为了在农作物的耕作中利用废水或其组分，废水必须被处理到某种程度才会被认为是卫生可使用的（图3-191）。在散布到公园和农田之前，通常污水存储（被认为是处理的一种类型）多长时间是个问题。如果污水存储的温度在8 ℃，则推荐一个储藏期为6到12个月。在40 ℃，一个月的储藏期是合适的，在65 ℃的情况则一周时间就足够了。有一个很大的争议在于如何输送污水而不污染农用地和食物。
1）与农民合作
建立生态污水处理系统需要与农民的合作以及他们在发展过程中的参与（图3-192）。首先，污水污泥必须充分地清洁，以使它不会破坏农用地，降低氮损失和臭味的分散方法必须被发明出来，并且施肥方法（作用于何种作物，何时及如何作用）需要将氮泄漏和传染病传播减到最少。污水的应用领域应该适用在作物生命周期的开始时期，这个时期大多数的营养素会被吸收。污水通过灌溉和吸收（在地表下经由管道）或留在地面上，例如经由与槽车连接的软管或通过耕作。污水可用于饲料用粮而不是牧场。农民认为人类种植的食物不应该使用来自于人类的污水，而这两者之间应该有一个或更多的循环。根据欧盟规定，在生态种植中不准使用尿或厕所污水。
（1）污泥处理。来自私人家庭的污泥通常较干净于来自处理大型的净化设备的污泥。出自三舱化粪池的污泥所包含的污染少于出自一个净化设备的污泥，并且是一种常见的运用于农业产业的产品。使用前需要环境卫生，而常规农业技术可用于分散。灰水污泥是一种营养素相对贫乏的产品。脱水之后，它的干物质含量高且较容易处理。经化学沉淀法处理的污泥有高磷的含量。自从磷被以化学方法限定，其对植物的可用性就不确定了，也是由于氮和钾含量低造成的营养成分含量不平衡。在讨论污泥的课程中，化学污泥已经获得了较差的声誉。移除污泥通常是用污泥分离器，然后是污泥被运送到市政处理设施进行处理（图3-193）。然而也有方法可以就地处理污泥。污泥由污泥分离器被抽到一个容器中。在容器中有一个过滤器就像大号的咖啡过滤器（图3-194）。在那里，污泥被脱水并停留来熟化。小型净化系统里脱水的污泥被收集起来并且很容易移动和堆肥（图3-195）。污泥也能通过散播在人工湿地设施表面来脱水、矿化（堆肥）和处理。人工湿地的沥出液要回收净化。
图3-191 阿隆达（Alunda）的污水管理
瑞典乌普兰的阿隆达是个拥有2 000人口的小镇，养分按污水管理的意图流动。通过在污水处理厂旁边的农田里使用污泥和污水，减少了50%的氮，达到了与生态圈紧密结合。资料源于彼得 瑞德斯托普（Peter Ridderstolpe），WRS乌普萨拉公司
图3-192 厕所污水的循环利用
从厕所到一条面包，在瑞典特鲁萨（Trosa）农场。资料源于《每日新闻报》（瑞典），1995年5月11日
（2）用污泥施肥。将污泥回归到生态圈一点都不简单。在农业大学里正进行着许多关于哪些作物能施肥和在培养周期的什么时候施肥的研究。这些研究同时也关注对能源作物和林地的施肥。一个降低传递有害物质风险的办法是对绿肥作物施肥，如荨麻或是能用来堆肥的豆科植物。绿肥作物可以耕犁到地下，也可以堆肥来增加土壤的植物养分。
（3）燃烧污泥。在某些地区，污泥带有很大的污染性成为环境问题，如在法卢（Falu）地区，矿山和尾矿堆中的泄漏物向水中释放重金属。在这些地区，污泥只能在像岩洞等地方安全地存放。有一些燃烧污泥的方法，能提取出养分并掩埋有毒尘埃。也有技术革新者在工作中使用不同的净化过程，如使用氢氧化钙来去除重金属。这种方法很昂贵，但也许从环保的立场上看是必要的。
（4）粪便的处理。旱厕中的粪便必须在特殊的粪便堆肥器中熟化，这种堆肥器装备有防雨的顶盖及两个侧壁能通风的隔间（图3-196）。底部由防水混凝土或塑料组成，以防止污染性的沥出液渗进地下水中。这种堆肥室可用于私人夜间粪便的管理。一个隔间用来装填，另一个就用来熟化。这个过程需要6个月。
（5）尿液的处理。尿液富含养分，而且养分物质均衡，很适合做植物的肥料。因为尿液含有极少的污染物质，卫生安全风险也很小，所以能很安全地返回到农田中。尿液管理需要一个新的系统来处理和使用，但现有的农业设备能用在尿液撒播上（图3-197）。尿液能用埋入地下的容器储存和消毒，这也能通过土地让它保持凉爽。容器不能通风，因为尿液是杀菌剂，消毒在储存的过程中就发生了。养分被保留而且几乎没有氮损失。容器必须足够大，这样一年只需清空少许几次。收集尿液/冲厕水的容器的容量取决于家庭的规模、每次冲水的水量以及清空容器的频繁度。尿液通常需要储存在临时储存设施里，因为农民在施肥前需要方便地提前获得足够的量（图3-198）。对于私人设施，这些营养液可以用在私人花园或用来给森林施肥。这个溶液必须大大稀释。尿液不能撒播在马上就要被消费的农产品上，因为氮对那个阶段没有用，而且一些细菌和病毒仍然存在。
图3-193 处理分离污水的步骤
其步骤包括运输、储存、消毒和散播，每一步都需要合适的方法。资料源于Det Källseparerande Avloppssystemetett steg mot bättre resurshushållning”，examensarbete 1995 Sthm´s Universitet，Mats Johansson & Jan Wijkmark
图3-194 污泥泵
污泥泵把污泥吸到放置于井上部的过滤器上。污泥通过重力作用脱水，再放入堆肥室中。这样，污泥不会在中央净化设施中与其他的废物混合。插图由英厄拉 扬戴尔（Ingela Jondell）绘制
图3-195 贝奥维克（Biovac）迷你净化器
其最后一步是把干燥的污泥装桶，在桶里污泥的湿气被蒸发掉。不需要清除湿污泥。摄影：玛丽亚 布洛克（Maria Block）
2）黑水（厕所污水）
黑水富含养分而且养分物质均衡，很适合做植物的肥料。黑水可以和有机生活垃圾及农业肥料一起处理（图3-199）。黑水使用前首先需要消毒，同时需要传统农业技术来撒播。直接在黑水处理后进行养分回收能够增加超过90%的养分恢复（图3-200）。
（1）湿反应器。处理厕所污水的一个方法是使用湿反应器，在湿反应器中进行堆肥，即厕所污水被分解和消毒（图3-201）。污水保留4—6天消毒。对比沼气设施这个系统并不贵。沼气设施和湿反应器的区别是，沼气产生过程是厌氧反应（不需要或只要极少的氧气参与），而在湿反应器中进行则是快速的有氧反应（图3-202）。
图3-196 由塑料制成的可通风的粪便堆肥器
图3-197 尿液管理的新系统
将喷淋罐接上尿液收集器可以方便地在给庄稼灌溉时施肥。资料源于斯帕雷特（Separett）公司
图3-198 瑞典比约湖（Björnsjön）的人尿液储存容器实验设备
该设备自1996年起一直由斯德哥尔摩水务局管理。这个容器由罐装车通过重力来装填。3个容器的容量各有150 m³。这些容器靠近田地，尿液通过管道为春季作物施肥。摄影：玛丽亚 布洛克（Maria Block）
图3-199 泰戈维克斯（Tegelviks）学校的厕所污水处理系统
该学校位于瑞典埃斯基尔斯蒂纳（Eskilstuna）郊外克维克松德市（Kvicksund）。插图为列夫 欣德格伦（Leif Kindgren）绘制
图3-200 挪威奥斯陆外奥斯（Ås）农业大学学生宿舍区的污水分离系统
静音低真空厕所产生浓缩的厕所污水被运进一个湿堆肥反应器里，接着湿的混合肥料用于农业
图3-201 克维克松德市（Kvick sund）泰戈维克斯（Tegelviks）学校旁边的农场
黑色的容器是一个湿堆肥反应器(www.xing528.com)
图3-202 湿反应器运转示意图
插图为列夫 欣德格伦（Leif Kindgren）绘制
图3-203 沼气的生成
所有种类的有机材料都可以添加到沼气池中。输出的是高能沼气（甲烷）和富含养分的肥料
（2）沼气设施。当有机材料在厌氧环境下被微生物分解时就产生了沼气（图3-203）。这个过程有三方面的作用：它制造出优质肥料，同时生产出高能燃气，还能使被分解材料无害化。沼气设施还能用来处理有机废物，如从污水设施而来的厕所污水、农业中的粪肥、可堆肥的生活垃圾和食品工业中的废弃产品，以及污水净化厂中的污泥。有机生活垃圾可以通过使用研磨器增加废物处理系统中干燥材料的含量。在农业沼气设施中，可以为了这个目的添加能量作物。在这个过程中的无害化处理是非常有效的。总之，这个处理杀灭了所有的致病微生物（图3-204）。分解作用发生在封闭的容器里，温度在35 40℃（中温处理）或是50 60 ℃（耐热处理）。在沼气室里，温度应该保持稳定，PH值保持中性，而且应该有一个合适的C/N（碳/氮）平衡。最开始的混合物应至少含水65%。在蒸炼器中停留的时间一般在15—30天。沼气设施规模大，投资大，一般需要有经验的人员来操作（图3-205）。① 沼气。从体积上看沼气一般含有55%—65%的甲烷，30%—40%的二氧化碳，也有一些水和少量的硫化氢和氨。因为甲烷的热值是50 MJ/kg 或18—22 MJ/m3，所以沼气的能量很高。另一个表达方法是1 m³的有上述成分的沼气相当于0.5 L的汽油。沼气可以用来生产热、热电联供以及作为汽车燃料。要使用在汽车上，沼气必须要提纯和压缩。② 消化污泥。分解后的消化污泥是脱水到35%含水量的干物质。因为保留了所有的营养盐和微量物质，通过这种剩余产品中回收的腐殖物和其他生物材料的加强，这种污泥是非常好的肥料（=非常好的土壤改良材料）。而且没有臭味。为了使用这种污泥来改良土壤，在原材料中不能添加重金属和其他有毒物质是非常重要的。③ 废水。废水用来浸泡原材料。没有用的水进入净化工厂。废水也能用作液体肥料，同时分解过的污泥可以和其他有机材料一起堆肥。
图3-204 瑞典斯科讷省（Skåne）的沼气设施
它处理菲力克斯（Felix）食品公司的有机垃圾和伊斯洛夫 萨拉若普（EslövSallerup）污水中的污泥
图3-205 哥德堡瑞亚维肯（Ryaver ken）Gryaab公司
它是富有艺术感的沼气工厂。资料源于瑞典沼气技术中心
小贴士3-6 沼气的使用
沼气的潜力是巨大的。当今瑞典每年生产1.3 TWh能量（图3-206）。然而，瑞典通过利用来自污水、居民生活、工业和农业的可用垃圾能够产生17 TWh沼气的潜能（表3-11）。从农业而来的可用的垃圾比其他资源丰富得多。假如利用特殊的能量作物，潜能值会大大扩展。500 000公顷沼气作物相当于产生能量10 30 TWh/a。沼气技术的使用减少了有机废物生物降解过程中二氧化碳的泄漏。
1）稳定污泥
沼气最普遍的用处就是在市政净化设施中用于稳定污泥。大约150个沼气设施正在运作。沼气用在小型发动机上进行热电联产。1/3的能量以电能的方式传递，剩下的以热能的方式传递。因此，一个净化工厂在燃料上是完全可以自给自足的。
2）工业废水
可以从工业废水中生产沼气，如制糖厂、酿酒厂和造纸厂的废水。虽然提取能量也很重要，但首要目标是获得高度净化的浓缩的废水。
3）有机垃圾
从居民生活、餐饮和工业而来的分离的有机垃圾可以在沼气设施中处理。这些垃圾可以和污水污泥一起在现有的腐化室里处理以提高沼气产量。生活、餐饮和工业垃圾可以一起腐化来为农业制造液体肥料。分离的生活垃圾可以腐化制造有广泛用途的土壤改良材料。
4）垃圾堆填区产生的可燃气体
自发产生的气体因为环境原因被收集起来，在提高安全性的同时也可当作能源来使用。沼气也可以从专门开挖的沼气池里抽取，在沼气池里厌氧腐化作用可以通过调节温湿度来控制。
5）农业
农业中使用沼气设施在近几年已朝着可共享式设施发展，比如，15 20个农民把动物粪肥运送到一个大的共享的沼气设施。这种设施通过电网和区域的供热网为周边人口生产和输送电能和热能。用能源作物生产沼气是更加困难的，但是这种技术正在发展中，尤其是燃料生产技术。
6）污水处理
用沼气设施来处理来自厕所的可堆肥的废物和污水是将城市中的生物垃圾回归到生态圈的好办法。现在这样的设施已经有一些在运转。大规模沼气设施更经济，考虑建造一个只能为少于几百人服务的设施是不划算的。
7）组合设施
生物处理设施被期望能提供部分的市政供暖，同时为公交车和发电生产燃料。农民们被鼓励来种植生产沼气的作物，这也能保护开放的农业景观。在污水管网中被分离的生活垃圾和污泥也被沼气设施所利用。
表3-11 瑞典2005年沼气设施和可燃气年产量
注：资料源于瑞典沼气协会。
图3-206 欧洲最大的沼气设施之一
该设施位于丹麦的赫尔辛格（Helsingör）。它每年处理来自70 000个家庭的20 000 t垃圾。每年生产300万m3的可燃气，可供700 800个家庭取暖
图3-207 肯尼迪（Kennedy）家的露台
这个露台是他们在德国李伯斯加顿（Lebensgarten）生态社区的独户住房的加建部分
图3-208 倾斜地形
蜿蜒流过倾斜地形的水，可以用来灌溉沿途的土地。资料源于《野玫瑰——花园中的生态》，玛丽安娜 雷森纳（Marianne Leisner），1996
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