圖｜一個位于西雅圖郊區的工廠將糞便轉化為肥料等（來源：MIT Technology Review）
美國西雅圖郊區的一個新工廠里彌漫著一股“未來科技”的氣息。這里能夠安全高效地處理來自人類和家畜的糞便，并回收其中對于農業至關重要的營養成分，而這些營養成分在農田里已經變得越來越稀缺。
在這座占地約 2.3 英畝、散發著淡淡氨味的工廠內，巨大的旋轉軸將來自當地污水處理廠的化糞池污泥和生物固體物質轉化為工程師所說的“糞便薄餅”。然后，巨大的刮板將烘烤后的生物質置于組合傳送帶和干燥機上，最終變成了一堆經過消毒的肥料。這種廢物處理方法使用前序步驟中產生的壓縮蒸汽，能夠減少 95% 的電力需求，產物除了干燥的肥料外，還能獲得較為純凈的氨和水。
這套名為“Varcor”的系統由西雅圖工程公司 Sedron Technologies 設計，歸舊金山公司 Generate Upcycle 所有。美國的一些污水處理廠往往采用高溫、堆肥和類似高壓鍋的設備，將剩余的生物質轉化成富含營養的肥料和其他土壤添加劑，比如 Bloom 和 TAGRO（“Tacoma Grow”的縮寫）。
有些工廠還會通過單獨的步驟處理污水以提取磷（一種植物必需的營養素，也是人類飲食中的常見元素），并將其分層加工成圓形顆粒。這項技術由圣路易斯一家名為 Ostara 的公司開發，其將生產出的緩釋肥料出售給農民。
“我們喜歡直面‘臟亂差’的挑戰。”Epic Cleantec 聯合創始人兼首席執行官 Aaron Tartakovsky 表示，該公司將污水轉化為清潔水和土壤添加劑。
即使是移動廁所也可以成為“營養回收”的工具，比如通過“peecycling”（包括 Rich Earth Institute 和佛蒙特州的 Wasted）以及瑞典的 Sanitation360 AB 開發的氮捕獲方法。由于人類的高蛋白飲食含有豐富的氮，這一元素可以很容易地從尿液和糞便中回收再利用。
事實上，通過人類和其他動物排泄物制作肥料有著悠久而多樣的歷史，為世界各地“造就”了肥沃的土壤。然而，這些方法在西方文化中一度失寵。如今，研究人員和工程師們與倡導者一起，重新將糞便、尿液及其成分視為可循環利用的寶貴自然資源，而不是將其焚燒或填埋。
一些公司展示了如何使用節能技術安全地擴大這種轉化規模。“我們喜歡直面‘臟亂差’的挑戰。”Epic Cleantec 公司聯合創始人兼首席執行官 Aaron Tartakovsky 表示，該公司利用化學反應和熱能將污水轉化為清潔水和天然土壤添加劑。
圖｜一小部分正被轉化為干燥肥料的廢料樣本（來源：MIT Technology Review）
近期，發表在 Journal of Environmental Management 的一篇評論文章稱污水處理廠是“可再生生物氮礦”，可以從回收的污水污泥中提供必需且昂貴的營養成分，而許多農民發現很難獲得這種成分。作者得出的結論是，污水“可以成為利用當地可再生資源可持續生產有機礦物肥料的重要原材料，并且具有低碳足跡。”
提取氮和磷進行再利用還可以幫助去除工廠排出的污染物，并減少最終進入垃圾填埋場和化糞池（用以儲存和管理大量家畜糞便）的有機物含量。換句話說，重新融入自然的循環系統可以幫助我們在不嚴重污染環境的情況下滿足地球日益增長的糧食需求。
Varcor 系統加熱輸送進去的糞便并將其分離成固體物質和蒸汽，其中“機械蒸汽再壓縮”過程可以讓壓縮蒸汽被重新用作熱源，同時分離和蒸餾出氨和水蒸汽。傳送帶和烘干機將剩余的固體物質運送到巨大的“糞便薄餅”制作主軸，然后裝入停在下面的卡車里。該工廠現在每周能向農場出售三到四卡車這樣的干燥肥料。Sedron Technologies 首席營收官 Stanley Janicki 表示，“有幾家公司也對使用氨產品來制造肥料感興趣，而不是從化石燃料中提取。”
“如果這項技術能夠幫助形成肥料和清潔水獲取的環境循環，那將會非常令人振奮。”FLUSH（代表“促進全球衛生與環境衛生的學習”）咨詢機構的創始人兼首席執行官 Kimberly Worsham 談到 Varcor 時表示。“我喜歡看到新的技術出現，它們可以徹底改變我們使用和再利用資源的方式。”然而，Worsham 也擔心，如果不吸引到足夠多具備必要技能的工人，管理如此復雜的技術可能會變得不可持續。
除此之外，獲得監管許可和執照也可能面臨挑戰。“當我思考為什么以前沒有這樣做過時，我發現這與技術沒有什么關系，而是與監管框架有關。”Tartakovsky 說道。
倡導者們指出，許多現有的法規根本沒有考慮到污水可以產生有用產品的可能性。例如，Varcor 工廠產出的水已經干凈到可以重復使用，但地方官員較為謹慎，為了符合排放規定，該工廠將排出的水被輸送到了附近的污水處理廠，而不是鄰近的濕地。
盡管存在這些挑戰，底層技術仍在不斷發展。兩家位于中西部的乳品廠已經采用了這個系統，第三家廠商也在跟進中。Janicki 表示，規模最大的系統位于印第安納州，其規模是西雅圖地區化糞池轉化系統的五倍，每年有可能將 2.5 億加侖的牛糞轉化為可再利用的水、有機肥料和氨。這種高效的把廢物轉化為天然產品的過程，不僅可以消除儲存糞便和傳統肥料生產中的溫室氣體排放，還可以抵消農場運營所需的能源。
即使擴大規模，從廢物到肥料的戰略也不足以單獨解決地球不斷增長的人口糧食需求。然而換個角度，將人類不僅視為消費者，同時也是生產者，我們就可以更充分地利用一些被低估的自然資源，而這些資源不會很快枯竭。
本文作者 Bryn Nelson 是一位駐西雅圖的科普作家，也是《馬桶里的黃金：關于人體產出物的奇妙科學》一書的作者。
原文鏈接：
https://www.technologyreview.com/2025/01/03/1108658/poop-feces-agriculture-varcor-biowaste/
