Распределённая санитария
Канализацию даже технически можно построить далеко не везде, не говоря уже о множестве мест, где она отсутствует по финансово-экономическим причинам. Но санитария необходима всем.
Девятнадцатого ноября 2019 года (во Всемирный день туалета) Организация объединённых наций сообщила, что свыше четырёх миллиардов человек во всём мире лишены элементарных санитарно-гигиенических условий для отправления естественных надобностей. ООН стремится покончить с «туалетным неравенством» - соответствующая задача поставлена в рамках сформулированных организацией «Целей устойчивого развития до 2030 года» (цель 6-я - обеспечить всем людям доступ к чистой воде и адекватную санитарию). Различным аспектам водоснабжения и санитарии посвящено порядка тридцати программ, реализуемых под эгидой ООН. В работе участвуют и другие международные организации (прежде всего, конечно, ВОЗ и ЮНИСЕФ), а также национальные правительства и частные фонды.
Туалет XXI века
Один из них - фонд Билла и Мелинды Гейтс, который в течение нескольких лет проводил программу «Вода, санитария и гигиена». В её рамках состоялся конкурс технологических проектов «Изобретение заново туалета», к участию в котором допускались решения, во-первых, автономные (не требующие для работы ни водопровода, ни канализации, ни электросети), а во-вторых, дешёвые (со стоимостью эксплуатации менее пяти американских центов на человека в день). Назовём три разработки - все они американские, хотя в проектировании участвовали инженеры и из других стран, а внедряются решения по преимуществу за пределами США, где они нужнее.
Система Biogenic Refinery («завод по перегонке биогенного продукта») американской компании Biomass Controls PBC была впервые показана на выставке «Изобретение заново туалета» в Нью-Дели в 2014 году, а в 2018-м в Пекине разработчики показали новый прототип: он позволяет генерировать электричество из выделяющейся в ходе переработки тепловой энергии и производить биоуголь. Первый вариант Biogenic Refinery развернут в Кивалине на Аляске и в индийских городах Ваи, Варангале и Нарсапуре, второй - на одной из молочных ферм в Китае (где система перерабатывает коровий навоз).
производит электроэнергию и чистую воду
В установке компании Sedron Technologies можно сжигать фекалии, получая на выходе чистую воду и электроэнергию. Разработчики реализовали самоподдерживающийся биоэнергетический процесс. Фекалии термически высушиваются (выпариваются), водяной пар собирается и конденсируется, а сухая масса полностью сжигается в топке бойлера. Горячие газы используются для генерации электроэнергии, которая частично расходуется в самой установке - на осмотическую доочистку воды (так что в результате она становится пригодной для питья) и на питание вспомогательных насосов, вентиляторов и моторов. Пилотная версия установки Sedron, способная переработать отходы жизнедеятельности сотни тысяч человек, с 2015 года действует в столице Сенегала Дакаре.
Ученые из Университета Дьюка (штат Северная Каролина) разработали и тестируют компактную (она помещается в стандартный двадцатифутовый контейнер) установку, позволяющую перерабатывать фекалии примерно тысячи человек методом так называемого сверхкритического водного окисления. В действительности так можно окислять любую ненужную органику - и фекалии, и пищевые отходы, и твёрдый мусор, такой как бумага или пластик. Процесс происходит при температуре и давлении выше критической точки воды (374 °C, 218 атм), так что любые органические вещества полностью разлагаются с образованием только углекислого газа и воды - частью дистиллированной, частью содержащей в растворённом виде минеральные вещества - её можно использовать для подкормки растений. Процесс идёт за счёт энергии окисления, внешние источники энергии не нужны. Из тонны отходов получается более девятисот литров воды. Внедрений пока нет, планируется, что ими будет заниматься созданная сотрудниками университета стартап-компания 374Water.
Не Гейтсом единым
Компостирование - очень неплохой способ распорядиться фекалиями: патогенные бактерии погибают, и получается ценное сельскохозяйственное удобрение. Такую обработку можно применять в крупных масштабах - именно этим с 2006 года в Республике Гаити занимается некоммерческая организация SOIL Haiti. (Аббревиатура SOIL расшифровывается как Sustainable Organic Integrated Livelihoods - возобновляемые органические интегрированные средства к существованию.) Организация использует собственную технологию управляемого компостирования на базе термофильных микроорганизмов (увы, для нашего климата эта технология подходит плохо), которая обеспечивает процесс, превосходящий стандарты ВОЗ для переработки отходов жизнедеятельности людей. Готовый компост перед продажей в обязательном порядке проверяется в лаборатории.
В 2010 году, после землетрясения, оставившего без крова около полутора миллионов человек, SOIL быстро развернула на острове сеть пунктов компостирования для переработки фекалий из туалетов во временных лагерях для жертв землетрясения. За три года существования лагерей пункты компостирования переработали в общей сложности порядка 500 тысяч галлонов фекальных отходов; в результате было получено и продано для использования в сельском хозяйстве и лесоводстве более 10 тысяч галлонов компоста. Жителям двух городов - Кап-Аитьена и Порт-о-Пренса - SOIL за сумму около четырёх долларов в месяц предлагает обслуживание туалетов со сменными контейнерами: раз в неделю представитель службы привозит свежие контейнеры и забирает заполнившиеся, которые отправляются в пункт компостирования.
Интересная идея устройства канализации для частного дома - правда, опять-таки в жарком климате - изложена на портале Engineering for Change. Предлагается напрямую закачивать отходы жизнедеятельности в «эвапотранспирационную ячейку» - изолированную (чтобы обезопасить грунтовые воды) в земле анаэробную камеру, окружённую пористым субстратом, поверх которого в грунт высажены растения. Корни растений будут извлекать из фекалий питательные вещества и вытягивать влагу (которая параллельно будет испаряться - это и есть эвапотранспирация), так что ячейка сможет прослужить лет двадцать. Приводится описание процесса постройки с иллюстрациями. Но понятно, что эта система подходит только для регионов с круглогодичной вегетацией растений; желательно посадить в ячейке широколиственное влаголюбивое дерево, идеальным вариантом авторы считают банановое.
питательные вещества и вытягивать влагу
Впрочем, и для средней полосы, если поискать, эффективные решения наверняка найдутся.
Читайте другие наши материалы
