Na całym świecie prawie trzy miliardy ludzi nie mają luksusu spłukiwanej toalety. Zamiast tego polegają na statycznych systemach sanitarnych, takich jak latryny do pitów, aby radzić sobie z odpadami. Ponieważ nie są one często podłączone do kanalizacji, wymagają ręcznego opróżnienia i usunięcia.
Słabe zrozumienie związanych z tym zagrożeń oznacza, że nieoczyszczony osad jest często wyrzucany na pobliskie pola i rzeki. Wpływ tego może być katastrofalny. Zarazki znalezione w osadzie kałowym powodują choroby, takie jak biegunka, która powoduje śmierć ponad 750 000 dzieci poniżej piątego roku życia.
Szacuje się jednak, że każdy dolar zainwestowany w lepsze warunki sanitarne zwraca do 5, 50 USD w korzyściach społecznych i ekonomicznych. Wynikają one ze zwiększonej wydajności, obniżonych kosztów opieki zdrowotnej oraz zapobiegania chorobom i wczesnej śmierci.
Zasadnicza część poprawy warunków sanitarnych polega na badaniu i opracowywaniu prostszych, bardziej wydajnych sposobów oczyszczania osadu w miejscach, gdzie ścieki i scentralizowane oczyszczanie ścieków nie są dostępne.
Moje badania są częścią partnerstwa z firmą inżynierską Buro Happold (BH), która została poproszona przez WaterAid Bangladesz o znalezienie technologii oczyszczania osadu, która byłaby skuteczna, praktyczna i niedroga.
Po rozważeniu opcji obejmujących biogaz i dodatki do dołu - produkty stosowane w celu zmniejszenia objętości osadu - firma zdecydowała się na nieplanowane złoża suszące. Są proste w konstrukcji i wykorzystują rozsądną ilość słońca w Bangladeszu.
Ręczne opróżnianie (sswm.info) Warstwy suszące osuszają szlam poprzez procesy parowania i odwadniania. Gdy traci wodę, wzrasta temperatura w osadzie, zabijając niektóre z zawartych w nim zarazków. Po wysuszeniu do odpowiedniej konsystencji do usunięcia szlam jest kompostowany, aby umożliwić bezpieczne stosowanie w rolnictwie jako środek poprawiający glebę.
Moje badania mają na celu lepsze zrozumienie procesu suszenia osadu w tych złożach, aby oszacować czas niezbędny do bezpiecznego usunięcia, zapobiegając opróżnianiu nieoczyszczonego osadu do środowiska.
Fabryka Poo
Aby to zrobić, konieczne jest wytworzenie szlamu w laboratorium, który jak najwierniej odwzorowuje chemiczne i fizyczne właściwości prawdziwych rzeczy. W ten sposób możemy przeprowadzić bezpieczne, powtarzalne testy suszenia, aby ustalić, jak prawdziwy szlam wyschnie w klimacie tropikalnym.
Suszenie łóżka (Celia Way Buro Happold 2013) Oprócz tego, że jest pełen zarazków, osad kałowy jest bardzo zmienny pod względem składu chemicznego i fizycznego. W jednym badaniu dotyczącym „wydajności” grupy zdrowych mężczyzn w podobnym wieku na kontrolowanej diecie przez trzy tygodnie stwierdzono zauważalne różnice w składzie chemicznym ich kupy. Taka różnorodność jest dalej wzmacniana między różnymi krajami, klimatem i dietą.
Głównymi składnikami chemicznymi kupy są tłuszcze, węglowodany (błonnik), materiał azotowy, minerały (głównie potas, wapń i fosfor) i mikroorganizmy. W 2006 r. Naukowcy opracowali płyn symulujący ludzką kupę, aby przetestować projekt systemu zbierania odpadów dla pojazdu do eksploracji załogi dla NASA.
Korzystając ze znanego składu chemicznego, naukowcy z NASA opracowali „przepis”, który składał się z celulozy do przedstawienia węglowodanów, drożdży dla mikroorganizmów, oleju arachidowego do tłuszczów i węglowodanów, a także chlorku potasu, fosforanu wapnia i wody.
Niestety szlam suszony na suszących się łóżkach w Bangladeszu różni się nieco od świeżego kupy, ponieważ spędził czas albo w studni, albo w szambie. Oznacza to, że łatwo rozkładające się składniki w świeżym kupie (węglowodany, białka i cukry) są rozkładane, pozostawiając bardziej stabilne. Przepis NASA na świeżą kupę musiał zostać zmieniony, aby nasze eksperymenty uwzględniały zmiany i lepiej reprezentowały cechy prawdziwego osadu kałowego.
W ramach Reinvent the Toilet Challenge Fundacji Billa i Melindy Gatesów w 2014 r. Grupa zajmująca się badaniem zanieczyszczeń w Afryce Południowej zmieniła przepis NASA. Obejmowały one suplement diety łuskę psyllium i pastę miso na błonnik, usunięto chlorek potasu, dodano glikol polietylenowy, aby pomóc w zatrzymywaniu wody, aktywne drożdże reprezentujące bakterie i zmieniono celulozę na bawełniane włókna i strzępy tkanek.
Następnie zmieniliśmy ten przepis, aby zastąpić bawełniane włókna kłaczkami konopiami, ponieważ były one łatwiej dostępne. Drożdże aktywne zastąpiono drożdżami piwowarskimi, ponieważ łatwiej je kupować luzem.
Teraz, gdy mamy odpowiedni płyn symulujący szlam kałowy, jesteśmy w stanie przeprowadzić testy suszących złóż, aby lepiej przewidzieć zachowanie osadu szlamowego w klimacie tropikalnym. Może to prowadzić do korzystania z takich łóżek na znacznie większą skalę, co oznacza, że zamiast pozostać niebezpiecznie nieleczonym, kupa ma gdzieś lepszą drogę.
Ten artykuł został pierwotnie opublikowany w The Conversation.
Naomi Deering, podyplomowa badaczka ds. Higieny, University of Bath
