新一代马桶,不仅省水,还能挣钱

万恶的星期二   发表于  2012-03-23 14:00

马桶不再向外排污,自己就能把污物处理成有机肥;冲一次水只需一纸杯的量,真空管道保证不发生马桶堵塞……要想为没有下水管网、缺乏电力供应的贫困地区改善卫生条件,你有什么好点子?先来看看GCE项目怎么做。

“我这个人就是啊,经常不靠谱,偶尔靠靠谱。”宁靖一边呵呵笑着,一边这样说道。对于一个在各个科学领域都颇有兴趣,不断转换学术跑道的人来说,这样一句略带玩笑的自我评价,还真是恰如其分。

宁靖最早的工作是在部队,做雷达技术。后来到核工业第4设计院做机电一体化的设计和研发。之后他攻读地球探测方面的博士学位。毕业后去美国研究了几年传感器。现在,他是石家庄经济学院客座教授,同时还是一家年轻的新能源公司的创始人。

“如果没有盖茨基金会的‘探索大挑战’(Grand Challenges Explorations,GCE)项目,也许我不会有勇气在49岁这个年龄出来开办新能源公司。可以说,GCE项目的挑战改变了我的职业道路。”宁靖说。

花2天时间,中标10万美金

宁靖获得资助的项目,是“利用风能和太阳能驱动设备处理粪便的新型马桶”,具体来说,就是研究一种利用风力和太阳能驱动的设备系统,来处理粪便污水,为欠发达地区的居民提供一种廉价、稳固、易组装的新型马桶。

“创造下一代卫生设施技术”(Create the Next Generation of Sanitation Technologies)是GCE在第6轮和第7轮挑战(分别在2010年8月和2011年3月)中提出的主题。虽然之前没有做过此类研究,但宁靖觉得,自己对这个挑战有很好的想法。琢磨了2天之后,他写出一份标书,等2011年11月份结果下来,他竟真的入选了。

要有创新思路,更要能做出真东西

GCE的这个“创造下一代卫生设施技术”项目主要针对贫困地区,也就是那些既没有下水管网,也缺乏电力供应的地区。要在这里设计不同于城市的粪便污水处理系统,需要创新的思路。

起初宁靖决定专做淤泥处理,即利用太阳能和风能供电(二者互补),将粪池底部的淤泥抽取出来,集中运走。不过很快他就发现,风能其实并不可靠,因为大部分风机要发电100瓦都需要7级风,这比较少见,而3-4级风的效率太低,所以风力发电的成本、效能都无法保证。于是他调整方向,只考虑太阳能。

随后,在进一步研发中,宁靖再次改变思路,从只做淤泥处理这一项,扩展为重新设计整个马桶及排污系统。根据新的设计,人们使用马桶后根本不会产生淤泥,粪水直接变成有机肥,可以回收利用,一步到位。具体来说,在这种排污系统中,通过太阳能供电升温,尿液将蒸发成水蒸气排向空中,而粪便则经高温处理,变成灭菌干燥的有机肥。“这就像给每家每户安装了一个微型的粪便处理厂,它可以独立处理污物,不需要向外排放。”宁靖说。“对于非常缺水的地区,还可以再多加一道装置,把尿液处理成蒸馏水使用,不过现在的设计不包括这个。”

“是的,通过和GCE项目组协商,我可以在申请成功后调整自己的思路和方向。”在谈到他的几次改动时,宁靖表示:“不过我的整体思路还和申请之初一样,主要做粪便的消毒、减容,改变的只是技术思路。”

从去年11月申请成功,到几次设计几次又推倒重来,宁靖和他的团队从今年3月份开始正式开工。听闻今年8月盖茨基金会将为第6轮申请这个项目成功的人在美国西雅图举行一个新型马桶的展示,宁靖也想要参加,为此他必须抓紧时间,在5月份就做出样品。

此外,要想为自己的项目申请GCE第二期经费100万美元,也必须在今年5月中旬提交标书,并做出大致样品。这意味着,宁靖这段时间会非常忙了。

好想法总会得到慧眼资助

宁靖不是唯一一个获得GCE新型马桶项目经费的中国科学家。在他之前,在第6轮挑战中,中国科学院生态环境研究中心副研究员范彬也凭借自己的“真空马桶”设计一举中标。

范彬所谓的真空厕所,就类似于人们在飞机上常见的那种真空厕所,只不过飞机上的真空厕所是一个个体,而范彬要做的是一整套真空卫生排水技术系统,由真空马桶、真空管道、真空泵站、黑水收集装置组成。

由于利用了真空的吸力,所以这种厕所非常省水,冲一次水只相当于一个一次性水杯的盛水量。而且,由于用水少,厕所需要收集、处理的污水量也大大减少,更利于粪便的消毒、减容。此外,真空管道不依赖于重力,布局走向可以更加自由,不受限制。并且,因为抽吸力量强,所以污物在通过真空管道时不会沉积,也就不会发生管道堵塞。这样的马桶,不仅省水,而且还为有机肥利用创造了有利条件。

范彬的项目已经在江苏省陈塘村进行试点,效果很好。他也希望能获得GCE的二期资助,从而进一步完善这个系统。

GCE给年轻人机会

“GCE是一个非常适合年轻人申请的项目。”在谈到GCE和国内项目有什么不同时,宁靖指出:“GCE的申请方式把很多新手不容易写好的东西都屏蔽了。短短2页纸,真正核心的创意和点子可能只需要3句话,行家可以一眼看到你是不是真有想法。”而国内的很多项目,比如国家自然科学基金,标书动辄10多页,很多内容新手都写不好,有可能把好点子埋没掉了。

而且,GCE更注重申请人的想法是否有创意,并不特别注重其学术背景,这一点对没有什么研究经历的研究生甚至本科生是非常有利的。而国家自然科学基金则更重视申请人的学术背景和研究积累,专业跨度太大的,通常很难申请成功。

“在我申请成功后,我读大四的儿子也跃跃欲试,申请了第8轮挑战中的‘从农田到市场,保护农作物远离生物压力’(Protect Crop Plants from Biotic Stresses From Field to Market)。虽然没有成功,但这种尝试对年轻人是有益的。”宁靖说。

不过,尽管很认可GCE的理念和组织形式,但宁靖也指出,毕竟它启动的时间还不长,只有短短5年,未来是否真的能资助出几个杰出成果,现在还并不明朗。

宁靖的疑问也是很多人的疑问。对此,我们只能满怀希望,拭目以待。

15条评论
  • 1楼
    2012-03-26 17:53 小蚯

    很贵的感觉

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  • 2楼
    2012-04-02 10:50 比比相对论

    gates是个牛人

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  • 3楼
    2012-04-09 16:45 奈良花和尚

    “马桶不再向外排污,自己就能把污物处理成有机肥;冲一次水只需一纸杯的量,真空管道保证不发生马桶堵塞……要想为没有下水管网、缺乏电力供应的贫困地区改善卫生条件,你有什么好点子? ”——引用自原文

    这个命题就不好 没有下水管网、 缺乏电力的贫困地方 你与其关心这个 还不如关心如何帮助他们脱困,如何提高他们的思想和教育程度 生活质量好像应该首先从这个角度来提高吧

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  • 4楼
    2012-04-09 20:18 聊斋 生物技术专业ψ

    真空马桶?是不是生活大爆炸提到的太空马桶?

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  • 5楼
    2012-04-10 13:24 DLEFEFE 策划编辑ψ

    宁省电,不靠谱~

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  • 6楼
    2012-04-11 01:16 Dororofig

    他们如果用石块,树叶擦屁股会不会搞坏了这个马桶?

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  • 7楼
    2012-04-11 17:51 None
    引用Come-on-飞...的回应:“马桶不再向外排污,自己就能把污物处理成有机肥;冲一次水只需一纸杯的量,真空管道保证不发生马桶堵塞……要想为没有下水管网、缺乏电力供应的贫困地区改善卫生条件,你有什么好点子? ”——引用自原文

    这个命题就不好 没有下水管网、 缺乏电力的贫困地方 你与其关心这个 还不如关心如何帮助他们脱困,如何提高他们的思想和教育程度 生活质量好像应该首先从这个角度来提高吧

    我觉得这两个不冲突吧。可以当做并行任务

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  • 8楼
    2012-04-15 13:54 fxrayl8080

    我觉得这种马桶可以安置在华山之类的山区景点上,很期待华山上不再有那样难闻的气味……

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  • 9楼
    2012-04-22 14:35 奇光

    howard,对同行说几句吧?

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  • 10楼
    2012-04-23 20:45 南七
    引用Come-on-飞...的回应:“马桶不再向外排污,自己就能把污物处理成有机肥;冲一次水只需一纸杯的量,真空管道保证不发生马桶堵塞……要想为没有下水管网、缺乏电力供应的贫困地区改善卫生条件,你有什么好点子? ”——引用自原文

    这个命题就不好 没有下水管网、 缺乏电力的贫困地方 你与其关心这个 还不如关心如何帮助他们脱困,如何提高他们的思想和教育程度 生活质量好像应该首先从这个角度来提高吧


    实际上这个命题是放之世界都行的,还有个人觉得如果世界遭到毁灭性打击,这个马桶作为城市崩溃后的个人卫生设备很有用,作为生态循环体统的一个小组件也不错

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  • 11楼
    2012-04-24 15:27 傲客

    我觉得可以通过化学反应的方式来节约太阳能。因为尿液、粪便里含有很大量的有机物,而且应该拥有很高的pH值,如果可以通过一些简单的反应让排泄物自身发热,就省去一大部分了粗暴的加热蒸馏或干燥的能量。

    不过木有研究过排泄物的成分,也没想过反应产物怎么处理,或者反应怎么引发。oh shit,也不想再想下去了。

    PS:我胡说的。

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  • 12楼
    2012-05-05 17:07 娅zzzz

    不靠谱two.

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  • 13楼
    2012-05-07 09:26 程张晓晴

    问题是,农村的很多有机肥,主要来自于猪粪和牛粪和鸡粪,如果有一种可以放在猪圈,养鸡场等地的大型便池,并且也能通过类似的方式,直接进行消毒和转化成有机肥,那么也许会更实用呢,如果真的有那么一天,中国农村的生活卫生环境才能真正的改观吧,特别是偏远很穷的山区,很多牲畜棚还跟人居住的房屋挨在一起呢

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  • 14楼
    2012-05-07 09:28 程张晓晴
    引用南七的回应:

    实际上这个命题是放之世界都行的,还有个人觉得如果世界遭到毁灭性打击,这个马桶作为城市崩溃后的个人卫生设备很有用,作为生态循环体统的一个小组件也不错

    支持一下这个观点

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  • 15楼
    2014-02-21 22:13 探索_12806

    我的节能系统的一部分包括这方面。

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