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开云彩票|那个曾让比尔盖茨品尝粪污提炼水的“万能处理器”现在

作者:开云彩票官网下载 发布时间:2024-12-23 06:20:20

  比尔·盖茨站在一台位于美国华盛顿州的巨大机器前,面对镜头喝下一小口。“这是水。”他点点头,郑重其事地确认道。

  该机器是用于处理粪污的。这是2015年1月,为了推广这台名为OmniProcessor(后被译为“万能处理器”,下称OP)的机器,盖茨还上了一档脱口秀节目,一饮而尽,与主持人一起展示“确实喝不出来”。那一个月,盖茨全面发力。他在个人网站“盖茨博客”(GatesNotes)上动画解释OP原理,看上去“多快好省”,先加热粪污实现“固液分离”,固体部分焚烧发电,实现整台机器的能源自给,液体过滤,达到饮用水标准。

  第一台OP由一家名为Janicki Bioenergy(后“Sedron Technologies”)的美国企业设计建造,但该思路并未在美国本土推广。作为OP的赞助方,比尔及梅琳达·盖茨基金会(下称“盖茨基金会”)人员当时表示,发达国家现用的下水道设施不适用于发展中国家,需要为其开发更简易的卫生系统。

  当年,联合国的一份报告曾测算,把十亿人口产生的粪污转化为沼气,理论上足够一千万到一千八百万个家庭使用;国际卫生组织也指出,在卫生落后的地区,每投资一美元用于改进粪污处理系统,就能在医疗费用一端节省4.3美元。

  但是,纸上的新能源引入现实,又花了将近七年。2021年11月,第一台尝试商业化的J-OP V2处理器才在塞内加尔首都达喀尔郊外投产。

  今年10月,参加盖茨基金会的“大挑战”年会期间,澎湃新闻记者在达喀尔现场参观了这台“二代”OP。

  非洲卫生问题的一重特殊之处,在于迅猛的城市化。一些研究指出,全球化之下,许多非洲国家出现粮价倒挂,即进口粮食比本土农作物便宜,当地传统农业凋敝,青年务农没有前途,大量人口涌入都市谋求生路。没有下水道的城市只能仓促挖一些化粪池应对人口膨胀。

  总有人说“废物是放错了地方的资源”,这话在拥挤的非洲城市街头,令人想来格外不是滋味,一种新技术由美国原设计方、到中国生产商,再交给非洲当地企业承接,要历经什么?

  非洲的人口膨胀还在持续。据联合国数据,基于高出生率,1900年,非洲有1.4亿人口,到2022年,有14亿人,预计到2050年增加至25亿人,占当时全球人口的25%。但大量的人口并不意味着当地的经济发展能得到保障。

  具体到塞内加尔,据世界银行的数据显示,2020年,当地每名妇女平均生育4.45个孩子,这还是当地生育率自1980年代起逐渐下降的结果。

  这一背景底下,快速营建起的城市略显“野生”。在达喀尔街头、总统府周围一两公里之内,记者看到,车流滚滚、人流如织,也时不时能看着一辆“真的”马车,和待在汽车顶笼子里无助的羊——当地企业Delvic承包了当地一部分的卫生设施建设,问高管们这些街头动物的粪便谁去清理?他们笑答:“没人去。”

  塞内加尔国家卫生办公室(下称ONAS)秘书长法图·莫克塔尔(Fatou Moctar Fall)表示,塞内加尔政府正在努力完成联合国可持续发展目标6,“清洁饮水和健康设施”中的相关要求,为此对市政系统进行了改革。她赞赏盖茨基金会援建的OP项目节水、发电,焚烧后的炉灰可以制造肥料,有经济效益。

  运营企业Delvic高管介绍,选址的原因是距离达喀尔人口密集的区域不那么远,又挨着污水处理厂,可以处理该厂产生的污泥。为此造成的副作用是设备折旧较快,在海风中一日一日地锈蚀。

  由2015年第一台落地塞内加尔的OP“原型机”,到2021年的二代机,ONAS净化与副产品部主任阿卜杜拉耶·马洛(Abdoulaye Mallo Gueye)坦言,道路并不平坦。第一台原型机过滤出的饮用水质量好,炉灰也能用,但是,发电量只有预期的40%——二代机修改了发电机的设计,目前“正在变得”自给自足。

  面对达喀尔的粪污处理问题,他们尝试过别的技术。Delvic承包的项目还包括OP边上的污水处理厂。污水处理中会产生大量沼气。Delvic目前很重要的另一个项目是回收沼气,目标是覆盖污水处理厂80%的能源消耗。

  他们已经放弃了城市化粪池转化沼气。马洛解释,这与达喀尔的城市结构有关,传统上,总是等化粪池满了,居民呼叫工人过来掏粪。有的化粪池特大,一到五年才掏一回。沼气已经在这段时间里产生并挥发完了。

  于是,他们寄希望于OP。马洛说,除了第一代OP发电量不及预期,最初,由工人从化粪池里掏来的“原料”也不理想,里面混杂了很多沙。他们在预处理阶段加了看上去很简单的滤网解决这一问题——但这样又意味着,这些混在其中的垃圾处理费用,“我们得买单”。

  为了让达喀尔居民不往化粪池里丢垃圾,作为一个政府部门的ONAS有专门的宣传活动,有广播问答,有焦点小组讨论。

  而作为达喀尔市政项目的承包商,Delvic的高管巴西鲁·索乌(Bassirou Sow)形容公司账上紧巴巴的,毛利率粗算有8%,除去税费后不算盈利企业。

  据介绍,作为市政改革的一部分,他们上马伊始,提高了工厂工人的待遇、买了保险,试图用好的工作环境改变往常低效的工作方式。一些折旧的设备要翻新。他们忍不住抱怨一下达喀尔物价偏高,对比之下,居民支付的除污费用多低——折算下来,一立方米的粪污只需要支付不到0.5美元,“全球最低”,这在当地还不够买一瓶水。掏粪工人和运输司机都属于别的企业,Delvic对他们没有管理权限。作为后端处理公司,Delvic想涨价。

  不过,Delvic又表示很有信心,因为看到了更新技术后获利的前景,ONAS也要继续与他们合作。

  站在OP投下的阴影里,索乌开始畅想,在人口增长很快的情况下,要是OP的尺寸能更小一些就更好了。根据Sedron Technologies官网数据,第一台OP在塞内加尔的头一年处理700吨粪污,而索乌表示,第二代OP的产能大约是其两倍。“对于一些小城市,这样的尺寸太大。”更理想的情况是,为其他同样没下水道的城市先建一台更小的,人口多一些,添第二台。

  作为盖茨基金会在中国的合作方之一,北京二七机车工业有限公司在2021年用四个月在现场完成了这台“二代”OP的组装。

  该公司副总经理陈朝辉对记者说,作为参与改进的生产商,至今还想不到把OP做得更“轻便”,更多地希望它更稳定、面对粪污不同的热值和五花八门的杂质有更好的适应性:“想着改型,说白了,就像还没有走好,就想要跑。”

  此前,二七机车基于美国第一台OP,进行了自动化、模块化的设计修改,并在安徽省蚌埠市五河县建造了一座中国版OP,不过功能略有差别,是处理当地污水处理厂后端污泥用的,于2021年8月投入使用。

  陈朝辉坦言,碍于现实条件,即便OP项目的追求之一是卫生、百分之百杀灭粪污中的病原体,一些国内能用的工业设计还是没能在非洲项目中实现。比如,中国版OP自动上料,工人尽量不与前端的粪污与后端的炉灰接触,而在非洲,粪污在非洲的烈日下晾晒,然后用挖掘机挖出来,用翻斗送入OP。炉灰本该用分离器从焚烧炉中取出,非洲项目的效果也不好,可能需要拿个塑料袋去接。

  造成遗憾的原因之一是非洲的工业配套薄弱,陈朝辉回忆,去非洲组装OP是一个艰苦的活,由美国运去了三四十个集装箱,需要中方再找一些零部件,但只有到了非洲当地拆箱才知道细节。他们到了当地发现,一些特别尺寸的零部件买不到,需要团队在塞内加尔海边用钢板手工做出来。焊工、铆工少,等OP运转起来,它需要的司炉工也少,全要现场培养。

  最初,看好了OP技术之后,盖茨基金会在亚洲寻找合作方,选定的一家是二七机车,另一家是印度公司,后者没做下去。二七机车的传统产品是铁路配套装备,包括造钢轨打磨车、路基处理车,以前不是环保装备企业,他们希望多元化业务。

  关于为何盖茨基金会选择二七机车,陈朝辉说,一个是因为工厂在北京,方便往来,另一个是火车装备建造需要很大的场地,也适合大型环保设备的调试。盖茨基金会代表来参观,看到觉得挺震撼。

  合作开始之后,“压力很大”。为了改建,二七机车一家一家地拜访国内的设备供应商,各种元件都得特制。

  他们工作的初心是看好OP的技术理念。陈朝辉介绍,国内干化加焚烧处理污泥的装备不多,而为了稳定焚烧,各种处理污泥的工艺有的加煤、有的加油,OP的焚烧炉预热使用天然气,往粪污里添加的是石英砂,排放量低。

  他直言,这项技术在国内投入粪污处理,有一定障碍,原因与非洲合作方说的类似,也是“收集难”:“一些小区的化粪池、公厕,都需要粪车一点点收集。”由锅炉技术上,处理污水后端的污泥与处理粪污区别并不大。而国内多见的大型养殖企业,又各有想法,有些希望发酵堆肥,有的原地给牲畜做垫床用。

  2011年,盖茨基金会发起一项“厕所创新”大挑战,希望全球科学研究人员提出一些可能性,力图做到:移除人类排泄物中的细菌,回收能源、纯净水及营养等有用的物质;独立运行、不需要额外的供水、供电及下水管道配套;每天使用者花费控制在0.5美元之内;能在较穷困的地区可持续运作;无论发达国家还是发展中国家及地区的居民都愿意使用。

  例如,该基金会在2021年发文回顾这项“大挑战”十年,提及三项已投入商业化的发明,除了OP,一家瑞士公司Helbling的产品是在卫生间里放置一个看上去与一般马桶无异,只是有个很大“靠背”的马桶——在背后的机器里将粪污中的水分离出来重复利用,固体部分加热到160度之后变成小块;英国克兰菲尔德大学的发明更激进一些,尝试在家用卫生设施里设置一个带发电机的焚烧炉,“可能可以产生多余的能量,给手机充电”。

  成为这种奇思妙想的后端生产商,显然需要一些勇气。2011年,这项“大挑战”的一等奖颁给了美国加州理工学院团队,面对“固液分离”,该团队想出的办法是,在污水中放置两个电极,先将水分电解成氢气和氧气再作回收。

  这项技术后由中国企业宜兴艾科森生态环卫设备有限公司开发。该公司董事长周小康回忆,去参加盖茨基金会的活动,了解到这个创意时,没有原型机展示,只是一个概念——聊下来,其他公司的代表都很有顾虑。这概念有很多显而易见的弱点,比如昂贵,电解水需要贵金属作为电极,还需要经常更换,以及公厕被理解为较为低端的部分,使用者和维护者素质都低。使用者会把各种垃圾扔进去,公司也不太可能请高级技术工人日常维护。看起来,高科技进不去厕所里。

  周小康还能举出更多“堵塞”厕所的现实问题,比如粪污份额复杂,有时候难以预料,在行业里待久了,他会了解到一些外人难以想象的痛点,比如,人们总习惯在公园的公厕里小解,工地边上的公厕却总收集到很多大粪——这两边就不能使用同一套设备。但他还是认可加州理工学院的“电解水”思路是高科技,想参与进来。

  回忆起来,周小康说自己刚开始沿着这路径开发新设备,“挺担心的”:“大家对我有很大的期望,是吧?我总觉得这个事做不出来。”

  这件事上,让他宽心的。

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