公廁革命發(fā)展中的綠色設(shè)計(jì)研究

賈 斯 寧

(北京市城市管理研究院，北京 100028)

0 引言

近年來(lái)，習(xí)近平總書記曾多次就廁所革命和農(nóng)村改廁工作作出重要批示指示，為了貫徹、落實(shí)習(xí)近平總書記關(guān)于“廁所革命”的重要指示精神，按照黨的十九大精神和以人民為中心的發(fā)展理念，在公廁革命的開展中，應(yīng)更加注重對(duì)廁所革命理念和內(nèi)涵的理解，通過發(fā)展公廁綠色設(shè)計(jì)，解決公廁現(xiàn)存的環(huán)境污染、能源浪費(fèi)、臭味大等一系列問題，轉(zhuǎn)變大眾對(duì)廁所的傳統(tǒng)認(rèn)知，提升公眾如廁品質(zhì)，形成綠色公廁文化，讓公廁真正成為生態(tài)化城市的展示窗口。

1 國(guó)內(nèi)外公廁發(fā)展現(xiàn)狀

1.1 中國(guó)公廁發(fā)展現(xiàn)狀

當(dāng)前各類現(xiàn)代環(huán)保技術(shù)廣泛應(yīng)用到城市公廁建設(shè)中，公廁整體形象發(fā)生革命性改觀。在中國(guó)開展的第五次廁所革命中，各地主管部門意識(shí)到應(yīng)對(duì)公廁布局不均、數(shù)量不足、規(guī)劃落后及占地合法性等問題，運(yùn)行管理比建設(shè)更加重要；近年中國(guó)加大環(huán)保政策的傾斜力度，公廁設(shè)計(jì)也向更加環(huán)保、節(jié)能、資源化方向傾斜；同時(shí)開展智能化研究提高管理水平，提升如廁體驗(yàn)，從技術(shù)上解決臭氣污染、水糞污染等環(huán)境問題。

1.2 國(guó)際公廁發(fā)展現(xiàn)狀

國(guó)際現(xiàn)代公廁設(shè)計(jì)側(cè)重于如廁功能多樣化、如廁舒適度及方便度，關(guān)注公廁節(jié)能環(huán)保、資源化和智能化發(fā)展。日本研制出了電腦控制的“節(jié)水公廁”，嚴(yán)格控制沖水用水量；小便位、大便位設(shè)置紅外感應(yīng)器，可自動(dòng)沖水；馬桶內(nèi)的化驗(yàn)儀器會(huì)分析出如廁者排泄物中的蛋白質(zhì)、紅白血球和糖分等；廁所專門配有紙墊或消毒產(chǎn)品[1]。美國(guó)利用太陽(yáng)能自循環(huán)生態(tài)廁所技術(shù)，將微生物和電化學(xué)處理技術(shù)相結(jié)合，使糞尿經(jīng)消毒、處理后循環(huán)和再利用。瑞典進(jìn)行公廁改造，達(dá)到糞尿分集，過濾的尿液循環(huán)使用，剩余的馬桶廢物作為肥料再利用。

2 中國(guó)公廁綠色設(shè)計(jì)中存在的問題

2.1 節(jié)能減排方面

2.1.1建設(shè)奢華

當(dāng)前部分地方公廁建設(shè)過于奢華，占地面積過大、裝飾材料過于高檔，整體造價(jià)可達(dá)百萬(wàn)元以上，如：西安2002年投資110萬(wàn)元在秦俑館環(huán)幕影院旁建五星級(jí)廁所，上海2008年在佘山月湖出現(xiàn)500萬(wàn)元豪華廁所。這種現(xiàn)象是對(duì)土地資源、材料物資等方面的極大浪費(fèi)，不符合當(dāng)前我國(guó)建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的基本國(guó)策。

2.1.2水電浪費(fèi)

目前中國(guó)公廁大多采用水沖方式，日用水量極大，且在設(shè)計(jì)時(shí)未考慮節(jié)水、節(jié)電措施，如采用非節(jié)水便器和水龍頭，未考慮水回用，不使用節(jié)能燈，建筑設(shè)計(jì)沒有充分利用自然采光等，加上后期設(shè)施損壞后維修不及時(shí)，經(jīng)常出現(xiàn)水一直流，燈一直開的現(xiàn)象，造成了水電資源的極度浪費(fèi)。

2.2 生態(tài)環(huán)保方面

2.2.1化糞池污染

化糞池構(gòu)造和處理工藝簡(jiǎn)單，污水處理效果達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，出水水質(zhì)較差，未起到污水局部初級(jí)處理作用；化糞池建成后疏于管理，許多化糞池滲漏嚴(yán)重，致使許多化糞池不僅未能起到凈化處理污水的作用，反而成了環(huán)境污染的一個(gè)因素，嚴(yán)重污染環(huán)境及地下水源；且化糞池內(nèi)產(chǎn)生可燃性氣體聚集易引發(fā)爆炸事故。

化糞池管理較混亂，缺乏與城市發(fā)展相配套的法律條文進(jìn)行規(guī)范管理，政府部門對(duì)化糞池的設(shè)計(jì)、建設(shè)以及管理、使用和服務(wù)等方面未制定相關(guān)規(guī)定。

2.2.2資源化處理

目前國(guó)內(nèi)對(duì)畜牧養(yǎng)殖業(yè)糞便的資源化處理研究比較多，人糞資源化處理研究較少；高溫堆肥可達(dá)到資源化處理，但處理周期長(zhǎng)，控制不好有氣味，存在重金屬富集的可能性；厭氧發(fā)酵可產(chǎn)生沼氣回用，但處理周期長(zhǎng)，初期投資大，管理控制要求較高；低溫?zé)峤饪苫厥找欢崮?，并獲得穩(wěn)定的生物炭，但屬于新興技術(shù)，目前缺少大規(guī)模應(yīng)用，處于試驗(yàn)階段。

3 公廁綠色設(shè)計(jì)思路及方法

公廁綠色設(shè)計(jì)要突出節(jié)能減排的環(huán)保理念，貫穿全生命周期，做好節(jié)水、節(jié)電、節(jié)地、節(jié)材等節(jié)能工作，打造資源節(jié)約型、環(huán)境友好型的綠色公廁。

3.1 節(jié)約理念

3.1.1建筑節(jié)能

保溫隔熱設(shè)計(jì)：可通過復(fù)合保溫或自保溫來(lái)滿足節(jié)能要求，夏季隔熱可采用通風(fēng)屋頂、綠化屋面、蓄水屋面等措施達(dá)到室內(nèi)的合理溫度[2]。

通風(fēng)設(shè)計(jì)：CJJ 14—2016城市公共廁所設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)公共廁所的通風(fēng)設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先考慮自然通風(fēng)，需要時(shí)增設(shè)機(jī)械通風(fēng)。

節(jié)電設(shè)計(jì)：充分利用自然采光，合理設(shè)置天窗、側(cè)窗，以達(dá)到通風(fēng)除臭和節(jié)約用電的目的。

生態(tài)墻體：在多孔磚的墻體內(nèi)植入綠色植物形成植物生態(tài)墻體，作為小型生態(tài)系統(tǒng)，可吸收異味起到除臭效果，還可改善室內(nèi)外熱環(huán)境[2]。

3.1.2新技術(shù)應(yīng)用

1)節(jié)水、無(wú)水技術(shù)。

公廁用水消耗巨大，據(jù)統(tǒng)計(jì)我國(guó)每年沖廁需消耗自來(lái)水約占年缺水總量30%，接近國(guó)內(nèi)40個(gè)中等城市的年用水量[3]，對(duì)于人均用水量極度匱乏的我國(guó)來(lái)說(shuō)，節(jié)水迫在眉睫。

可采用節(jié)水潔具，如節(jié)水便器和節(jié)水水龍頭，感應(yīng)式?jīng)_水，無(wú)水小便器；采用氣水沖和真空排倒新技術(shù)，大大減少?zèng)_廁用水量；設(shè)置雨水收集再利用系統(tǒng)、廢水處理循環(huán)利用系統(tǒng)，提高水資源利用率；在水資源極度匱乏和無(wú)排水管網(wǎng)地區(qū)，可采用無(wú)水沖廁技術(shù)，如塑料打包式、泡沫封堵式；或采用生物生態(tài)處理和循環(huán)利用。

2)節(jié)電技術(shù)。

采用照明優(yōu)化系統(tǒng)，配置節(jié)能燈具，如LED節(jié)能燈；設(shè)計(jì)聲控式、感應(yīng)式等智能化控制系統(tǒng)。

3.1.3發(fā)展移動(dòng)公廁

目前多數(shù)公廁都是固定式鋼混結(jié)構(gòu)，由于歷史規(guī)劃不合理或城市發(fā)展產(chǎn)生巨大變化，失去了其本該發(fā)揮的作用，造成巨大浪費(fèi)，而在許多新街區(qū)、景區(qū)、廣場(chǎng)和交通樞紐因人流量巨大，公廁數(shù)量嚴(yán)重不足。城市土地資源緊張，固定式公廁無(wú)法適應(yīng)當(dāng)前發(fā)展，若將其設(shè)計(jì)成方便移動(dòng)或者施工的裝配式公廁，既方便根據(jù)人流量變化增加公廁，又可解決公廁規(guī)劃用地難的問題。

3.2 環(huán)保理念

3.2.1控制公廁環(huán)境污染源

1)減少臭氣揮發(fā)量。

根據(jù)硫化氫比空氣重，氨氣比空氣輕的特點(diǎn)，在大便位靠墻下部和小便位上部靠墻設(shè)置吸風(fēng)口，減少如廁過程中揮發(fā)物的擴(kuò)散；利用真空排導(dǎo)技術(shù)抽便，依靠便器與排污管系內(nèi)(真空狀態(tài))的空氣壓力差[4]，使糞便污水由便器通過排污管系進(jìn)入糞便貯存池。這種方法沖刷效果好、抽吸速度快，跟水沖式相比減少?zèng)_便過程中臭氣的揮發(fā)。

2)有效控制臭氣返回。

選用隔臭性能好的地漏及具有水封防臭、性能優(yōu)良的衛(wèi)生潔具，防止管道中的臭氣返回；選用設(shè)計(jì)精良的衛(wèi)生潔具，縮短糞便和尿液在便器中的流程，快速被水沖到管道中，減少停留時(shí)間及臭氣的揮發(fā)。

3)減少便器內(nèi)外沉積物。

選用防滲防漏性強(qiáng)的建筑材料，避免便液滲入材料中后無(wú)法清理，如墻面貼磚到頂，選用防水防滲勾縫劑；小便器下方放置可分解細(xì)菌的光觸媒小便器專用瓷磚等；選用表面平滑度大、沖洗強(qiáng)勁的衛(wèi)生潔具；設(shè)計(jì)水沖時(shí)保證水壓，減少糞便和尿液遺留在便器內(nèi)的量；配合智能化技術(shù)，自動(dòng)定時(shí)沖洗便器，抑制排水管中尿石的產(chǎn)生。

3.2.2減少公廁污染物排放量

可采用氣水沖、真空排導(dǎo)等新技術(shù)，大大減少用水量，從源頭減少污水糞便混合物的產(chǎn)生；將糞、尿和洗手水分開收集，洗手水可直接進(jìn)入管網(wǎng)，糞尿混合水進(jìn)入化糞池經(jīng)處理后進(jìn)入管網(wǎng)。

優(yōu)化化糞池設(shè)計(jì)，由三格化糞池變?yōu)樗母窕S池，增加好氧曝氣單元，提高污染物處理效率，降低化糞池上清液污染物含量。

設(shè)計(jì)有組織機(jī)械通風(fēng)，過大量通風(fēng)排氣進(jìn)行稀釋擴(kuò)散，降低惡臭濃度。適用通風(fēng)條件好，惡臭濃度低的地方。降低公廁臭氣濃度，采用多種除臭技術(shù)消除臭氣污染物。

也可采用其他除臭新技術(shù)，如高能離子除臭、光觸媒發(fā)、微生物降解法[5]等。但有些新技術(shù)還不夠成熟，存在一定的危險(xiǎn)性或使用局限性。

3.2.3加強(qiáng)資源化和循環(huán)利用

對(duì)于傳統(tǒng)水沖公廁，可將混合的灰、黑水通過小型污水處理裝置同步回收，經(jīng)處理后達(dá)標(biāo)的再次用于沖廁，形成循環(huán)回路?；蚴菍⑾词炙A存后用于沖洗男廁小便。

對(duì)于當(dāng)前發(fā)展起來(lái)的新技術(shù)，如真空排導(dǎo)、氣水沖、生態(tài)無(wú)水技術(shù)，用水量極少，可以將糞尿集中收集后直接進(jìn)行資源化處理。

可設(shè)計(jì)糞尿分開收集，含水率極低的大便集中收集后可高溫堆肥制作肥料或是高溫脫水造粒，小便收集后可進(jìn)行氮磷回收或是制作液態(tài)肥。

3.3 全生命周期綠色化

公廁的綠色設(shè)計(jì)不應(yīng)局限在公廁建筑本身的設(shè)計(jì)階段，而應(yīng)從糞尿及污水產(chǎn)出到最終使用和廢棄處置全生命周期開展綠色設(shè)計(jì)，包括產(chǎn)生、收集、運(yùn)輸、處理、轉(zhuǎn)化、利用及處置各環(huán)節(jié)。如：運(yùn)輸環(huán)節(jié)吸糞車接口設(shè)計(jì)應(yīng)合理、密封性好，防止遺撒臭味擴(kuò)散，造成二次污染；黑水、灰水可以分類收集和處理，提升污水處理和循環(huán)使用率；糞尿收集環(huán)節(jié)發(fā)展節(jié)水、無(wú)水技術(shù)，方便糞便后續(xù)資源化等。

4 結(jié)語(yǔ)

在今后公廁設(shè)計(jì)中，應(yīng)遵循節(jié)約理念和環(huán)保理念，善于利用節(jié)水、節(jié)電等新技術(shù)、新設(shè)備，適當(dāng)發(fā)展移動(dòng)式或裝配式公廁節(jié)約土地資源。公廁綠色設(shè)計(jì)要覆蓋從糞尿及污水產(chǎn)出到最終使用和廢棄處置全生命周期，包括產(chǎn)生、收集、運(yùn)輸、處理、轉(zhuǎn)化、利用及處置各環(huán)節(jié)，形成一套公廁綠色、生態(tài)、產(chǎn)業(yè)化供應(yīng)循環(huán)系統(tǒng)，傳播綠色公廁文化，使公廁真正成為生態(tài)化城市的展示窗口。