À propos des toilettes sèches urbaines

[FR] À propos des toilettes sèches urbaines.

Le traitement des eaux noires constitue aujourd’hui un problème de plus en plus pressant face à la croissance rapide de la population dans les mégalopoles. En effet, environ 2,6 milliards de personnes n’auraient pas accès à des toilettes basiques selon l’Unicef et l’OMS. Outre les problèmes que cela représente pour la vie de ces personnes, le manque de toilettes constitue un danger majeur pour la santé publique car il contribue à la diffusion de maladies à partir des lacunes d’eaux noires.

En même temps, des milliards de litres d’eau propre sont ainsi contaminés chaque jour dans le seul but de vider les toilettes. Certes, ils existent déjà des manières écologiques pour traiter les eaux noires, en milieu fermé ou ouvert, mais un traitement de la matière fécale sans eau est aussi possible (voir « toilettes sèches« ).

[ES] A propósito de los baños secos urbanos.

El tratamiento de aguas negras constituye hoy en día un problema cada vez más grave debido al rápido crecimiento de la población en las grandes urbes. En efecto, unos 2600 millones de personas no tienen acceso ni siquiera a letrinas básicas según la OMS y Unicef. Además de los problemas directos que ello supone para la vida de las personas, la falta de baños constituye un peligro mayor para la salud pública ya que contribuye a la difusión de enfermedades a partir de las lagunas de aguas negras.

Al mismo tiempo, millones de litros de agua limpia son contaminados cada día con el único objetivo de vaciar los baños. Es verdad que existen maneras ecológicas para tratar las aguas negras, en medio abierto o cerrado, pero un tratamiento de la materia fecal sin agua también es posible (ver « baño seco« ).

[EN] About urban dry toilets.

Waste water treatment is an worsening problem due to population growth in big cities. In effect, some 2.6 billion people don’t have access even to basic latrines, according to WHO and Unicef. Apart from the direct issues in the lives of all these people, the lack of proper bathrooms constitutes a major problem for public health as it contributes to the diffusion of illnesses that spread from waste water lagoons.

At the same time, millions of liters of clean water are contaminated every day with the sole objective of flushing the toilets. It’s true that there are some ecologic ways to treat waste water, in closed or open environments, but a « dry » treatment of human waste is also possible (see « dry toilets« ).


PREMIÈRE ITÉRATION / PRIMERA ITERACIÓN / FIRST ITERATION


1193TOILETALGORITHM

[FR] Cette première proposition imagine une solution matérialiste où les toilettes du milieu urbain seraient organisées autour d’un système de boites « sèches » d’origine biologique.

1) Les boîtes seraient crées à la base à partir de matière végétale (déchets agricoles et forestiers) traitée par des champignons dans des moules qui leur donneraient leur forme finale. Ensuite, l’extérieur serait traité pour l’imperméabiliser avec une couche de bioplastique. Ces boîtes apportent une quantité suffisante de matière organique sèche pour permettre la fermentation aérobie.

2) Les boîtes seraient placées sous des toilettes adaptées, et une fois remplies avec les selles elles seraient fermées de façon hermétique avec une colle spéciale. Après, elle devraient être récupérées rapidement par un réseau urbain de transport très efficace, adapté de celui du traitement d’ordures ménagères.

3) Une fois transportées dans la centrale de traitement, les boîtes seraient écrasées jusqu’à devenir une masse plus ou moins homogène.

4) Cette masse serait conduite dans des biodigesteurs où elle subirait l’action des bactéries aérobies et anaérobies (qui produisent du biogaz comme sous-produit et qui favorisent l’élimination d’organismes pathogènes). Après quelques mois, quand la masse n’aura plus de bactéries fécales et sera libre de danger, elle pourrait être utilisée comme engrais. Cette méthode est analogue à celle du traitement d’eaux noires.

[ES] Esta primera proposición imagina una solución materialista en la cual los baños del medio urbano serían organizadoas a partir de un sistema de cajas « secas » de origen biológico.

1) Las cajas serían creadas a la base a partir de materia vegetal (desechos agrícolas y forestales) tratada por hongos en moldes que les darían su forma final. A continuación el exterior sería tratado para impermeabilizarlo con una capa de bioplástico. Estas cajas proporcionan una cantidad suficiente de materia orgánica seca para permitir la degradación aerobia.

2) Las cajas serían colocadas en cubetas adaptadas, y una vez llenas con la materia fecal serían selladas de manera hermética con una cola especial. Luego deberían ser recogidas por una red de transporte urbano altamente eficaz, adaptada a partir de la de recogida de basura doméstica.

3) Una vez transportadas a la central de tratamiento, las cajas serían aplastadas hasta volverse una masa más o menos homogénea.

4) Esta masa sería conducida a biodigestores donde sería sometida a la acción de bacterias aerobias y anaerobias (que producen biogas como subproducto, y favorecen la eliminación de organismos patógenos). Después de varios meses, cuando la masa no contenga más bacterias fecales y ya no sea peligrosa, podría ser utilizada como abono. Este método es análogo al del tratamiento de aguas negras.

[EN] This first proposition imagines a materialistic solution in which urban toilets would be organized around a system of « dry » biological boxes.

1) Boxes would be created from a mix of vegetable matter (agricultural and forest waste) treated by fungi in molds that would give them their final shape. Then, the outside of the boxes would be treated to impermeabilize them with a layer of bioplastic. These boxes provide enough dry organic matter as to permit aerobic fermentation.

2) Boxes would then be placed on adapted seats, and once they would be filled with fecal matter, they would be sealed hermetically by using a special paste. They would have to be collected by a highly efficient urban transport network, adapted from the domestic waste transport network.

3) Once transported to the treatment center, boxes would be crushed until they become a mostly homogeneous mass.

4) This mass would be conducted to biodigestors where it would be subject to the action of aerobic and anaerobic bacteria (that produce gas as a by-product and favorise the extermination of disease-carrying microorganisms). After some months, when the mass would no longer contain fecal bacteria and would be safe, it could be used as manure. This method is analogous to waste water treatment.


DEUXIÈME ITÉRATION / SEGUNDA ITERACIÓN / SECOND ITERATION


[FR] Après avoir fait d’avantage de recherches, je me suis concentré sur l’organisation du traitement de déchets à niveau ultra-local, par exemple à niveau d’un bâtiment d’habitations, ce qui limite considérablement le temps de transports des boîtes et donc les probabilités d’un accident biologique. Les bâtiments à plusieurs étages les plus courants aujourd’hui dans les grandes villes ne permettent pas l’installation de toilettes sèches à chaque étage, et ainsi le système de boîtes sert à transporter la matière fécale entre les toilettes domestiques et des centres de traitement à proximité.

[ES] Después de haber hecho búsquedas complementarias, me he concentrado en la organización del tratamiento de desechos a nivel ultra-local, por ejemplo a nivel de un edificio de viviendas, lo cual limita considerablemente los tiempos de transporte y por lo tanto las probabilidades de un accidente biológico. Los edificios de varias plantas más corrientes hoy en día en las grandes ciudades no permiten la instalación de baños secos en cada piso, con lo cual el sistema de cajas sirve a transportar la materia fecal entre los baños domésticos y los centros de tratamiento más cercanos.

[EN] After doing some additional research, I’ve decided to focus in the management of waste at an ultra-local level, for instance at the level of a residential building, in order to limit transport times and thus the posibilities of a biological accident. Buildings with several floors as they are nowadays in big cities don’t allow to install dry toilets at each floor, so this box system would be used to transport fecal matter between home bathrooms and the nearest treatment centers.

1194EARLYDESIGNSQuelques premiers croquis.
Algunos bocetos de primera hora.
Some early sketches.

[FR] Pourquoi séparer l’urine et les selles pendant le transport ?

Pour faire face à cette question, je me suis concentré sur l’activité biologique des excréments humains. Dans ce sens, il vaut mieux récolter séparément l’urine et les selles et les transporter de manière séparée. Les selles seraient contenues dans un récipient d’intérieur poreux qui faciliterait son assèchement, tandis que l’urine (liquide quasiment stérile en absence d’infection urinaire) serait gardée dans des récipients plastiques hermétiques et faciles à transporter.

Selon l’ingénieur Jac Wilsenach, le fait de retirer l’urine permet aux bactéries des cuvettes d’aération de consommer toute la matière organique trente fois plus rapidement que si elle était mélangée à l’urine. L’urine constitue aussi un engrais plus riche et produit beaucoup plus de méthane, mais ces propriétés se perdent quand elle est diluée dans l’eau de lavage (et qu’elle est difficile à récupérer).

[ES] ¿Por qué separar la orina y las heces durante el transporte?

Para responder a esta pregunta me he concentrado en la acividad biológica de los residuos fecales humanos. En ese sentido, es mejor recolectar separadamente la urina y las heces y transportarlas de forma separada. Las heces estarían contenidas en un recipiente poroso en el interior que facilitaría su secado, mientras que la orina (líquido prácticamente estéril en ausencia de infección urinaria) sería recuperada en recipientes plásticos herméticos y fáciles de transportar.

Según el ingeniero Jac Zilsenach, el hecho de retirar la urina permite que las bacterias de los tanques de aireación consuman toda la materia orgánica treinta veces más rápido que si ésta estuviera mezclada con la orina. La orina constituye también un abono más rico y produce mucho más metano, pero estas propiedades se pierden cuando ésta se encuentra diluída en el agua de lavado (y que es difícil de recuperar).

[EN] ¿Why the need to separate urine and faeces during transport?

To answer this question, I’ve focused in the biological activity of human waste. In this sense, it is better to collect separately urine and faeces and to transport them also separately. Faeces would be conained in a contenant which is porous on the inside to provoke its drying, while urine (which is almost sterile when there are not urinary infections) would be collected in plastic hermetic and easy to use containers.

According to engineer Jac Zilsenach, removing urine allows bacteria in aeration chambers to consume all organic matter thirty times faster than if it was mixed with urine. Urine is also a richer manure and it produces more methane, but these properties are lost when it’s mixed in wash water (and that it’s difficult to concentrate).

1195BOXES-AND-CHAIR1 – 2 ) POBOX – conteneur pour les selles / recipiente de materia fecal / faeces container.

3 – 4 ) PIBOX – conteneur pour l’urine (plastique bleu qui masque la couleur) /
recipiente de orina (plástico azul que enmascara el color) /
urine container (blue plastic that masks colour).

5 ) siège – toilette sèche / asiento – baño seco / seat – dry toilet.

[FR] La fermentation aérobie est rapide, produit de la chaleur mais demande souvent de l’énergie pour maintenir un niveau adéquat d’oxygénation. Pour sa part, la fermentation anaérobie est très lente mais produit du méthane et ne demande pas d’aération mécanique, ce qui permet d’obtenir de l’énergie a partir d’elle à travers de la combustion du méthane. Tant la fermentation aérobie (hautes températures) comme la fermentation anaérobie (pression dans la chambre de fermentation) permettent de détruire les organismes pathogènes.

Reste savoir si un seul type de fermentation suffit à éliminer toutes les bactéries fécales et d’autres dangers du compost, spécialement les parasites en état kystique, qui sont détruits uniquement quand ils sont soumis à des hautes pressions. Pour le traitement complet de la matière il faudrait probablement des cycles alternés de fermentation aérobie et anaérobie, comme ça se fait dans la dépuration d’eaux noires.

[ES] La fermentación aerobia es rápida, produce calor pero también suele necesitar energía para mantener un nivel adecuado de oxigenación. Por otro lado, la fermentación anaerobia es muy lenta pero produce metano y no necesita aireación mecánica, lo cual permite obtener energía a partir de ella mediante la combustión del metano. Tanto la fermentación aerobia (altas temperaturas) como la anaerobia (presión del metano en la cámara de fermentación) permiten destruir los organismos patógenos.

Falta saber si un sólo tipo de fermentación es suficiente para eliminar todas las bacterias fecales y otros peligros del compost, especialmente los parásitos en estado quístico, que sólo son destruidos cuando son sometidos a altas presiones. Para el tratamiento completo de la materia harían falta seguramente ciclos alternados de fermentación aerobia y anaerobia, tal como se hace en la depuración de aguas negras.

[EN] Aerobic fermentation is fast, it produces heat as a by-product but it also needs energy to keep a suitable level of oxygenation. On the other hand, anaerobic fermentation is very slow but it produces methane and does not need mechanical aeration, so it allows to obtain energy by burning the methane. Both aerobic fermentation (high temperatures) as anaerobic fermentation (high pressure due to the methane inside the fermentation chamber) can destroy pathogenic organisms.

The one mising point is wether one kind of fermentation alone is enough in order to erase all fecal bacteria and other dangers from the compost, specially cystic parasites, that only get destroyed at high pressure conditions. For the complete treatment of the matter it would be necessary to use alternative cycles of aerobic and anaerobic fermentation, as it is done in waste water treatment plants.

1196THE-CLEANING-ROOM6 ) Station locale de traitement / estación local de tratamiento / local treatment unit.

7 ) Recolte séparée d’urine et des feces – l’urine peut être ré-introduite dans le système pour faciliter la fermentation aérobie /
recogida separada de orina y feces – la orina puede ser re-introducida en el sistema para favorecer la fermentación aerobia /
separate collection of urine and faeces – urine can be later re-introduced into the system to facilitate aerobic fermentation.

[FR] Conclusions :

Le volume de boîtes nécessaire pour conduire la production journalière de selles et les dangers biologiques associés à leur traitement font que ce système ne soit pas réalisable (même dans des petites populations). Cependant, mon objectif avec cette vision c’est plutôt d’attirer l’attention sur les cycles de matière dans les grandes villes et sur comment ce problème aussi basique n’a pas été encore résolu.

En fait, d’autres groupes de recherche ont déjà réfléchi à la manière de traiter l’assainissement des territoires urbains sans avoir à faire recours à l’eau comme système de transport, mais jusqu’à présent je n’ai pas vu aucune proposition détaillée. Les préjugés sociaux associés au traitement de la matière fécale et la commodité qui supposent les toilettes qui marchent avec de l’eau ajoutent des couches supplémentaires de complexité pour la mise en œuvre d’un système de ce type.

[ES] Conclusiones:

El volumen de cajas necesarias para conducir la producción diaria de excrementos y los peligros biológicos asociados a este tratamiento hacen este sistema inviable (incluso en pequeñas poblaciones). Sin embargo, mi objetivo con esta visión es más bien el de llamar la atención sobre los ciclos de materia en las urbes y sobre cómo este problema tan básico no ha sido todavía resuelto.

De hecho, otros grupos de investigación ya han pensado en cómo tratar el saneamiento en territorios urbanos sin utilizar el agua como sistema de transporte, pero hasta ahora no he visto ninguna proposición detallada. Los prejuicios sociales asociados al tratamiento de la materia fecal y la comodidad que suponen los baños que funcionan con agua añaden capas de complejidad a la puesta en práctica de un sistema de este tipo.

[EN] Conclusions:

The ammount of boxes that would be needed to conduct the daily production of human waste and the biological dangers associated with this treatment make this project unviable (even in small populations). However, my objective with this vision is to call attention to matter cycles in cites and to the fact that this basic problem has still not been resolved.

In fact, other research groups have already started on how to consider sanitation in urban environments without using water as a transport system, but until now I have not seen any detailed proprosition. Social prejudice associated to human waste treatment and the comodity of water-using toilets add supplementary layers of complexity for pushing a system of this kind into reality.

Références / Referencias / References: Dunne and Raby’s Critical Design, Vinay Gupta’s Re.silience, Atelier Van Lieshout (specially The Technocrat), Wim Delvoye – Cloaca Machine, Spermatophores as nature’s boxes, Gates Foundation Reinvent the Toilet Challenge.

2 réflexions au sujet de « À propos des toilettes sèches urbaines »

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