生态厕所系统的科普研究及应用——以可移动生态厕所为例

朱 琳

（江苏海洋大学，江苏 连云港 222005）

基于健康与节能的考虑，比尔·盖茨基金会发起了“厕所重新发明计划（Reinvent the Toilet challenge）”，为“厕所创新大赛”提供资助，其目的是希望通过可持续的方法解决世界性的如厕问题。现今，有些技术原型已被成功研制，例如，英国拉夫堡大学和斯坦福大学的将粪便转变成木炭或生物炭的技术等，但是对于厕所革命而言，要解决的不仅是单纯的技术问题，还有科学普及问题与设计问题。

生态厕所刚刚起步不久，问题、机会与变革并行，值得设计师进行认真的思考。笔者希望通过系统设计把有关生态厕所的知识用视觉化的形式呈现出来，并把相关知识运用到设计实践中，让观众了解厕所相关知识，同时给用户提供更好的如厕的体验。

1 生态厕所现状研究

20世纪初期，生态厕所的理念被德国建筑设计师Leberrecht Migge提出并且付诸实践，生态厕所的英文名是Ecological &Economical Sanitation，缩写为Ecosan。1985年，瑞典生态专家Uno Winblad 提出了免水生态厕所的概念，他认为生态厕所不仅需要满足卫生功能，更要满足环境友好的要求，并且能充分利用资源，强调污染物自净和资源循环利用的概念和功能。

调研主要采用二手资料收集分析和实地调研两种方式。首先，通过网络和图书馆收集了大量与生态厕所相关的资料，对资料进行整理和分析生态厕所的概念、类型、工作原理、基本功能以及优缺点。现有生态厕所的分类十分杂乱，为了方便进行后期的研究与分析，笔者从废弃物处理的角度出发，按照生态厕所的技术类型进行分类。然后，设计团队带着整理好的资料去常州华虹新能源有限公司和北京万若环境工程技术有限公司进行实地考察，通过对生态厕所的前期调研，掌握生态厕所的概念、类型、工作原理、基本功能以及优缺点。对比不同种类的生态厕所，提出适合不同环境使用的生态厕所以及寻找生态厕所在科普传播中的侧重点。

2 设计实践—生态厕所系统化设计方案

2.1 设计理念

调查发现，部分人不愿意谈论厕所相关的话题，缺少厕所相关科普知识的传播，不了解厕所粪污引发的一系列环境污染问题，对于生态厕所的理念也知之甚少。针对上述情况，笔者设计了生态厕所科普及应用系统，设计包含两方面内容：一方面是生态厕所科普知识的视觉化设计，另一方面是如厕体验与科普宣传的可移动厕所体验空间设计。运用系统设计理念，设计出一个兼具科普知识传播功能和良好如厕体验的可移动厕所，作为一个系统化的解决方案，将涉及厕所的外形设计，厕所内部体验空间的设计，以及相关科普知识的视觉化图形设计。

2.2 生态厕所科普知识的视觉化设计方案

笔者咨询多名生态厕所领域的技术专家，对现有生态厕所的工作原理和相关技术进行分析和整理，绘制了不同种类生态厕所的工作原理图和生态循环系统图。生态厕所原理图可以让参观者更加直观地了解生态厕所中的工作原理，了解其如何对粪便进行收集，运输以及通过何种方式对粪污进行资源化处理。生态厕所循环系统图展示了生态厕所的生态循环圈，粪污变成有机肥料的过程，肥料怎样回用于绿色种植，有机蔬菜又是如何回用于社区，从而形成生态循环的闭环。

（1）免水冲打包厕所。打包厕所使用降解树脂薄膜做成的塑料袋作为包装材料，在不改变人们如厕行为习惯的情况下，通过机械夹紧的方式对粪便进行打包处理，减少对环境的污染。

（2）真空负压厕所。真空负压厕所通过真空负压进行粪污收集和资源化处理的技术，使用少量水将粪便和尿液分别通过真空管道收集到不同的真空罐中，然后进入生化反应器发生降解反应产生有机肥料，减少对环境的污染。

（3）干式搅拌生态厕所。干式搅拌生态厕所由传统旱厕发展而来，不需要冲水，依靠微生物菌群对粪污进行分解处理，通过搅拌的方式进行曝气，将粪污降解成腐殖质，从而变成有机肥料。

（4）泡沫封堵厕所。泡沫封堵厕所使用发泡液产生发泡替代冲水，可以节约用水，发泡剂的成分能够完全消融于水中，不排除污染物，所以不会造成环境污染。

（5）循环水生态厕所。循环水厕所的核心是通过一系列不同组合的生物反应器，利用活性污泥或生物膜的处理方式对人类粪污污染物进行分解和消化，从而产生循环水用于冲洗厕所。

2.3 可移动厕所产品设计方案

2.3.1 厕所外观设计及空间布局

移动厕所的空间分布为两个部分，一部分是厕所的外部空间分布，包括车身液晶显示屏、展板信息显示区域，推拉门、粪便储存空间区域、尿液储存空间区域。另一部分是内部空间分布，包括大便体验空间、小便体验空间、储物空间、清洗空间以及植被种植空间。移动厕所外部的显示屏采用智能玻璃技术，可以加强信息化显示，使生态厕所的科普知识能够更好地传递和分享给参观者。显示屏下方是展板信息涂装区域，可以在上面喷涂一些生态厕所的工作原理图或系统循环图。车头和车位都设计了信息显示屏，告知使用者厕所的使用状况，即厕所内部有没有人的信息。

车顶设置了太阳能光板，雨水收集器以及通风装置，车顶上分布了雨水收集装置，可以用来收集雨水用以空间内绿色植被。太阳能装置位于顶部的黑色区域，占据了整个车顶大部分的面积，装置可以把太阳能转换为电能用于空间内照明和车体底部储粪空间内电机的转动。车顶绿色的圆形区域是通风装置，内部设有通风风扇，可以把厕所内的臭味排除，保持厕所环境的清新卫生。移动厕所侧视效果图如图1所示。

图1 移动厕所侧视效果图

2.3.2 厕所内饰设计说明

厕所的内饰主要包括大便如厕体验区和小便如厕体验区以及储物空间。如厕体验区采用包裹式的设计方式，墙壁上分布有绿色植被装置用来种植绿色植被，从心理上改变参观者对于如厕的态度，让其拥有一种归于大自然的体验。空间内设置有车体生态循环系统示意图，通过信息图表的形式向参观者讲解，粪便收集方式，处理方式，以及如何变成有机肥料回用于自然的。通过图表的形式向参观者讲解了粪便的整个生态循环圈，让人们了解厕所相关的知识，了解生态厕所的理念，共建厕所文化，从而从源头上解决厕所引发的一系列环境问题。

移动厕所本身就是一个生态循环系统，配备有雨水收集器、采光装置、太阳能、通风设备、粪便收集设施、粪便处理设备、绿色种植设备。人们在空间内产生粪便，粪便通过收集设备进入到处理装置中，在微生物的作用下产生有机肥料，有机肥料的一部分可以回用于绿色植被的培育。通过体验这样的一个生态循环圈体验空间，可以让人们了解生态循环的理念，认识到厕所是生态循环圈中的重要一环，让人们了解厕所产生环境污染问题，重视厕所问题并积极宣传厕所相关的知识。

3 结语

生态厕所的科普知识的研究和传播非常重要，我国关于厕所领域的科普传播相对落后，需要更多的设计师关注厕所这个领域，设计出更多优秀的关于厕所知识的科普产品和展览。日本打破了对厕所的禁忌，民众开始谈论厕所，升级厕所装置，宣传厕所相关知识并且构建厕所文化。笔者认为只有民众意识到生态厕所对于环境保护的重要作用，认可生态厕所的理念，才能减少甚至根除人类粪便引发的一系列污染。