Повторное изобретение туалета
|
|
Традиционный смывной туалет отсутствует во многих частях мира, но нельзя оставлять людей с небезопасными, негигиеничными туалетами. Сейчас одна компания проводит пилотный проект по установке новых безводных туалетов, которые не подключены к канализации и позволяют заряжать телефон. Лина Зелдович отправилась на Мадагаскар, чтобы засвидетельствовать начало туалетной революции.
Большинство жителей Мадагаскара не имеют современных санузлов в своих домах, которые построены из кирпичей, изготовленных вручную из мадагаскарской грязи. В то время как сотовые телефоны широко распространены в Антананариву, этого не скажешь о смывных туалетах. Большинство людей пользуются «малагасийскими туалетами» или надворными уборными. А в сельской местности нет даже этого, и некоторые деревенские жители справляют нужду в кустах или в поле.
Однако надворные уборные также не являются гигиеническим решением – и не только потому, что они воняют и их трудно чистить. На Мадагаскаре столько грунтовых вод, что многие жители Антананариву могут выращивать рис в своих дворах. При проливных дождях всё затопляет. Содержимое уборных также поднимается и заливает дворы, дома, магазины и улицы.
Проблема отсутствия туалетов не является уникальной для Мадагаскара. Многие страны, главным образом в Центральной и Южной Африке, сталкиваются с аналогичными санитарными проблемами. По оценкам Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ), 2,4 миллиарда человек не имеют доступа к базовым туалетам, а почти миллиард человек даже не могут справлять нужду в уединении и практикуют так называемую «открытую дефекацию», делая это в полях, в уличных сточных канавах или ручьях.
Во многих местах строительство системы смывных туалетов, как нам известно, является почти невозможным. В одних местах просто нет достаточного количества воды. В других местах воды, наоборот, слишком много, что осложняет процессы обработки воды из-за наводнений и разливов. В то же время в некоторых местах также нет средств на строительство водяных туалетов.
В связи с этим Loowatt, лондонский стартап, предложил совершенно новое решение – смывной туалет, в котором вода вообще не используется. В безводном туалете компании отходы человеческой жизнедеятельности попадают в биоразрушаемый мешок под туалетом. Как только мешок заполняется, его меняют, а экскременты отправляют на завод Loowatt по переработке отходов, где из них получают удобрения и биогаз.
Совершенно новый туалет
Вирджиния Гардинер, основатель и гендиректор компании Loowatt, никогда не думала, что она будет проектировать туалеты XXI века. Когда она в 1999 году закончила Стэнфордский университет со степенью бакалавра по сравнительному литературоведению, она была далека от технических проблем переработки человеческих отходов. Но потом она пошла работать репортёром в журнал архитектуры и дизайна, Dwell, освещающий отраслевые события.
«Первая статья, которую я написала для журнала, была о туалетах, о том, что они не меняются», — сказала она.
Позднее Гардинер посвятила безводным туалетам свою магистерскую диссертацию в Королевском колледже искусств в Лондоне. А в 2010 году она основала компанию Loowatt и организовала кампанию по сбору средств под лозунгом превращения «дерьма» в товар. Когда в 2011 году Фонд Билла и Мелинды Гейтс объявил о программе "Reinvent the Toilet Challenge" по изобретению экологичных санитарных технологий для удовлетворения двух основных человеческих потребностей, её требования соответствовали предложенному Гардинер проекту безводного туалета. Она подала заявку на получение гранта и получила его. За этим последовали дополнительные инвестиции, в том числе от Innovate UK, GSMA Mobile for Development Utilities Programme и, совсем недавно, награда RELX Group Environmental Challenge. По счастливой случайности, живущий на Мадагаскаре канадский экспатриант узнал о проекте Гардинер из видео в Интернете и стал первым инвестором Loowatt. Именно поэтому Loowatt запустила свой первый туалет и небольшое предприятие по переработке отходов в бедном районе столицы Мадагаскара.
Этот проект убил одним выстрелом двух зайцев, дав людям туалет и возможность превращения их отходов в биогаз, генерирующий электричество, достаточное для зарядки сотовых телефонов. Когда это подтвердилось, Loowatt расширилась до своего нынешнего размера – 100 туалетов, обслуживающих около 800 клиентов.
По внешнему виду туалеты Loowatt не сильно отличаются от западных туалетов с их пластиковыми сиденьями и ручками для слива воды, которые могут иметь форму педали или шнурка. Но вместо слива воды в унитаз это действие активирует белую биоразрушаемую плёнку, которая обволакивает и запечатывает отходы и сбрасывает их в расположенный под туалетом коллектор, не выделяющий никакого дурного запаха. Работники Loowatt меняют биоразрушаемый мешок раз в неделю или чаще, если он заполняется быстрее. Жители также могут вызывать обслуживающий персонал с помощью текстового сообщения при заполнении мешка или какой-либо поломке.
Туалет Loowatt является платным – жители вносят залог, который составляет примерно 12 фунтов стерлингов, за туалет (который остаётся в собственности Loowatt) и платят около 3 фунтов стерлингов за ежемесячное обслуживание. Для Мадагаскара, где некоторые семьи живут на 1 фунт в день, это недёшево. Но некоторые считают это приемлемым, так как обслуживание надворных уборных обходится дороже.
Краткая история туалетов
Куча дерьма почти сразу становится опасной для людей. Привлечённые содержащимися в этой куче биогенными элементами – фосфором, азотом и непереваренными белками – на неё собираются патогенные организмы. Некоторые питаются этим, а некоторые откладывают там свои яйца.
Нашим кочевым предкам было проще в этом отношении. Они просто облегчались, где им понравится, и уходили от своих опасных фекалий. Когда люди стали оседлыми и начали заниматься сельским хозяйством, они больше не могли уходить от своих какашек, поэтому они начали отдалять их от себя, собирая их в ямы, сбрасывая в реки или выбрасывая на поля.
Когда люди начали селиться в городах, пространство стало ограниченным, и утилизация отходов сильно осложнилась. В средневековой Европе люди могли выбрасывать в окно содержимое своих ночных горшков. Но, как правило, стеснённые жилищные условия побуждали людей проявлять больше изобретательности при избавлении от нежелательных веществ.
Зачастую предпочтение отдавалось так называемому «сточному» подходу. Древние римляне строили общие туалеты с рядами унитазов, похожих на наши, только вместо того чтобы комментировать посты в Facebook, посетители туалетов, вероятно, обсуждали дела, сидя друг возле друга; а тем временем отходы попадали в канаву с проточной водой, которая выносила их за стены города по сточным каналам.
В Европе дворяне строили в своих замках «гардеробы», помещения с каменными или деревянными скамьями с отверстиями в них, через которые экскременты по желобам попадали в ров. Пока хозяева пользовались этими средневековыми «санузлами», слуги охраняли их богатые одеяния, в результате чего, вероятно, появилось слово «гардероб».
Есть даже доказательства того, что некоторые из наших неолитических предков пользовались смывными туалетами: в Скара-Брей, деревне каменного века в Шотландии, в каждом жилище был примитивный гидравлический туалет. Но первый смывной туалет, в котором для спуска воды использовались механические рычаги, был изобретён английским писателем и поэтом Сэром Джоном Харрингтоном, который построил такие туалеты в своём доме и во дворце королевы Елизаветы. Позднее английский водопроводчик по имени Томас Крэппер усовершенствовал это изобретение.
Промышленная революция и урбанизация представили технологию удаления экскрементов в виде труб и очистных установок, которые очищали сточные воды до уровня, позволявшего возвращать их в окружающую среду. Эта система работала в XX и XXI веках, но вместо того чтобы по-настоящему решить проблему, она подняло её до промышленного масштаба. Очистным установкам нужен постоянный приток воды, что не везде является возможным. Эти установки выделяют не все биогенные элементы из стоков, поэтому остатки фосфора и азота попадают в водоёмы и способствуют бурному росту водорослей.
По этим причинам Фонд Гейтса создал программу "Reinvent the Toilet Challenge", которая не ограничивалась лишь призывом к чистому удалению отходов. Туалеты будущего должны извлекать «полезные ресурсы» из отходов, а именно, энергию, биогенные элементы и чистую воду. Они должны работать автономно, без подключения к системе канализации и без доступа к воде, электричеству или водоочистным установкам, и подходить для бедных городских районов. И в то же время, они должны быть достаточно привлекательными для использования в более обеспеченных районах. И это последнее требование имело смысл: в мире, где все приборы с каждым днём становятся всё красивее, санитарные системы не должны от них отставать.
Матери-природе было намного легче убирать после 300 миллионов человек, которые жили на нашей планете 2000 лет назад, чем после 7 миллиардов человек, которые живут на ней сейчас, или после 9 миллиардов человек, которые будут жить на ней к 2050 году. И производимые нами отходы будут продолжать накапливаться.
Санитария является такой острой проблемой, что сейчас есть международная конференция по управлению фекальными стоками (или FSM), которая имеет своей целью очищение мира от производимых людьми фекалий. И для этого имеются веские основания – без организованной системы переработки отходов общество, в сущности, будет обречено жить в бедности и болезнях.
Например, открытая дефекация может быть опасной по нескольким причинам. Одна из них заключается в том, что это может делать небезопасными леса и поля, особенно в темноте и особенно для женщин и детей, в плане преступников и ядовитых змей. Но другая причина заключается в том, что это может представлять большую опасность для здоровья.
Когда фекальные массы попадают в питьевую воду, они распространяют холеру, дизентерию и даже полиомиелит. Вред для здоровья оказывается огромным. По данным ВОЗ за прошлый год, каждый год около 842000 человек умирают от плохой воды, санитарных условий и гигиены в странах с низким и средним доходом.
Американские центры по контролю и профилактике заболеваний дают ещё более высокие показатели детской смертности от диареи – 2195 детей в сутки – что больше смертности от ВИЧ/СПИДа, малярии и кори вместе взятых. Это также сказывается на системах здравоохранения и экономиках стран. По некоторым расчётам, если суммировать все затраты, связанные со здравоохранением, потерянными рабочими днями, отсутствием в школе и другими упущенными возможностями, то, в зависимости от страны, полученная цифра может колебаться в пределах от 1 до 4 процентов ВВП, а в некоторых случаях и больше. Плохие санитарные условия также сказываются на окружающей среде. Перегрузка отходами приводит к появлению насыщенных метаном рек без рыбы и вызывает отравление грунтовых вод фекальными бактериями, а также создаёт много других проблем.
В то же время строительство таких хранилищ отходов, как выгребные ямы, не приведёт к исчезновению самих отходов. Там, где много места, можно просто закопать одну выгребную яму и выкопать другую. Но если место является ограниченным, как в густонаселённом Антананариву, где несколько семей вынуждены пользоваться одной надворной уборной, кто-то должен убирать отходы. На Мадагаскаре это обычно делают мужчины с вёдрами. В Эфиопии этим также занимаются мужчины, которые поливают отходы керосином для маскировки запаха и сильно напиваются для притупления чувств перед тем, как спуститься в яму. Однако в Индии чисткой выгребных ям зачастую занимаются женщины низшей касты, далиты, которые вычерпывают фекалии плетёными корзинами, которые они носят на голове.
В стоках может жить невообразимое количество болезнетворных организмов: распространители гепатита A и B, холеры, кампилобактеры, переносчики дизентерии и сальмонеллы, а также глисты, которые даже не нужно переваривать, чтобы заболеть – их можно просто вдыхать. В то же время большинство людей, которые чистят выгребные ямы или заказывают чистку ям, после которой в их дворах остаются отходы, не имеют доступа к таблеткам против глистов, а у многих нет и прививок.
Но даже при наличии общественной санитарной системы фекальные стоки зачастую не обрабатываются по соответствующим стандартам перед их возвращением в окружающую среду. Например, в Даке, Бангладеш, приемлемо обрабатываются лишь 2% стоков.
В Антананариву стоки из домов со смывными туалетами, в конечном счёте, оказываются в городском озере. На расстоянии это озеро выглядит красиво. Молодые пары гуляют у воды и разговаривают по мобильным телефонам, но если подойти ближе, приходится зажимать нос из-за сильной вони.
Гиперлокальная переработка фекалий
Располагаясь на утёсе с видом на глинобитные дома и манговые деревья, предприятие Loowatt по переработке отходов занимает около 400 квадратных метров и состоит из ряда резервуаров, соединённых множеством труб. В центре этой системы находится биореактор, резервуар ёмкостью почти 30 кубических метров, который превращает фекалии, производимые 800 людьми, примерно в шесть тонн жидких удобрений в месяц, продаваемых фермерам. Три тонны продаются в виде жидких удобрений, а остальные три тонны превращаются в одну тонну компоста и 500 килограммов вермикомпоста – содержащего большое количество биогенных элементов удобрения, пропускаемого через земляных червей. Эта диверсификация удобрений помогает их продавать.
По сравнению с западными промышленными очистными станциями, это пилотное предприятие является крошечным, но отсутствие необходимости в воде значительно уменьшает объём стоков, которое оно должно перерабатывать. Оно также работает на других химических и биологических принципах.
В промышленных очистных системах вода составляет около 95% общей массы стоков. Эти стоки должны фильтроваться и очищаться с помощью химических веществ перед возвращением в окружающую среду. Затем перерабатываются оставшиеся твердые вещества. Но туалеты Loowatt производят намного меньше жидкости. Другое большое различие заключается в том, что Loowatt включает в процесс переработки пищевые остатки, что не делается на промышленных очистных станциях.
Кроме того, большинство промышленных очистных станций применяют аэробный процесс, прокачивая кислород через фекальные стоки, для поддержки бактерий, которые питаются ими. Эти бактерии выделяют диоксид углерода, парниковый газ. Loowatt вместо этого применяют анаэробное разложение, перерабатывая фекалии с помощью бактерий, которые не нуждаются в кислороде и выделяют метан или биогаз, который можно использовать в качестве источника энергии. Диоксид углерода также выделяется, но в меньших объёмах.
Как сбор, так и загрузка фекалий в биореактор, осуществляется вручную. Внутри одного помещения один работник загружает белые мешки в машину для извлечения фекалий, которая издаёт удивительно мало запаха. Снаружи, скрываясь в тени от палящего солнца, два работника грузят пищевые остатки, привезённые из местных ресторанов, в машину, которая похожа на огромную мясорубку. Она работает по такому же принципу, медленно превращая рис и кусочки овощей в неряшливую жижу, которая капает в ведро в виде тяжёлых серых комков.
Затем фекалии и жижа загружаются в стоящий перед биореактором резервуар и нагреваются там до 70°C для уничтожения болезнетворных микроорганизмов. В соответствии с требованиями Фонда Гейтса, в этом резервуаре используется вырабатываемая им самим энергия – горячая вода, используемая для нагревания, сама подогревается выделяемым системой биогазом. Затем пастеризованная масса перекачивается в биореактор. Он закрыт громадным надувным мешком для сбора выделяемого метана. По мере наполнения газом, мешок поднимается в воздух, как огромный воздушный шар. После заполнения газом мешок становится больше самого биореактора.
Для того чтобы ручной сбор фекалий работал, место переработки должно быть «гиперлокальным», то есть располагаться рядом с районом установки туалетов, что было нелёгким делом, так как пространство является настоящей проблемой в Антанариву. По словам Гардинер, самой сложной задачей была организация процесса ручного сбора фекалий, что является непривычным как на Востоке, так и на Западе.
Но наладив сбор фекалий для пилотного проекта из 100 туалетов, Loowatt готовится к расширению. Для того чтобы быть экономически устойчивым бизнесом, Loowatt нужно обслуживать около 5000 клиентов, что является целью компании на ближайшие два года. Однако Гардинер считает, что Loowatt сможет иметь в два раза больше клиентов к 2019 году.
Компания работает над введением таких туалетов в других странах – в Африке, Азии и Европе. Например, в Великобритании туалеты Loowatt уже используются во время фестивалей и мероприятий на открытом воздухе и приносят неплохую прибыль.
Пока фекалии из туалетов Loowatt в Великобритании доставляют на действующие промышленные очистные станции, а не в «гиперлокальные» перерабатывающие центры, как в столице Мадагаскара. Однако идея децентрализации переработки фекалий является не такой уж призрачной.
Точно так же, как мы поняли, что еду лучше производить и потреблять локально, мы сможем использовать наши системы переработки фекалий в качестве посредника при так называемом «перераспределении биогенных элементов на планете». Когда мы постоянно привозим в другие места кукурузу из Южной Америки, помидоры из Израиля и клубнику из Калифорнии, мы изменяем баланс биогенных элементов в тех экосистемах: поскольку мы не отвозим свои фекалии туда, откуда мы взяли продукты, мы обедняем почвы в одних местах и чересчур их обогащаем в других.
Хотя кажется маловероятным, что каждый западный туалет будет со временем снабжён биореактором или что на улицах Лондона, Парижа или Нью-Йорка мы увидим тележки для сбора фекалий, изменение является возможным. Возможно, в некоторых местах будет организован машинный сбор пищевых отходов и фекалий, которые будут доставляться на находящуюся поблизости анаэробную станцию, где из них будут получать компост для городских ферм.
Тенденция к изменению процесса переработки отходов наблюдается во всём мире, где университеты и стартапы работают над альтернативными подходами. Некоторые используют солнечную энергию для питания электрохимических реакций по разложению отходов. Некоторые превращают отходы в биоуголь, брикеты, которые можно сжигать в печах при приготовлении пищи. Другие сосредоточиваются на улучшении существующей системы смывных туалетов путём извлечения и очистки воды или возвращения её в туалет для повторных смываний. В некоторых из этих новых систем отдаётся предпочтение анаэробным процессам, в других системах используется кислород, но все они ищут альтернативы существующим промышленным решениям, которые не отражают нужды нынешнего века.
Специально для читателей моего блога Muz4in.Net - по статье с сайта mosaicscience.com - перевёл Сергей Мальцев
Copyright Muz4in.Net © - Данная новость принадлежит Muz4in.Net, и являются интеллектуальной собственностью блога, охраняется законом об авторском праве и не может быть использована где-либо без активной ссылки на источник. Подробнее читать - "об Авторстве"
Вам понравилась статья? Просто перейди по рекламе после статьи. Там ты найдешь то, что ты искал, а нам бонус...
|
|
Почитать ещё: