Wereldwijd hebben bijna drie miljard mensen niet de luxe van een doorspoeltoilet. In plaats daarvan vertrouwen ze op statische sanitaire systemen, zoals putlatrines om met hun afval om te gaan. Omdat deze niet vaak op een riool zijn aangesloten, moeten ze handmatig worden leeggemaakt en afgevoerd.
Slecht begrip van de risico's houdt in dat onbehandeld slib vaak in nabijgelegen velden en rivieren wordt gegooid. De impact hiervan kan verwoestend zijn. Kiemen gevonden in fecaal slib veroorzaken ziekten zoals diarree, wat resulteert in de dood van meer dan 750.000 kinderen jonger dan vijf per jaar.
Er wordt echter geschat dat elke dollar die wordt geïnvesteerd in betere sanitaire voorzieningen tot US $ 5, 50 terugkeert in sociale en economische voordelen. Deze komen door verhoogde productiviteit, lagere zorgkosten en preventie van ziekte en vroegtijdig overlijden.
Een cruciaal onderdeel van de verbetering van sanitaire voorzieningen ligt in het onderzoeken en ontwikkelen van eenvoudiger, efficiëntere manieren om slib te behandelen op plaatsen waar geen riolering en gecentraliseerde afvalwaterzuivering beschikbaar is.
Mijn onderzoek maakt deel uit van een partnerschap met het ingenieursbureau Buro Happold (BH), die door WaterAid Bangladesh werd gevraagd om een technologie voor slibbehandeling te vinden die effectief, praktisch en betaalbaar was.
Na het overwegen van opties zoals biogas en pit-additieven - producten die werden gebruikt om het slibvolume te verminderen - koos het bedrijf voor niet-geplante droogbedden. Ze zijn eenvoudig van opzet en maken gebruik van de redelijke hoeveelheid zonneschijn in Bangladesh.
Handmatig legen (sswm.info) Drogende bedden drogen het slib uit door middel van verdampings- en drainageprocessen. Naarmate het water verliest, stijgt de temperatuur in het slib, waardoor een deel van de bacteriën wordt gedood. Eenmaal gedroogd tot een geschikte consistentie voor verwijdering, wordt het slib gecomposteerd om veilig gebruik in de landbouw als grondverbeteraar mogelijk te maken.
Mijn onderzoek heeft als doel het slibdroogproces in deze bedden beter te begrijpen om een schatting te maken van de benodigde tijd voordat het veilig kan worden verwijderd, om te voorkomen dat onbehandeld slib in de omgeving wordt geleegd.
Poep fabriek
Om dit te doen, is het noodzakelijk om slib te maken in het laboratorium, dat de chemische en fysische eigenschappen van het echte spul zo nauwkeurig mogelijk repliceert. Hierdoor kunnen we veilige, reproduceerbare droogtests uitvoeren om na te gaan hoe echt slib zal drogen in een tropisch klimaat.
Droogbed (Celia Way Buro Happold 2013) Afgezien van dat het vol zit met kiemen, is fecaal slib zeer variabel in termen van zijn chemische en fysische samenstelling. Een onderzoek naar de "output" van een groep gezonde mannen van dezelfde leeftijd op een gecontroleerd dieet gedurende drie weken vond opmerkelijke verschillen in de chemische samenstelling van hun poep. Een dergelijke variatie wordt verder versterkt tussen verschillende landen, klimaten en diëten.
De belangrijkste chemische componenten van poep zijn vetten, koolhydraten (vezels), stikstofhoudend materiaal, mineralen (voornamelijk kalium, calcium en fosfor) en micro-organismen. In 2006 ontwikkelden wetenschappers een simulant voor menselijke poep om het ontwerp van een afvalinzamelsysteem te testen voor een verkenningsvoertuig voor de bemanning voor NASA.
Met behulp van de bekende chemische samenstelling ontwikkelden de NASA-onderzoekers een 'recept' dat bestond uit cellulose om de koolhydraten weer te geven, gist voor de micro-organismen, pinda-olie voor vetten en koolhydraten, plus kaliumchloride, calciumfosfaat en water.
Helaas is het slib dat op de droogbedden in Bangladesh wordt gedroogd iets anders dan verse poep, omdat het tijd heeft doorgebracht in een put of een septic tank. Dit betekent dat gemakkelijk afbreekbare componenten in verse poep (koolhydraten, eiwitten en suikers) worden afgebroken en stabielere componenten achterlaten. NASA's recept voor verse poep moest worden aangepast voor onze experimenten om rekening te houden met de veranderingen en om de kenmerken van echt fecaal slib beter weer te geven.
Als onderdeel van de Reinvent the Toilet Challenge van de Bill and Melinda Gates Foundation in 2014, heeft de Pollution Research Group in Zuid-Afrika het NASA-recept gewijzigd. Ze omvatten het voedingssupplement psylliumschil en misopasta voor vezels, verwijderde kaliumchloride, toegevoegde polyethyleenglycol om waterretentie te helpen, actieve gist om bacteriën te vertegenwoordigen en veranderde cellulose in katoenen linters en versnipperd weefsel.
We hebben dit recept verder aangepast om katoenen linters te vervangen door hennep omdat het gemakkelijker verkrijgbaar was. Actieve gist werd vervangen door biergist, omdat deze gemakkelijker in bulk kan worden gekocht.
Nu we een geschikt simulatiemiddel voor fecaal slib hebben, kunnen we testen op droogbedden uitvoeren om het drooggedrag van het slib in een tropisch klimaat beter te voorspellen. Dit zou kunnen leiden tot het gebruik van dergelijke bedden op een veel grotere schaal, wat betekent dat in plaats van gevaarlijk onbehandeld te blijven, de poep ergens beter te gaan is.
Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation.
Naomi Deering, postdoctoraal onderzoeker in Sanitatie, Universiteit van Bath
