Сухой туалет с отводом мочи | |
---|---|
Двухсекционный UDDT, безводный писсуар и душ, встроенные в ванную комнату в неканализованном районе Лимы , Перу | |
Положение в цепочке санитарии | Пользовательский интерфейс, сбор и хранение/обработка (на месте) [1] |
Уровень приложения | Уровень домохозяйства или района (школы) [1] |
Уровень управления | Бытовой, общественный, общий (чаще всего на уровне домохозяйства) [1] |
Входы | Моча , фекалии , анальные промывные воды [1] [2] |
Выходы | Сухие фекалии, моча [1] [2] |
Типы | Однокамерный или двухкамерный; съемные или несъемные контейнеры; 2 или 3 отверстия для анальной гигиены [1] |
Экологические проблемы | Нет [1] |
Сухой туалет с отводом мочи ( UDDT ) — это тип сухого туалета с отводом мочи , который может использоваться для обеспечения безопасной и доступной санитарии в различных контекстах по всему миру. Раздельный сбор фекалий и мочи без смывной воды имеет много преимуществ, таких как отсутствие запаха и снижение количества патогенов за счет сушки. В то время как высушенные фекалии и моча, собранные из UDDT, могут и обычно используются в сельском хозяйстве (соответственно, в качестве почвоулучшителя и богатого питательными веществами удобрения — эта практика известна как повторное использование экскрементов в сельском хозяйстве), многие установки UDDT не применяют никакой схемы восстановления. UDDT — это пример технологии, которая может использоваться для достижения устойчивой системы санитарии. Эта система управления сухими экскрементами (или система «сухой санитарии») является альтернативой выгребным ямам и туалетам со смывом , особенно там, где не хватает воды, подключение к канализационной системе и централизованной станции очистки сточных вод невозможно или нежелательно, для сельского хозяйства необходимы удобрения и почвоулучшитель или загрязнение грунтовых вод должно быть сведено к минимуму.
Существует несколько типов UDDT: односекционный тип, который имеет только один резервуар для фекалий; двухсекционный тип, который имеет два резервуара для фекалий, которые используются попеременно; и мобильные или переносные UDDT, которые являются разновидностью односекционного типа и производятся в промышленных масштабах или изготавливаются в домашних условиях из простых материалов. UDDT может быть сконфигурирован как сидячий туалет (с тумбой или скамьей для отвода мочи) или как приседательный туалет (с поддоном для отвода мочи). Наиболее важными элементами конструкции UDDT являются: разделение источника мочи и фекалий; работа без воды; и вентилируемые хранилища (также называемые «камерами») или съемные контейнеры для хранения и обработки фекалий. Если анальная очистка происходит с помощью воды (т. е. пользователи являются «мойщиками», а не «вытирателями»), то эта анальная очищающая вода должна сливаться отдельно и не должна попадать в хранилище фекалий.
Обычно в хранилище фекалий сразу после каждого акта дефекации добавляется какой-либо сухой покровный материал . Сухой покровный материал может быть золой, опилками, почвой, песком, сухими листьями, минеральной известью, компостом или высушенными и разложившимися фекалиями, собранными в UDDT после разумного хранения и обработки. Покровный материал служит для улучшения эстетики, контроля мух, уменьшения запаха и ускорения процесса высыхания.
Альтернативные названия для UDDT включают « отведение мочи » для части «UD» (вместо «отведение мочи») в связи с такими терминами, как «дегидратация», «сухой», «высушивание», «десикация» (для второго «D»), что дает довольно большое количество возможных мутаций терминов, которые может обозначать UDDT. «T» всегда обозначает туалет. Эти вариации формулировок делают разный акцент на количестве высыхания, которое происходит в хранилищах фекалий. Вероятно, наиболее продвинутое высыхание происходит в UDDT, которые имеют два хранилища или в UDDT, которые имеют встроенный электрический вентилятор. В качестве общего всеобъемлющего термина прилагательное «сухой» лучше, чем «дегидратация», поскольку оно применяется к большему диапазону типов UDDT. [4]
UDDT часто считаются синонимами «туалетов ecosan» ( экологическая санитария ) или компостных туалетов . Однако ни одна из этих ассоциаций не является правильной. Термин ecosan на самом деле гораздо шире и не ограничивается этим типом туалета. Не все UDDT используются в сочетании с практикой повторного использования экскрементов . Существует также много других технологий ecosan, которые гигиенически возвращают питательные вещества в пищевую цепочку, например, подземные искусственные водно-болотные угодья , которые производят корм для коров. Кроме того, в хранилищах UDDT обычно происходит мало компостирования (вместо этого оно может осуществляться на вторичном этапе компостирования, который является внешним по отношению к туалетам).
Компостные туалеты с отводом мочи похожи на UDDT тем, что они также собирают мочу и фекалии отдельно. Обработка достигается путем компостирования , процесса, который сильно отличается от удаления патогенов путем дегидратации.
В Малави UDDT также называют Skyloos. [5]
UDDT являются интересной альтернативой для многих особых ситуаций. [4] : 6 Например, когда воды не хватает , требуется недорогое решение или почвенные условия таковы, что трудно вырыть выгребные ямы. Районы, которые часто затапливаются, являются еще одним подходящим применением UDDT.
UDDT также могут быть построены для школ (существует множество примеров, например, в Кении, Руанде и Уганде). Однако эти школьные UDDT страдают от тех же проблем, что и любой другой тип школьных туалетов: если отсутствуют четкие обязанности и выделенный бюджет на содержание школьных туалетов, то туалеты могут легко прийти в негодность, например, из-за засоренных труб для мочи или хранилищ для фекалий, которые не опорожняются. [6]
Отвод мочи использует преимущества анатомии человеческого тела, которое выделяет мочу и кал отдельно. В UDDT моча хранится отдельно и сливается через раковину с небольшим отверстием около передней части унитаза или унитаза для сидения на корточках, в то время как кал падает через большее отверстие для слива сзади. Этот раздельный сбор — или «разделение источника» — не требует от пользователя менять положение между мочеиспусканием и дефекацией, хотя необходима некоторая осторожность, чтобы обеспечить правильное положение над пользовательским интерфейсом. Женщины-пользователи могут обнаружить, что некоторое количество мочи может попасть в фекальное хранилище во время нормальной работы. Обычно это небольшое количество и не оказывает существенного влияния на работу туалета.
Функция разделения мочи также может быть достигнута путем проектирования унитаза таким образом, чтобы использовать эффект Коанда . В этой конструкции пользователи должны направлять струю мочи на внутренние стенки унитаза (обычно с помощью наклонной передней секции), чтобы ее можно было собрать через небольшой желоб, утопленный в основание унитаза. [7]
Проектировщики и пользователи UDDT должны стремиться сохранять кучу фекалий как можно более сухой, так как это самый важный фактор предотвращения запаха и мух. Во время хранения естественная влажность фекалий медленно испаряется и выходит через вентиляционную систему хранилища или поглощается сухим материалом покрытия. Этот процесс называется сушкой , дегидратацией или десикацией.
Туалет с выгребной ямой состоит из нескольких функциональных элементов. [4] : 3 Главными из них, отличающими туалет с выгребной ямой от выгребной ямы, являются сиденье для унитаза с отводом мочи или унитаз с функцией приседания, а также один или два хранилища для фекалий (над землей).
Влияние времени хранения на сухость фекалий меняется в зависимости от климатических условий. Общая рекомендация, которая применима для всех климатических условий, заключается в том, что «продолжительность хранения фекалий в хранилищах с двойной дегидратацией должна составлять не менее шести месяцев, начиная с последнего добавления свежего фекального вещества в хранилище». [4] : 16
В процессе дегидратации из фекалий испаряется влага, а микробы разлагают органический материал. Именно сухие условия вместе с самим временем хранения приводят к снижению патогенов в фекалиях. Целью процесса дегидратации является превышение толерантности патогенов к высыханию (или толерантности к сухости) и, следовательно, значительное снижение их численности и жизнеспособности, например, в отношении яиц гельминтов , которые являются причиной гельминтозов у людей в развивающихся странах, особенно у детей.
Свежие фекалии состоят примерно на 80% из воды, и большая часть этой воды испарится, если это произойдет, если фекалии не будут заключены в герметичные контейнеры или хранилища. Содержание воды в высушенных фекалиях после шести месяцев сушки обычно составляет менее 25%. [4] : 14 В зависимости от степени сушки и предполагаемого повторного использования может потребоваться дополнительный этап последующей обработки, такой как компостирование, для повторного использования экскрементов в сельском хозяйстве.
UDDT также могут быть построены с сиденьем для унитаза в виде скамьи. Эта конструкция была стандартизирована компанией Rotaria del Peru, которая к настоящему времени построила 800 UDDT с двойным сводом в Лиме и ее окрестностях, Перу. [8] Этот тип туалета имеет широкую, просторную скамью или ящик, закрывающий обе камеры для фекалий, в которые встроены два сиденья для унитаза с отводом мочи.
Пользователи с ограниченными возможностями могут извлечь выгоду из этого типа конструкции, поскольку она очень прочная (по сравнению с туалетом на пьедестале). Широкая скамья обеспечивает место для помощника, если это необходимо, а поручни можно легко закрепить на стенах рядом с туалетом. Самое главное, что этот тип UDDT доступен непосредственно с уровня земли и не требует ступенек или пандусов, которые являются обычными для многих конструкций UDDT. [9]
Надстройки, связанные с UDDT, иногда строятся с крутыми, узкими лестницами и без поручней. Такая конструкция не рекомендуется, так как она может помешать пользователям с ограниченными возможностями пользоваться туалетом. Потребности людей с ограниченными возможностями всегда следует учитывать при проектировании систем санитарии, а в случае возвышенных конструкций вместо них следует использовать менее крутые лестницы или пандусы. Вышеупомянутая «скамейка» может устранить необходимость в лестницах.
Если построен приседательный туалет , полезно добавить поручни для людей, которым нужна поддержка во время приседания. [9] Для людей с ограниченными возможностями, которым нужна физическая поддержка во время приседания, особенно при последующей уборке, на приседательный туалет можно поместить переносное сиденье, чтобы люди могли сидеть. Когда оно не нужно, его можно убрать с дороги.
В местах, подверженных наводнениям, контейнеры или хранилища для фекалий должны располагаться выше уровня паводковых вод. Если это невозможно, можно использовать стены из ферроцемента, чтобы изолировать хранилище(я) от надвигающихся паводковых вод.
Унитазы или напольные унитазов для UDDT могут быть изготовлены в коммерческих целях из пластика или керамики. В качестве альтернативы они могут быть изготовлены на месте из цемента или других материалов жителями, местными компаниями, НПО или подрядчиками. Отдельные туалеты UDDT из пластика со встроенными электрическими вентиляторами или без них также доступны в коммерческих целях.
Безводные писсуары часто устанавливаются рядом с UDDT для удобства пользователей-мужчин. Писсуары также снижают риск того, что пользователи-мужчины, которые стоят над UDDT для мочеиспускания (вместо того, чтобы сидеть или приседать), непреднамеренно помочятся в хранилище фекалий или контейнер для фекалий. Как правило, рекомендуется, чтобы все пользователи UDDT сидели или приседали, чтобы помочиться. Если предусмотрены писсуары, их могут использовать те, кто предпочитает положение стоя. Также доступны устройства для женского мочеиспускания , но они не обязательны для использования с UDDT, поскольку женщины обычно сидят или приседают, чтобы помочиться, что является хорошей позой, которая сводит к минимуму попадание мочи в хранилище фекалий.
UDDT могут быть построены как сидячие или как приседающие версии, чтобы соответствовать предпочтениям пользователей относительно позы дефекации . Некоторые люди предпочитают приседающие UDDT в общественных местах (считается более гигиеничными), но сидячие UDDT для домашних хозяйств (считается более удобными). Может быть предпочтительнее приседать, а не сидеть для здоровья толстой кишки , хотя это не относится только к UDDT, но может относиться к любому типу приседающего туалета . [10]
UDDT с комбинированными системами вентиляции и сбора также могут быть установлены в городских многоэтажных зданиях, но существует только один успешный пример такой конструкции: коллективный жилой комплекс Gebers в Орхеме, Швеция. [11]
Использование UDDT в городских условиях развитых стран по-прежнему встречается редко, поскольку они сопряжены с рядом существенных социальных, правовых и технических проблем. [12] [13]
Гораздо более масштабная установка, которая демонстрирует необходимость соблюдения минимальных стандартов проектирования и установки, существовала в проекте под названием «Проект эко-города Эрдос» в Эрдосе, расположенном в автономном районе Внутренняя Монголия Китая. [13] [12] [14] Проект был реализован в период с 2003 по 2009 год. Эта городская установка для 3000 жителей в многоэтажных зданиях использовала UDDT, которые совместно использовали вентиляционные и мочесборные трубы и использовали желоба, которые спускались в подвалы для сбора фекалий. Система UDDT сопровождалась установками по очистке серой воды , компостированием твердых отходов и повторным использованием этих материалов в качестве удобрения в сельском хозяйстве.
Однако из-за ряда проблем, связанных с неправильным проектированием и установкой, отсутствия целостного плана по устранению этих недостатков и вызванных этим возражений жителей, в 2009 году UDDT были заменены обычными смывными унитазами. Основными причинами замены этих UDDT на смывные унитазами были проблемы с запахом в квартирах, а также проблемы с водопроводными трубами для мочеиспускательных труб и системой вентиляции. [12] Другим фактором было то, что «нехватка воды (которая была движущей силой для сухих туалетов ) больше не считалась проблемой, поскольку был построен трубопровод к Желтой реке и были извлечены более глубокие ископаемые водные ресурсы». [12]
UDDT с одним хранилищем имеют взаимозаменяемые контейнеры для сбора фекального материала. В зависимости от размера хранилища, внутри можно хранить два или более контейнеров. Контейнеры должны быть ограничены максимальным объемом около 50 литров, чтобы их все еще можно было вручную перемещать, когда они заполняются. После того, как контейнер заполнен, его можно оставить для дальнейшего обезвоживания или вынуть для дальнейшей обработки. Извлечение контейнера требует осторожности, поскольку свежие, потенциально патогенные фекалии находятся наверху кучи в контейнере. Из-за ограниченной вентиляции внутри пластикового ведра такие односекционные UDDT могут не снижать патогенную нагрузку так же эффективно, как двухсекционные UDDT. [15] Поэтому обычно требуется последующая обработка фекального материала. Этого можно добиться путем дальнейшего обезвоживания, процессов компостирования или термической обработки.
С другой стороны, если контейнер изготовлен из материала, который имеет высокую проницаемость для воздуха, например, плетеные мешки или корзины, то эффективность сушки в односводчатых UDDT может быть аналогична эффективности в двухсводчатых UDDT. [16]
Двухсводчатые UDDT также называются двухсводчатыми, двухсводчатыми или двухкамерными UDDT. В двухсводчатых UDDT фекальный материал обезвоживается на месте. Два надземных хранилища используются попеременно. Пока одно хранилище заполняется, другое (полное) хранит фекальный материал в сухих условиях в течение как минимум шести месяцев. [4] : 4 В течение этого периода покоя свежие фекалии не должны попадать в полное хранилище. Чтобы переключиться с одного хранилища на другое, пользовательский интерфейс может быть либо переключен, либо оба хранилища могут быть оборудованы фиксированными сиденьями и крышкой, достаточной для предотвращения доступа к полному хранилищу. Когда второе хранилище заполняется и проходит как минимум шесть месяцев, первое хранилище опорожняется лопатой, а затем пользовательский интерфейс соответственно перемещается. Хранилища обычно имеют такой размер, что одно хранилище заполняется за шесть-двенадцать месяцев. [4] : 4
Существуют и другие типы UDDT, которые по сути являются вариациями типа с одним сводом, но которые более автономны, иногда их называют переносными, мобильными или автономными устройствами и которые можно узнать по их цельным формованным пластиковым оболочкам или, в случае версий DIY , по простой конструкции из фанерного ящика. Большинство пользователей автономных UDDT полагаются на процесс последующей обработки для обеспечения снижения количества патогенов. Эта последующая обработка может состоять из длительного хранения или добавления в существующую или специально построенную компостную кучу или некоторой их комбинации. Этап последующей обработки не нужен в случае очень скромного сезонного использования.
Мобильные UDDT обычно изготавливаются из новых материалов на заводе или в мастерской с использованием смеси фирменных и готовых деталей, а затем продаются населению напрямую или через дистрибьюторов или розничные магазины; или изготавливаются дома из дерева с использованием новых и повторно используемых деталей и материалов. Они, как правило, компактны и легки, что позволяет одному человеку легко поднимать, транспортировать и устанавливать их на место. Аналогичным образом, установка является относительно простым процессом, учитывая, что все необходимое для надлежащего функционирования туалета, за исключением источника электроэнергии для тех моделей, которые включают вентилятор и некоторое количество для внешней вентиляции, содержится внутри формованного или деревянного каркаса. Одним из преимуществ этого типа UDDT является то, что они портативны, что делает их интересным вариантом для удаленных или временных установок, а также для установок на борту движущихся транспортных средств или нестационарных жилых помещений, таких как лодки, транспортные средства для отдыха (например, караван, кемпер, автодом) и крошечные дома .
К общим чертам этого типа UDDT относятся:
Особенности, присущие некоторым конструкциям, включают:
При нормальном использовании UDDT так же гигиеничен и безопасен, как и любой другой тип туалета. Однако при извлечении и опорожнении контейнеров для мочи и фекалий UDDT необходимо учитывать аспекты здоровья. Эти риски для здоровья при опорожнении хранилища или контейнера для фекалий значительно ниже по сравнению с опорожнением ямы выгребной ямы или ведер некоторых типов сухих туалетов без отвода мочи. Однако риски для здоровья несколько выше по сравнению со сливным туалетом , где пользователю не нужно выполнять какие-либо задачи по опорожнению или обслуживанию на уровне домохозяйства, если только сливной туалет не засорится, не даст обратный поток или не возникнет иных проблем с эксплуатацией.
По сравнению с унитазом со смывом, при котором не закрывается крышка, у унитаза со смывом UDDT риск распространения Clostridioides difficile путем аэрозолизации ниже , поскольку в нем отсутствует турбулентность воды. [17] [18]
Что касается рисков для здоровья, связанных с повторным использованием, то руководящие принципы Всемирной организации здравоохранения от 2006 года под названием «Руководящие принципы безопасного использования сточных вод, экскрементов и серых вод в сельском хозяйстве» объясняют управление рисками для здоровья, связанными с использованием экскрементов в сельском хозяйстве. [19] Ключевой концепцией в этих руководящих принципах является подход с множественными барьерами, который также может применяться к повторному использованию в связи с UDDT.
Для вытирания анальной области после дефекации — или для вытирания после мочеиспускания — пользователи UDDT могут воспользоваться теми же материалами, которые используются при использовании других типов туалетов. Также можно использовать подходящие биоразлагаемые материалы, доступные в окружающей среде, такие как туалетная бумага, листья, кукурузные початки или палочки. Эти материалы оседают вместе с фекалиями в фекальной части туалета, так что все в конечном итоге может разложиться вместе. Например, в Эквадоре используются мягкие, ароматные листья Piper auritum , Piperaceae и Melastomataceae . [16] Пользователи также использовали камни, хотя это очень быстро заполняет хранилище и, следовательно, непрактично для UDDT.
В частности, в случае переносных UDDT использованную туалетную бумагу можно также поместить в отдельный мусорный бак (для последующего сжигания, компостирования или утилизации), поскольку добавление грязной туалетной бумаги в относительно небольшой контейнер для фекалий в противном случае может привести к тому, что он довольно быстро заполнится в основном только туалетной бумагой.
UDDT могут удовлетворить пользователей, которые предпочитают очищение ануса водой, а не туалетной бумагой, используя либо трехдырочный унитаз для отвода мочи, либо зону и слив рядом с пьедесталом для отвода мочи, где можно помыться — вдали от отверстий для мочи и фекалий. Это необходимо, чтобы не загрязнять мочу и сохранять фекалии максимально сухими.
Из-за содержания фекалий в воде для анального очищения ее следует считать черной водой и обрабатывать или утилизировать соответствующим образом. Воду для анального очищения можно сливать в сливную яму, засаженный мульчирующий слой или инфильтрационную траншею. Воду для анального очищения следует сливать в грубый материал под землей, но значительно выше уровня грунтовых вод, чтобы избежать загрязнения грунтовых вод .
Некоторые конструкции UDDT устроены таким образом, что пользователи выполняют анальную очистку водой над отсеком для мочи. Это может быть сделано из соображений простоты, то есть для того, чтобы избежать необходимости в третьем отверстии и сливной трубе для анальной промывочной воды. Эта смесь мочи и анальной промывочной воды требует дальнейшей обработки для удаления патогенов, прежде чем ее можно будет безопасно использовать в сельском хозяйстве.
Вода для очищения анального отверстия может подаваться через шланг или кран, питаемый системой подачи воды под давлением, или самотеком, питаемый из резервуара для дождевой воды, расположенного наверху, или из бутылки или кувшина с водой, которые пользователь приносит в туалетную кабинку.
Для большинства типов UDDT пользователям рекомендуется добавлять горсть или совок сухого покровного материала непосредственно после каждого акта дефекации . Этот покровный материал добавляется для поддержания сухих условий в хранилище фекалий (путем поглощения влаги), для контроля запаха, для предотвращения заражения мухами и для создания визуального барьера для следующего пользователя. Также важно обеспечить достаточный поток воздуха через кучу высыхающих фекалий. По этой причине рекомендуется использовать объемный или волокнистый материал, который является сухим и медленно разлагается. Можно использовать ряд покровных материалов и их комбинаций в зависимости от того, что легкодоступно: опилки, рисовая шелуха (подходит для районов, где выращивают рис), почва, древесная зола (может быть недоступна в достаточных объемах). Известь также может использоваться, но часто она дороже других вариантов. Известь и древесная зола имеют преимущество в том, что повышают значение pH кучи фекалий, тем самым увеличивая способность уничтожать патогены.
Может быть полезно тщательно выбирать покровный материал, чтобы не только покрыть фекалии, но и инокулировать их полезными почвенными микробами. В этом случае готовый компост можно использовать в качестве покровного материала. [16]
В некоторых обстоятельствах и по соображениям простоты может быть достаточно вообще не использовать покровные материалы или использовать в качестве покровного материала саму туалетную бумагу. Одним из примеров является случай, когда UDDT имеет механизированную систему вентиляции и защитное ограждение, как UDDT, производимые Separett и Green Loo. [20] Также в случае общественных туалетов может быть проще позволить смотрителю выполнить задачу по добавлению покровного материала, а не пользователю.
Требуемая степень обработки собранных высушенных фекалий полностью зависит от того, будет ли этот продукт повторно использоваться в сельском хозяйстве. Если он не используется повторно, а только закапывается, то никакой дальнейшей обработки не требуется. Высушенные фекалии почти во всех случаях не полностью дезинфицируются при извлечении из хранилища UDDT, поэтому осторожное обращение обязательно. В сценариях, когда экскременты должны быть повторно использованы в сельском хозяйстве, рекомендуется вторичная обработка фекалий и хранение мочи для обеспечения адекватной дезинфекции. Фекалии из односекционных UDDT всегда должны подвергаться последующей обработке, даже если это просто длительное хранение. Фекалии из двухсекционных хранилищ обычно прошли определенное время хранения и, следовательно, уже более дезинфицированы. Однако вторичная форма обработки необязательна, но рекомендуется для бытовых систем и обязательна для крупномасштабных систем.
Вторичная обработка может осуществляться на уровне сообщества или домохозяйства и может включать термофильное компостирование , при котором фекальный материал компостируется при температуре выше 50 °C, длительное хранение в течение 1,5–2 лет, химическую обработку аммиаком из мочи для инактивации патогенов, солнечную санитарию для дальнейшей сушки или термическую обработку для уничтожения патогенов. [21] Наиболее трудноустранимыми патогенами из высыхающих фекалий в хранилищах фекалий являются яйца гельминтов , которые могут вызывать гельминтные инфекции.
Повторное использование обработанных фекалий в сельском хозяйстве, как и повторное использование экскрементов в сельском хозяйстве в целом, может привести к повышению урожайности за счет удобряющего эффекта азота, фосфора, калия и улучшению плодородия почвы за счет органического углерода. Если высушенные фекалии не используются повторно в сельском хозяйстве, их можно захоронить на минимальной глубине 25 см, и в этом случае они обычно не представляют риска для здоровья населения. [4] : 29
Требуемая степень очистки собранной мочи полностью зависит от того, будет ли этот продукт повторно использоваться в сельском хозяйстве. Если он не будет повторно использоваться, а только инфильтроваться, то никакой дальнейшей очистки не требуется.
Моча, которая покидает тело здорового человека, близка к стерильной и требует гораздо меньше обработки для удаления патогенов, чем фекалии или фекальный ил . Однако загрязнение мочи фекальными патогенами возможно, если UDDT используется неправильно, то есть когда некоторые фекальные вещества попадают в отделение для мочи. [22] Кроме того, для некоторых специфических заболеваний соответствующие патогены могут быть обнаружены в моче; например: Leptospira interrogans , Salmonella typhi , Salmonella paratyphi , Schistosoma haematobium , вирус BK или вирус обезьян . [19] [23] [24] [25] Вирус Эбола также может быть обнаружен в моче инфицированного человека. Точное время выживания этого конкретного вируса в моче человека вне человеческого тела неясно, но, вероятно, «до нескольких дней», как и в случае с другими жидкостями организма при комнатной температуре. [26]
По этим причинам мочу всегда следует обрабатывать для удаления патогенов, если она будет использоваться повторно, если только повторное использование не происходит в том же домашнем хозяйстве, где была собрана моча, и на культурах, которые потребляются только членами этой семьи (в этом случае заражение среди членов семьи более вероятно через рукопожатия и объятия, чем через повторное использование мочи). [27]
Самый простой и распространенный метод обработки мочи для удаления патогенов — это хранение в закрытых сосудах. Разложение мочевины , присутствующей в моче, на аммиак и гидрокарбонат приводит к увеличению концентрации аммиака и повышению значения pH до более 9. Эти два процесса приводят к снижению патогенов. Теплые температуры и низкое разбавление мочи водой увеличивают удаление патогенов. [4] : 34
Хранение мочи убивает бактериальные патогены, встречающиеся в моче, включая Salmonella typhi и paratyphi, а также Mycobacterium tuberculosis , за относительно короткий промежуток времени: для предотвращения передачи микобактерий при переработке человеческой мочи рекомендуется хранить ее в течение пяти недель при температуре ниже 20 °C или в течение двух недель при температуре выше 20 °C. [28]
Рекомендуемые сроки хранения для уничтожения патогенов в моче варьируются от одного до шести месяцев в зависимости от температуры окружающей среды, масштаба системы сбора мочи и того, какие культуры будут удобряться мочой. [27]
Повторное использование очищенной мочи в сельском хозяйстве, как и повторное использование экскрементов в сельском хозяйстве в целом, может привести к повышению урожайности за счет удобрительного эффекта азота, фосфора, калия и улучшению плодородия почвы за счет органического углерода. Моча из UDDT может безопасно использоваться в качестве удобрения , богатого азотом и фосфором и содержащим калий, после рекомендуемого периода хранения для снижения патогенов (см. выше в разделе «Дальнейшая обработка»).
В случаях, когда повторное использование невозможно или нежелательно, моча обычно просачивается в почву, если только эта практика не приведет к загрязнению грунтовых вод . Например, в муниципалитете Этеквини в Южной Африке [29] или в Лиме, Перу, моча из UDDT безопасно просачивается в почву, поскольку уровень грунтовых вод там очень низок, и грунтовые воды не используются для какой-либо конкретной цели. Просачивание можно осуществить, направив мочу в поглощающую яму или проложив перфорированную трубу для мочи из туалета на улицу, где шланг плавно спускается вниз (для сельской местности). Засорения отверстий трубы можно избежать, убедившись, что нет Т-образных соединений, стыков и что в воронке для мочи туалета установлена пластиковая сетка, чтобы не допустить попадания чего-либо, кроме мочи.
Причины, по которым мочу и фекалии следует хранить отдельно в выгребной яме, а не в выгребной яме, могут быть следующими: [4] : 8
Преимущество UDDT по сравнению с выгребными ямами заключается в преобразовании фекалий в сухой материал без запаха и, следовательно, в избежании проблем, связанных с управлением жидким фекальным шламом (например, запах, привлечение мух, трудности с опорожнением выгребной ямы). Хорошо обслуживаемый UDDT — это туалет без запаха и насекомых, который ценится пользователями и позволяет легко удалять и гораздо менее неприятно и более безопасно обращаться с фекальным материалом после заполнения хранилища фекалий. Более того, риск загрязнения воды сводится к минимуму за счет безопасного удержания фекалий в надземных хранилищах, и это позволяет строить туалеты в местах, где системы с выгребными ямами не подходят.
UDDT с подвалами также являются более постоянными сооружениями, чем большинство выгребных туалетов, которые в сельской местности обычно перемещаются, когда яма заполняется, а не опорожняются. Поэтому выгребным туалетам нужно больше места, и люди менее склонны вкладывать средства в более качественную надстройку, поскольку в какой-то момент ее придется демонтировать и переместить.
По опыту неправительственной организации WECF , которая внедрила UDDT в странах ВЕКЦА для людей, у которых были выгребные ямы, наиболее успешной оказалась конверсия людей, проживающих в регионах, где отсутствовало надежное водоснабжение и управление сточными водами. Поскольку внедрение требовало изменения поведения получателей, WECF посчитала важным повышение осведомленности и обучение со стороны местных партнеров. [30]
Сравнение UDDT с канализационными системами санитарии ( канализация и очистные сооружения сточных вод ) не такое прямолинейное, как сравнение с выгребными ямами, поскольку канализация не только занимается утилизацией экскрементов, как UDDT, но и транспортирует серую воду, городские сточные воды , ливневые воды и промышленные сточные воды . Однако установка UDDT во всех домохозяйствах, подключенных к общей канализации, приведет к значительному сокращению объемов воды, питательных веществ и органических веществ, которые поступают на соответствующие очистные сооружения сточных вод.
Управление экскрементами на основе канализации нецелесообразно во многих регионах из-за ограниченного водоснабжения и высокой стоимости канализационных систем и очистных сооружений. Кроме того, системы санитарии на основе воды (туалеты со смывом) разбавляют экскременты и создают огромные потоки сточных вод, чего не делают UDDT.
Аналогично, сравнение между UDDT и системами санитарии на основе септических резервуаров не такое прямолинейное, как сравнение с выгребными ямами, поскольку септическая система также очищает серую воду. Однако относительно высокие затраты на септические системы, особенно на септические системы типа насыпи, можно частично смягчить или, если использовать их в сочетании с локальной системой серой воды, полностью устранить, установив UDDT вместо туалетов со смывом.
Переносные UDDT предлагают потенциальные преимущества более эффективного локального управления и быстрого развертывания, что особенно полезно в случаях отсутствия эффективной централизованной институциональной инфраструктуры или отсутствия финансовой возможности для внедрения более крупных централизованных систем.
Раздельный, безводный сбор и обработка мочи и кала в UDDT предотвращает попадание гормонов , остатков фармацевтических препаратов и других микрозагрязнителей , содержащихся в человеческих экскрементах, в поверхностные или грунтовые воды через очищенные сточные воды. [22] Это связано с тем, что на обычных очистных сооружениях эти микрозагрязнители удаляются лишь частично, а остальная часть сбрасывается в поверхностные воды, возможно, достигая грунтовых вод. Обнаруженные концентрации остатков фармацевтических препаратов в грунтовых водах составляли порядка 50 нг/л в нескольких местах в Германии. [31] [32]
Более того, микрозагрязнители также могут концентрироваться в осадке сточных вод . [33] После обработки осадок сточных вод либо захоранивается, сжигается, применяется на сельскохозяйственных землях или, в некоторых случаях, продается в розницу или бесплатно раздается населению. [34] [35] Каждый из этих вариантов утилизации несет в себе множество потенциальных — и в некоторых случаях доказанных — опасностей для здоровья человека и воздействия этих химикатов на окружающую среду . [36] Не смешивая человеческие экскременты с водой и другими загрязняющими веществами, которые утилизируются в канализации и септиках, UDDT избегают многих проблем, связанных с этими методами.
Если экскременты, собранные из UDDT, подвергаются дальнейшей обработке и захоронению или используются в качестве сельскохозяйственных или садовых удобрений, то фармацевтические остатки в экскрементах будут лучше разлагаться в наземных системах (почве), чем в водных системах. [22] Таким образом, UDDT (или фактически все системы отвода мочи ) имеют преимущество перед системами санитарии на основе канализации в отношении этой проблемы микрозагрязнителей.
Существует несколько проблем в работе UDDT. [4] : 38 Основные из них: моча может скапливаться в секции отвода мочи туалета из-за засоров в мочепроводе; запах, исходящий из хранилища фекалий, потому что содержимое хранилища фекалий стало слишком влажным. В этом случае в хранилище фекалий могут также появиться мухи, другие насекомые или грызуны. [4] : 38
При недостаточной приверженности, подготовке пользователей, последующем контроле и поддержке подобные эксплуатационные проблемы могут привести к провалу пилотных проектов UDDT.
Иногда UDDT считают слишком дорогими по сравнению с выгребными ямами, но эта критика не включает стоимость опорожнения выгребных ям и потенциальную ценность удобрений, которые могут быть переработаны через UDDT, если пользователи пожелают это сделать (отметив, что большинство установок UDDT по всему миру в настоящее время не используют экскременты повторно в сельском хозяйстве). Вместо того, чтобы смотреть только на затраты на строительство, следует также учитывать долгосрочные эксплуатационные расходы и выгоды, особенно с учетом того, что регулярное опорожнение или перестройка выгребных ям может быть значительным расходом. [37] Если рассматривать период, например, в 10 лет, UDDT вполне могут быть более экономичной альтернативой, поскольку опорожнение хранилищ фекалий является простым и безопасным, а значит, менее затратным, даже если пользователи решат заключить контракт с кем-то другим, чтобы сделать это.
По сравнению со смывными туалетами, подключенными к канализационным системам и очистным сооружениям сточных вод, UDDT обычно менее дороги. Однако, чтобы обеспечить точное сравнение затрат, это необходимо оценивать в каждом конкретном случае, поскольку канализационная система и очистная установка также транспортируют и очищают серую воду, тогда как UDDT этого не делает. Это означает, что две системы предоставляют пользователю разный уровень обслуживания. Пример расчета для такого сравнения затрат существует для случая Лимы, Перу. [38]
Существует даже минималистская модель UDDT, создание которой практически ничего не стоит и которая требует только сбора и сборки определенных пластиковых предметов из мусора и которую могут реализовать самые бедные люди, жертвы стихийных бедствий и те, кто хочет получить опыт работы с UDDT. [15]
Известные сегодня UDDT с двумя камерами дегидратации были первоначально спроектированы около 1950 года в Японии и доработаны во Вьетнаме в 1960-х годах как средство повышения гигиенической безопасности экскрементов, повторно используемых в сельском хозяйстве. [39] Это означает, что их разработка изначально была тесно связана с подходом ecosan (экологическая санитария) к оптимизации восстановления ресурсов питательных веществ и органических веществ в сельском хозяйстве. Начиная с начала 2000-х годов UDDT все чаще рассматриваются как тип туалета, который может обеспечить преимущества даже без каких-либо связанных с ним мероприятий по повторному использованию.
Начиная с 1990-х годов во многих странах были разработаны модификации этой конструкции (например, добавление вентиляционных труб к подвалу для фекалий). На рынке появились готовые керамические или пластиковые унитазы и постаменты для отвода мочи, что в целом повышает долговечность и воспринимаемый престиж, связанный с системой.
UDDT также производились в коммерческих целях в Швеции с середины 1990-х годов. Например, в период с 1994 по 2010 год компания Separett продала около 200 000 UDDT. [20] В настоящее время доступно множество готовых коммерческих продуктов, которые используются в местах, где подключение к системе канализации невозможно, не разрешено или нежелательно, например, в отдаленных летних коттеджах или для кемпинга. Во все времена пользователи также строили собственные недорогие UDDT из простых материалов, таких как воронка, соединенная со шлангом, ведро и сиденье.
Наибольшее количество UDDT в одном районе было установлено муниципалитетом Этеквини в неканализованных пригородных районах Дурбана, Южная Африка. На сегодняшний день в этом районе работает около 80 000 UDDT, обслуживая около 500 000 жителей (повторное использование мочи или экскрементов в настоящее время не осуществляется). [29]
НПО SOIL в Гаити начала строительство UDDT и компостных заводов в Порт-о-Пренсе в рамках усилий по ликвидации последствий землетрясения на Гаити в 2010 году на севере Гаити. [40] С тех пор они расширили свою деятельность, предоставив туалеты для жилых помещений, что стало их основной целью в дальнейшем, поскольку они переключили свое внимание с оказания чрезвычайной помощи на обеспечение устойчивой и экологической санитарии для платящих клиентов. Их текущая конструкция сухого туалета для домохозяйств включает в себя небольшой переносной односекционный блок из дерева, который либо оснащен одним контейнером для сбора объединенных экскрементов, либо вставкой для отвода мочи, причем 80% этих установок в настоящее время относятся к типу UDDT. По состоянию на 2014 год SOIL преобразовала все свои общественные туалеты со сводами UDDT в конструкцию с открытым сводом со съемными пластиковыми бочками для сбора фекалий. Это улучшает процессы, с помощью которых фекалии собираются и транспортируются на их предприятие по переработке отходов, что делает их бизнес теперь полностью « контейнерной системой ». [41] Это позволяет SOIL реагировать на интенсивное использование (поскольку их туалеты заполнялись слишком быстро) и обеспечивает безопасный конечный продукт для повторного использования. В большинстве случаев эти UDDT используют впитывающие ямы (обычно расположенные непосредственно под надстройкой туалета) для утилизации мочи на месте.
SOIL продолжает оказывать гуманитарную помощь некоторым наиболее уязвимым общинам Гаити, особенно тем, которые особенно пострадали от эпидемии холеры , предоставляя бесплатный доступ к общественным контейнерным UDDT для более чем 3500 человек. Кроме того, более 2000 человек в настоящее время пользуются туалетом SOIL "EcoSan" через пилотный бизнес-проект "EkoLakay", и список желающих присоединиться к нему растет, что демонстрирует рыночный спрос на доступную санитарию даже в самых экономически бедных общинах мира.
С момента строительства первого предприятия по переработке отходов на Гаити в 2009 году SOIL стала одной из крупнейших компаний по переработке отходов в стране. Два предприятия SOIL по компостированию отходов в настоящее время ежемесячно перерабатывают более 20 000 галлонов (75 708 литров) человеческих отходов в безопасный органический компост сельскохозяйственного качества. Компост, произведенный на этих предприятиях, продается фермерам, организациям, предприятиям и учреждениям по всей стране, помогая финансировать операции SOIL по переработке отходов.
На сегодняшний день в Эквадоре построены сотни UDDT. Различные используемые модели адаптируются к различным предпочтениям, бюджетам и условиям, а также к необходимости иногда перевозить материалы в отдаленные места небольшими самолетами. [16]
Многие из этих UDDT обслуживают коренные общины , живущие вдоль небольших рек, а также экотуристические операции в амазонской части страны. В этих регионах часто отсутствует водопроводное водоснабжение , богатые глиной почвы не допускают инфильтрации сточных вод, а уровень грунтовых вод обычно высок. Эти факторы делают другие типы туалетов или другие формы управления экскрементами проблематичными. Например, местные органы власти и экотуристические операции часто устанавливают смывные туалеты, которые сливаются прямо в реки или в ямы в земле, куда вода должна стекать, но не может, поскольку почва в основном состоит из непроницаемой глины. В сочетании с обильными местными осадками эти ямы, как правило, очень быстро заполняются и переливаются в ближайшие ручьи. Ручьи легко загрязняются фекалиями, поскольку они часто довольно маленькие и не сильно разбавляются чистой речной водой. Это приводит к опасности для здоровья общин, которые используют эти реки для питья, мытья, купания и рыбалки.
В Намибии был разработан тип UDDT, который местные называют «туалетом Otji». Этот UDDT также использует эффект Коанды для отвода большей части мочи в желоб у основания пьедестала и оттуда в зону инфильтрации. [7] В период с 2003 по 2011 год около 1200 туалетов Otji были установлены на юге Намибии и в сельских районах вокруг округа Очиваронго. Используя ту же конструкцию, НПО EcoSur построила UDDT «в стиле Otji» в Эквадоре и Сальвадоре с 2007 года, где они называются «Inodoro Seco». [42]
UDDT — это альтернатива обычным туалетам, которые хранят отходы в черных емкостях. Некоторые из них продаются под торговыми марками «C-Head», «Compo Closet», «BoonJon», «Nature's Head» и «Air Head». Не оставлять следов — это не только философия , но и необходимость в районах, где человеческие отходы не разлагаются естественным образом. Некоторые модели UDDT позволяют собирать и упаковывать фекалии, оставляя только мочу, почти свободную от патогенов.
Существует несколько препятствий для более широкого принятия этой технологии: технология пока недостаточно известна, покупка компонентов UDDT может быть затруднительной, и в целом сложно финансировать услуги санитарии для бедных слоев городского населения, которые полагаются на местную санитарию. [4] : 2 Существующая, доступная по цене водопроводная и канализационная инфраструктура также может быть препятствием для широкого принятия UDDT, поскольку их существование не только устраняет два основных фактора для UDDT, но и представляет собой значительные государственные инвестиции. [ необходима ссылка ]
Многие пользователи не заинтересованы в переработке своих экскрементов, что может стать еще одним препятствием для принятия UDDT. Можно предусмотреть возможность сбора этих материалов от двери к двери/у обочины, аналогично тому, как существующие муниципальные или частные схемы собирают бытовые органические отходы (из кухонь и садов и т. д.) и транспортируют эти материалы на централизованное предприятие для компостирования или получения биогаза.
Точное число людей, использующих UDDT во всем мире, неизвестно, но приблизительная оценка GIZ (Германского агентства по международному сотрудничеству) в 2012 году, основанная на известных проектах в 84 странах, составила около 2 миллионов человек. [44]
Международная ассоциация сантехников и механиков (IAPMO), структура сантехнических и механических кодексов, в настоящее время используемая многими западными штатами, недавно предложила дополнение к своему «Дополнению к экологическому сантехническому механическому кодексу», которое «излагает критерии эффективности для компостных туалетов, построенных на месте, с отводом мочи и без него, а также для промышленных компостных туалетов». [45] В случае принятия этот новый далеко идущий кодекс компостных и мочеотводящих туалетов [46] (первый в своем роде в Соединенных Штатах) появится в издании 2015 года Зеленого дополнения к Единому сантехническому кодексу. [47]
В настоящее время несколько штатов США разрешают утилизацию фекалий из UDDT или компостных туалетов (обычно четкое различие между различными типами сухих туалетов не проводится) путем захоронения, при этом некоторые предписывают меньшую минимальную глубину, всего 6 дюймов, а другие вообще не указывают минимальную глубину. Например:
Для пользователей сухих туалетов в Соединенных Штатах (включая пользователей UDDT) важно помнить об одном важном различии, которое подтверждается вышеупомянутым существованием многочисленных государственных нормативных актов, которые не упоминают и также значительно расходятся с требованиями федеральных нормативных актов, регулирующих управление осадком сточных вод , — это то, что до тех пор, пока рассматриваемые экскременты никогда не упоминаются как «удобрение» (а вместо этого просто как материал, который утилизируется), федеральное правило 503, известное в разговорной речи как «Правило Агентства по охране окружающей среды о твердых биологических веществах» или «Правило Агентства по охране окружающей среды об осадке», не имеет юрисдикции в отношении побочных продуктов сухого туалета, и весь надзор за этими материалами осуществляется отдельными штатами. [54] [55]
В настоящее время повторное использование мочи в качестве удобрения в Соединенных Штатах все еще находится на концептуальной стадии. Исследования его осуществимости в настоящее время ведутся в Браттлборо, штат Вермонт, и проводятся некоммерческим институтом Rich Earth Institute . Возможно, поэтому быстрый обзор соответствующих правил, существующих в нескольких различных штатах, не выявит ни одного упоминания об «отводе мочи» и ни одного упоминания мочи как отдельного материала, требующего особого надзора. [ оригинальное исследование? ] Вместо этого, когда он упоминается, он всегда упоминается в сочетании с фекалиями (как в содержимом компостного туалета или другого типа сухого туалета без разделения источников ). По крайней мере, один штат специально регулирует «жидкости», производимые, но не перерабатываемые компостным туалетом (что можно истолковать как относящееся к моче), но факт остается фактом: ни один из обследованных штатов четко не использует слово «моча» по отношению к «жидкостям». [48] Ожидается, что по мере роста популярности туалетов с отводом мочи штаты отреагируют внесением поправок в свои существующие правила, чтобы учитывать туалеты с отводом мочи, а также мочу как отдельный и отличный от других поток отходов или ресурсов.
Более того, в настоящее время разрабатываются планы по завершению разработки единого сантехнического кодекса, который «будет представлять собой первые кодифицированные требования к безопасной установке, обслуживанию и использованию [компостирующих и мочеотводящих туалетов] в любой установке». [47]
{{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite book}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка ){{cite web}}
: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )