公厕革命发展中的绿色设计研究

贾 斯 宁

(北京市城市管理研究院，北京 100028)

0 引言

近年来，习近平总书记曾多次就厕所革命和农村改厕工作作出重要批示指示，为了贯彻、落实习近平总书记关于“厕所革命”的重要指示精神，按照党的十九大精神和以人民为中心的发展理念，在公厕革命的开展中，应更加注重对厕所革命理念和内涵的理解，通过发展公厕绿色设计，解决公厕现存的环境污染、能源浪费、臭味大等一系列问题，转变大众对厕所的传统认知，提升公众如厕品质，形成绿色公厕文化，让公厕真正成为生态化城市的展示窗口。

1 国内外公厕发展现状

1.1 中国公厕发展现状

当前各类现代环保技术广泛应用到城市公厕建设中，公厕整体形象发生革命性改观。在中国开展的第五次厕所革命中，各地主管部门意识到应对公厕布局不均、数量不足、规划落后及占地合法性等问题，运行管理比建设更加重要；近年中国加大环保政策的倾斜力度，公厕设计也向更加环保、节能、资源化方向倾斜；同时开展智能化研究提高管理水平，提升如厕体验，从技术上解决臭气污染、水粪污染等环境问题。

1.2 国际公厕发展现状

国际现代公厕设计侧重于如厕功能多样化、如厕舒适度及方便度，关注公厕节能环保、资源化和智能化发展。日本研制出了电脑控制的“节水公厕”，严格控制冲水用水量；小便位、大便位设置红外感应器，可自动冲水；马桶内的化验仪器会分析出如厕者排泄物中的蛋白质、红白血球和糖分等；厕所专门配有纸垫或消毒产品[1]。美国利用太阳能自循环生态厕所技术，将微生物和电化学处理技术相结合，使粪尿经消毒、处理后循环和再利用。瑞典进行公厕改造，达到粪尿分集，过滤的尿液循环使用，剩余的马桶废物作为肥料再利用。

2 中国公厕绿色设计中存在的问题

2.1 节能减排方面

2.1.1建设奢华

当前部分地方公厕建设过于奢华，占地面积过大、装饰材料过于高档，整体造价可达百万元以上，如：西安2002年投资110万元在秦俑馆环幕影院旁建五星级厕所，上海2008年在佘山月湖出现500万元豪华厕所。这种现象是对土地资源、材料物资等方面的极大浪费，不符合当前我国建设资源节约型社会的基本国策。

2.1.2水电浪费

目前中国公厕大多采用水冲方式，日用水量极大，且在设计时未考虑节水、节电措施，如采用非节水便器和水龙头，未考虑水回用，不使用节能灯，建筑设计没有充分利用自然采光等，加上后期设施损坏后维修不及时，经常出现水一直流，灯一直开的现象，造成了水电资源的极度浪费。

2.2 生态环保方面

2.2.1化粪池污染

化粪池构造和处理工艺简单，污水处理效果达不到设计要求，出水水质较差，未起到污水局部初级处理作用；化粪池建成后疏于管理，许多化粪池渗漏严重，致使许多化粪池不仅未能起到净化处理污水的作用，反而成了环境污染的一个因素，严重污染环境及地下水源；且化粪池内产生可燃性气体聚集易引发爆炸事故。

化粪池管理较混乱，缺乏与城市发展相配套的法律条文进行规范管理，政府部门对化粪池的设计、建设以及管理、使用和服务等方面未制定相关规定。

2.2.2资源化处理

目前国内对畜牧养殖业粪便的资源化处理研究比较多，人粪资源化处理研究较少；高温堆肥可达到资源化处理，但处理周期长，控制不好有气味，存在重金属富集的可能性；厌氧发酵可产生沼气回用，但处理周期长，初期投资大，管理控制要求较高；低温热解可回收一定热能，并获得稳定的生物炭，但属于新兴技术，目前缺少大规模应用，处于试验阶段。

3 公厕绿色设计思路及方法

公厕绿色设计要突出节能减排的环保理念，贯穿全生命周期，做好节水、节电、节地、节材等节能工作，打造资源节约型、环境友好型的绿色公厕。

3.1 节约理念

3.1.1建筑节能

保温隔热设计：可通过复合保温或自保温来满足节能要求，夏季隔热可采用通风屋顶、绿化屋面、蓄水屋面等措施达到室内的合理温度[2]。

通风设计：CJJ 14—2016城市公共厕所设计标准公共厕所的通风设计应优先考虑自然通风，需要时增设机械通风。

节电设计：充分利用自然采光，合理设置天窗、侧窗，以达到通风除臭和节约用电的目的。

生态墙体：在多孔砖的墙体内植入绿色植物形成植物生态墙体，作为小型生态系统，可吸收异味起到除臭效果，还可改善室内外热环境[2]。

3.1.2新技术应用

1)节水、无水技术。

公厕用水消耗巨大，据统计我国每年冲厕需消耗自来水约占年缺水总量30%，接近国内40个中等城市的年用水量[3]，对于人均用水量极度匮乏的我国来说，节水迫在眉睫。

可采用节水洁具，如节水便器和节水水龙头，感应式冲水，无水小便器；采用气水冲和真空排倒新技术，大大减少冲厕用水量；设置雨水收集再利用系统、废水处理循环利用系统，提高水资源利用率；在水资源极度匮乏和无排水管网地区，可采用无水冲厕技术，如塑料打包式、泡沫封堵式；或采用生物生态处理和循环利用。

2)节电技术。

采用照明优化系统，配置节能灯具，如LED节能灯；设计声控式、感应式等智能化控制系统。

3.1.3发展移动公厕

目前多数公厕都是固定式钢混结构，由于历史规划不合理或城市发展产生巨大变化，失去了其本该发挥的作用，造成巨大浪费，而在许多新街区、景区、广场和交通枢纽因人流量巨大，公厕数量严重不足。城市土地资源紧张，固定式公厕无法适应当前发展，若将其设计成方便移动或者施工的装配式公厕，既方便根据人流量变化增加公厕，又可解决公厕规划用地难的问题。

3.2 环保理念

3.2.1控制公厕环境污染源

1)减少臭气挥发量。

根据硫化氢比空气重，氨气比空气轻的特点，在大便位靠墙下部和小便位上部靠墙设置吸风口，减少如厕过程中挥发物的扩散；利用真空排导技术抽便，依靠便器与排污管系内(真空状态)的空气压力差[4]，使粪便污水由便器通过排污管系进入粪便贮存池。这种方法冲刷效果好、抽吸速度快，跟水冲式相比减少冲便过程中臭气的挥发。

2)有效控制臭气返回。

选用隔臭性能好的地漏及具有水封防臭、性能优良的卫生洁具，防止管道中的臭气返回；选用设计精良的卫生洁具，缩短粪便和尿液在便器中的流程，快速被水冲到管道中，减少停留时间及臭气的挥发。

3)减少便器内外沉积物。

选用防渗防漏性强的建筑材料，避免便液渗入材料中后无法清理，如墙面贴砖到顶，选用防水防渗勾缝剂；小便器下方放置可分解细菌的光触媒小便器专用瓷砖等；选用表面平滑度大、冲洗强劲的卫生洁具；设计水冲时保证水压，减少粪便和尿液遗留在便器内的量；配合智能化技术，自动定时冲洗便器，抑制排水管中尿石的产生。

3.2.2减少公厕污染物排放量

可采用气水冲、真空排导等新技术，大大减少用水量，从源头减少污水粪便混合物的产生；将粪、尿和洗手水分开收集，洗手水可直接进入管网，粪尿混合水进入化粪池经处理后进入管网。

优化化粪池设计，由三格化粪池变为四格化粪池，增加好氧曝气单元，提高污染物处理效率，降低化粪池上清液污染物含量。

设计有组织机械通风，过大量通风排气进行稀释扩散，降低恶臭浓度。适用通风条件好，恶臭浓度低的地方。降低公厕臭气浓度，采用多种除臭技术消除臭气污染物。

也可采用其他除臭新技术，如高能离子除臭、光触媒发、微生物降解法[5]等。但有些新技术还不够成熟，存在一定的危险性或使用局限性。

3.2.3加强资源化和循环利用

对于传统水冲公厕，可将混合的灰、黑水通过小型污水处理装置同步回收，经处理后达标的再次用于冲厕，形成循环回路。或是将洗手水贮存后用于冲洗男厕小便。

对于当前发展起来的新技术，如真空排导、气水冲、生态无水技术，用水量极少，可以将粪尿集中收集后直接进行资源化处理。

可设计粪尿分开收集，含水率极低的大便集中收集后可高温堆肥制作肥料或是高温脱水造粒，小便收集后可进行氮磷回收或是制作液态肥。

3.3 全生命周期绿色化

公厕的绿色设计不应局限在公厕建筑本身的设计阶段，而应从粪尿及污水产出到最终使用和废弃处置全生命周期开展绿色设计，包括产生、收集、运输、处理、转化、利用及处置各环节。如：运输环节吸粪车接口设计应合理、密封性好，防止遗撒臭味扩散，造成二次污染；黑水、灰水可以分类收集和处理，提升污水处理和循环使用率；粪尿收集环节发展节水、无水技术，方便粪便后续资源化等。

4 结语

在今后公厕设计中，应遵循节约理念和环保理念，善于利用节水、节电等新技术、新设备，适当发展移动式或装配式公厕节约土地资源。公厕绿色设计要覆盖从粪尿及污水产出到最终使用和废弃处置全生命周期，包括产生、收集、运输、处理、转化、利用及处置各环节，形成一套公厕绿色、生态、产业化供应循环系统，传播绿色公厕文化，使公厕真正成为生态化城市的展示窗口。