Екологичната санитария като подход за превръщане на отпадните материали от водите в ресурси

Хранителните вещества, които се използват в домакинствата, се превръщат в човешки и кухненски отпадъци. В конвенционалните системи за обработка на отпадъчни води, голямо количество чиста вода се използва за транспортен агент и място за съхранение на тези отпадъци.

Всички конвенционални системи за третиране на отпадъчните води обикновено лишават земеделието и оттук производството на храни от ценни хранителни съставки, които се съдържат в човешките екскременти, тъй като структурата на тези системи е базирана на аспекта на отстраняване. Когато системите за третиране на отпадъчни води, не са способни да превърнат отпадните материали в ресурси, те не отговарят на важните критерии за устойчива санитария.

Екологичната санитария означава:

- Безопасно третиране на екскрементите (за разлика от конвенционалните санитарни системи, при които фекалиите се разреждат с вода);

- Повторно използване на водата (от потоците отпадъчна вода, които са част от кръговрата на водата => Сива вода);

- Повторно използване на хранителните вещества и почвените подобрители, съдържащи се във фекалиите (кръговрат на хранителните вещества);

- Въвеждане на децентрализирани системи за управление на отпадъчните води поне за селските райони (избягва се изграждането на канали за отпадъчните води, разходът за които възлиза на 70% от общите разходи за изграждане на конвенционални санитарни системи).

Бъдещите форми за санитария трябва да бъдат насочени към производството на торове и подобрители на почвата в земеделието, базирани на отпадъчните материали, които сега се изхвърлят. Хранителните съставки и органичната материя в човешките екскременти благоприятстват развитието на почвени организми, които в крайна сметка произвеждат храна или други ползи за хората. Едно лице може да произведе толкова торове, колкото е необходимо за храната, от която се нуждае то. Новият подход трябва да бъде организиран по такъв начин, че да може да превърне отпадъчните материали, които се произвеждат от хората, в ресурси без патогени при разумни разходи и без да се замърсява околната водна среда.
2. ЗАДАЧИ И ПРЕДИМСТВА НА ЕКОЛОГИЧНАТА САНИТАРИЯ

Задачите на екологичната санитария се свеждат до:

- Елиминиране на патогените

- Предотвратяване на замърсяването на околната среда

- Повторно използване на хранителните вещества

- Повторна употреба на човешките екскременти като тор и почвен подобрител;

- Ниска консумация на вода и запазване на водоприемниците от замърсяване

- Хигиенно безопасни системи

- Съхраняване на почвеното плодородие

- Ниска цена

Екологичната санитария се базира на контрол на източника на отпадъчни води [1-5]. За контрола на източника на отпадъчна вода от домакинствата са въведени няколко вида отпадъчна вода: сива, жълта и кафява вода (табл.1) като се следят различните им характеристики.

В таблица 2 са посочени типичните характеристики на потоците отпадъчни води от домакинствата. От таблицата се вижда, че урината съдържа повечето от разтворимите хранителни вещества, докато сивата вода, независимо от големия обем сравнен с урината, съдържа само малко количество хранителни вещества. Фекалиите, които са около 10 пъти по-малки по обем от урината, съдържат хранителни вещества, голямо количество органични вещества и най-голямо количество патогени. Въпреки, че сивата вода, която се дължи на лична хигиена и жълтата вода, съдържат патогени, те могат лесно да бъдат елиминирани. Изпражненията съдържат до 100 милиона бактерии на грам като някои от тях са патогенни за човека.

Компоненти на отпадъчната вода		Сива вода 25.000 – 100.000	Урина ~ 500 кг/ч. год.	Фекалии ~ 50 кг/ч. год.
N		~ 3 %	~ 87 %	~ 10 %
P		~ 10 %	~ 50 %	~ 40 %
K		~ 34 %	~ 54 %	~ 12 %
ХПК		~ 41 %	~ 12 %	~ 47 %
S, Ca, Mg и други елементи		Третиране Повторна употреба	Третиране Тор	Компостиране подобрител на почвата

Технологиите за реализиране на контрол върху източника вече са разработени [2,5]. Разделянето на тоалетната е подходяща технология за разделяне на урината от фекалиите. Обикновено тоалетните имат два отхода, преден за урината и заден за фекалиите. Всеки отход има свой собствен изход откъдето съответният поток се изсмуква.

С развитието на екологичната санитария става възможно да се разделят фекалиите и урината при източника. Урината се всмуква отделно в колекторния резервоар, откъдето уриновата смес се транспортира в резервоара за съхранение и се държи достатъчно дълго за да бъде санитирана и отново използвана в земеделието. За санитария на урината се препоръчва складирането й в продължение на 6 месеца при температура 20 градуса и може да бъде отново използвана за всички насаждения.

Най-често използвани методи за санитария на отделени фекални отпадъци са компостиране и дехидратация. Методите за третиране, базирани на дехидратация, могат да намалят патогените ефективно, защото има бързо патогенно разрушаване при водно съдържание под 25%. Компостирането на достатъчно количество пресни и лесно разпадащи се органични материали, може да произведе топлина, която повишава температурата на материалите. При температура от 60 градуса по Целзий и нагоре, повече от патогените се разрушават. Компостиране при ниска температура отнема по-дълго време за унищожаване на патогените. Колкото по-висока е температурата на материалите, толкова по-малко време е необходимо за разрушаване на патогените и обратно.

Урина

- Количеството урина, което се употребява трябва да бъде базирано на количеството азот, което се препоръчва при торене с торове от групата на карбамида. Може да бъде употребявана азотна концентрация в урината от 3-7 грама на литър.

- Наторяването с урина може да бъде извършено веднъж във вегетационният период или няколко последователни пъти.

Фекалии

- Фекалиите съдържат органична материя, която подобрява почвеното плодородие и качеството на почвата.

- Фекалиите трябва да бъдат поставяни на определено разстояние от корените на растенията за да се постигне максимален ефект при усвояването на хранителните вещества.

- Количеството на фекалиите, които се употребяват, трябва да бъде базирано на текущите препоръки за употреба на торове на фосфорна основа. Няма риск за токсични ефекти даже при по-висока дозировка, освен в случаите, когато фекалиите се третират с големи количества пепел.

- По хигиенни причини фекалиите трябва да бъдат санитирани преди употреба. Препоръчва се фекалната материя да не се използва като тор за зеленчуци, които се консумират сурови.
5. изводи

С екологичната санитария се постига:

- Използване на хранителните елементи на екскрементите върху насажденията и почвата

- Наторяващи стратегии при употребата на екскременти

- Ефективност на складирането на урина в почвата

- Прости и ресурсно ефективни санитационни техники за фекалиите

[1]. Henze, M., Somolyody, L., Schilling, W. and Tyson, J. (1997). Sustainable sanitation. Wat. Sci. Tech. Vol. 35(9).

[2]. Esrey, S.A., Gough, J., Rapaport, D., Sawyer, R., Simpson-Hebert, M., Vargas, J., and Winblad, U. (1998). Ecological sanitation. SIDA, Stockholm, Sweden.

[3]. Jonsson, H., Vinneras, B., Hoeglund, C., and Stenstroem, T.-A. (1999). Source separation of urine. Wasser & Boden 51(11), 21-25., Blackwell Wissenschafts-Verlag, Berlin.

[4]. Larsen, T.A. and Udert, K.M. (1999). Urine saparation – a way of closing the nutrient cycles. Wasser & Boden 51(11), 21-25., Blackwell Wissenschafts-Verlag, Berlin.

[5]. Otterpohl, R. (2001). Design of highly efficient source control sanitation and practical experiences. in: Decentralised Sanitation and Reuse p.164-179 (Lens, P.; Zeemann, G. and G. Lettinga, Eds). IWA Publ.

[6]. Geigy Scientific Tables (1981). Units of measurement, body fluids, composition of the body, mutrition. Ciba-Geigy, Basel, Switzerland.
За контакти:

Веселина Михалева, студентка спец. „Техника и технологии за опазване на морето и околната среда” при ФМНЕ на ТУ-Варна , ул. „Студентска” № 1, e-mail: jvess@abv.bg