Weltweit haben fast drei Milliarden Menschen nicht den Luxus einer Spültoilette. Stattdessen verlassen sie sich auf statische Abwassersysteme wie Grubenlatrinen, um ihren Abfall zu entsorgen. Da diese nicht oft an einen Abwasserkanal angeschlossen sind, müssen sie manuell entleert und entsorgt werden.
Ein schlechtes Verständnis der damit verbundenen Risiken führt dazu, dass unbehandelter Schlamm häufig in die umliegenden Felder und Flüsse geschleudert wird. Die Auswirkungen können verheerend sein. In Fäkalschlamm gefundene Keime verursachen Krankheiten wie Durchfall, bei denen jedes Jahr mehr als 750.000 Kinder unter fünf Jahren sterben.
Es wird jedoch geschätzt, dass jeder Dollar, der in bessere sanitäre Einrichtungen investiert wird, einen sozialen und wirtschaftlichen Nutzen von bis zu 5, 50 USD bringt. Diese resultieren aus Produktivitätssteigerungen, geringeren Gesundheitskosten sowie der Vorbeugung von Krankheit und frühem Tod.
Ein wesentlicher Teil der Verbesserung der Sanitärversorgung besteht in der Erforschung und Entwicklung einfacher und effizienterer Wege zur Schlammbehandlung an Orten, an denen keine Kanalisation und keine zentrale Abwasserbehandlung zur Verfügung stehen.
Meine Forschung ist Teil einer Partnerschaft mit dem Ingenieurbüro Buro Happold (BH), das von WaterAid Bangladesh gebeten wurde, eine wirksame, praktische und erschwingliche Schlammbehandlungstechnologie zu finden.
Nach der Prüfung von Optionen, die Biogas und Grubenadditive beinhalteten - Produkte, mit denen versucht wurde, das Schlammvolumen zu reduzieren - entschied sich das Unternehmen für nicht bepflanzte Trockenbetten. Sie sind einfach im Design und nutzen die angemessene Menge an Sonnenschein in Bangladesch.
Manuelles Entleeren (sswm.info) Trocknungsbetten trocknen den Schlamm durch die Prozesse der Verdampfung und Entwässerung aus. Wenn es Wasser verliert, steigt die Temperatur im Schlamm und einige der darin enthaltenen Keime werden abgetötet. Nach dem Trocknen auf eine zur Entfernung geeignete Konsistenz wird der Schlamm kompostiert, um eine sichere Verwendung in der Landwirtschaft als Bodenverbesserer zu ermöglichen.
Meine Forschung zielt darauf ab, den Schlammtrocknungsprozess in diesen Betten besser zu verstehen, um die Zeit abzuschätzen, die erforderlich ist, bis die Entfernung sicher ist, um zu verhindern, dass unbehandelter Schlamm in die Umwelt gelangt.
Poo Fabrik
Dazu muss im Labor ein Schlamm hergestellt werden, der die chemischen und physikalischen Eigenschaften des realen Materials so genau wie möglich nachbildet. Auf diese Weise können wir sichere, reproduzierbare Trocknungstests durchführen, um festzustellen, wie der echte Schlamm in einem tropischen Klima trocknet.
Trockenbett (Celia Way Buro Happold 2013) Fäkalschlamm ist nicht nur keimreich, sondern auch chemisch und physikalisch sehr unterschiedlich. Eine Studie, in der der „Output“ einer Gruppe von gesunden Männern im gleichen Alter untersucht wurde, die drei Wochen lang eine kontrollierte Diät einnahmen, ergab bemerkenswerte Unterschiede in der chemischen Zusammensetzung ihres Kots. Diese Unterschiede werden zwischen verschiedenen Ländern, Klimazonen und Ernährungsweisen noch verstärkt.
Die chemischen Hauptbestandteile von Poo sind Fette, Kohlenhydrate (Ballaststoffe), Stickstoff, Mineralien (hauptsächlich Kalium, Kalzium und Phosphor) und Mikroorganismen. 2006 entwickelten Wissenschaftler ein Simulans für Human Poo, um das Design eines Abfallsammelsystems für ein Besatzungserkundungsfahrzeug für die NASA zu testen.
Unter Verwendung der bekannten chemischen Zusammensetzung entwickelten die NASA-Forscher ein „Rezept“, das aus Cellulose bestand, um die Kohlenhydrate, Hefe für die Mikroorganismen, Erdnussöl für Fette und Kohlenhydrate sowie Kaliumchlorid, Calciumphosphat und Wasser darzustellen.
Leider unterscheidet sich der auf den Trockenbetten in Bangladesch getrocknete Schlamm geringfügig von frischem Kot, da er entweder in einer Grube oder in einer Klärgrube verbracht hat. Dies bedeutet, dass leicht abbaubare Bestandteile in frischem Poo (Kohlenhydrate, Proteine und Zucker) abgebaut werden und stabilere zurückbleiben. Das Rezept der NASA für frischen Kot musste für unsere Experimente geändert werden, um die Veränderungen zu berücksichtigen und die Eigenschaften von echtem Kotschlamm besser darzustellen.
Im Rahmen der Reinvent the Toilet Challenge der Bill and Melinda Gates Foundation im Jahr 2014 änderte die Pollution Research Group in Südafrika das NASA-Rezept. Sie umfassten das Nahrungsergänzungsmittel Psylliumschale und Miso-Paste für Ballaststoffe, entferntes Kaliumchlorid, hinzugefügtes Polyethylenglykol zur Unterstützung der Wasserretention, aktive Hefe zur Darstellung von Bakterien und veränderte Cellulose zu Baumwolllintern und zerkleinertem Gewebe.
Wir haben dieses Rezept weiter geändert, um Baumwolllinters durch Hanf zu ersetzen, da es leichter erhältlich war. Aktivhefe wurde durch Bierhefe ersetzt, da es einfacher ist, in loser Schüttung zu kaufen.
Da wir nun ein geeignetes Simulans für Fäkalschlamm haben, können wir Tests an Trocknungsbetten durchführen, um das Trocknungsverhalten des Schlamms in einem tropischen Klima besser vorherzusagen. Dies könnte dazu führen, dass solche Betten in einem viel größeren Maßstab verwendet werden, was bedeutet, dass der Kot nicht gefährlich unbehandelt bleibt, sondern irgendwo besser ist.
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht.
Naomi Deering, Postgraduate Researcher in Sanitation, Universität Bath
