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在非洲國家盧旺達(dá)基加利市（Kigali）的郊區(qū)，裝滿人類排泄物的化糞車正在橙色的土路上蹣跚而行，直到來到其最終目的地——Nduba垃圾掩埋場。幾年前，這些卡車還會(huì)把糞便等污物灑進(jìn)巨大的露天礦場中。但自2015年以來，身著綠色連體衣的工人們開始在成排的棚屋和塑料屋頂?shù)臏厥彝庥铀鼈?，?zhǔn)備將糞便處理成干燥的粉末狀燃料。
圖1：污水處理廠
這種處理設(shè)施被稱為Pivot，它的創(chuàng)始人是衛(wèi)生工程師阿什利·姆斯普拉特（Ashley Muspratt），他在加納、肯尼亞以及盧旺達(dá)生活了7年多，去年才回到美國。姆斯普拉特堅(jiān)持認(rèn)為，Pivot并非是簡單的下水道糞泥處理廠，而是一家企業(yè)，其產(chǎn)品可為當(dāng)?shù)厮鄰S和磚廠提供動(dòng)力。姆斯普拉特表示:“我把Pivot稱為衛(wèi)生公司和可再生燃料公司，我們的模式就是建立工廠和推出產(chǎn)品。”姆斯普拉特是許多試圖解決公共衛(wèi)生領(lǐng)域最大挑戰(zhàn)之一的企業(yè)家中的一員，希望從處理人類廢物中獲利。
世界衛(wèi)生組織和聯(lián)合國兒童基金會(huì)今年7月發(fā)布報(bào)告稱，世界上有28億人（占全球人口的38%）沒有下水道可用，只能將排泄物儲(chǔ)存在戶外或坑洞里。這種處理方式不僅需要經(jīng)常清理，很多時(shí)候清理起來甚至非常危險(xiǎn)。據(jù)估計(jì)，到2030年，使用坑洞的人數(shù)將增加到50億，同時(shí)國際社會(huì)對水和環(huán)境衛(wèi)生的援助預(yù)計(jì)也會(huì)減少。荷蘭聯(lián)合國教科文組織國際水教育學(xué)院(IHE Institute for Water Education)的環(huán)境工程師克萊爾·弗?。–laire Furlong）說，諸如“千年發(fā)展目標(biāo)”中許多引人注目的舉措，如推廣“平蹲式馬桶或腳踏式馬桶”都很好。但是當(dāng)那些廁所都被填滿后，我們還能怎么做?”
姆斯普拉特和其他人正在尋找答案。利用下水道糞泥制造肥料或燃料是最常見的方法，但研究人員和企業(yè)家們也正在探索其他用途。有人建議利用糞泥在干化床上種植作物，或者在人工池塘中培育鯰魚。其他人則提議將糞泥進(jìn)行干燥處理，并將其與水泥和磚塊等建筑材料結(jié)合起來使用。除此之外，許多公司還在研究下水道糞泥中的某些脂肪酸是否能成為生物塑料和工業(yè)化學(xué)品的重要原材料。而以糞便為食的幼蟲正被用于生產(chǎn)工業(yè)用途的油料，將來它們還可以用作動(dòng)物飼料。
比爾和梅林達(dá)·蓋茨基金會(huì)下屬水、環(huán)境衛(wèi)生和個(gè)人衛(wèi)生項(xiàng)目負(fù)責(zé)人杜拉耶·科內(nèi)(Doulaye Kone)說，這些方法反映出人們開始重新思考如何處理下水道的糞泥，從一開始就要考慮到最終產(chǎn)品，而不僅僅是公共衛(wèi)生。衛(wèi)生設(shè)施的經(jīng)濟(jì)模式也在發(fā)生改變，從完全的公共服務(wù)變成私企的一部分，這些私企正從糞便中發(fā)現(xiàn)更大價(jià)值?？苾?nèi)還稱，在舊模式下，人們沒有機(jī)會(huì)出售任何東西，政府還要為此支付處理成本。而當(dāng)預(yù)算枯竭的時(shí)候，所有人都會(huì)陷入麻煩中。因此，發(fā)展中國家的許多處理廠現(xiàn)在都被遺棄。
弗隆警告說，資金短缺并不是“廢物變資源”項(xiàng)目難以成功的唯一原因。許多有前途的項(xiàng)目都遇到了阻力，因?yàn)樗鼈儧]能解決文化問題，這些因素可能會(huì)影響人們的購買意愿，無論是來自廁所的用戶還是國家的政客。這可能包括人們對人類排泄物的消極態(tài)度，或者是不愿意使用新的廁所技術(shù)來獲取可用的廢物。姆斯普拉特和其他人則在處理已經(jīng)存在于坑洞中的垃圾，他表示：“對我來說，這背后的驅(qū)動(dòng)力是試圖找到一種方式，讓非洲大陸上再也沒有白象（White elephant，即無用的垃圾）。”
有些人不需要說服就了解下水道糞泥的好處。在加納，許多缺乏肥料的農(nóng)民要求化糞車司機(jī)將他們的貨物傾倒在自己的田地里，他們則使用傳統(tǒng)方法制作堆肥，并將其推廣到粟田和玉米田中。但是，這種增加作物營養(yǎng)的方法可能給食用和照料它們的人帶來更大風(fēng)險(xiǎn)，因?yàn)檫@些排泄物都未經(jīng)過安全處理，會(huì)增加感染傷寒、霍亂、蛔蟲和其他可能引起腹瀉的病原體的機(jī)會(huì)，甚至?xí)?dǎo)致貧血和營養(yǎng)不良。在幼兒中，重復(fù)接觸也會(huì)影響身體和認(rèn)知發(fā)育。
即使這些農(nóng)民沒有在糧食作物上使用下水道糞泥，其本身攜帶的疾病仍然是個(gè)嚴(yán)重問題。在加納，只有不到5%的人有下水道可用，而且?guī)缀鯖]有污泥處理設(shè)施，大部分垃圾最終都被扔進(jìn)了溝渠或海中。
圖2：全球23億人缺少處理排泄物的基本安全衛(wèi)生措施，8.92億人只能露天解決大小便問題
從技術(shù)上說，將下水道糞泥轉(zhuǎn)化為肥料并沒有太大問題，但由于市場價(jià)格低廉，從業(yè)者很難從中獲利。在世界上的許多污水處理廠，處理下水道污泥過程中經(jīng)常會(huì)獲得固體或半固體材料，它們被稱為生物固體（biosolids））為了降低處理成本，這些處理廠常常選擇將生物固體扔掉了事。然而，在加納首都阿克拉東部的城市Tema，一家新工廠剛剛出售了它的第一批50公斤重袋裝肥料。國際水資源管理研究所(IWMI)的商業(yè)經(jīng)濟(jì)學(xué)家索羅米·格布列茲加布希爾（Solomie Gebrezgabher）說，這項(xiàng)業(yè)務(wù)應(yīng)該在三年內(nèi)實(shí)現(xiàn)盈利。
Tema工廠在處理糞泥的同時(shí)，也會(huì)形成堆肥。在加納炙熱太陽的幫助下，工廠消耗的能源要比使用干燥和加熱設(shè)備的方法少得多。但它需要大量的空間和時(shí)間，而且氣味更難聞。在最初的10天里，來自私人住宅和公共廁所的下水道糞泥需要在填滿了沙子的床上晾干，這使得水分可以排出并蒸發(fā)掉。然后它與木屑或食物殘?jiān)旌掀饋?，并被轉(zhuǎn)移到有蓋的棚子里。由于里面含有自然產(chǎn)生的微生物，工人們會(huì)定期地翻動(dòng)，糞泥會(huì)在兩個(gè)月的時(shí)間里分解。在這個(gè)過程中，它變得非常熱，足以摧毀病原體。冷卻后，就變成了成品肥料。
格布列茲加布希爾說，這種廉價(jià)的加工過程非常適合加納的條件。她解釋說：“不一定非要使用高科技。”這個(gè)團(tuán)隊(duì)使用笨重的土壤添加劑，幫助改善貧瘠土壤的物理品質(zhì)，比如其能保持水的能力，但并不能顯著增加營養(yǎng)的供給。當(dāng)格布列茲加布希爾與農(nóng)民交談時(shí)，許多人對此都不感興趣。因此，她和同事們將糞泥中混合硫酸銨或尿素，添加更多的營養(yǎng)物質(zhì)，并將其壓縮成容易管理的小球。對于那些對使用由糞泥制成的產(chǎn)品感到惡心的農(nóng)民來說，這個(gè)團(tuán)隊(duì)得到了政府的安全認(rèn)證，為此農(nóng)民們也變得熱心起來。格布列茲加布希爾說:“他們對此感到非常興奮，因?yàn)樗鼡碛兴兴麄冋趯ふ业臇|西?！?/p>
另一項(xiàng)刺激措施是，政府將這種產(chǎn)品稱為“強(qiáng)化肥料”，為其提供肥料補(bǔ)貼。在產(chǎn)品和潛在買家的幫助下，IWMI團(tuán)隊(duì)正與當(dāng)?shù)卣约懊麨镴ekora Ventures的私營垃圾管理公司合作。該工廠于今年4月正式投入使用，每年將從約6.5萬至10萬人的排泄物中提煉出500噸化肥，所得利潤由該公司與當(dāng)?shù)睾献骰锇榘幢壤峙洹８癫剂衅澕硬枷栒f，這個(gè)想法是利用資金來改善環(huán)境衛(wèi)生。她正在與IMWI團(tuán)隊(duì)在其他地區(qū)合作，以復(fù)制這種模式，他們首先從斯里蘭卡開始。格布列茲加布希爾表示:“通過不那么復(fù)雜的技術(shù)，這種商業(yè)模式可以在發(fā)展中國家進(jìn)行重新設(shè)計(jì)，這在商業(yè)上是可行的。”
下水道糞泥中也含有能量。加拿大漢密頓的聯(lián)合國大學(xué)2015年發(fā)布報(bào)告稱，如果每年產(chǎn)生的人類糞便都轉(zhuǎn)化為沼氣，足可為超過1.38億個(gè)家庭提供電力。剩下的泥漿還可以被制作成類似木炭的燃料，供13萬戶家庭使用。在Pivot工廠，工人們制造了一種固體燃料。通過微孔篩網(wǎng)，他們把糞泥中的大部分水析出，然后鋪在溫室里曬干。最后，他們還會(huì)在干燥的紙板上用熱烘燥機(jī)進(jìn)一步脫水和消毒。姆斯普拉特表示，最終的結(jié)果是產(chǎn)生粉末或顆粒狀物質(zhì)。與其他生物燃料（如鋸末或咖啡外殼）相比，這種糞便燃料的能量高20%。
Pivot公司將其燃料賣給水泥廠和制磚公司，這些公司的熔爐和窯爐對Pivot制造的燃料產(chǎn)生持續(xù)性需求。此外，Pivot的主要客戶還有國際公司，他們認(rèn)為下水道糞泥是可再生能源，可以代替煤。在運(yùn)營成本上，Pivot即將實(shí)現(xiàn)收支平衡，盡管它仍部分依賴于外界的支持。Pivot在垃圾填埋場的地皮是市政府捐贈(zèng)的，基礎(chǔ)設(shè)施也是用捐贈(zèng)款興建的。瑞士聯(lián)邦水科學(xué)與技術(shù)研究所環(huán)境工程師琳達(dá)·斯特朗德（Linda Strande）說，預(yù)計(jì)從下水道糞泥中獲得巨額利潤是不現(xiàn)實(shí)的。
斯特朗德解釋說，大多數(shù)項(xiàng)目預(yù)計(jì)每年能收回運(yùn)營成本的10%到20%。這已經(jīng)很不錯(cuò)，因?yàn)橹辽偎麄冑嵙隋X，并證明把下水道糞泥重新變成更有價(jià)值的東西可行。具有諷刺意味的是，Pivot面臨的最大障礙是如何獲得足夠的糞泥。從理論上講，像基加利這樣至少有100萬人口的城市，應(yīng)該能夠滿足原料需求，但沒有人將這些污泥從非正式的定居點(diǎn)送到處理廠。這里生活的2/3人口是非正式的工人，他們只能手動(dòng)將坑洞中的排泄物鏟出來，并把里面的東西倒進(jìn)附近的溝渠或水道里。
因此，Pivot啟動(dòng)了一個(gè)副項(xiàng)目，為定居點(diǎn)提供安全的抽水服務(wù)。事實(shí)證明，此舉非常受歡迎，但許多坑洞存在漏水情況。姆斯普拉特說，“我們從坑洞中獲取的糞泥數(shù)量相對有限，所以這與我們預(yù)想的目標(biāo)存在差距?！盤ivot計(jì)劃開始研磨其他種類的可燃廢物，以與糞便燃料混合。與IWMI一樣，Pivot公司也打算在整個(gè)非洲和印度進(jìn)行擴(kuò)張。由于當(dāng)?shù)卣扇「嗯e措，數(shù)以百萬計(jì)以前露天排便的人正在修建茅廁。姆斯普拉達(dá)說:“我們的最終任務(wù)是成為市場上最便宜的城市糞泥處理者?！?/p>
2000年霍亂爆發(fā)后，包括南非德班在內(nèi)的eThekwini Municipality在郊區(qū)安裝了超過85000個(gè)糞尿分集干式廁所。使用這種廁所時(shí)，尿液會(huì)滲入地下，剩下的固體物質(zhì)則被當(dāng)?shù)卣笞粞诼衿饋?。但是，掩埋固體排泄物日益成為老年人的負(fù)擔(dān)，而人口密度增加意味著掩埋的土地越來越少。即使糞便在地下分解時(shí)，病原體存活的時(shí)間依然比預(yù)期的長得多。
泰迪·甘登（Teddy Gounden）和他在水和衛(wèi)生部門的同事們想要開始收集這類垃圾。他想：“但是我們該怎么做呢？”這種固態(tài)物質(zhì)比下水道中的生物固體更難處理，它會(huì)把城市污水處理廠的管道都粘起來。由于缺乏尿液，它也沒有足夠的營養(yǎng)用來制作堆肥。此外，在處理廠處理它們成本十分高昂。
然后甘登和同事們聽說，特定的飛行物種可以利用它們制造出比堆肥更有價(jià)值的產(chǎn)品。蒼蠅通常會(huì)危及人類健康，因?yàn)樗鼈円匀祟惣S便和食物為食，在它們來回穿梭時(shí)會(huì)傳播病原體。但是，來自熱帶氣候的黑水虻(Hermetia illucens)與眾不同：它在幼蟲階段會(huì)貪婪地進(jìn)食，當(dāng)它停留在某個(gè)狀態(tài)而還未成年時(shí)，其對人類造成的健康威脅也會(huì)大大降低。
這種蒼蠅被總部位于開普敦的公司AgriProtein用于處理食品廢物，它還建立了工廠以利用黑水虻的特殊習(xí)性。該公司在籠子里飼養(yǎng)蒼蠅，并在育嬰室里孵卵，然后把幼蟲轉(zhuǎn)移到食物殘?jiān)?，在那里它們可以吃飽喝足。在孵化兩周后，幼蟲自然會(huì)從排泄物中遷移到蛹中，使它們和剩下的堆肥都很容易被單獨(dú)處理。這些工廠會(huì)讓幼蟲脫水，以生產(chǎn)動(dòng)物飼料或提取脂肪油。這些油有多種用途，可被用于制造化妝品和生物柴油等。剩下的有機(jī)物質(zhì)變成了一種土壤調(diào)節(jié)器。去年，AgriProtein開辦了首家工業(yè)規(guī)模的工廠，并計(jì)劃在全球范圍內(nèi)進(jìn)行擴(kuò)張。
隨著食品垃圾處理工作的順利進(jìn)行，AgriProtein啟動(dòng)了名為BioCycle的更復(fù)雜資源物質(zhì)-人類廢物項(xiàng)目。該公司的聯(lián)合創(chuàng)始人兼董事大衛(wèi)·威爾科·德魯（David Wilco Drew）說，這些幼蟲對待新食物的態(tài)度與腐化食物差不多。與eThekwini Municipality合作，并得到比爾和梅林達(dá)·蓋茨基金會(huì)的支持，AgriProtein在2016年年底在德班開放試點(diǎn)工廠。
在意識(shí)到與糞泥有關(guān)的健康風(fēng)險(xiǎn)后，BioCycle已對食物-廢物項(xiàng)目進(jìn)行了調(diào)整，它對病原體和重金屬加強(qiáng)測試。此外，該工廠不生產(chǎn)農(nóng)產(chǎn)品，而是利用幼蟲制作油料，剩下的有機(jī)物變成固體磚塊，兩者都可被用作燃料。從今年7月下旬開始，糞尿分集干式廁所開始安裝。在滿負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，該工廠每天將可接收到40噸原材料，然后再將其與食物廢料混合起來。德魯說:“這是最接近民眾的垃圾昆蟲處理設(shè)施?！?/p>
通過進(jìn)一步的研究，黑水虻將可以在城市下水道系統(tǒng)中直接處理糞泥。甘登說:“這種方法有很大的潛力。”其他國家政府基本上都在等著觀看結(jié)果。為了讓各地的市政當(dāng)局更容易加入利用糞泥的行列，斯特朗德的團(tuán)隊(duì)已經(jīng)開發(fā)了一份小冊子和在線課程，幫助當(dāng)?shù)氐墓こ處熢O(shè)計(jì)出能夠生產(chǎn)可銷售產(chǎn)品的系統(tǒng)。
為了更好地理解這些系統(tǒng)，由德班夸祖魯-納塔爾大學(xué)研究人員領(lǐng)導(dǎo)的國際研究小組正在開發(fā)一種標(biāo)準(zhǔn)方法和程序，用于描述諸如濕度、垃圾和病原體含量、營養(yǎng)和熱量等方面的糞泥特性。德魯表示，每個(gè)人都避免不了吃喝拉撒，他夢想著世界上的每個(gè)公民都能為他們的供應(yīng)鏈做出貢獻(xiàn)。（小?。?/p>
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