化腐朽為神奇:如何挖掘排洩物中的新商機?

2021-03-01 Nature Portfolio

在2000年爆發霍亂之後,南非伊特奎尼區在郊外農村地區安裝了85000多個糞尿分集式廁所。分集的尿液滲入地下,剩餘固體排洩物則按官方要求埋在各個家庭自家地裡。但是對於人口佔比越來越高的老年人而言,填埋是個負擔,同時,不斷上升的人口密集度意味著可用於填埋的土地越來越少。即使糞便在地下分解,病原體也會比預期存活得更久。因此,Teddy Gounden及其在水與衛生部門的同事打算開始收集排洩物。「但是我們應該怎麼做呢?」他不禁問道。排洩物比一般汙物硬,鎮上的廢水處理廠難以處理。而缺少尿液的排洩物沒有足夠的營養物可以轉化成高質量的堆肥。在危險廢物處理廠處理,成本又較高。

後來,Gounden和同事聽說有一種蠅可以製造出比堆肥更有價值的產品。通常來說,蠅是一種有害健康的昆蟲,因為它們既以人類排洩物為食,也以人類食物為食,會在這個過程中傳播病原體。但是原產於熱帶的黑水虻(Hermetia illucens)不一樣:它們在幼蟲期食量驚人,而且很少移動,成年後完全不移動,因此它們的健康威脅較小。

開普敦一家名為AgriProtein的公司修建了工廠,利用黑水虻的這種特殊習性處理食物殘餘。黑水虻在籠中繁殖,在培育室裡孵化蟲卵,然後幼蟲吃掉食物殘渣。孵化後兩周,幼蟲自然離開食物殘渣並化蛹,使工作人員能夠輕鬆地分開處理蟲子和堆肥。工廠對幼蟲做脫水處理後加工成動物飼料,或者榨成油用於化妝品和生物柴油等。剩下的有機物質則變成土壤改良劑。2016年,AgriProtein將首座工業規模的這種處理廠投入運營,並計劃在全球範圍內擴展開來。

鑑於食物殘渣處理工藝一切正常,該公司將目光轉向一種更難處理的東西——人類排洩物,並成立了BioCycle業務。公司的聯合創始人兼總監David Wilco Drew表示,黑水虻幼蟲處理人類排洩物和處理食物殘渣沒什麼兩樣。2016年底,AgriProtein與伊特奎尼區政府合作,在蓋茨基金會的資助下,在德班的一個廢水處理廠設立了一個試點。

Drew說處理起來很困難,因為馬桶裡面扔了各種各樣的垃圾。他對某些人的「創造力」感到震驚,畢竟馬桶和開放式坑廁並不一樣。「你是怎麼把一個舊手機衝下U型管道的?」考慮到糞便存在的健康威脅,BioCycle在原有的食物殘渣處理工藝基礎上做了調整,以適應新情況,而且針對病原體和重金屬做了全面測試。處理廠將幼蟲榨油,並將剩餘的有機物質轉化為固體煤磚用作燃料,而沒有用於農業用途。

從2017年7月底開始,通過糞尿分集式廁所收集到的廢料開始運到這裡。在滿載運行的情況下,處理廠每天能處理40噸的廢料,廢料經過處理後與食物殘渣混合。Drew說:「這絕對是最大的基於昆蟲的糞便處理場。」

隨著研究的深入,黑水虻或許可以處理來自城市下水道系統的汙泥。Gounden說:「這個項目有很大潛力。其他政府也都在期盼看到成果。」 

為了讓各地區的都能加入這波糞便處理潮流,Strande團隊編制了一本手冊和一套網上教程來幫助地方工程師設計可以產出適銷產品的系統。為了能更好的理解這類系統的處理對象,一支由誇祖魯-納塔爾大學研究人員領導的國際小組正在建立一套標準方法和程序來描述排洩物-汙泥的特性,比如溼度、垃圾和病原體含量、營養以及熱量值。

Drew說每個人都要排洩,他夢想有一天「世界上每一個公民都能為我們的供應鏈做貢獻」。

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