Введение

Туалет, который перерабатывает человеческие экскременты посредством биологического процесса, называемого компостированием.

Термин "компостирующий туалет" используется довольно свободно, и его значение варьируется в зависимости от страны. Например, в Германии и скандинавских странах компостирование всегда относится к преимущественно аэробному процессу. Это аэробное компостирование может происходить с повышением температуры вследствие воздействия микробов или без повышения температуры в случае медленного компостирования или холодного компостирования. Если используются земляные черви (вермикомпостирование), то также не происходит повышения температуры. Компостирующие туалеты отличаются от выгребных ям и arborloos, которые используют менее контролируемый процесс разложения и могут не защитить подземные воды от загрязнения питательными веществами или патогенными микроорганизмами, а также не обеспечить оптимальную переработку питательных веществ. Они также отличаются от сухих туалетов с разделением мочи (UDDT), где снижение количества патогенов достигается путем обезвоживания (также известного как "десикация") и где отсек для сбора фекалий поддерживается максимально сухим. Компостирующие туалеты рассчитаны на поддержание определенного уровня влажности в компостирующей камере. Компостирующие туалеты могут использоваться для реализации подхода экологической санитарии с целью восстановления ресурсов, и некоторые люди называют свои конструкции компостирующих туалетов "экосанитарными туалетами" по этой причине. Однако это не рекомендуется, поскольку два термина (то есть компостирование и экосанитария) не являются идентичными. Компостирующие туалеты также называют "туалетами с опилками", что может быть уместно, если количество аэробного компостирования, происходящего в контейнере туалета, очень ограничено. "Clivus multrum" – это тип компостирующего туалета, который имеет большую компостирующую камеру под сиденьем и также принимает непереваренные органические материалы для увеличения соотношения углерода к азоту. Альтернативные конструкции с меньшими компостирующими камерами называются "автономными компостирующими туалетами", поскольку компостирующая камера является частью самого туалетного модуля.

Приложения

Компостирующие туалеты могут быть подходящим решением для районов, таких как сельская местность или парк, где отсутствует надлежащее водоснабжение, канализация и очистные сооружения. Они также могут повысить устойчивость существующих санитарных систем к возможным стихийным бедствиям, таким как изменение климата, землетрясения или цунами. Компостирующие туалеты могут сократить или даже устранить необходимость в септической системе, снижая тем самым воздействие на окружающую среду (особенно при использовании совместно с системой очистки серых стоков на месте). Эти типы туалетов позволяют восстанавливать ресурсы, повторно используя обеззараженные фекалии и мочу в качестве удобрения и улучшителя почвы для садоводства или декоративных целей.

Компоненты и использование

Компостирующий туалет состоит из двух элементов: места для сидения или приседания и блока сбора/компостирования. Блок компостирования состоит из четырех основных частей:

Компостирующие туалеты значительно уменьшают объемы человеческих отходов благодаря психофильному, термофильному или мезофильному компостированию. Поддержание компостирующей камеры в изолированном и теплом состоянии защищает процесс компостирования от замедления из-за низких температур.

Запах газов

В процессе компостирования, происходящем в компостирующих туалетах, могут выделяться следующие газы: сероводород (H2S), аммиак, закись азота (N2O) и летучие органические соединения (ЛОС). Эти газы потенциально могут вызывать жалобы на неприятные запахи. Некоторое количество метана также может присутствовать, но он не имеет запаха.

Удаление патогенов

Компост, полученный из отходов, перерабатывает фекальные питательные вещества, но может переносить и распространять патогены, если процесс повторного использования отходов не осуществляется должным образом. Скорость уничтожения патогенов в компостирующих туалетах обычно низкая, особенно в отношении яиц гельминтов (например, рода Ascaris). Для уничтожения яиц гельминтов, наиболее устойчивых из всех патогенов, требуются высокие температуры или длительное время компостирования. Инфекции гельминтами распространены во многих развивающихся странах. При термофильном компостировании бактерии, процветающие при высоких температурах, окисляют (разлагают) отходы на составляющие, часть из которых потребляется в процессе, уменьшая объем и уничтожая потенциальные патогены. Для уничтожения патогенов термофильное компостирование должно достаточно нагревать компостную кучу, либо должно пройти достаточно времени (1–2 года) с момента добавления свежего материала, чтобы биологическая активность оказала аналогичный эффект по удалению патогенов. Согласно одному из руководств, уровни патогенов снижаются до безопасного уровня при термофильном компостировании при температуре 55 °C в течение не менее двух недель или при 60 °C в течение одной недели. Вариации включают количество компостных камер, съемные камеры, разделение мочи и активное перемешивание/аэрацию. Медленно компостируемые туалеты используют пассивный подход. Типичные области применения – умеренное и часто сезонное использование, например, в удаленных пешеходных маршрутах. Обычно они спроектированы таким образом, чтобы отложенные материалы можно было изолировать от рабочей части. Туалет также может быть закрыт для дальнейшего мезофильного компостирования. Медленно компостируемые туалеты полагаются на длительное время удержания для снижения количества патогенов и разложения отходов, или на сочетание времени и/или добавления красных калифорнийских червей для вермикомпостирования. Червей можно добавлять для ускорения компостирования. В некоторых штатах США этих червей считают инвазивными видами.

Другое

Некоторые установки используют контейнеры с возможностью перемещения, оснащенные аэраторами, а другие – резервуары с наклонным дном.

Содержание

Для обеспечения надлежащей работы, включая предотвращение неприятных запахов, необходимо регулярное техническое обслуживание. Техническое обслуживание включает в себя: очистку, обслуживание технических компонентов, таких как вентиляторы, а также удаление компоста, фильтрата и мочи. Удаление мочи требуется только для компостирующих туалетов с системой раздельного сбора мочи. После завершения процесса компостирования (или до его завершения) компост необходимо извлечь из устройства. Частота извлечения зависит от размера контейнера, интенсивности использования и условий компостирования, таких как температура. Компост, полученный в этих туалетах, по сути, может использоваться так же, как компост, полученный из других органических отходов, например, из осадка сточных вод или муниципальных органических отходов. Однако пользователи компоста, полученного из отходов, должны учитывать риск содержания патогенных микроорганизмов.

Фармацевтические остатки

Компост, полученный из отходов, может содержать рецептурные лекарственные препараты. Остатки этих веществ также обнаруживаются в сточных водах после обычной очистки. Это может привести к загрязнению грунтовых вод. Среди медикаментов, обнаруженных в грунтовых водах в последние годы, – антибиотики, антидепрессанты, антикоагулянты, ингибиторы АПФ, блокаторы кальциевых каналов, дигоксин, эстроген, прогестерон, тестостерон, ибупрофен, кофеин, карбамазепин, фибраты и препараты для снижения уровня холестерина. От 30% до 95% принимаемых человеком лекарственных препаратов выводятся из организма. Лекарства, являющиеся липофильными (растворимыми в жирах), с большей вероятностью могут проникать в грунтовые воды путем выщелачивания из фекальных отходов. Очистные сооружения в среднем удаляют 60% этих препаратов. Данные о проценте лекарственных препаратов, разлагающихся в процессе компостирования отходов, пока не опубликованы.

История

В конце XIX века в развитых странах некоторые изобретатели, ученые и специалисты в области общественного здравоохранения поддерживали использование "сухих земляных клозетов" – типа сухого туалета, схожего с компостирующими туалетами, хотя емкость для сбора отходов жизнедеятельности человека не предназначалась для компостирования.

Международная организация по стандартизации (ISO)

В 2016 году Международная организация по стандартизации (ISO) опубликовала стандарт "Деятельность, связанная с питьевой водой и услугами по водоотведению — Руководство по управлению базовыми локальными системами очистки бытовых сточных вод". Стандарт предназначен для использования совместно с ISO 24511. Он охватывает туалеты (включая компостирующие туалеты) и отходы от туалетов. Руководство применимо к базовым системам очистки сточных вод и включает в себя весь цикл управления бытовыми сточными водами, включая планирование, эксплуатационные характеристики, эксплуатацию и техническое обслуживание, удаление, повторное использование и вопросы здоровья.

Международная ассоциация чиновников-сантехников и механиков

Международная ассоциация специалистов по водопроводу и механическому оборудованию (IAPMO) представляет собой систему кодексов в области водоснабжения и отопления, принятую во многих развитых странах. Недавно она предложила дополнение к своему "Дополнению к кодексу о зеленой сантехнике и механическом оборудовании", которое "определяет критерии производительности для компостирующих туалетов, изготовленных на месте, с разделением мочи и без него, а также для промышленных компостирующих туалетов". В случае принятия, этот кодекс для компостирующих туалетов с разделением мочи (первый в своем роде в Соединенных Штатах) будет включен в издание "Зеленого дополнения к Унифицированному кодексу водоснабжения" за 2015 год.

Соединенные Штаты

В США не существует общепринятых стандартов производительности для компостирующих туалетов. В семи юрисдикциях Северной Америки используется американский национальный стандарт ANSI/NSF 41 1998: Системы обработки не насыщенных жидкостями. Обновленная версия была опубликована в 2011 году. Системы также могут быть сертифицированы Канадской ассоциацией стандартов, cETL US и другими организациями по стандартизации. Что касается регулирования побочных продуктов, несколько штатов США разрешают удаление твердых веществ из компостирующих туалетов (обычно не делается различий между различными типами сухих туалетов) путем захоронения, с различными или отсутствующими требованиями к минимальной глубине (вплоть до 15 см). Например:
Массачусетс: "Остатки от компостирующей туалетной системы должны быть зарыты на месте и покрыты как минимум 15 см чистой уплотненной почвы. В Массачусетсе требуется, чтобы любые образующиеся жидкости, но "не перерабатываемые непосредственно в туалете, либо отводились через систему серой воды на участке, включающую септик и систему почвенной фильтрации, либо вывозились лицензированным перевозчиком септических отходов". Род-Айленд: "Твердые отходы, образующиеся при использовании альтернативных туалетов, могут быть захоронены на месте", при этом "остатки не должны применяться к пищевым культурам". Вирджиния: "Все материалы, удаляемые из компостирующего туалета, должны быть захоронены", и "компостный материал не должен размещаться в овощных садах или на поверхности земли". Вермонт: "Побочные продукты могут быть утилизированы путем "неглубокого захоронения в месте, одобренном Агентством, которое соответствует минимальным требованиям к участку [для системы санитарии на основе септика]". Вашингтон: основывает свои обширные правила для так называемых "безводных туалетов" на федеральных нормах, регулирующих осадок сточных вод. Агентство по охране окружающей среды не имеет юрисдикции над побочными продуктами сухого туалета, пока отходы не квалифицируются как "удобрение" (а рассматриваются просто как материал для утилизации). Федеральное правило 503, обычно называемое "Правилом EPA по биомассе" или "Правилом EPA по осадку", применяется только к удобрениям. Таким образом, регулирование компостирующих туалетов осуществляется отдельными штатами.

Германия

Компостирующие туалеты успешно устанавливались в домах высотой до четырех этажей. Большинство этих домов также подключены к центральной канализации; компостирующий туалет устанавливался не из-за отсутствия канализации, а по другим причинам, главным образом благодаря экологическому мировоззрению владельцев. В Германии и Австрии компостирующие туалеты и другие типы сухих туалетов были установлены в отдельно стоящих и многоквартирных домах (например, в Гамбурге, Фрайбурге, Берлине), экологических поселениях (например, Hamburg Allermöhe, Hamburg Braamwisch, Kiel Hassee, Bielefeld Waldquelle, Wien Gänserndorf) и в общественных зданиях (например, Ökohaus Rostock, VHS Ökostation Stuttgart Wartberg, общественные туалеты в зонах отдыха, ресторанах и горных хижинах, на плавучих домах и в лесных детских садах).

Соединенные Штаты

В лесах Вермонта Грин-Маунтин Клуб установил туалеты с медленным компостированием. Они используют несколько отсеков (называемых бункерами) и передвижное здание. Когда один из отсеков заполняется, здание перемещают над пустым отсеком. Заполненный отсек оставляют нетронутым как можно дольше (до трех лет), прежде чем его опустошат. Большая площадь поверхности и воздействие воздушных потоков могут привести к пересыханию содержимого. Чтобы этому противодействовать, на табличках просят пользователей мочиться в туалет. Клуб также использует выгребные ямы и простые туалеты с древесной щепой и внешним компостированием, а также рекомендует пользователям мочиться в лесу, чтобы избежать неприятного запаха, вызванного анаэробными условиями.

Во всем мире

Компостирующие туалеты с большим контейнером для компостирования (таких как Clivus Multrum и его модификации) популярны в США, Канаде, Австралии, Новой Зеландии и Швеции. Их можно приобрести и установить как готовые изделия, как чертежи для самостоятельной сборки или как "конструкции, основанные на этой технологии", продаваемые под разными брендами. По оценкам, во всем мире используется около 10 000 таких туалетов.