В целия свят почти три милиарда души нямат лукса на промивна тоалетна. Вместо това те разчитат на статични канализационни системи, като котлони за ями, за да се справят с отпадъците си. Тъй като те не са често свързани с канализация, те изискват ръчно изпразване и изхвърляне.
Лошото разбиране на свързаните рискове означава, че необработената утайка често се изхвърля в близките полета и реки. Въздействието на това може да бъде пагубно. Зародишите, открити във фекална утайка, причиняват заболявания като диария, което води до смъртта на повече от 750 000 деца под пет години всяка година.
И все пак се изчислява, че всеки долар, инвестиран в по-добра канализация, възвръща до 5, 50 щ.д. в социални и икономически ползи. Те идват чрез повишена производителност, намалени разходи за здравеопазване и предотвратяване на заболявания и ранна смърт.
Съществена част от подобряването на санитарните условия се състои в проучването и разработването на по-прости, по-ефективни начини за третиране на утайките на места, където няма канализация и централизирано пречистване на отпадни води.
Моите изследвания са част от партньорство с инженерната фирма Buro Happold (BH), която беше помолена от WaterAid Бангладеш да намери технология за обработка на утайки, която да е ефективна, практична и достъпна.
След като разгледа опциите, включващи добавки за биогаз и ями - продукти, използвани за опит за намаляване на обема на утайките - компанията избра за непланирано сушене. Те са прости в дизайна и използват разумното количество слънчева светлина в Бангладеш.
Ръчно изпразване (sswm.info) Сушилните лехи изсушават утайката чрез процесите на изпаряване и оттичане. Тъй като губи вода, температурата в утайката се повишава, което унищожава някои от микробите, които съдържа. След като се изсуши до подходяща консистенция за отстраняване, утайката се събира, за да позволи безопасно използване в селското стопанство като почвен балсам.
Моето изследване има за цел да разбера по-добре процеса на изсушаване на утайките в тези слоеве, за да се прецени времето, необходимо за неговото отстраняване, като се предотврати изхвърлянето на необработена утайка в околната среда.
Poo фабрика
За целта е необходимо да се направи утайка в лабораторията, която възпроизвежда химическите и физичните свойства на истинските неща възможно най-близо. Правейки това, можем да извършим безопасни, възпроизводими изпитвателни изпитвания, за да установим как истински утайки ще изсъхнат в тропически климат.
Сушилня (Celia Way Buro Happold 2013) Освен че е пълен с микроби, фекалната утайка е силно променлива по отношение на химичния и физическия си състав. Едно проучване, изследващо „изхода“ на група здрави мъже на еднаква възраст на контролирана диета в продължение на три седмици, открива забележими разлики в химичния състав на тяхното хранилище. Подобно изменение се засилва допълнително между различните страни, климата и диетите.
Основните химични компоненти на poo са мазнини, въглехидрати (фибри), азотни материали, минерали (главно калий, калций и фосфор) и микроорганизми. През 2006 г. учените разработиха симулант за човешко поо, за да тестват дизайна на система за събиране на отпадъци за превозно средство за проучване на екипажа на НАСА.
Използвайки известния химичен състав, изследователите на НАСА разработиха "рецепта", която се състои от целулоза за представяне на въглехидрати, мая за микроорганизмите, фъстъчено масло за мазнини и въглехидрати, плюс калиев хлорид, калциев фосфат и вода.
За съжаление, утайката, която се изсушава на сушилните легла в Бангладеш, е малко по-различна от прясното, тъй като е прекарала време или в яма, или в септична яма. Това означава, че лесно разграждащите се компоненти в пресни храни (въглехидрати, протеини и захари) се разграждат, оставяйки след себе си по-стабилни. Рецептата на НАСА за прясно ядене трябваше да бъде променена, за да може нашите експерименти да отчетат промените и да представят по-добре характеристиките на истинската фекална утайка.
Като част от фондацията на Бил и Мелинда Гейтс, Reinvent the Toilet Challenge през 2014 г., групата за изследвания на замърсяването в Южна Африка промени рецептата на НАСА. Те включваха хранителната добавка псилиева обвивка и мисо паста за фибри, отстранен калиев хлорид, добавен полиетилен гликол за подпомагане на задържането на вода, активна мая за представяне на бактерии и смяна на целулозата с памучни облицовки и нарязана тъкан.
Освен това променихме тази рецепта, за да заменим памучните облицовки с коноп, тъй като тя беше по-лесно достъпна. Активната мая беше заменена с бирена мая, тъй като е по-лесно да се закупува на едро.
Сега, когато имаме подходящ симулатор за фекална утайка, ние сме в състояние да проведем тестове върху сушилни слоеве, за да прогнозираме по-добре поведението на изсушаване на утайките в тропически климат. Това би могло да доведе до използването на такива легла в много по-голям мащаб, което означава, че вместо да бъде оставено опасно необработено, путето трябва да отиде някъде по-добре.
Тази статия първоначално е публикувана в The Conversation.
Наоми Диринг, следдипломна изследователка по санитария, Университет в Бат
