“厕所革命”里的生物技术

黄龙环保生态厕所

正值盛夏，位于四川省甘孜藏族自治州泸定县的海螺沟景区，因贡嘎山、冰川、原始森林、温泉等自然风光吸引了大量游客。除了自然风光，海螺沟“高颜值”厕所也赢得了众多游客称赞。

“厕所怎么没有冲水装置？”这是游客在海螺沟景区厕所发现的奇怪现象。近几年，海螺沟景区在“厕所革命”中启用了泡沫微生物公厕，即通过泡沫发生器生成微小泡沫，进入洁具封堵异味并润滑管道，从而取代水冲。同时，排泄物进入处理设备箱后，经过分离、沉淀和微生物降解和深度处理，达到向自然排放的环保标准。

泡沫微生物公厕背后有一支研发和推广的团队，分别来自中国科学院成都生物研究所和成都友益佳环保设备工程有限公司。中科院成都生物所研究员闫志英和副研究员占国强是研发团队负责人，闫志英告诉《中国科学报》：“我们团队在微生物复合菌剂研发方面具有技术优势，公司团队在厕所制造方面具有多年的经验，双方合作在多个景区进行了生态厕所的应用推广。”

用技术解决民生问题

厕所问题是基本的民生问题，但厕所的“脏、乱、差、少”也是困扰我国农村、城市与旅游景区多年的典型问题，尤其是乡村厕所问题已经成为制约乡村振兴战略的重要环节之一。

2018年2月印发的《农村人居环境整治三年行动方案》指出，到2020年，我国卫生厕所普及率要达到85%左右。2019年初，中央农办、农业农村部、国家卫生健康委等8部委联合印发《关于推进农村“厕所革命”专项行动的指导意见》，进一步明确了“厕所革命”的总体思路、任务目标和保障措施。

当前，推进农村改厕举措已经取得了一定成效，但一些地方农村户用厕所建设改造还存在推动方式简单化、技术模式选择不科学、管护机制不健全等问题，农村公共厕所仍存在运行管护不够到位、粪污处理不够重视等情况，影响了农村厕所革命的质量和效果。

近日，中央农办、农业农村部、生态环境部等9部门联合印发《关于推进农村生活污水治理的指导意见》（以下简称《意见》）。《意见》提出，到2020年东部地区、中西部城市近郊区以及其他环境容量较小地区村庄，加快推进户用卫生厕所建设和改造，同步实施厕所粪污治理。

无论是厕所改造还是排污治理，都离不开技术指导。早在2010年，闫志英就率领团队开始厕所除臭与无害化研究。闫志英告诉《中国科学报》：“我们的研究主要针对我国景区厕所粪污处理存在的问题，特别是高海拔、高寒地区缺水、冷冻等难题。”

经过多年攻关，闫志英团队研制出粪污处理恶臭原位控制和氮素污染物高效降解两种专用微生物高效复合菌剂，综合恶臭去除率达65%～85%，出水氨氮浓度低至3毫克/升。在实验室里，闫志英通过实验向记者展示污水经过生物降解变得清澈，气味也基本荡然无存。

他进一步介绍道：“我们研发的粪尿混合处理和粪尿分质处理两种生化处理工艺，以及微生物催化、电化学氧化为核心的两种水质深度处理技术，日处理脱氮负荷是一般生物处理的3倍左右。”闫志英团队的技术开始在景区生态厕所和农村厕改中进行示范研究。

环保生态厕所问世

2010年，闫志英团队与成都友益佳环保设备工程有限公司开展合作，双方签订了《环保生态厕所粪污处理项目》，计划在九寨沟、黄龙、海螺沟、峨眉山、剑门关等风景区进行生态厕所应用推广。

选择景区合作也是需求使然。以海螺沟景区为例，这里地处高海拔地带，降水多、温差大，种种因素对景区厕所建设提出了挑战。此前，海螺沟景区一直采用塑料袋打包式环保厕所，这需要景区投入大量的人力、物力来将打包袋运到90公里以外的地方进行处理。

“这两桶有小一百斤，每天得来回挑几十趟。”海螺沟环卫工人告诉记者，“这项又臭又累的挑粪工作很少有人愿意干，但又不得不干。”海螺沟景区每年在此项工作上的花费高达近百万元。

2015年，海螺沟景区迎来一群特殊的“游客”，他们带着瓶瓶罐罐，采集景区的水样，然后带回成都的实验室。闫志英就是当年的实验人员之一，他告诉《中国科学报》：“针对高海拔的特殊环境，我们开始着手选育适应在高海拔、高寒地区、可以降解粪便这类有机物的微生物菌种。”

研究团队采用高效菌种生物方法实现了粪便的降解。闫志英介绍，他们在厕所中加入多种高效微生物菌和高效生物填料，通过微生物新陈代谢，把厕所粪便中的一些有机物变成无机的水、二氧化碳、气体等。根据前期的研究成果，闫志英团队与成都友益佳环保设备工程有限公司合作在海螺沟景区修建了微生物菌种处理的环保厕所。

此举有针对性地解决了海螺沟景区厕所建设与管理中的难题，解决了高原寒冷所导致的缺水冲洗厕所等问题。现如今，在无上下水系统依托的海螺沟景区，环保厕所已经完全可以使污物自然分解、不造成环境污染，厕所内部干燥干净、无异味。

2016年11月，在“世界厕所日暨中国厕所革命宣传日”活动中，四川海螺沟景区被国家旅游局评为“厕所革命十大典型景区”，其入选理由是泡沫微生物环保技术实现高寒景区零污染。

一场从“面”到“里”的变革

当前，已经有许多企业和机构责无旁贷地承担起对环境卫生问题认知的责任，一场从“面”到“里”的变革正在进行，“厕所革命”就是其中之一。

经第三方检测，闫志英团队研发的除臭菌剂已达到实际无毒级，符合食品安全国家标准，粪尿生化工艺厕所示范点出水水质达到《城镇污水处理厂污染物排放标准》一级标准，实现了粪污无害处理与肥料化利用和污水再生循环利用。

2014年6月以来，闫志英团队与成都友益佳环保设备工程有限公司密切合作，技术成果已在50多处风景区的厕所粪污处理中推广应用，助推了景区的“厕所革命”。作为成果推广方的成都友益佳环保设备工程有限公司如今日处理粪污量合计达到2000立方米，相当于一个集中式中型污水处理厂，每年可完成COD（化学需氧量）减排730 吨、氨氮减排360吨，近3年累计新增销售额2423.61万元。

目前，闫志英团队已与海螺沟、峨眉山、剑门关、四姑娘山、甘孜色达等景区建立长期供给合作，还与成都友益佳环保设备工程有限公司建立粪污无害化与生态厕所研究实践基地。

闫志英透露，随着技术的应用推广，后续的长效运行和维护问题需要解决。此外，团队还将结合农村改厕简化技术，研发以无害化和资源化还田利用为主的农村卫生厕所成套技术。