成无菌、无味的颗粒状有机肥，便于包装、运输、储存、销售，不污染环境，进而大量减少污水排放量、农药、化肥的使用量，有机肥不仅能生产绿色有机产品，促进人民健康，而且可以彻底改善土地、环境、卫生状况，投入很少，运营成本低，造福人类环境。不冲水卫生厕所还可以用在交通运输：飞机、火车、长途汽车、轮船及军舰等。环保局实践证明还进行了 “ZL 201320108141.6 ”专利发明的粉尘污染物降解技术方法，给排放烟雾、粉尘、酸气的烟囱、厂房戴上过滤“口罩”，用于捕集降解过滤居民及工业生产排放的烟尘废气，脱硫、脱硝中和反应后，用于治理雾霾酸雨。

关键词：不冲水卫生厕所；粪便快速无害处理；雾霾酸雨治理；烟囱（居民）厂房“口罩”； 有机质吸附重金属；颗粒状有机肥；产品生产许可证；厕所革命；绿色除臭催化剂

中图分类号：TU993 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）24-0207-03

1 现状

世界城市化都是沿用欧洲早期城市化的排污模式，较完善的污水管网和现代污水处理厂，但是至今仅只在少数几个工业发达国家得到实现。发展中国家需要多少年和多少财力物力才能达到这样的水平？即使有一天达到了，同样会面临发达国家现在所面临的问题，如高耗水、高耗能、资源没能循环、能量没能回收等等，问题主要三个：（1）污泥问题：即使在污水处理率非常高的一些发达国家，仍然有一半或更多的污泥被填埋。耗资很高焚烧后，很大部分残余物属于特殊固体废弃物，因为混合污水成分复杂，只有很小一部分污泥得到肥料利用。（2）污水管网及处理费用高：欧洲很多早期修建的污水管网进入翻修和高维护期，导致费用不断增加，如德国管网费用已经占到污水总费用的70%。发达国家的小型污水处理厂，污水中的营养盐去除率仍然很低，如果要普及现有最好水平污水处理厂，仍然需要支出巨大费用。（3）处理后污水浓度仍然过高：即便污水处理厂达到目前最严格的排放标准，居民区地表水的污染问题也难以真正解决。

全国禽畜粪便年排放量已达18.84亿吨，相当于工业废弃物年排放量的3.4倍，养殖场大量的禽畜粪便污水，已与工业废水、生活污水并列，成为水环境污染的三大源头之一。并成为阻碍禽畜养殖业可持续发展的重要因素[1]。禽畜粪便含有大量的病原体及其他污染物，影响土壤水体、饮用水源危及人民健康，我国目前畜禽粪尿的利用率不高，大中型养殖场，一般不到20%。

我国目前农村的面源污染中，35%～40%来源于畜禽粪便，10%～15%来源于化肥，而50%来源于村镇的生活垃圾与生活污水，中国是使用化肥强度最高的国家，多种复合污染，导致我国水污染恶化、土地贫瘠的状况会越来越严重，最直接最根本的途径是多使用有机肥和农家肥，少用化肥[2]。

人的疾病80%与饮用水有关，央视新闻调查栏目曾经推出的《河流与村庄》节目所揭密的河南省沈丘县黄孟营的癌症死亡之谜，是水污染与癌症关联的最佳佐证之一。

中国疾控中心对淮河流域水环境的研究，2013年6月，首次证实了癌症高发与水污染有直接關系。

中国住建部副部长仇保兴说，“我国城镇化率已经超过50%，国际经验表明，城镇化率达到50%之后，是水污染危机的高发期，也是修复水生态的关键期，一旦错过这个机会，将会付出极为高昂的治理代价。”

目前我国只有50%～60%的污水能够处理，即使发达国也只能达到70%～80%[3]。

处理不了的部分直接排放，污水处理是世界性难题。

2 现有的办法

根据世界卫生组织（WHO）的数据，全世界约有60%的人口（45亿）家中没有卫生厕所或者粪便没有无害化处理，其中，仍有8.62亿人露天排便，未经无害化处理的粪便污染物导致疾病传播、环境污染，造成灾难性后果。通常厕所污水是利用污水管网系统送至处理中心集中处理，一是占用大量土地、耗费巨大的能量和资源，另外投资大，尤其是对于没有污水排放与收集系统的欠发达地区，短时间很难完成，成本较低的现有替代办法有些不能实用，有些是无法排除臭味且会滋生病菌，用户不用。

2018年11月6日，比尔及梅琳达·盖茨基金会在北京举办“新世代厕所博览会”，比尔盖茨表示，新一代厕所即将问世，将创造数十亿美元的新商机。比尔盖茨自己对21世纪经济报道记者说，2012年对新世代厕所作概念验证，在过去的七年中，盖茨基金会投入了两亿多美元，与合作伙伴共同开发新一代无下水道连接的厕所技术。

比尔及梅琳达·盖茨基金会（Bill & Melinda Gates Foundation，简称“盖茨基金会”）于2011年启动了“全球厕所创新大赛”（reinvent the toilet challenge，RTTC）。这项由盖茨基金会计划在5年内（2011-2015）投资3亿8000万美元（近30亿人民币）用于该领域的技术研发。2013年8月，厕所创新大赛-中国区（Reinvent the Toilet Challenge，RTTC-China ）在北京正式启动，此次大赛是由北京科技大学负责执行，历时2年，盖茨基金会捐赠500万美元用于新一代卫生设施在中国研发。2014年“厕所创新大赛-中国区”第一轮方案征集启动，资助总额高达约1300万人民币，“厕所创新大赛-中国区”（Reinvent the Toilet Challenge， RTTC-China）第二轮于2015年1月26日在北京科技大学正式开始启动。（www.rttc-china.org）

比尔及梅琳达·盖茨基金会组织的中国赛区厕所创新大赛，符合报名参赛条件的厕所技术方案仅几十项，而且很多属于厕所创意，厕所系统复杂，没有进入实用；厕所排放污水中64.9% 渗入地下，35.1%直接排入河、湖等水体，村镇污水排放在主要流域污染物负荷中贡献率超过一半，第三次农业普查结果显示，在全国2.3亿农户中，36.2%的农户使用卫生厕所，39.5%的农户未使用卫生厕所，还在使用路边厕、旱厕等，现有技术储备明显不适于厕所革命的需要[4]。

据《2015年环境统计年报》统计，2015年全国废水排放量735.3亿吨，工业废水排放量199.5亿吨，占废水排放总量的27.1%，城镇生活污水排放量535.2亿吨，占废水排放总量的72.8%。

根据国外经验和我国财力状况，排水管网污水处理系统，要达到欧美城市较高普及率与配套的水平，至少还需几十年时间，既使在下水道普及地区，化粪池粪渣仍有类似旱厕粪便的无害处理问题[5]。

3 不冲水卫生马桶

可以采用“家庭粪便快速生成有机肥”的专利技术（获得国家专利：ZL 201220109642.1）作为不冲水卫生厕所，取代传统厕所，这种技术装置操作简单、使用方便、成本低，用市场现有的产品、组合、装配后即可使用，不需要生产产品许可证，对特殊用户也可根据用户的不同需求定制。 使用这个技术装置在很短时间内（1次半小时左右），配合使用绿色制品除臭催化剂，可以将排泄物快速制成无菌、无味的颗粒状有机肥，可以做成包装重量不等的有机肥储存、销售，控制疾病传播，还可以取代化肥，避免环境污染，使土地的利用形成良性循环。这种不冲水卫生厕所（50厘米左右）、重量轻（几公斤）、价格低，便于在很多场所使用，不用水冲，不用建下水道，使污染不出各户[6]。据统计，全国冲水马桶每年冲走90亿立方米的水量，相当于九个西湖、两个太湖的水量，马桶水费一年冲走261.98亿人民币。

抽水马桶是家庭污水的最大来源，占耗水总量的40%，相当于每交100块钱的水费，有40块钱被马桶冲掉了。

当前市场上的马桶用水量多为6升，据水利部估算，目前全国冲水马桶的使有量约2.75亿套。按三口之家每个家庭每天使用抽水马桶15次计算，全国每天马桶用水量达247.5亿升，全国平均水价为2.9元，每天马桶冲走7177.5万人民币。

使用这个专利技术（图1），不仅节省这些费用，而且减少同等数量的污水及处理费用，对广大农村及城市边缘平方地区的卫生状况及农业用有机肥及养殖场，有着显著的改变、提高，也是对传统厕所的革命，人畜粪便經过无害化处理后，消除了粪便中病源细菌，不会传染人疾病，控制对环境的污染，将产生巨大的社会经济效益[7-8]。图2是环保局出具的专利技术实践证明。

4 展望

污水治理应从污染水产生的“源头”管制。

有机肥对土壤养分特别是重金属元素的活性有较大的影响，重金属因有机肥的吸持而会降低有效性。

有机质污泥含有多样的官能团，从而能够吸附重金属，或者改变重金属的化学形态，促使污泥中重金属稳定化，即大多数重金属以稳定残渣态或以残渣态和有机结合态兼具的形式存在，从而降低生物毒性和土壤的污染风险，在堆肥过程中加入石灰等物质，能降低重金属的有效性[9]。

无害化处理过的人畜粪粪便有机肥是最好的有机改良剂，可改善土壤物理性质和肥力，通过吸附、络合等作用降低土壤中重金属的生物利用率，同样可用于重金属污水处理。

使用这个专利技术，不仅减少大量的生活污水、养殖场污水，还可用于重金属污水治理。

治理环境污染如同给病人治病，在发病早期及时医治，成本小、康复快，如果等到病人晚期，回天乏术。

央视10频道报道：陕西省洋县、云南某地等很多地区，农业使用有机肥、不用化肥，农作物不起虫，不用打农药，有些配合使用天然杀虫剂，农业产品都是绿色的。

各国的城市生活垃圾无害化处理，是世界性难题，众多急需要解决的社会问题中，被列为三大环境问题之首，制成有机肥是垃圾处理无害化、减量化、资源化（国家对垃圾处理的要求）的唯一行之有效的方法。

人禽畜粪便快速无害化专利技术的好处：一是有机肥增加土壤中的有机质含量，有利于土壤的保护；二是减少污水的排放及处理成本，有利于环境保护，提高经济效益； 三是养殖企业可以变废为宝，增加收入；四是还可以用在交通运输：飞机、火车、长途汽车、轮船及军舰等；五是国家推行人禽畜粪便资源化利用政策，将不冲水卫生厕所发展成一个新的产业，培育一个新的市场和经济增长点，造福全人类，对人类文明有着伟大意义。

参考文献

[1]肖永庆.现代化养猪的粪便处理与资源化途径[J].农业环境保护，1998，17（6）：281-283.

[2]莫海霞，仇焕广，王金霞，我国畜禽排泄物处理方式及其影响因素[J].农业环境与发展，2011，（06）：59-64.

[3]王凯军，宫徽.未来污水处理技术发展方向的思考与探索[M].北京：科学出版社，2013.

[4]黄圣彪，推进厕所革命需要解决的技术问题及措施建议[J].中国环境管理，2018，（2）：49-52.

[5]陈朱蕾，唐熹中.中国城市粪便处理系统发展与问题研究[J].环境卫生工程，1998，6（03）：125-131.

[6]成旭，徐浚洋，韩瑞泽.家庭快速生产有机肥——传统厕所的革命[J].科技风.2016，（15）：189.

[7]成旭，孟祥栋，韩瑞泽.快速无公害处理人畜粪便对环境的意义[J].科技资讯.2017，（17）：121-122+1.

[8]成旭，韩瑞泽，张立颖，刘海利.防治污染水的办法——厕所革命开创人类卫生文明新纪元[J].科技创新导报，2018，（02）：130-134.

[9]白莉萍.北京地区不同城镇污水处理厂堆肥污泥的营养含量和重金属污染[J].环境科学，2014，（12）：4648-4654.