論新式馬桶解決上海老舊小區衛生設施改造難題

■ XIN Jianchun ZHANG Zhengjun LIU Yingchun

0 引言

上海致力于消滅“拎馬桶”，開展衛生設施改造已有十余年。市區兩級政府通過多種改造方案，解決老舊小區居民如廁難題。對于房屋條件允許的，通過成套改造進行衛生設施安裝；對于條件不允許的，采用“一平方米”馬桶工程，配合整體衛浴等技術方案進行改造[1]。2019 年數據統計，全市共有33萬戶家庭衛生設施短缺，其中沒有衛生設施的15.8 萬戶[2]。2019 年已啟動1.1 萬戶非舊改地塊無衛生設施改造，2020 年計劃再啟動實施9 000 戶。截至2020 年5 月底，已啟動實施5 336 戶非舊改地塊無衛生設施老舊住房改造[3]。

上海老舊小區衛生設施改造工作正有力有序推進，但據社情民意反映，在實際操作過程中仍面臨若干難題：一些老舊小區缺少排污管道鋪設條件，改造難度較大。沿街房屋如需安裝抽水馬桶，則要將排污橫管暗埋在人行道下，污物排入小區內的化糞池或隔離井，污水再進入市政管線。但人行道下已經排布了自來水管、消防管、煤氣管等管線，情況比較復雜，再增加排污管的難度較大。且馬路上的地下管網老化，無法再負荷新裝抽水馬桶帶來的污水排放量。

目前，衛生設施改造技術方案，大多是在已有地下排污系統，或者具備鋪設排污管道的前提下進行的。對于沒有排污管道的老舊小區，安裝馬桶就相當于要鋪設一套新的排污系統，當實際操作中缺乏施工條件時就產生了瓶頸，還存在與環衛、路政等相關部門協調問題，實際操作難度大。

筆者選取了幾例國內外新式馬桶進行技術分析，探索其在老舊小區衛生設施改造中應用的可能性，并從設備提升的角度闡述解決排污管道鋪設難題的途徑，以及未來可能遇到的其他問題。

1 上海老舊小區衛生設施改造難點分析

1.1 建筑通道較小，房屋結構老化

一方面，上海老舊小區房屋密布交錯，巷道狹窄，傳統排污管管徑較粗，地下預埋深度較大，出戶管道施工困難；另一方面，大部分上海老舊房屋屬于磚木結構，房屋年齡久遠，結構老化，墻體下沉、傾斜較多，鋪設排污管道對原始結構破壞較大，木地板閣樓較難兼顧靜音、衛生及美觀。

1.2 室內空間狹窄，相鄰關系復雜

老舊房屋室內空間狹窄，還堆砌著很多生活雜物。傳統便器和排污管道安裝位置受限，有時候不可避免地要從住戶臥室頂上或者窗邊通過，再加上老舊房屋住戶情況復雜，業主、租戶、親戚鄰里住宿關系相互交織，周圍公共區域常常成為鄰里爭吵的焦點。

1.3 重力流排污方案受限，亟待創新方法

傳統抽水馬桶屬于重力流排污，污物通過下水管道首先集中在小區的化糞池或者隔離井中。在化糞池中，污物先進入第一隔倉，然后在水的浸泡下軟化、散解，變成糞水，糞水中的殘渣會沉淀在倉內；隨后，污水進入第二倉內，繼續沉淀，等倉滿后通過排污管道流向污水處理廠，最后排入河道中。

傳統抽水馬桶占地面積約為1 m2，沖水量6～9 L（一盆水），出戶管道直徑約為100 mm。其優勢：工藝成熟、設計施工方便，坐便器、安裝配套材料為市場通用件，加工簡便。不足：施工周期長，戶內安裝坐便器位置受限；戶外管道預埋深，老舊小區地基條件、房屋結構受限，施工難度大、成本高、管道維護難。

2 新式馬桶技術分析

新式馬桶相對于傳統抽水馬桶，在室內端、排污端、污物處理末端幾個環節上均有所突破，有的改變了污物的形態和處理方式，有的改變了排污方式。通過設備的提升來解決既有老舊小區衛生設施改造難題，也為既有馬桶產品的發展提供了思考。

2.1 冰凍馬桶

（1）工作原理：使用坐便器后，污物在內桶冷卻至-15℃，衛生物活性停止，污物凍成冰塊，沒有異味產生。

（2）室內端：無異味，安裝簡便，沒有噪聲，只需放置在靠近電力供應的平整地面即可（圖1）。使用成本低，每天最多耗電1.44 kWh。使用中非常安靜，不會產生沖水噪聲。內置污物桶，套可降解垃圾袋使用（圖2）。座圈保持舒適溫度，而不會感覺到冰冷。

（3）排污端：不用鋪設上下水管道和化糞池或集污井，將垃圾袋直接丟入堆肥箱。

（4）末端：冰凍馬桶與堆肥箱聯合使用促進環保和資源再利用。通過堆肥箱發酵使污物最終轉化為有機肥（圖3）。

（5）堆肥處理流程：堆肥箱用于污物儲存及堆肥。堆肥箱高溫發酵，徹底殺死各種病原菌，實現糞便無害化?？山到馑芰洗?，可與糞便共同發酵分解。堆肥箱無異味，不用電，需要半年更換活性炭。整個堆肥過程需要4～10 周，堆肥需要加入墊料，轉化成有機肥?？杉尤虢湍妇涌旆磻俣?。220 L 堆肥箱預計可供20 戶家庭使用。

圖1 冰凍馬桶產品示意圖

圖2 污物桶套垃圾袋示意圖

圖3 220 L 堆肥箱示意圖

2.2 燃燒馬桶

（1）工作原理：使用坐便器后，污物在內部燃燒室高溫燃燒成灰，實現快速脫水，無異味，污物經過燃燒體積減少約100 倍，燃燒后的灰倒掉或者收集再利用。

（2）室內端：無異味，安裝簡便，只需放置在靠近電力供應的平整地面即可（圖4）。每次使用需更換內紙袋。污物燃燒時需要關閉蓋子，沒有明火。燃燒時略有噪音。污物燃燒后產生少量煙塵，因此，需要鋪設排煙道，可連接家中其他煙道共同使用。

（3）排污端：不用鋪設上下水管道和化糞池或集污井。污物經高溫燃燒成灰后體積大幅減小，存于馬桶內置儲存桶中（圖5）。

（4）末端：污物燃燒后產生的煙灰已經無害化，約使用100～200次后清理，可與煙灰一樣隨生活垃圾丟棄，同時產生的煙塵隨排煙管道排出。

2.3 真空馬桶

（1）工作原理：真空排水系統是由真空泵在密閉的排水管網中形成真空條件，通過各收集提升器中的真空隔膜閥，利用真空負壓產生的壓差使污水流向污水罐，最后排至市政污水管網或污水處理設備，屬于壓力流排水系統。

（2）室內端：由于采用強排壓力管道，真空排污管道排布基本不受限制，坐便器可自由選擇位置安裝（圖6）。每次沖排約0.8 L 水用量，出戶管徑約為63 mm（一戶式）。在吸走污物的同時也吸走異味。使用習慣中接近傳統抽水馬桶。

（3）排污端：真空排污涉及到真空設備的安裝以及真空排污管的鋪設。真空設備可以選擇小型一戶式設備安裝在室內，實現一家一戶獨立真空系統（圖7），也可以選擇大型多戶式設備安裝在室外工作間，為多戶居民提供真空抽污動力，大型設備對空間有一定的要求（圖8）。真空排污管屬于強排，管徑大為縮小，管線排布限制大為減小。

（4）末端：污物便于集中處理，可以連入市政排污管網，也可以獨立集中處理，經過末端污水處理裝置，污物殘渣轉化為有機肥，出水可達一級A 標準，有機肥體積大大減小，但需定期維護清理。

3 真空馬桶試點案例

試點案例：上海市嘉定區安亭鎮新黃路39 號。

（1）改造前現狀：出戶管道至污水井直線距離4 m，住戶房屋屬于院落低洼區域。戶外巷道狹窄，僅容一人穿行，線管、水管錯落密布，大型巖石塊回填在通道及院落。房屋為磚木混合結構，土坯墻。室內空間窄小，僅有一張床的位置。

（2）改造過程：設備采用一戶式單體真空集便器，抽排一體化設計，單次沖水0.8 L（一瓶半礦泉水），用電0.005 kWh/次；真空降噪，設備運行聲音僅20 dB，單次運行1 min。配套個性化儲物柜解決儲物及衛生問題。

圖4 燃燒馬桶產品示意圖

圖5 污物燃燒產物示意圖

圖6 真空排污管道示意圖

圖7 一戶式小型真空設備示意圖

圖8 多戶式真空系統示意圖

該房屋戶內墻厚度不足20 cm，所有管道明布。由于住戶處所位于低洼區域，下雨天積水，墻地面返潮嚴重。所以，設備區域墻面需做1.2 m防水，地面找平防水處理。設備柜體防潮降噪，離地面有30 cm 防潮區，控制柜采用安全電壓，柜體防護等級IP65。

戶外真空排污管出戶管徑75 mm，預埋深度30 cm，開溝淺，施工遇大型條石輕打細磨，道路地面下采用DN100 鋼套管。施工周期僅9 d。

（3）改造后：解決住戶室內衛生設施使用需求，使用成本低，施工速度快，對房屋及路面破壞小，復原程度好。改造后實際效果如圖9～12所示。

圖9 一戶式單體真空集便器

4 新式馬桶與傳統抽水馬桶技術對比

冰凍馬桶和燃燒馬桶通過改變污物形態的方式，回避了傳統排污管道的鋪設。真空馬桶通過加壓強排的方式，放寬了排污管道鋪設的限制。三種新式馬桶與傳統抽水馬桶技術對比見表1。

5 新式馬桶適用性分析

（1）冰凍馬桶作為一種適用于無需市政管網的新式馬桶，在很多方面都滿足了老舊小區衛生設施改造提升的要求。它通過冷凍原理運行，完全無臭，克服了電動粉碎馬桶的異味殘留問題。馬桶使用過程中非常安靜，避免了里弄建筑鄰里之間的打擾和尷尬。但是，在末端它需要居民將凍成冰塊的污物袋裝丟棄，相比抽水馬桶顯得復雜。在實際應用中還有許多情況需要考量，如確定堆肥箱與用戶的配置比例，小區需要為堆肥箱配置一位操作員，簡化用戶使用，規范堆肥箱操作，促使堆肥反應正常運行。冰凍馬桶目前在國際上應用較少，主要用于北歐地區森林別墅等對環保要求高又不便鋪設排污管道的地方。

（2）燃燒馬桶同樣無需鋪設排污管，但是需要加裝一根排煙管，將燃燒產生的少量煙塵排出。污物經燃燒后體積縮小，約使用100 次后才需清理丟棄，非常便民。但是它的工作原理與傳統抽水馬桶相差較大，污物燃燒時產生噪音和熱量，居民使用需要時間適應。老舊小區部分房屋為磚木結構，且房齡較老，污物燃燒時溫度可達600 ℃，在消防方面是否存在安全隱患還需進一步驗證，目前不適用于老舊小區衛生設施改造。

（3）真空馬桶屬于加壓強排，排污管道管徑大幅減小，不受安裝高度限制，可同層排水和向上排水，雖然仍然需要鋪設排污管，但是基本克服了原本的改造施工困難。它根據實際情況可以形成多種組合，如單體小型真空機組，或者多戶式的大型真空機組系統，末端可以加裝污水處理設備，電力提供可以采用太陽能板，能較好地解決老舊小區改造中面臨的多種難題（圖13）。它通過負壓完全抽走污物，在衛生防疫方面表現良好。相比傳統抽水馬桶，真空馬桶多了真空動力機組，需要定期派遣專人進行維護保養和有機肥清理，是一項長期的、系統性的專業工作，對相關技術力量的儲備有所要求。在價格方面，相比常規便器要高，但綜合施工和使用成本優于傳統便器施工費用。

圖10 排污管墻外鋪設圖

圖11 排污管巷道鋪設圖

圖12 排污管至道路污水井鋪設圖

圖13 單體真空集便器設備示意圖

表1 新式馬桶與傳統抽水馬桶技術對比表

6 結語

新式馬桶通過設備本身的提升，為解決目前老舊小區衛生設施改造難題提供了新辦法。相較于傳統抽水馬桶，新式馬桶有的改變了污物的形態，無需鋪設排污管道；有的通過真空強排放寬了排污管道鋪設的限制，在注重衛生環保的同時，減小了實際施工的難度，同時經濟性能較好。目前，真空馬桶技術已經在上海嘉定區展開試點應用，下一步將針對其應用情況繼續深入研究。