绿色异想者 | 屎能量:超级“便便”变石油

来源:互联网新闻 编辑:余姚网 时间:2017/10/24 17:31:12

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2015年1月9日,比尔·盖茨向公众介绍另一个“厕所大挑战”的入选项目,这种机器能将人的排泄物过滤净化成饮用水,盖茨饮过大赞水好喝。(CFP/图)

中国科学家希望将人类粪便快速、高效、低成本地转化成“年轻的石油”。这类将尿液和粪便转化为能量的想法已被命名为“屎能量”(Poop-Power)。

文 | 南方周末记者郭丝露 南方周末实习生 梁月静 钟煜豪

友情提醒:以下故事适合在厕所阅读。

对北京化工大学助理研究员王焕升来说,早起上厕所也是他日常工作的重要环节。

上完大号后,他得亲手端着自己的排泄物穿过走廊,将大便——或许称为“实验原料”更好些,放在实验室角落一个专门采集桶中。

人类粪便,是病毒和寄生虫的温床。联合国儿童基金会的一份报告指出,田野里每一克重的粪便就可能带有1000万个病毒、100万个细菌和1000个寄生虫性囊肿。

王焕升所带领的团队希望将这些难以处理的人类粪便快速、高效、低成本地转化成生物质油。它的沸点和石油一模一样,用途也相差无几,被称为“年轻的石油”。

2015年1月底,4个来自中国的科研团队获得比尔和梅琳达·盖茨基金会(以下简称盖茨基金会)“厕所大挑战”项目1300万元人民币的资助,王焕升团队是其中之一。

“厕所大挑战”旨在资助研发“下一代厕所”,以期彻底改变发展中国家“露天排便”的公共卫生状况。

“国内很少有人推动研究厕所问题。”王焕升对南方周末记者说。

推动厕所问题的比尔·盖茨比王焕升还要拼。

2015年1月9日,盖茨用视频向公众介绍了“厕所大挑战”另一个全球入选项目——一台机器现场将粪水过滤成饮用水,盖茨尝了一口,大赞“好喝”。

吐啊吐啊就习惯了

“今天看到金针菇了吗?”

这是中国人民大学环境工程学院研三学生孙繁卿最常听到的玩笑。

“传说金针菇不能被人体消化,我每天和大便打交道,他们可能想让我印证传言吧。”孙繁卿自我解嘲说。

孙繁卿的导师、中国人民大学环境工程学院教授张景来,与王焕升组成团队,共同尝试用人类粪便制造生物质油。2014年,张景来和学生们的主要工作,就是在实验室中调试设备、测试实验条件。

乍看之下,粪便转化成生物质油的过程异常简单:将解冻后的粪便放入反应釜加热,煮一煮、蒸一蒸,粪便就变成了“年轻的石油”——人类粪便中丰富的有机质,是其能“变”成生物质油的基础。

但人类粪便平均含水量达80%,脱水后也只有三成能转化为生物质油。这意味着只有6%的转化率。

“这个转换率并不高,所以需要低能耗、低成本的转化方式。”张景来说。

张景来的团队,需要模拟地壳内生成石油时的温度、压强,找到能用最少的花费、最短的时间提取最高纯度生物质油的实验室临界点。

找规律的唯一方式,是反复实验。

每天早晨,孙繁卿都会收集到一桶颜色、形态各异的“实验原料”。

孙繁卿需要用手将其中杂质和“不符合要求”的去除,将“原料”重新分类,用保鲜袋装好,放入冰箱冷冻。

用手分拣只是项目组成员要过的“第一关”。张景来团队的实验室,总是散发出一种带着油腻的腥臭。门上挂着的几件实验服,也满是灰黑色的污渍。

这种污渍,在一人多高的反应仪器上、实验器皿上、一次性手套、面罩上……随处可见。

实验的理想态是只需一个步骤,就能在短时间内完成脱水、加压、催化全过程。但现阶段,唯一有效方法就是高温加热。

这些污渍,都是在加热粪便过程中,滴出、溢出甚至是“喷涌而出”的“原料”。

很多时候,孙繁卿都会被喷得满头满脸。他穿最破的衣服到实验室,下实验后第一件事就是冲向澡堂,但仍然能够在自己的枕头上闻到隐隐的臭气。

刚刚开始接触项目时,大多数团队成员都曾一个月吃不下饭。但吐啊吐啊,也就习惯了。

被多头监管的“屎能量”

2015年1月26日,王焕升在中国区第一轮“厕所大挑战”颁奖环节上代表团队发言。

在理想状态下,他和张景来所开发的“粪便生物质油制备装备”,上层是油,下层是水。油能够再利用或直接烧掉为厕所提供能源,水能纯化后重复利用。

演讲结束后,盖茨基金会的污水处理工程专家杜拉耶·科内对南方周末记者说,王焕升的项目是他很喜欢的创意。

“我们爱死这些疯狂的点子了。”盖茨基金会水和环境卫生部主任布莱恩·阿博加斯特也这样说。

2011年盖茨基金会启动“全球厕所创新大赛”,已经在北美、欧洲、印度等多个国家和地区开展比赛。

在上千个“与便便作斗争”的异想者中,阿博加斯特最喜欢的点子来自新英格兰大学,他们的设备能够利用尿液中的能量,为手机充电。

于是,将尿液和粪便转化为能量的做法也由此被命名为“屎能量”(Poop-Power)。

科内欣赏能够直接将粪便“变没了”的创意:用微波处理粪便,将粪便中的废弃物用等离子技术合成化为气体。“粪气”还能用来发电。

事实上,“厕所大挑战”本身就是一个疯狂的点子。王焕升从事厕所研究十多年,此前中国从未有过专门关注厕所研究的科研经费。

“中国的粪便处理的症结,在多头监管上。”王焕升说。

——卫生部门关注的是厕所会不会带来传染病。为防止传染病爆发,他们强调健康需要。

——环保部门只负责在排水口监测污水质量是不是达标,对于怎样达标“过问不多”。

——农业部门关注的不是厕所,而是粪便的堆肥。

不同部门的侧重点不同,让中国的厕所项目无所适从。比如农业部2014年着力推广沼气应用,主张将厕所和沼气设备装在一起,把尿和粪一同引入沼气池。但卫生部门却推广尿液与粪便分开利用的厕所,他们的目的,是防止粪便中病菌扩散。

“三家都管,也可能变成三不管。”王焕升说,“如果不是盖茨基金会的项目,我不会想到生物质油。”

“现代科技让人们早就忽略了隐藏在粪便中的巨大能量。”张景来说,“从生态循环的角度说,粪便虽然臭,但却是比宝石还要珍贵的宝物。”

没有厕所会有多可怕?

在中国,已经很少有人在露天排便。

但若将眼光放到全球,全球70亿人中,仅有超过三成的人有机会使用冲水厕所,世界上八成的人类排泄物被直接排入了湖泊、河流等自然水体。

现在,王焕升和张景来等中国科学家们希望通过自己研发的技术,让世界范围内的露天排便成为历史。

王焕升设计的一款坐便器,有两个“窟窿”,前面的窟窿存放尿液,后面的存放粪便。排便后,坐便器能够用物理原理,自动分隔尿液和粪便。不过这款坐便器要求,男士小解,也得坐着。

这些设计都是为了节约成本,保证简单和可操作性。

不过,拿到奖金后,王焕升和张景来的第一个想法,是尽快重启“转化石油”实验。

那间设在人民大学环境学院的实验室,因为气味太过难闻,被频繁投诉,不得不停止了“伟大的人类粪便实验”。王焕升打算在北京昌平化工大学建一间新的实验室。春节之后,孙繁卿等团队成员会一起搬到昌平。

据说,新实验室比较大,是一个专门的区域,周围没有人,还特别通风。

本文刊载于2015-02-12南方周末。点击“阅读原文”,查看另一个异想者《“90后”玩转屋顶种菜3.0》。

在今天这个日子,点开小千,且看到最后一行的,恐怕多是单身狗吧。爱TA,就勇敢说出来吧。祝表白成功!