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厕所革命要从“源头”上创新
  新华网 ( 2021-11-24 07:16:25 ) 来源: 《环球》杂志
 

 

科尼利合公司董事长刘金波

       ——威海科尼利合环保科技有限公司助推国家“厕所革命”有益探索

  “造厕所”是一项伟大的民生工程,它是天大的小事,但要做好又是天大的难事。

刘金波(威海科尼利合环保科技有限公司董事长)

  “厕改是改善农村卫生条件、提高群众生活质量的一项重要工作,在新农村建设中具有标志性。”2014年12月,习近平总书记在江苏镇江考察调研时指出。2015年4月,针对厕所革命,他强调“要像反对‘四风’一样,下决心整治旅游不文明的各种顽疾陋习”。自此后一直到2021年7月23日,习近平总书记多次就厕所革命作出重要指示,充分说明“厕所革命”已进入国家最高决策,纳入国家发展战略。

  当前,“小厕所、大民生”已成为全国层面的共识;“小厕所、大工程”落地有声,正自上而下有序推进。厕所已不再单纯是个卫生问题,而是关系到人们身体健康和生活品质、关系到节约水资源、乡村振兴和国家文明的系统性大主题;“厕所革命”也不再是起初改改入厕方式那样的简单内涵了,而是传统思想观念和生活方式的一场重大变革,体现时代发展新要求,也同重大现实政治任务相挂钩。

  这样的时局背景下,厕所革命面临的难点、痛点、堵点等,也进一步暴露出来,亟待解决。各种问题的源头在哪里,如何破解,涉及哪些领域和技术?诸如此类的问题,深深吸引了我。从业几年来,各种实践探索中,我对相关问题有了更为深入的了解,也有了不少可见的收获,期待与多方人士共同努力,找到更多更有效的解题之道。

从门外汉干起来

  我经过一年多时间的调研,毅然进入这个行业,算是从一个门外汉,一个小学生开始干起。

  到现在,公司已累计投入2000多万元进行生态厕所的研发与试点,其间,我们请教多位国内外资深专家、学者,陪他们深入一线,到农户家里,听百姓的声音,再经过系统分析、研究、试验、试点,最后形成了三套不同的技术路线,可系统解决景区、城市、农村三大应用场景的厕所难题,为中国厕所革命贡献企业的绵薄之力。

  总体而言,我认为,具备“厕所革命性”的产品,至少要满足四个条件:一是节水,保护淡水资源;二是降解处理的过程无害化;三是资源化再利用;四是老百姓满意、政府放心。

珍视生命珍视水

  节水和保护水资源是一个世界性难题。水是生命之源,没有水就没有生命体的延续,但大多数人并没有意识到这个问题;水也不再是一种取之不尽,用之不竭的自然资源,淡水资源已经越来越少。

  据统计,地球上所有的水资源中,97.5%是海水,淡水仅仅占2.5%!但在这些淡水资源中,又有很大一部分是人类是无法利用的。在全球淡水资源中,农业用水占70%、工业用水占20%、家庭和市政用水仅占10%。但家庭和市政用水的10%里,又有一半被我们的抽水马桶抽走了,多数人可能不知道,城市里大量污染物的排放来自抽水马桶厕所。

安装于内蒙古多伦湖风景名胜区的干式厕所实景

  中国七大水系中目前绝大部分河段污染严重,86%的城市河段普遍污染物超标,全国7亿多人饮用大肠杆菌超标的水,1.64亿人饮用有机污染严重的水,3500万人饮用硝酸盐超标的水。

  珍视水,就是珍视生命。

  中国的水资源并不丰富,可再生水资源总拥有量约2.7万亿立方米,可供开发利用的淡水资源量为1万亿~1.1万亿立方米,居世界第六位。若按人均占有量计算,仅为世界人均水量的1/4,居世界第109位,因此,中国是严重的缺水大国,在40多个严重缺水国家中位居前列。

  而且,中国水资源的时空分布不均衡,与耕地、人口的地区分布也不匹配。耕地约占36%、人口约占54%的南方,拥有全国81%的水资源,而耕地占45%、人口占38%的北方七省区市,水资源仅占9.7%。而且,时间分布上也很不平衡,70%左右的雨水集中在夏、秋两季,且多以暴雨形式出现。

  这些不利自然因素,注定了我们国家是一个缺水的国家。上世纪末有关机构曾对全国640个城市做过一个统计,显示其中有300个左右的城市不同程度地缺水,114个严重缺水,月缺水量1600万吨,每年因缺水造成的直接损失高达2000亿元。

  进入21世纪,水资源供需矛盾进一步加剧。据统计,2010年全国总供水量为6200亿~6500亿立方米,总需水量7300亿立方米,供需缺口近1000亿立方米,预计到2030年,全国总需水量将达1万亿立方米,全国将缺水4000亿~4500亿立方米。也就是说,今后水资源供量要增加4000亿~4500亿立方米才能满足需求,任务非常艰巨。

  水资源是量与质的高度统一,水污染会降低水资源的质量,随着污水排放量和毒性的增加,污水排放前又未能全部经过治理,更加剧了水资源的紧缺。

  中国有200多个城市缺水。北京、深圳都是缺水的大都市,都曾经出现过“水荒”。这些年,不少地方对“节约用水”越来越重视,这四个字说起来简单,一旦做起来就难上加难了。

三套马车三套鞍

  为了达到节水的目标,科尼公司研发出了三套有针性的生态环保厕所产品:一是专门针对景区的三利合干式生态厕所;二是专门针对城市居民的独立自循环生态环保厕;三是专门针对农村居民的HWC免水冲微生物降解马桶。

  这当中,三利合干式生态厕所和HWC微生物降解马桶两套产品不需要用水,独立自循环生态环保厕是节水性厕所,节水率达99%。

  三利合干式生态厕所主要满足景区如厕需求,它不需供水管网和排污管网,而是通过源分离技术、空气动力学技术、生物技术和微生物技术的联合作用将人的排泄物转化成有机肥。目前该产品在全国多地成功安装,效果良好。

  独立自循环生态厕所也不需要供水管网和排污管网,一次预注水10~30吨,使用过程没有气味,它是通过微生物、膜技术、生化处理技术、智能控制技术等联合作用,将人的排泄物转化成水和二氧化碳。

  免水冲微生物降解厕所也同样不需要供水管网和排污管网,它通过机械马桶、智能控制系统、农作物物秸秆以及海洋微生物的联合作用,将人的排泄物转化成有机肥。

“源头”节水显神通

  我们拿微生物降解马桶为例,可以了解它是如何做到节水,以及如何实现经济价值的。

  免水冲微生物降解马桶可以从源头上减少清洁水的使用和污水排放。国内大多生活用水没有分源,生活用水和冲厕所用水用同一个水源。免水冲马桶尤其适合北方地区,因为北方缺水,且冬天极寒天气往往使传统水冲厕所无法使用。

  随着技术的更新升级,微生物马桶最终走进城市也将成为可能。我们拿抽水马桶算一个细账,很容易就能发现浪费有多惊人。一个马桶每冲一次平均要消耗5升水,一个人一天平均1次大便4次小便,就要消耗25升水,一个月750升,一年9000升,也就是9立方的水。如此,一个4口之家一年仅冲厕所就要用掉30~36立方清水,同时制造30多立方的污水。

  假设有1000万个家庭用免水冲微生物降解马桶替代抽水马桶,一年下来,就能节约清水3亿立方米,同时减排3亿立方米污水;当有1亿个家庭使用免水冲微生物降解马桶,一年能节省和减排污水各30亿立方米,这相当于整个密云水库的库容量,可供600万人生活用水一年,其节水效果与经济价值相当可观。

  目前中国有7亿多农村居民,节水和保护水资源刻不容缓。从“源头”上节约用水前景广阔。

降解过程无害化

  关于降解处理过程的无害化问题。

  科尼公司与山东大学海洋学院、机电与信息化工程学院深度融合发展,由公司提供研发费用,由山东大学微生物课题组来完成前期的可行性试验和论证。微生物在粪污处理方面应用的技术原理是动态好氧堆肥技术,课题组通过分析人类排泄物的成分,判断其特性,了解哪些可利用,哪些是有害物质,成分分析为微生物转化技术的研发提供了充分依据。

科尼公司生产的微生物降解马桶在解放军作战指挥方舱里应用实景和安装

  典型的好氧堆肥处理进程由一系列不同的温度期组成,每个时期都有相应特定的细菌和真菌群,且不同时期的功能微生物种群组成与结构差异较大,这些不同微生物互相作用,导致堆肥环境(理化性质和微生物多样性)不断变化,并在协同作用下对堆肥基质进行降解发酵。

  由于微生物降解在一个封闭的机械马桶内进行,因此不会让污染物发生扩散,因为没有排污发生,也不会对水体造成污染;没有恶臭气体产生,也不会滋生蚊虫与苍蝇。而且,智能马桶的传感器会对仓体内的温度、湿度进行监测,根据设计模型,自动发出搅拌、供氧、除湿、加热等动作指令。

  科尼公司的生物降解马桶采用了哈工大研发的自限温石墨烯加热材料,能保证安全加热,一系列工艺措施也保证了有机粪污转化的质量,经发酵的物料终止指标为无恶臭,整体减容量20%~30%,碳化比为(15~20)∶1,经发酵的物料初步形成腐殖质,可用于有机肥料回收利用。这个过程不会对环境产生破坏性影响,也不会造成疾病传播,从而达到无害化目标。

资源循环再利用

  关于资源化再利用问题。

  我们认为,所有物质均有其属性与用途。中国几千年的农耕文明总结出了一套完备的经验体系,人的排泄物在农村是上好的农家肥,在化肥出现之前,农家肥主要的来源就是厕所下面的大粪池、家畜粪便以及农物秸秆发酵堆肥。

  公司研发人员在设计产品时,充分考虑到农村居民收入来源有限、又有大量农作物秸秆需要处理这些实际情况,因此采取的相关技术努力做到有利于农作物秸秆的综合利用与还田。

  如前面提到的,微生物降解在一个机械马桶内完成,每个马桶承载了4到5千克的农作物秸秆,加入适量的海洋微生物、水,通过搅拌供氧、适当加热形成好氧堆肥,海洋微生物耐低温、耐高盐,转化效果明显,持久性好,从而有效提升了粪污的无害化处理效率和资源化利用。

  微生物降解后的物质,我们邀请第三方专业机构进行检测,结果显示有机质含量达到53.11%,总养分达到5.66%,铬及其他化合物含量为0.000052g/100g,这些理化指标均优于普通有机肥料。

  这清楚地表明,科尼公司研发的免水冲马桶不但节约水,不排污,还能将农作物秸秆与粪尿结合后转化成高质量的有机肥,真正做到了一举多得。

成果惠及千万家

  关于做到民众满意、政府放心。

  服务好农村居民,为人民服务,这是科尼公司最高的工作目标,因为“造厕所”是一项伟大的民生工程,它是天大的小事,但要做好又是天大的难事。中国农村居民分布广,经济发展水平、文化素养、风俗习惯千差万别,如何用好、管护好这些免水冲的厕所,也是需要注意的问题。

  首先要让农户会用、想用,用得起、用得好,为了达到这些目标,我们先是通过试点,免费让农户先体验,手把手教农户。从公司在陕西合阳县和富平县、河北省承德市双桥区试点的情况看,老人、儿童对该产品非常喜欢,因为没有恶臭,没有蚊虫滋生,相比传统的旱厕更干净更卫生,也不需抽运。马桶内所需的生物填料,采取本地农作物秸秆的回收与加工,大大减少生产、运输环节的成本,老百姓用得起。

  为解决服务的难题,公司课题组通过技术创新,采用物联网技术,把千家万户的马桶通过物联网连接到平台,工程人员可远程了解马桶的运行情况,通过大数据平台掌握农户的使用率、满意度。当产品出现异常时,可通过在线数据了解设备故障并排除,无法排除的,及时通知当地售后服务人员主动与农户联系,做好售后。

  农户也可以通过平台用户端进行咨询、报修、微生物和生物填料的购买。另外,平台还可为政府预留接入的数据接口,当地政府主管部门可通过平台查看本地农户的安装数据、使用情况,抽查和调研农户的满意度。通过这样一个平台,就能解决企业在线监测与管理,政府也可适时掌握农户使用情况,让用户等多方都感到满意又放心。

  科尼公司三套针对性的厕所产品为中国厕所革命提供了公司特有的系统解决方案,我们也将不断总结经验,及时发现产品使用过程中的问题,多听取老百姓和用户的反馈,不断研发更适用的产品。

  目前,免水冲微生物降解马桶的研发已经历了三次技术升级,第四代、第五代产品也在加紧研发中,预计2022年推向市场。

  当农村厕所革命完成,城市的厕所革命也将开始,节水是未来的必然选择。我们相信,在未来的10年、20年甚至100年,无水马桶最终会取代水冲式马桶。当干净水成为最难得的稀缺资源,国家也必然会作出政策导向。

  同时,我也呼吁国家相关部门进一步重视水资源的节约与保护,加大力度扶持无水厕所的研发与生产,并在全国应用推广。

  节约用水、保护水资源,功在当代,利在千秋!

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