arrow_backEmergency WASH

S.18 Обробка сечовиною (нова технологія)

Обробку сечовиною можна використовувати у випадку фекального мулу, чорної води чи сечі і фекалій із різних джерел. Сечовина із хімічною формулою CO(NH2)2 використовується як добавка для створення лужного середовища у пристрої для зберігання мулу і таким чином допомагає знезаразити мул.Органічна молекула (NH2)2CO, що виділяється із сечею і містить живильний азот. Згодом сечовина розпадається на вуглекислий газ та амоній, який швидко використовується організмами у ґрунті. Вона також може використовуватись для локальної обробки фекального мулу. Див. [S.18]

Коли сечовина додається до фекального мулу, вона каталітично розкладається ензимом уреазою, наявним у фекальному матеріалі, до аміаку і карбонатів. Розклад сечовини призводить до підлужнення pH (понад 7), що впливає на рівновагу між аміаком і йоном амонію, сприяючи більше утворенню аміаку. Неіонізований аміак (NH3) виступає в якості основного знезаражуючого агента. Є повідомлення про інактивацію патогенів під впливом молекулярного аміаку у випадку кількох видів мікроорганізмів, бактерій, вірусів та паразитів. Дезінфекція аміаком продемонструвала свою ефективність у сечі, каналізаційному мулі та компості, проте його застосування до фекального мулу все ще перебуває на етапі дослідження. Процес залежить від температури і парціального тиску газоподібного аміаку над рідиною. Відтак вентиляція та вільний простір над рідиною також впливають на умови протікання процесу. Рекомендується, щоб обробка проводилася у закритій посудині для мінімізації кількості витоків газоподібного аміаку, і для зміщення рівноваги в напрямку утворення розчинненого аміаку. Обробка має проводитися як періодичний процес задля забезпечення одонорідного знезараження у мулі.

Знищення (патогенних) мікроорганізмів шляхом інактивації (за допомогою хімічних реактивів, радіації чи тепла) або процесів фізичного розділення (наприклад, мембран). Див. POSTСтупінь кислотності чи лужності речовини. Значення pH нижче 7 вказує на кислотність, значення pH вище 7 – на лужність.

Проєктні міркування

Сечовина зазвичай додається у кількості 2% від загальної ваги мулу у вологому стані. Сечовину спершу поміщують у ємкість для зберігання (наприклад, м’який резервуар/закритий резервуар), а потім у цю ємкість перекачується фекальний мул. Розмір ємкості може варіюватися залежно від кількості та частоти обробки мулу. Насос використовується для циркуляції мулу у ємкості задля забезпечення достатнього контакту між сечовиною та мулом. На розкладання сечовини потрібно як мінімум 4 дні, відтак рекомендується час утримання у закритій посудині протягом орієнтовно 1 тижня.

Органічна молекула (NH2)2CO, що виділяється із сечею і містить живильний азот. Згодом сечовина розпадається на вуглекислий газ та амоній, який швидко використовується організмами у ґрунті. Вона також може використовуватись для локальної обробки фекального мулу. Див. [S.18]

Матеріали

Для обробки сечовини потрібна ємкість, яка закривається (наприклад, закритий резервуар чи мобільний м’який резервуар) та рециркуляційній насос для отримання однорідної суміші мулу і сечовини. У випадку рідкого мулу можна використовувати мембранний насос, тоді як для густішого мулу може знадобитися шнековий насос чи вакуумний насос. До того ж потрібне постійне постачання сечовини. Сечовина є традиційним, широко використовуваним і доступним хімічним добривом, яке найімовірніше, є доступним у більшості місцевостей. До того ж набір для аналізу води (зокрема, для pH та E. coli) потрібен для контролю рівнів pH у суміші мулу та сечовини та для тестування рівня ефективності обробки. 

Органічна молекула (NH2)2CO, що виділяється із сечею і містить живильний азот. Згодом сечовина розпадається на вуглекислий газ та амоній, який швидко використовується організмами у ґрунті. Вона також може використовуватись для локальної обробки фекального мулу. Див. [S.18]Escherichia coli, бактерія, що мешкає в кишечнику людей і теплокровних тварини. Використовується як індикатор забруднення води фекаліями.Ступінь кислотності чи лужності речовини. Значення pH нижче 7 вказує на кислотність, значення pH вище 7 – на лужність.

Застосовність

Обробка сечовиною вважається новою технологією, яка дотепер не широко використовувалася в умовах надзвичайної ситуації. Проте перші пілотні проєкти та дослідження є багатообіцяючими, і отримані докази вказують на те, що обробка сечовиною може бути підходящим варіантом обробки для фази гострого реагування через короткий час обробки (орієнтовно 1 тиждень), відносно простий процес та використання наявних матеріалів.

Експлуатація та технічне обслуговування

Потрібне регулярне технічне обслуговування насосів, які використовуються для перемішування. Через потенційні ризики для здоров’я при роботі із сечовиною (див. нижче) для процесу потрібен кваліфікований персонал, який дотримується протоколів з охорони здоров’я та безпеки і носить належне особисте захисне спорядження.

Здоров’я та безпека

Сечовина може бути небезпечною, коли вступає в контакт зі шкірою чи очима (подразник), потрапляє всередину організму при ковтанні чи вдиханні, і може вибухнути при високих температурах. Газоподібний аміак є токсичним, і потрібно дотримуватися заходів безпеки при видаленні мулу з резервуару. Потрібно бути в особистому захисному спорядженні (наприклад, маски, рукавиці, фартухи та одяг із довгими рукавами) при роботі із сечовиною задля попередження подразнення очей, шкіри та системи дихання.

Органічна молекула (NH2)2CO, що виділяється із сечею і містить живильний азот. Згодом сечовина розпадається на вуглекислий газ та амоній, який швидко використовується організмами у ґрунті. Вона також може використовуватись для локальної обробки фекального мулу. Див. [S.18]

Витрати

Обробка сечовиною є відносно дешевою технологією. Витрати можуть варіюватися залежно від наявності та вартості місцевих матеріалів і сечовини. Для обробки 1 м3 фекального мулу потрібно 20 кг сечовини, і сечовина зазвичай є в наявності і доступною за ціною.

Соціальні міркування

Мають бути запроваджені протоколи з охорони здоров’я і безпеки, які включають забезпечення особистим захисним спорядженням та проведення тренінгів для залученого персоналу. 

Ключові критерії прийняття рішень

Вхідні продукти

Чорна вода
Фекалії
Мул
Сеча
Хімічні продукти

Вихідна продукція

Мул

Екстрена фаза

Гостра реакція + +

Складні ґрунтові умови

Підходить

Рівень застосування / масштаб

Околиці + +

Водні та сухі технології

Сухий

Рівень управління

Місто + +

Технічна складність

Середній

Потрібне місце

мало

Цілі та основні функції

Видалення патогенів. Мінімізація безпосередніх ризиків для громадського здоров’я.

Сила і слабкість

  • Час обробки ≈ 1 тиждень (4–8 днів)
  • Високий рівень видалення патогенів (зниження E-coli в 106, тобто кількість патогенів стає в 1 мільйон разів меншою)
  • Простий процес, який використовує широкодоступний матеріал: сечовину
  • У виробленому мулі високий вміст азоту, що є корисним для застосування у сільському господарстві
  • Високе споживання хімікатів
  • Перемішування є надзвичайно важливим для процесу
  • Може знадобитися додаткова подальша обробка мулу
  • За умови неналежного поводження може становити потенційний ризик для здоров’я
arrow_upward