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能源解决方案

尿液的收集和使用

人类尿液的收集和使用比使用堆肥厕所提供了更好的营养循环方式

富地球研究所的Abe Noe-Hays站在尿液储存罐前。
图片来源:Alex Wilson
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富地球研究所的Abe Noe-Hays站在尿液储存罐前。
图片来源:Alex Wilson
尿液分离堆肥厕所。
图片来源:Alex Wilson
尿液转移泵从5加仑的容器转移到更大的存储箱。
图片来源:Abe Noe-Hays
将稀释后的尿液撒在干草地里。
图片来源:Abe Noe-Hays
试验区显示尿液受精的条带(深绿色)。
图片来源:Abe Noe-Hays
人类排泄物中的营养成分。请注意,尿液的干质量实际上大于粪便,尿液中的氮和磷含量显著高于粪便。资料来源:瑞典富地球研究所的数据。
图片来源:富地球研究所

就在你觉得可以在早上喝咖啡的时候欣赏这个博客的时候,这里有一篇关于……尿液的文章?

真的吗?

让我解释一下。

尿液在很大程度上是一种无菌的、营养丰富的资源,可以用来给植物施肥。事实上,根据富地球研究所在美国,一个成年人一年的尿液可以产生300多磅小麦——每天几乎足够做一条面包。

富地球研究所是一个总部位于布拉特尔伯勒的组织,在这种鲜为人知的尿液收集和使用实践中处于领先地位——这种做法正在瑞典和其他一些地方兴起。刚刚过去的周五晚上,大约有200人聚集在小母牛的漫步在Brattleboro市中心的River Garden听取来自富饶地球研究所的Abe Noe-Hays和Kim Nace,以及纽约市喜剧演员/活动家Shawn Shafner讨论这个想法。

我想我应该从能量和营养流动的角度来权衡和描述一些好处。

传统的做法

按照传统做法,人类排泄物(尿液和粪便)与大量饮用水混合后冲下厕所。从那里,它通常流向城市污水处理厂,在那里,能源和化学密集型流程使用细菌分解有机废物,分离出生物固体,杀死病原体,并将水释放到河流或含水层。

或者,如果我们生活在没有城市下水道系统的农村地区,废水会流入化粪池,在那里固体沉淀下来,然后流出物通过浸出田流入土壤——在大多数情况下,废物中的大部分营养物质会过滤到地下含水层。这是我多年前在研究现场废水处理时学到的《环保建筑新闻》上的文章新英格兰乡村城镇地下含水层的硝酸盐含量几乎总是大大超过联邦饮用水标准。

与此同时,在化学工业中,大量的天然气被用于生产Haber-Bosch过程(发明于1915年)用于从大气中提取氮气(氮气的含量约为78%),以生产商业农业的支柱——氨肥。

利用人体尿液

当大多数人想到用动物粪便制造肥料时,他们想到的是粪便。例如,堆肥牛粪在园艺中心被广泛出售。但实际上尿液中的营养成分比粪便中的要多得多。

根据瑞典的研究,在人类排泄物中,88%的氮包含在尿液中,66%的磷包含在尿液中,而几乎所有的危害——包括细菌病原体——都包含在粪便中。

富地球研究所在过去几年里一直在推进的想法是收集人类尿液,对尿液进行消毒以杀死其中可能存在的任何细菌(例如尿路感染或粪便污染),然后将其作为肥料施用于田地。

Abe Noe-Hays曾在我们的绿色建筑公司工作,他一直在美国引领这一理念。富地球研究所通过可持续农业研究与教育(SARE)计划研究尿液收集和用作肥料,该研究所已进入这项研究的第二年。

收集尿液

斯堪的纳维亚国家有专门的尿液分离抽水马桶,带有前室,可以收集尿液。Abe Noe-Hays制造了一种尿液分离堆肥厕所,该研究所提供了专门的尿液收集厕所嵌件。在更大的范围内,从有无水小便池的男性房间收集尿液是非常容易的。

在Brattleboro最佳化粪池服务的帮助下,该研究所在2013年从170多名参与者那里收集了3000加仑的尿液。

灭菌

根据大多数专家的说法,由于尿液中的高碱性和氨,只需在密封的容器中储存一段时间就足以杀死细菌。但富地球研究所正在试验加热尿液的更快的巴氏杀菌系统(包括太阳能系统,使太阳能加热的液体通过尿罐中的热交换器循环)。

他们还在测试各种控制气味的策略——这可能是我们在尿液收集和使用方面面临的最大障碍。

土地应用程序

在瑞典,尿液被用于粮食作物,但迄今为止,在美国农业部的支持和佛蒙特州的许可下,肥沃地球研究所坚持将尿液应用于争议较小的非粮食作物——特别是干草田。

去年的初步结果显示,在未稀释尿液和稀释率分别为1:1和3:1的情况下,干草产量显著提高(见图)。

因为尿液中可能含有药物,这是否会造成问题是一个重要的问题。今年,该研究所将开始一项由epa资助的研究,以测试尿液中残留的药物是否会被试验田上种植的蔬菜吸收。

这比让营养蒸发好

我一直是堆肥厕所的粉丝。我喜欢不将人类排泄物与饮用水混合的想法,我一直觉得冲掉人类排泄物中的营养物质是一个失去的机会。但当我了解了尿液分离和使用(信不信由你,2009年在德克萨斯州休斯顿举行的一次午餐会上,我就这个话题发表了演讲),我开始看到尿液分离比标准堆肥厕所的好处。

在标准的堆肥厕所中,废物中的大部分氮最终以氮气或氨的形式挥发,并流失到大气中。通过收集和使用尿液,营养物质不会流失;它们在可持续的营养循环中被循环利用。

这是我们正在考虑的Leonard Farm,尽管我们还没有安装这样的系统。欲了解更多信息或参与正在进行的研究,请联系富地球研究所。

Alex是BuildingGreen公司.和执行主编环保建筑资讯.2012年,他创立了弹性设计院.要跟上Alex的最新文章和思考,你可以注册他的推特账号

2的评论

  1. fitchplate||# 1

    亚历克斯:一个鲜为人知的事实……
    亚历克斯,

    在拥有铀转化和反应堆燃料制造设施的西方核国家,一个鲜为人知的事实是,富含铀的氨(尾部)被(非常悄悄地)转移到商业化肥生产流程中。

    这是一个明智的概念,将尿液中的氮用于生产肥料,前提是它经过处理,以去除污染物(即激素和其他药物)。要商业化,如何建立从小便到加工厂的基础设施?

    我很好奇,在无水的厕所里难道没有一股难闻的气味吗?当然有低冲便池,破便池和手动冲便池。

    将人类排泄物(尿液或粪便)直接投入农业生产循环的一个重大障碍是,宗教法律禁止世界上至少四分之一的人口与这些物质进行身体接触,其中包括禁止将它们直接回收到食物链中。

    此外,世界上约1/3(或更多)的人口在如厕小便时使用饮用水清洗生殖器和臀部。宗教法律和文化习俗要求他们洗澡(包括排尿后),不能用纸涂抹或随意滴到内裤里。

  2. 用户- 1078381||#2

    更新佛蒙特州废水法规的又一举措
    很棒的文章Alex,谢谢你。

    我们正计划在北佛蒙特州进行一项开发,我们想在那里应用堆肥厕所和尿液收集来减少化粪池系统的规模。如你所知,在村庄中心的小块土地上,许多城镇都在努力鼓励发展,化粪池系统的设计和所需的空间往往减少了一块土地可以维持的住宅数量。

    该州已经规定,通过使用堆肥厕所,将化粪池系统的规模减少25%,但尿液和灰水问题仍然需要相当大的系统。

    非常期待关注绿色住宅产业的这一角落的发展。让我们仔细考虑我们自己的废物(比如药物)后,把它们变成我们花园的肥料。

    干得好,富地球研究所!

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