趙文斌 李濟之 王洋

摘要 隨著我國改廁工程的不斷進步、發(fā)展與實施以及“廁所革命”發(fā)揮的巨大成效，農(nóng)村環(huán)境問題也得到了巨大改善?，F(xiàn)階段，各地區(qū)農(nóng)村廁所的數(shù)量、類型存在明顯差異，衛(wèi)生廁所普及程度存在“南高北低、東高西低”的現(xiàn)象;雖然水廁是改廁工程的重心，但綜合考慮我國各地區(qū)不同的地理位置、氣候特征等因素，衛(wèi)生旱廁也應該成為我國部分地區(qū)改廁的重點;傳統(tǒng)衛(wèi)生旱廁的類型主要包括打包型生態(tài)廁所和免水生物處理制肥型生態(tài)廁所，具有無需用水、應用范圍廣、裝置簡單、易于維護、原位處理、廢物無害化、資源化利用等特點;隨著社會發(fā)展的需求有所改變，越來越多的新型衛(wèi)生旱廁被研發(fā)出來并成功應用到實際當中。

關鍵詞 廁所革命;衛(wèi)生旱廁;發(fā)展趨勢

中圖分類號 S 127? 文獻標識碼 A

文章編號 0517-6611（2021）23-0209-04

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.23.059

Current Situation and Development Trend of Sanitary Dry Latrines in China

ZHAO Wen-bin1，2，LI Ji-zhi2，WANG Yang3

（1.College of Environment，Liaoning University，Shenyang，Liaoning 110036;2.Shenyang Institute of Applied Ecology，Chinese Academy of Sciences，Shenyang，Liaoning 110016;3.Northeast Institute of Geography and Agroecology，Chinese Academy of Sciences，Changchun，Jilin 130102）

Abstract With the continuous progress，development and implementation of the toilet improvement project in China and the great effect of the “toilet revolution”，rural environmental problems have also been greatly improved.At this stage，there are obvious differences in the number and types of rural toilets in various regions，there is a phenomenon of “high in the south and low in the north，high in the east and low in the west” in the popularity of sanitary toilets.Although water latrines are the focus of the toilet improvement project，however，according to the geographical location and climatic characteristics of different regions in China，sanitary dry latrines should also become the focus of toilet improvement in some areas of China.The types of traditional sanitary dry latrines mainly include packaging-type ecological toilets and water-free biological treatment fertilizers ecological toilets，which have the characteristics of no need of water，wide application range，simple device，easy maintenance，in-situ treatment，harmless waste and resource utilization，more and more new sanitary dry latrines have been developed and successfully applied in practice.

Key words Toilet revolution;Sanitary dry latrines;Development trend

基金項目 中國科學院戰(zhàn)略性先導科技專項（A類）資助（XDA23070502）。

作者簡介 趙文斌（1996—），男，黑龍江大慶人，碩士研究生，從事農(nóng)業(yè)廢水處理研究。

收稿日期 2021-03-08

黨的十八大以來，習近平總書記在多地調研時表示，要把廁所問題作為鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的一項具體工作來推進，不斷提高農(nóng)民生活質量，解決廁所問題在新農(nóng)村建設中具有標志性意義[1]。持續(xù)改善提高農(nóng)村人居環(huán)境，堅持不懈推進農(nóng)村“廁所革命”，是推動美麗鄉(xiāng)村建設、助興鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的必經(jīng)途徑，也是順應時代發(fā)展的必然趨勢[2]。

農(nóng)村衛(wèi)生環(huán)境改善的重點是廁所，解決廁所問題的重點是改廁，我國已經(jīng)將改廁列為國民經(jīng)濟社會發(fā)展的重點指標[3]。農(nóng)村改廁工作既是一項體現(xiàn)人與自然和諧相處的建設工程，也是一項提高廣大農(nóng)民生活質量、文明素質的民心工程，具有重大的現(xiàn)實意義[4]。

我國長期以來“先城市，后農(nóng)村”的發(fā)展理念使得農(nóng)村基礎設施、公共衛(wèi)生配套設施等與城市產(chǎn)生巨大差距，生態(tài)環(huán)境受到嚴重影響[5-6]，其中糞尿污染是造成農(nóng)村水環(huán)境污染的重要因素之一。研究表明，廁所廢水中TN、TP占農(nóng)村污水污染物負荷的80%以上[7]，農(nóng)村地區(qū)糞便產(chǎn)生的氮排放量高于城市地區(qū)[8]，對當?shù)厮w、農(nóng)村居民的飲水健康造成巨大威脅[9]。

因此，改善農(nóng)村水環(huán)境的重心應放在治理廁所廢水上，因地制宜選擇方案改善農(nóng)村廁所環(huán)境面貌，減少水環(huán)境污染狀況[10]，遵循無害化、資源化、生態(tài)化等原則，秉承綠水青山就是金山銀山的理念，探索自然、經(jīng)濟、社會與文化共贏的解決方案[11]。

1 我國農(nóng)村廁所構成及區(qū)域特征

1.1 農(nóng)村廁所構成

近幾年，“廁所革命”在我國經(jīng)歷了幾個發(fā)展階段，改廁重心以水廁為主，并取得了巨大成效[12]，但是由表1可知，旱廁在全國占58.6%，仍為大部分農(nóng)村家庭衛(wèi)生設施類型的主要選擇方式。普遍適用于農(nóng)村的水沖式衛(wèi)生廁所具有結構簡單、造價低、維護保養(yǎng)方便、安全衛(wèi)生等特點[13-14]，但在寒冷缺水且經(jīng)濟相對落后的地區(qū)，受到水資源匱乏、冬季溫度低、處理效率低[15]、后期清掏難度大、經(jīng)濟效益不明顯等因素的制約[16]，傳統(tǒng)水廁無法正常運行，普通衛(wèi)生旱廁處理效果一般，使得經(jīng)過優(yōu)化后的生態(tài)衛(wèi)生旱廁成為該類地區(qū)的研究趨勢。

1.2 農(nóng)村廁所分布特征

由表2可知，我國不同地區(qū)廁所類型差異較為明顯：東北部地區(qū)黑龍江、吉林和遼寧水廁應用較少，分別為17.14%、4.98%和54.55%，主要以糞尿分集式廁所為主。東部地區(qū)僅有山東、河北水廁應用比例相對較少，分別為64.37%、70.83%，其他類型廁所占據(jù)一定比例。中部地區(qū)水廁平均占比為65.60%，處于水廁與旱廁共存狀態(tài)。西部地區(qū)差異明顯，內(nèi)蒙古和青海水廁占比較低，分別為23.92%和25.87%;廣西和重慶水廁應用較為普遍，分別為92.03%和99.70%。

導致各個地區(qū)廁所類型存在差異的原因主要包括：區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展及基礎設施建設狀況、區(qū)域自然地理及氣候條件狀況、區(qū)域居民受教育情況及政府宣傳力度狀況等[19]。西部一些地區(qū)經(jīng)濟條件相對落后，財政支持大部分用來脫貧發(fā)展，農(nóng)村污水處理的投入還不到總投入的1%[20]，由于該地區(qū)山區(qū)居多且氣候干旱，改廁應該以生態(tài)衛(wèi)生旱廁為主;東北地區(qū)冬季氣候寒冷且時間較長，同樣需要對傳統(tǒng)衛(wèi)生廁所進行創(chuàng)新，依地改廁。

2 衛(wèi)生旱廁主要

2.1 傳統(tǒng)衛(wèi)生旱廁

根據(jù)我國發(fā)布的《農(nóng)村改廁技術規(guī)范（試行）》，把衛(wèi)生廁所定義為廁屋（有墻、有頂）清潔、無蠅蛆、無臭、貯糞池不滲、不漏、密閉有蓋，適時清除糞便并進行無害化處理。衛(wèi)生廁所主要分為水沖式和糞尿分集式兩大類，其中糞尿分集式也被稱為衛(wèi)生旱廁，主要包括糞尿分集式和雙坑交替式[21]（表3）。

糞尿分集式廁所主要由便器、排尿口、排糞口、貯尿器和貯便器等構成，在不利用水沖的情況下實現(xiàn)糞尿的單獨收集、處理[22]。貯便器中的糞便用草木灰等干燥脫水劑覆蓋，既可以殺死蟲卵等病原性微生物，又可以將無害化后得到的糞便作為有機肥料施排到農(nóng)田中[23]。

雙坑交替式廁所主要是由戶廁建筑與貯糞建筑構成，使用原理為兩個便器、廁坑，待一個填滿封閉后，開啟另一個，實現(xiàn)循環(huán)使用[24]。清掏出的糞便經(jīng)過堆肥發(fā)酵等無害化處理后，作為有機肥料施排到農(nóng)田中提高農(nóng)作物產(chǎn)量，實現(xiàn)廢物資源化利用[25]。

2.2 新型生態(tài)衛(wèi)生旱廁

當前節(jié)水節(jié)能已經(jīng)成為大部分地區(qū)改廁的重點，同時也是學者關注的焦點，這使得生態(tài)旱廁成為現(xiàn)階段的研究重點。不同地區(qū)地理氣候條件、如廁習慣等不同，導致生態(tài)廁所種類繁多，但總體可分為：免水沖型生態(tài)廁所、節(jié)水型生態(tài)廁所和循環(huán)水型生態(tài)廁所，其中免水沖型生態(tài)廁所也被稱為生態(tài)旱廁，根據(jù)其處理工藝可分為打包型生態(tài)廁所和免水生物處理制肥型生態(tài)廁所[26]。

打包型生態(tài)廁所就是在便器下設有一個自動牽引的可生物降解打包袋，糞便落入袋中后，機械自動密封，有效防止臭氣外泄，同時打包袋自動更新，包裝后的打包袋自動掉入已經(jīng)安置好的集裝箱內(nèi)，在指定時間內(nèi)會有專門的管理部門將其送至糞便處理廠，進行無害化處理。其優(yōu)勢在于：對于水資源相對匱乏的農(nóng)村地區(qū)，打包型生態(tài)廁所可以做到不污染環(huán)境，不留下任何殘余物質，不需要任何水源。

免水生物處理制肥型生態(tài)廁所的實質就是在便器下設有一個生化反應器，反應器中裝有可以定期更換或補充的生化填料，通過生化填料內(nèi)各類微生物的新陳代謝活動使糞便得到一定程度的降解，對糞便起到無害化處理的作用，同時降解或發(fā)酵過程中產(chǎn)生的高溫可以將糞便內(nèi)的各種病菌消滅，無害化之后的糞便又可以作為有機肥施放到農(nóng)田。免水生物處理制肥型生態(tài)廁所的優(yōu)勢在于：無需用水更適用于水資源匱乏地區(qū)，產(chǎn)生的糞便無需二次處理，經(jīng)過原位處理后可直接作為有機肥施放到農(nóng)田，真正實現(xiàn)糞便的無害化處理與廢物的循環(huán)二次利用。

現(xiàn)階段，根據(jù)社會發(fā)展的需求，越來越多的新型衛(wèi)生旱廁被研發(fā)并成功應用于實際，主要包括：環(huán)保智能型免水沖生態(tài)廁所、組合式生態(tài)衛(wèi)生旱廁、踏壓密封式按壓加灰型生態(tài)衛(wèi)生旱廁和機械驅動傳輸帶式輸送轉移糞污型衛(wèi)生旱廁等。

2.2.1 環(huán)保智能型免水沖生態(tài)廁所。

人工智能是當今世界發(fā)展的趨勢，龔超[27]將生態(tài)衛(wèi)生旱廁與智能相結合，發(fā)明了一種環(huán)保智能型免水沖生態(tài)廁所，原理是通過智能控制系統(tǒng)將微生物菌種與貯糞器中的糞便相接觸，利用微生物新陳代謝和生化降解作用，對糞尿進行無害化、資源化處理。特點是摒棄了傳統(tǒng)水沖式廁所對糞便的清理機制，避免水資源浪費，無需人力看管，實現(xiàn)糞尿就地無害化處理，極大改善廁所環(huán)境狀況，從根本上做到節(jié)能、節(jié)水、環(huán)保[28]。

2.2.2 組合式生態(tài)衛(wèi)生旱廁。高素坤等[29]提出的組合式生態(tài)衛(wèi)生旱廁主要由蓋板、糞筐、噴灑系統(tǒng)、排氣排尿裝置等構成，原理為將分別收集、處理的糞尿當作有機肥或直接還田;噴灑系統(tǒng)將帶有微生物的粉料噴灑于糞便表面，用于加快堆肥和消除氣味，糞便在糞筐中脫水干燥，通過方便快捷的取出裝置將糞便取出;尿液排入至避光密閉儲存的儲尿桶內(nèi)，降低氨的釋放和尿素的分解，減少對地下水的污染[30]。組合式生態(tài)衛(wèi)生旱廁成本低廉、節(jié)省空間、組裝方便，大大提高了農(nóng)村廁所衛(wèi)生環(huán)境清潔，減少疾病發(fā)生。

2.2.3 踏壓密封式按壓加灰型生態(tài)衛(wèi)生旱廁。

楊晨曦等[31]提出的踏壓密封式按壓加灰型生態(tài)衛(wèi)生旱廁主要由儲糞室、設有踏壓式自動密封固液分離式便器的如廁室、自動加灰箱和太陽能電池板等組成，其原理是：如廁后，通過接觸下壓式自動加灰箱，下落的草木灰等成分將糞便全覆蓋，對其進行原位無害化處理，其本質也是通過降解或發(fā)酵過程處理糞便，使其能夠直接作為有機肥施放到農(nóng)田中。踏壓密封式按壓加灰型生態(tài)衛(wèi)生旱廁的主要優(yōu)勢在于：自動加灰系統(tǒng)模仿水沖式廁所的按壓系統(tǒng)即可完成加灰，且安裝的曲折鏡面可以將下落的草木灰最大面積的覆蓋到糞便上，操作方便快捷，無需用水、用電，節(jié)省資源，更適用于水資源相對匱乏的地區(qū)。

2.2.4 機械驅動傳輸帶式輸送轉移糞污型衛(wèi)生旱廁。

機械驅動傳輸帶式輸送轉移糞污型衛(wèi)生旱廁主要由支撐柱、糞尿收集箱、如廁室、傳動軸、蹲便器等構成，其原理是糞便通過機械傳輸帶把糞污即時輸送到廁屋后置儲糞箱或者三格無害化化糞池，實現(xiàn)全自動機械杠桿式驅動，減少如廁人員與糞便的接觸時間，在指定時間內(nèi)清理儲糞箱或化糞池，糞便長時間發(fā)酵堆肥漚肥可以實現(xiàn)資源化利用[32]。其主要優(yōu)勢在于：設有開合板可以減小如廁人員受到視覺、嗅覺的影響;裝置構成簡單，易于維護保養(yǎng)，收集過程簡單即時，便于之后的統(tǒng)一處理;儲糞箱和化糞池自帶發(fā)酵酸化效果，無需用水，更好地實現(xiàn)廢物資源化利用。

3 衛(wèi)生旱廁的優(yōu)勢及未來發(fā)展趨勢

3.1 衛(wèi)生旱廁的優(yōu)勢

隨著我國科學技術的不斷進步、工業(yè)農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展以及人口數(shù)量的持續(xù)增長，對城鄉(xiāng)統(tǒng)籌的要求隨之增強，因此，鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要性日漸突出，其中廁所問題已經(jīng)成為制約農(nóng)村經(jīng)濟、環(huán)境發(fā)展的關鍵因素，無論是在城市地區(qū)還是農(nóng)村地區(qū)，各類廢水的排放量始終呈現(xiàn)上升趨勢，甚至部分農(nóng)村地區(qū)的廢水存在隨意排放等現(xiàn)象，嚴重污染當?shù)丨h(huán)境。雖然我國水資源總量較大，但人口數(shù)量較多，人均占有量低于世界平均水平，我國南北方水資源擁有量也存在分配不均等問題，北方地區(qū)水資源較少導致部分農(nóng)村地區(qū)用水困難，所以我國北方農(nóng)村地區(qū)如廁方式主要以旱廁為主。但在寒冷缺水且經(jīng)濟相對落后的地區(qū)，地下管網(wǎng)等污水收集、排放設施相對落后，且受到溫度、經(jīng)濟實力、發(fā)展水平等因素的影響，水廁改革實施難度較大，新型衛(wèi)生旱廁將會成為該類地區(qū)的發(fā)展重點。與傳統(tǒng)旱廁、水廁相比，衛(wèi)生旱廁具有以下優(yōu)勢：

（1）無需用水，節(jié)約水資源。衛(wèi)生旱廁的核心優(yōu)勢在于對水資源的保護，各類新型生態(tài)衛(wèi)生旱廁的研發(fā)與成功應用均做到了無需用水，更加適用于水資源相對匱乏、經(jīng)濟發(fā)展水平相對落后的地區(qū)。

（2）應用范圍廣。衛(wèi)生旱廁因其無需用水、節(jié)省資源的優(yōu)勢使其適用范圍較為廣泛，農(nóng)村戶廁、鄉(xiāng)鎮(zhèn)公廁、景區(qū)公廁等特殊地區(qū)的廁所均適用。

（3）裝置簡單，易于維護。一般來說，單個衛(wèi)生旱廁的裝置均由幾個簡單的裝置所構成，無需復雜的操作就可以成功應用于實際，同時也無需完善的地下管網(wǎng)等污水收集、排放設施，易于操作維護。

（4）原位處理。就目前研發(fā)出適用于各地區(qū)的衛(wèi)生旱廁而言，其處理方式均為原位處理，原位處理的優(yōu)勢在于無需糞便運輸，降低處理成本，更加適用于發(fā)展相對落后的地區(qū)。

（5）廢物無害化、資源化利用。衛(wèi)生旱廁中糞便收集系統(tǒng)可起到生物降解、發(fā)酵酸化等作用，產(chǎn)生的固體廢棄物無需進行額外處理，直接作為有機肥施放到農(nóng)田中，實現(xiàn)廢物原位無害化、資源化利用。

3.2 衛(wèi)生旱廁的未來發(fā)展趨勢 “廁所革命”在我國發(fā)展的幾個階段中均以水廁為改革的重點，但并非全部，根據(jù)我國各地區(qū)不同的地理位置、氣候特征、水資源擁有量等因素的考慮，衛(wèi)生旱廁也應該成為部分地區(qū)改廁的難點與重點。隨著國家對農(nóng)村環(huán)境問題重視程度的加大，越來越多的研究學者參與并設計出了適應各地區(qū)的衛(wèi)生旱廁，但部分衛(wèi)生旱廁并未真正的應用到實際中。生態(tài)衛(wèi)生旱廁今后的發(fā)展趨勢應該從以下幾個方面著手考慮：

（1）我國北方地區(qū)冬季干燥寒冷且持續(xù)時間較長，部分衛(wèi)生旱廁內(nèi)未安裝空調或暖氣等加溫設備，導致衛(wèi)生旱廁的使用受到溫度的局限性較大，冬季受限，利用率不高。

（2）目前我國對衛(wèi)生旱廁的研究與創(chuàng)新相對較少，部分研究僅僅是停留在理論中，一部分衛(wèi)生旱廁雖然已經(jīng)應用到實際中，但隨后的維修保養(yǎng)人員數(shù)量相對較少，造成部分設備損壞后無人看管，導致裝置閑置，今后應該培養(yǎng)更多有關衛(wèi)生旱廁設備維護與保養(yǎng)方面的人才，為其今后應用提供后續(xù)保障。

（3）部分農(nóng)村地區(qū)居民環(huán)境保護意識不強，應加大對衛(wèi)生旱廁優(yōu)勢的宣傳力度，最大程度發(fā)揮出衛(wèi)生旱廁在環(huán)境治理以及改善農(nóng)民生活質量上的優(yōu)勢。

4 結語

（1）各地區(qū)農(nóng)村廁所的數(shù)量、類型存在明顯差異，衛(wèi)生廁所普及程度存在“南高北低、東高西低”的現(xiàn)象，造成各個地區(qū)廁所類型存在差異的原因主要包括：區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展及基礎設施建設狀況、區(qū)域自然地理及氣候條件狀況、區(qū)域居民受教育情況及政府宣傳力度狀況等，東部衛(wèi)生廁所普及率高，中部、西部、東北部仍需加強完善。

（2）生態(tài)衛(wèi)生旱廁的類型主要包括打包型生態(tài)廁所和免水生物處理制肥型生態(tài)廁所，但是隨著社會發(fā)展的需求有所改變，越來越多的新型衛(wèi)生旱廁被研發(fā)出來并成功應用到實際當中，其中主要包括：環(huán)保智能型免水沖生態(tài)廁所、組合式生態(tài)衛(wèi)生旱廁、踏壓密封式按壓加灰型生態(tài)衛(wèi)生旱廁和機械驅動傳輸帶式輸送轉移糞污型衛(wèi)生旱廁等。

（3）衛(wèi)生旱廁主要存在無需用水、應用范圍廣、裝置簡單、易于維護、原位處理、廢物無害化、資源化利用等特點，生態(tài)衛(wèi)生旱廁在今后的研發(fā)中一定要因地制宜，緊跟社會發(fā)展的趨勢。

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