廁所革命不能忽視“最后一公里”
·實現(xiàn)“無害化處理與資源化利用”是廁所革命事業(yè)中不能被忽視的“最后一公里”。
·無論是萬能處理器還是新世代廁所的推廣，都需要政府、公營和私營部門攜手合作。
比爾及梅琳達·蓋茨基金會北京代表處首席代表鄭志杰。
11月19日是一年一度的“世界廁所日”，今年的主題是“地下水與環(huán)境衛(wèi)生：變不可見為可見”，重點關(guān)注環(huán)境衛(wèi)生危機對地下水的影響。由于很多地區(qū)，尤其是發(fā)展中國家的環(huán)境衛(wèi)生系統(tǒng)尚不完善，導(dǎo)致人類排泄物未經(jīng)處理便流入河流、湖泊和土壤中，污染水資源，進而影響人類健康或?qū)е律鷳B(tài)災(zāi)難。目前全球每年仍有超過50萬人死于霍亂、痢疾、腹瀉等與水清潔程度有關(guān)的疾病，因此增加的醫(yī)療成本和收入減少造成的經(jīng)濟損失超過2000億美元。國家旅游局2017年發(fā)布的《廁所革命推進報告》顯示，中國農(nóng)村地區(qū)80%的傳染病是由廁所糞便污染和飲水不衛(wèi)生引起，其中與糞便有關(guān)的傳染病多達三十余種。
2021年12月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)了《農(nóng)村人居環(huán)境整治提升五年行動方案（2021－2025年）》，是此前的2018年《農(nóng)村人居環(huán)境整治三年行動方案》的升級版，方案要求在繼續(xù)普及農(nóng)村衛(wèi)生廁所的同時，強調(diào)應(yīng)該“加強廁所糞污無害化處理與資源化利用”。
新版行動方案更加重視糞污的處理問題，也讓廁所革命進行得更加徹底——只有真正達到徹底殺滅糞污中病原菌，才算完成完整的廁所革命流程中的最后一步，有效保護自然生態(tài)和公眾健康。因此，實現(xiàn)“無害化處理與資源化利用”是廁所革命事業(yè)中不能被忽視的“最后一公里”。
“萬能處理器”助力實現(xiàn)無害化與資源化目標
這一行動方向與蓋茨基金會在水源、衛(wèi)生和清潔領(lǐng)域的重點工作不謀而合。我們希望通過創(chuàng)新衛(wèi)生設(shè)施的安全管理和解決方案，滿足全球貧困人口的基本衛(wèi)生需求，幫助他們免于疾病和死亡的威脅，同時也減輕對自然環(huán)境的污染和破壞。蓋茨基金會早在2011年就發(fā)起了“廁所創(chuàng)新大挑戰(zhàn)”，在全球范圍內(nèi)征集并資助解決方案，其中的基本要求就包括殺滅糞污中的病原菌，經(jīng)過處理的水可以循環(huán)利用，而且無需接入集中處理的下水道系統(tǒng)，可以以較低成本在城市貧困地區(qū)或廣大農(nóng)村地區(qū)提供持久且有經(jīng)濟效益的衛(wèi)生服務(wù)，它們統(tǒng)稱為“無下水道衛(wèi)生系統(tǒng)”。
其中，“萬能處理器”（Omni-Processor）是得到蓋茨基金會重點支持的創(chuàng)新技術(shù)之一，目前已被證實能很好地助力中國和發(fā)展中國家?guī)锩鼘崿F(xiàn)糞污的無害化處理與資源化利用，完成“最后一公里”。
萬能處理器最早由蓋茨基金會的技術(shù)合作伙伴Sedron Technologies環(huán)境公司（公司前身為“Janicki Bioenergy”）開發(fā)。這是一種適用于安置在社區(qū)，專門用來處理糞便、污泥等生活污水的分布式處理器。稱之為“萬能”是因為它不僅能在處理糞污的過程中生產(chǎn)足夠的能量維持自身運轉(zhuǎn)，還可以通過集中和安全的方式，借助各類創(chuàng)新技術(shù)和工藝，將人類糞便中的有害病原體消滅，并將剩下的物質(zhì)轉(zhuǎn)化成有經(jīng)濟價值的產(chǎn)品，包括清潔的水、電力、碳和肥料。此外，“萬能”還有多種應(yīng)用場景的意思，該處理器除了可處理人畜糞污、污泥外，還可以處理生活垃圾、危險廢棄物以及其它生物質(zhì)廢棄物等。該技術(shù)的最大優(yōu)勢是通過就地處理，有效避免沉淀或填埋等方法處理過程中對環(huán)境造成的二次污染并提高處理后物質(zhì)的無害化程度。
相較于傳統(tǒng)龐大復(fù)雜的污水處理廠，萬能處理器結(jié)構(gòu)緊湊，僅占地約兩個籃球場的大小，可以為50萬人左右的城鎮(zhèn)提供服務(wù)。由于它可以被放置到幾乎任何一個地方，所以能很好地解決中低收入國家缺乏資金無力負擔管網(wǎng)系統(tǒng)，或是其他因為高寒、干旱等原因無法部署管網(wǎng)系統(tǒng)的問題。
萬能處理器第一臺原型機組裝問世后，比爾·蓋茨曾現(xiàn)場飲用該機器處理污水后產(chǎn)生的潔凈水，這一舉動引發(fā)了媒體的廣泛關(guān)注和報道。
安徽省蚌埠市五河縣萬能處理器全景。蓋茨基金會 供圖
中國伙伴讓“理想”照進“現(xiàn)實”
盡管萬能處理器原型機在其最初誕生地美國西雅圖成功試運行，但真實的商業(yè)應(yīng)用場景遠比實驗場景復(fù)雜。自原型機誕生以來，蓋茨基金會就在世界范圍內(nèi)尋找合作伙伴，希望讓這一具有革新性能的設(shè)施在真實世界發(fā)揮作用。
最終，我們在中國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部的支持下，與北京二七機車工業(yè)有限責任公司達成合作�；饡䦟⒃撎幚砥髦R產(chǎn)權(quán)無償轉(zhuǎn)讓給二七機車，希望其強大的研發(fā)制造能力以及長期深耕環(huán)保相關(guān)產(chǎn)業(yè)的技術(shù)專長能夠與基金會在科技創(chuàng)新優(yōu)勢形成互補，實現(xiàn)“0到1”再“1到100到1000”的裂變效應(yīng)，讓萬能處理器的“理想”照進“現(xiàn)實”。
2017年，萬能處理器示范項目選址落地安徽省蚌埠市五河縣并通過三方機構(gòu)環(huán)評，踏上了在中國本土探索和完善其實際應(yīng)用價值的征程。五年來，二七機車團隊克服了新冠疫情帶來的不利影響，在中外專家的指導(dǎo)下，采用跨界技術(shù)反復(fù)工程驗證，歷經(jīng)一百多次試錯，攻克了一系列難題。如今，在五河縣示范運營的萬能處理器裝置已經(jīng)完成了近5000小時的穩(wěn)定運行，實現(xiàn)了污泥、糞污處理無害化、穩(wěn)定化、減量化、能源化、資源化的目標。
隨著國產(chǎn)化和工藝優(yōu)化，中國版萬能處理器的建筑和安裝成本已大幅降低，同等處理規(guī)模的噸污泥設(shè)備投資比目前國內(nèi)主流的硫化床和爐排爐工藝低三至四成，并解決了國內(nèi)污泥、糞污無害化、減量化焚燒處理尾氣難達標的困境，標志著中國已經(jīng)完全掌握了污泥和糞污干化工藝以及硫化床鍋爐超低排放的核心技術(shù)。
此外，二七機車還在根據(jù)實際需求設(shè)計與人體糞污、養(yǎng)殖場糞污處理、農(nóng)產(chǎn)品加工廢棄物等多種環(huán)境相配套的處理模塊，同時針對中國中西部小城市缺少生活垃圾焚燒處理設(shè)施的現(xiàn)狀，正在調(diào)整和優(yōu)化處理工藝，滿足中西部小城市垃圾焚燒處理的多元化利用需求和全自動穩(wěn)定運行，以期讓萬能處理器真正實現(xiàn)“萬能處理”。中國正在大力治理和改善農(nóng)村環(huán)境生態(tài)，農(nóng)村分類收集后的生活垃圾和糞污仍有一部分沒有得到有效處理，萬能處理器的分布式、撬裝化特點就能很好地解決這個問題。
目前，蓋茨基金會團隊與二七機車正在和各地政府部門緊密合作，完善這一創(chuàng)新解決方案在中國的應(yīng)用場景和市場條件，共同推動萬能處理器的大規(guī)模應(yīng)用。
推動更多創(chuàng)新方案落地推廣
農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、國家鄉(xiāng)村振興局最新數(shù)據(jù)顯示，截至2021年底，全國農(nóng)村衛(wèi)生廁所普及率超過了70%，其中，東部地區(qū)、中西部城市郊區(qū)等地區(qū)，農(nóng)村衛(wèi)生廁所普及率超過了90%。然而，廁所革命的繼續(xù)推進也面臨中西部尤其是干旱、寒冷等特殊條件地區(qū)適宜技術(shù)產(chǎn)品較缺乏的問題。
蓋茨基金會的“無下水道衛(wèi)生系統(tǒng)”中的另外一種較為成熟的技術(shù)“新世代廁所”（Reinvented Toilet）能夠幫助改善這一狀況。與萬能處理器的集中處理方式不同，“新世代廁所”通過內(nèi)燃技術(shù)或化學處理技術(shù)在單個廁所內(nèi)就能實現(xiàn)糞污的無害化處理，從源頭上解決“最后一公里”的問題，更適合家庭或微型社區(qū)應(yīng)用。“新世代廁所”無需連接下水管網(wǎng)，且能產(chǎn)生循環(huán)水用于沖洗廁所，模塊化安裝優(yōu)勢可以滿足家用或公共廁所的多樣化需求。
目前，我們與農(nóng)業(yè)農(nóng)村部規(guī)劃設(shè)計研究院合作，在不同地理氣候和經(jīng)濟條件下開展試點示范項目。初步測試結(jié)果顯示，糞污經(jīng)過處理產(chǎn)生的水的各項指標均滿足無下水道衛(wèi)生系統(tǒng)的國際標準ISO30500要求，實現(xiàn)了水資源的再利用和糞污傳染性疾病的源頭防控。試點示范項目的結(jié)果將有助于探索切實可行的規(guī)�；茝V方案以及服務(wù)和商業(yè)模式。據(jù)波士頓咨詢公司2022年的測算，到2030年，全球潛在的新世代廁所市場規(guī)模最保守的預(yù)計將達到19億美元，其中中國約占4.2億美元。
基礎(chǔ)衛(wèi)生設(shè)施的革新是一場曠日持久的工程，無論是萬能處理器還是新世代廁所的推廣，都需要政府、公營和私營部門攜手合作。今年是蓋茨基金會北京代表處成立15周年，與中國伙伴們的多年合作讓我們相信，中國在工業(yè)化創(chuàng)新、低成本制造、標準化應(yīng)用和大規(guī)模推廣等方面的優(yōu)勢，不僅能夠幫助其自身完成“廁所革命”，也能為解決其他發(fā)展中國家和地區(qū)面臨的廁所難題貢獻力量。
