Over de wereld, bijna drie miljard mensen hebben niet de luxe van een toilet doorspoelen. In plaats daarvan vertrouwen ze op statische sanitaire systemen, zoals pitlatrines om met hun afval om te gaan. Omdat deze niet vaak op een riool zijn aangesloten, ze moeten handmatig worden geleegd en afgevoerd.

Door een slecht inzicht in de risico's wordt onbehandeld slib vaak in nabijgelegen velden en rivieren gegooid. De impact hiervan kan verwoestend zijn. Ziektekiemen die in fecaal slib worden aangetroffen, veroorzaken ziekten zoals diarree, wat leidt tot de dood van meer dan 750, 000 kinderen onder de vijf jaar per jaar.

Toch wordt geschat dat elke dollar die wordt geïnvesteerd in betere sanitaire voorzieningen tot US $ 5,50 aan sociale en economische voordelen oplevert. Deze komen door verhoogde productiviteit, lagere zorgkosten en preventie van ziekte en vroegtijdig overlijden.

Een cruciaal onderdeel van het verbeteren van sanitatie ligt in het onderzoeken en ontwikkelen van eenvoudiger, efficiëntere manieren om slib te behandelen op plaatsen waar geen riolering en centrale afvalwaterzuivering beschikbaar zijn.

Mijn onderzoek maakt deel uit van een samenwerking met het ingenieursbureau Buro Happold (BH) die door WaterAid Bangladesh werden gevraagd om een ​​slibbehandelingstechnologie te vinden die effectief was, praktisch en betaalbaar.

Na het overwegen van opties, waaronder biogas en pitadditieven - producten die worden gebruikt om het slibvolume te verminderen - koos het bedrijf voor onbeplante droogbedden. Ze zijn eenvoudig van opzet en maken gebruik van de redelijke hoeveelheid zonneschijn in Bangladesh.

Droogbedden drogen het slib uit door processen van verdamping en drainage. Omdat het water verliest, de temperatuur in het slib stijgt, het doden van enkele van de ziektekiemen die het bevat. Eenmaal gedroogd tot een geschikte consistentie voor verwijdering, het slib wordt gecomposteerd om veilig gebruik in de landbouw als bodemverbeteraar mogelijk te maken.

Mijn onderzoek is erop gericht om het slibdroogproces in deze bedden beter te begrijpen om de tijd te kunnen inschatten die nodig is voordat het veilig kan worden verwijderd, voorkomen dat onbehandeld slib in het milieu terechtkomt.

Poepfabriek

Om dit te doen, het is noodzakelijk om slib te maken in het laboratorium, die de chemische en fysische eigenschappen van het echte spul zo goed mogelijk nabootst. Zo kunnen we veilig, reproduceerbare droogtests om vast te stellen hoe echt slib zal drogen in een tropisch klimaat.

Behalve dat het vol bacteriën zit, fecaal slib is zeer variabel in termen van chemische en fysische samenstelling. Een onderzoek naar de "output" van een groep gezonde mannen van vergelijkbare leeftijd die drie weken lang een gecontroleerd dieet volgden, vond merkbare verschillen in de chemische samenstelling van hun poep. Een dergelijke variatie wordt nog versterkt tussen verschillende landen, klimaten en diëten.

De belangrijkste chemische componenten van poep zijn vetten, koolhydraten (vezels), stikstofhoudend materiaal, mineralen (voornamelijk kalium, calcium en fosfor) en micro-organismen. In 2006 ontwikkelden wetenschappers een simulant voor menselijke poep om het ontwerp van een afvalinzamelingssysteem voor een verkenningsvoertuig voor NASA te testen.

Met behulp van de bekende chemische samenstelling, de NASA-onderzoekers ontwikkelden een "recept" dat bestond uit cellulose om de koolhydraten weer te geven, gist voor de micro-organismen, arachideolie voor vetten en koolhydraten, plus kaliumchloride, calciumfosfaat en water.

Helaas verschilt het slib dat op de droogbedden in Bangladesh wordt gedroogd enigszins van verse poep, omdat het tijd heeft doorgebracht in een put of een septic tank om te stabiliseren. Dit betekent dat gemakkelijk afbreekbare componenten in verse poep (koolhydraten, eiwitten en suikers) worden afgebroken, stabielere achter te laten. NASA's recept voor verse poep moest voor onze experimenten worden aangepast om rekening te houden met de veranderingen en om de kenmerken van echt fecaal slib beter weer te geven.

Als onderdeel van de Reinvent the Toilet Challenge van de Bill and Melinda Gates Foundation in 2014, de Pollution Research Group in Zuid-Afrika veranderde het NASA-recept. Ze omvatten het voedingssupplement psyllium husk en miso pasta voor vezels, verwijderd kaliumchloride, polyethyleenglycol toegevoegd om het vasthouden van water te bevorderen, actieve gist om bacteriën te vertegenwoordigen en veranderde cellulose in katoenlinters en versnipperd weefsel.

We hebben dit recept verder aangepast om katoenlinters te vervangen door hennep, omdat het gemakkelijker verkrijgbaar was. Actieve gist werd vervangen door biergist omdat het gemakkelijker in bulk te kopen is.

Nu we een geschikte simulant voor fecaal slib hebben, kunnen we testen uitvoeren op droogbedden om het drooggedrag van het slib in een tropisch klimaat beter te voorspellen. Dit zou kunnen leiden tot het gebruik van dergelijke bedden op een veel grotere schaal, wat betekent dat in plaats van gevaarlijk onbehandeld te blijven, de poep heeft een betere plek om naartoe te gaan.

Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op The Conversation. Lees het originele artikel.