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马桶,在我们看来是跟空气一样没法离开的东西。但在许多国家,它却是一件奢侈的用品。因为缺乏排污处理设备,每年有150万名儿童死于卫生污染。如今,一批科学家正通过设计新型马桶来解决这个问题。
“我之前一直在研究土壤恢复的技术,有一天,多伦多大学和昆士兰大学的研究者找上门来,希望我能参与他们的马桶设计项目。”杰森·哲哈德是加拿大西安大略大学的环境工程学教授,这个马桶设计项目是由盖茨基金会资助的,目的很简单,但却有难度:为缺乏基础设施的第三世界国家设计一种新型马桶,它不需要接自来水管、市政排污管道,也不需要用电就可以运作,而且每天耗费的成本不超过5美分。
在哲哈德教授看来,多伦多和昆士兰的同事们的设想非常不错:他们采用的是传统的蹲式厕所,排泄物落进去后,会掉到倾斜的污物传送带上。液体顺着斜坡流到底下的沙床,靠沙子将大于10微米的所有物质过滤掉,也就是说,寄生虫和虫卵都被过滤掉了。过滤后的污水再落入浅水槽中,由一盏功率为5瓦,靠太阳能供电的紫外线灯在几分钟内除去所有病菌。至于固体排泄物呢,则通过傳送带输送到另一头处理。
“但是,过滤了一定量的污水后,沙床会开始堵塞。于是我们加了一个自动装置,定时将沙子撇到固体污物那一边,跟它们混合起来。”然后,另一组传送系统会将混合物里的水分压缩除去。
接下来,就是让多伦多和昆士兰大学的研究者们最伤脑筋的问题了,这固体污物怎么处理呢?按照项目的要求,所有污染物必须在24小时内进行灭菌消毒。也就是说,靠生物化学处理法是来不及的,而通常靠排污管连接到统一处理池的做法也不被允许。
“他们看到我研究的‘STAR无焰燃烧’技术后,发现正好可以结合进来。”哲哈德介绍,这种燃烧法的原理跟烧烤时点木炭,或者寺庙里烧的香类似。只要通过一点助燃剂,固体污物便可以自己闷烧起来,里面的有机物和氧气完全被转化成水、二氧化碳和热能。
“通过试验我们发现,固体污物可以在三个小时内烧掉99%,只剩下一点灰烬和无菌沙子,然后这些沙子可以重新用来过滤污水。”
在实验室中建立的马桶模型上,他们已经用超过五十次的试验证明,这个马桶在各种情况下都运行得很不错。不过,实验者们用的并不是真的排泄物,而是用豆面酱、花生酱制成的替代品。这些黑糊糊的替代品无论在外形、所含的热量,还是水固体比例上都跟原物非常接近。“等今年12月,马桶的成品制造出来后,我们就要拿真家伙试一试了。”到时候,这种马桶可能会首先在孟加拉进行推广试用。
“我之前一直在研究土壤恢复的技术,有一天,多伦多大学和昆士兰大学的研究者找上门来,希望我能参与他们的马桶设计项目。”杰森·哲哈德是加拿大西安大略大学的环境工程学教授,这个马桶设计项目是由盖茨基金会资助的,目的很简单,但却有难度:为缺乏基础设施的第三世界国家设计一种新型马桶,它不需要接自来水管、市政排污管道,也不需要用电就可以运作,而且每天耗费的成本不超过5美分。
在哲哈德教授看来,多伦多和昆士兰的同事们的设想非常不错:他们采用的是传统的蹲式厕所,排泄物落进去后,会掉到倾斜的污物传送带上。液体顺着斜坡流到底下的沙床,靠沙子将大于10微米的所有物质过滤掉,也就是说,寄生虫和虫卵都被过滤掉了。过滤后的污水再落入浅水槽中,由一盏功率为5瓦,靠太阳能供电的紫外线灯在几分钟内除去所有病菌。至于固体排泄物呢,则通过傳送带输送到另一头处理。
“但是,过滤了一定量的污水后,沙床会开始堵塞。于是我们加了一个自动装置,定时将沙子撇到固体污物那一边,跟它们混合起来。”然后,另一组传送系统会将混合物里的水分压缩除去。
接下来,就是让多伦多和昆士兰大学的研究者们最伤脑筋的问题了,这固体污物怎么处理呢?按照项目的要求,所有污染物必须在24小时内进行灭菌消毒。也就是说,靠生物化学处理法是来不及的,而通常靠排污管连接到统一处理池的做法也不被允许。
“他们看到我研究的‘STAR无焰燃烧’技术后,发现正好可以结合进来。”哲哈德介绍,这种燃烧法的原理跟烧烤时点木炭,或者寺庙里烧的香类似。只要通过一点助燃剂,固体污物便可以自己闷烧起来,里面的有机物和氧气完全被转化成水、二氧化碳和热能。
“通过试验我们发现,固体污物可以在三个小时内烧掉99%,只剩下一点灰烬和无菌沙子,然后这些沙子可以重新用来过滤污水。”
在实验室中建立的马桶模型上,他们已经用超过五十次的试验证明,这个马桶在各种情况下都运行得很不错。不过,实验者们用的并不是真的排泄物,而是用豆面酱、花生酱制成的替代品。这些黑糊糊的替代品无论在外形、所含的热量,还是水固体比例上都跟原物非常接近。“等今年12月,马桶的成品制造出来后,我们就要拿真家伙试一试了。”到时候,这种马桶可能会首先在孟加拉进行推广试用。