摘要：美国西雅图郊区的一个新工厂里弥漫着一股“未来科技”的气息。这里能够安全高效地处理来自人类和家畜的粪便，并回收其中对于农业至关重要的营养成分，而这些营养成分在农田里已经变得越来越稀缺。

图｜一个位于西雅图郊区的工厂将粪便转化为肥料等（来源：MIT Technology Review）

美国西雅图郊区的一个新工厂里弥漫着一股“未来科技”的气息。这里能够安全高效地处理来自人类和家畜的粪便，并回收其中对于农业至关重要的营养成分，而这些营养成分在农田里已经变得越来越稀缺。

在这座占地约 2.3 英亩、散发着淡淡氨味的工厂内，巨大的旋转轴将来自当地污水处理厂的化粪池污泥和生物固体物质转化为工程师所说的“粪便薄饼”。然后，巨大的刮板将烘烤后的生物质置于组合传送带和干燥机上，最终变成了一堆经过消毒的肥料。这种废物处理方法使用前序步骤中产生的压缩蒸汽，能够减少 95% 的电力需求，产物除了干燥的肥料外，还能获得较为纯净的氨和水。

这套名为“Varcor”的系统由西雅图工程公司 Sedron Technologies 设计，归旧金山公司 Generate Upcycle 所有。美国的一些污水处理厂往往采用高温、堆肥和类似高压锅的设备，将剩余的生物质转化成富含营养的肥料和其他土壤添加剂，比如 Bloom 和 TAGRO（“Tacoma Grow”的缩写）。

有些工厂还会通过单独的步骤处理污水以提取磷（一种植物必需的营养素，也是人类饮食中的常见元素），并将其分层加工成圆形颗粒。这项技术由圣路易斯一家名为 Ostara 的公司开发，其将生产出的缓释肥料出售给农民。

“我们喜欢直面‘脏乱差’的挑战。”Epic Cleantec 联合创始人兼首席执行官 Aaron Tartakovsky 表示，该公司将污水转化为清洁水和土壤添加剂。

即使是移动厕所也可以成为“营养回收”的工具，比如通过“peecycling”（包括 Rich Earth Institute 和佛蒙特州的 Wasted）以及瑞典的 Sanitation360 AB 开发的氮捕获方法。由于人类的高蛋白饮食含有丰富的氮，这一元素可以很容易地从尿液和粪便中回收再利用。

事实上，通过人类和其他动物排泄物制作肥料有着悠久而多样的历史，为世界各地“造就”了肥沃的土壤。然而，这些方法在西方文化中一度失宠。如今，研究人员和工程师们与倡导者一起，重新将粪便、尿液及其成分视为可循环利用的宝贵自然资源，而不是将其焚烧或填埋。

一些公司展示了如何使用节能技术安全地扩大这种转化规模。“我们喜欢直面‘脏乱差’的挑战。”Epic Cleantec 公司联合创始人兼首席执行官 Aaron Tartakovsky 表示，该公司利用化学反应和热能将污水转化为清洁水和天然土壤添加剂。

图｜一小部分正被转化为干燥肥料的废料样本（来源：MIT Technology Review）

近期，发表在 Journal of Environmental Management 的一篇评论文章称污水处理厂是“可再生生物氮矿”，可以从回收的污水污泥中提供必需且昂贵的营养成分，而许多农民发现很难获得这种成分。作者得出的结论是，污水“可以成为利用当地可再生资源可持续生产有机矿物肥料的重要原材料，并且具有低碳足迹。”

提取氮和磷进行再利用还可以帮助去除工厂排出的污染物，并减少最终进入垃圾填埋场和化粪池（用以储存和管理大量家畜粪便）的有机物含量。换句话说，重新融入自然的循环系统可以帮助我们在不严重污染环境的情况下满足地球日益增长的粮食需求。

Varcor 系统加热输送进去的粪便并将其分离成固体物质和蒸汽，其中“机械蒸汽再压缩”过程可以让压缩蒸汽被重新用作热源，同时分离和蒸馏出氨和水蒸汽。传送带和烘干机将剩余的固体物质运送到巨大的“粪便薄饼”制作主轴，然后装入停在下面的卡车里。该工厂现在每周能向农场出售三到四卡车这样的干燥肥料。Sedron Technologies 首席营收官 Stanley Janicki 表示，“有几家公司也对使用氨产品来制造肥料感兴趣，而不是从化石燃料中提取。”

“如果这项技术能够帮助形成肥料和清洁水获取的环境循环，那将会非常令人振奋。”FLUSH（代表“促进全球卫生与环境卫生的学习”）咨询机构的创始人兼首席执行官 Kimberly Worsham 谈到 Varcor 时表示。“我喜欢看到新的技术出现，它们可以彻底改变我们使用和再利用资源的方式。”然而，Worsham 也担心，如果不吸引到足够多具备必要技能的工人，管理如此复杂的技术可能会变得不可持续。

除此之外，获得监管许可和执照也可能面临挑战。“当我思考为什么以前没有这样做过时，我发现这与技术没有什么关系，而是与监管框架有关。”Tartakovsky 说道。

倡导者们指出，许多现有的法规根本没有考虑到污水可以产生有用产品的可能性。例如，Varcor 工厂产出的水已经干净到可以重复使用，但地方官员较为谨慎，为了符合排放规定，该工厂将排出的水被输送到了附近的污水处理厂，而不是邻近的湿地。

尽管存在这些挑战，底层技术仍在不断发展。两家位于中西部的乳品厂已经采用了这个系统，第三家厂商也在跟进中。Janicki 表示，规模最大的系统位于印第安纳州，其规模是西雅图地区化粪池转化系统的五倍，每年有可能将 2.5 亿加仑的牛粪转化为可再利用的水、有机肥料和氨。这种高效的把废物转化为天然产品的过程，不仅可以消除储存粪便和传统肥料生产中的温室气体排放，还可以抵消农场运营所需的能源。

即使扩大规模，从废物到肥料的战略也不足以单独解决地球不断增长的人口粮食需求。然而换个角度，将人类不仅视为消费者，同时也是生产者，我们就可以更充分地利用一些被低估的自然资源，而这些资源不会很快枯竭。

本文作者 Bryn Nelson 是一位驻西雅图的科普作家，也是《马桶里的黄金：关于人体产出物的奇妙科学》一书的作者。

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来源：DeepTech深科技