Во всем мире почти три миллиарда человек не могут позволить себе роскошь смыва туалета. Вместо этого они используют статические санитарные системы, такие как выгребные ямы, чтобы справляться со своими отходами. Поскольку они не часто подключаются к канализации, они требуют ручного опорожнения и утилизации.
Плохое понимание рисков означает, что необработанный ил часто выбрасывается в близлежащие поля и реки. Последствия этого могут быть разрушительными. Микробы, обнаруженные в фекальном иле, вызывают такие заболевания, как диарея, в результате которой ежегодно умирает более 750 000 детей в возрасте до пяти лет.
Тем не менее, согласно оценкам, каждый доллар, вложенный в улучшение санитарных условий, приносит социальные и экономические выгоды до 5, 50 долларов США. Это достигается за счет повышения производительности, снижения затрат на здравоохранение, профилактики заболеваний и ранней смерти.
Важнейшей частью улучшения санитарии является исследование и разработка более простых и эффективных способов очистки осадка в местах, где канализация и централизованная очистка сточных вод недоступны.
Мое исследование является частью партнерства с инженерной фирмой Buro Happold (BH), которой WaterAid Bangladesh обратилась с просьбой найти эффективную, практичную и доступную технологию обработки осадка.
После рассмотрения вариантов, которые включали биогаз и присадки для ям - продукты, которые использовались, чтобы попытаться уменьшить объем ила, - компания сделала выбор в пользу не посаженных слоев сушки. Они просты по дизайну и используют достаточное количество солнечного света в Бангладеш.
Ручное опорожнение (sswm.info) Сушильные шкафы высушивают шлам посредством процессов испарения и осушения. Поскольку он теряет воду, температура внутри ила повышается, убивая некоторые микробы, которые он содержит. После сушки до подходящей консистенции для удаления, шлам компостируется для безопасного использования в сельском хозяйстве в качестве кондиционера почвы.
Мое исследование направлено на то, чтобы лучше понять процесс сушки ила в этих слоях, чтобы оценить время, необходимое для того, чтобы его можно было безопасно удалить, чтобы предотвратить попадание необработанного ила в окружающую среду.
Фабрика Пу
Для этого в лаборатории необходимо приготовить осадок, который максимально точно повторяет химические и физические свойства реального материала. Тем самым мы можем выполнить безопасные воспроизводимые тесты сушки, чтобы определить, насколько настоящий ил высохнет в тропическом климате.
Сушилка (Celia Way Buro Happold 2013) Помимо того, что фекальные отложения полны микробов, они сильно различаются по своему химическому и физическому составу. В одном исследовании, изучавшем «результаты» группы здоровых мужчин аналогичного возраста на контролируемой диете в течение трех недель, были обнаружены заметные различия в химическом составе их какашек. Такое изменение еще более усиливается в разных странах, климатах и диетах.
Основными химическими компонентами какао являются жиры, углеводы (клетчатка), азотистые вещества, минералы (в основном калий, кальций и фосфор) и микроорганизмы. В 2006 году ученые разработали симулятор для человеческого организма, чтобы проверить проект системы сбора отходов для исследовательской машины для НАСА.
Используя известный химический состав, исследователи НАСА разработали «рецепт», который состоял из целлюлозы для представления углеводов, дрожжей для микроорганизмов, арахисового масла для жиров и углеводов, а также хлорида калия, фосфата кальция и воды.
К сожалению, шлам, который сушат на сушильных шкафах в Бангладеш, немного отличается от свежего какашка, поскольку он провел время либо в яме, либо в септике. Это означает, что легко разлагаемые компоненты в свежем помете (углеводы, белки и сахара) расщепляются, оставляя после себя более стабильные компоненты. Рецепт НАСА для получения свежей какашки необходимо было изменить в наших экспериментах, чтобы учесть изменения и лучше представить характеристики реального фекального ила.
В рамках инициативы Фонда Билла и Мелинды Гейтс «Переосмыслить проблему туалетов», проведенной в 2014 году, Исследовательская группа по проблемам загрязнения в Южной Африке изменила рецепт НАСА. Они включали пищевую добавку из шелухи псиллиума и пасту мисо для клетчатки, удаляли хлорид калия, добавляли полиэтиленгликоль для удержания воды, активные дрожжи для представления бактерий и превращали целлюлозу в хлопковый линт и измельченные ткани.
Мы также изменили этот рецепт, чтобы заменить хлопковые линты коноплей, так как они были более доступны. Активные дрожжи были заменены на пивные дрожжи, так как их легче купить оптом.
Теперь, когда у нас есть подходящий имитатор для фекального ила, мы можем проводить испытания на сушильных слоях, чтобы лучше предсказать поведение ила при сушке в тропическом климате. Это может привести к использованию таких кроватей в гораздо большем масштабе, а это означает, что вместо того, чтобы оставаться опасно необработанным, у какашки есть куда лучше пойти.
Эта статья была первоначально опубликована на разговор.
Наоми Диринг, аспирант-исследователь в области санитарии, Университет Бата
