这是一篇有味道的文章。
可能会有不少小伙伴们看到本文的这个标题,第一感觉就是很奇怪:为什么人之常情的上厕所行为,竟然还能和高大上的碳中和政策挂上钩,甚至还有可能为此迫使厕所进行变革呢?您且接着往下看,就能明白其中的缘由。
碳中和是我国在十四五期间内提出的一项全新国策,就是通过一系列的手段,达到排放二氧化碳和吸收二氧化碳的一种动态速率平衡,目的是为了减缓空气中二氧化碳含量的进一步升高,从而扼制由于全球温度上升而导致的极端气候增多的态势。
要想实现碳中和,就得从两个方面入手:其一是通过技术升级的手段减少工业碳排放,其二是植树造林,增加绿化面积,强化植物吸收二氧化碳的能力,两手都抓,才有可能在2060年左右实现碳中和。
那么厕所是如何与碳排放挂钩的呢?回答这个问题之前,我们需要首先科普下,在座各位每天拉的便便,到底是如何处理的。
一个成年人,每天正常排便在100-300g之间,我们取平均值,那就是每人每天200g,我国目前人口总数是141178万人,也就是说,全国一天会产生不到29万吨的便便,假如这些便便不加以处理,大家可以想象下我们的环境将会是什么样的。
不过幸运的是,我们的城市有相对完善的污水处理系统,每天大家上完厕所后,只要一按马桶的冲水键,便便们就会随着水流进入到城市下水道,然后最终汇总到城市污水处理厂,在污水处理厂中经过一系列的处理后,达到一定的排放标准后就会排入河流中,参与下一步的自然循环。
所以巨量的便便们没有对我们的日常生活起到太大的威胁,这全得归功于城市污水处理厂,那么问题来了,你知道城市污水处理厂是怎么消灭这些便便的吗?答案就是以细菌为代表的各类微生物。
别看对于咱们来说,便便那就是没用的废物,不但脏而且恶心,但是说白了它的本质还是有机物,这对于微生物们来说,那就是它们的美味食物,微生物们通过分解水中的便便来获得能量,这部分能量一部分用来合成维持自身生长以及繁殖下一代的有机物质,而另一部分就会被彻底分解成为排往大气中的二氧化碳。
看到这里大家应该就能明白了,原来我们的城市污水处理厂在某种意义上来说,也是一种重要的碳排放源,并且污水处理厂排放的二氧化碳总量还非常可观,因为除了微生物分解便便会产生二氧化碳外,污水处理厂的运行还需要大量的电能,全国所有污水处理厂运行消耗的电量,预估可以占到全社会所有电耗的1%,属于典型的能源密集型行业,因此,据相关部门的统计报告显示,污水处理行业每年排放的二氧化碳,占据了全社会总碳排放量的3.3%,不可谓不高。
对于污水处理行业来说,更可怕的是其技术变革速度,实在是太慢了!目前各个国家的主流污水处理技术,叫做活性污泥法,这个技术的核心就是以微生物的新陈代谢活动来分解以便便为代表的有机物,来达到净化污水的效果,这个技术是1914年英国人发明的,至今已经有107年的历史了,而这100多年间,人们对于主流污水处理技术的研究,也没能突破原有的理论和方法,最多就是在工艺流程上搞一搞优化。
这个问题就大了,因为随着国家三胎政策的实施,还有城镇化进程不断深入,未来污水处理厂的规模只会越来越大,而随着碳交易政策的实行,污水处理技术跟不上,那恐怕就要通过限制人们拉便便的数量来解决这个问题了,想象一下未来你上厕所还得交碳排放税,这该是一种什么酸爽的体验呢?所以要想不在碳中和政策背景下交“排便税”,那么厕所革命就势在必行了。
接下来就是大家发挥想象力的时间,你认为未来的厕所,会是什么样的形式呢?其实新型马桶的研究,人们一直都在进行,主要方向就是利用便便来发电,例如以下几种形式。
(1)膜分离马桶
这种马桶的工作形式是利用一种特殊的有机膜,首先把马桶冲下来的便便和水的混合物进行固液分离,得到较为干净的水,可以作为农业灌溉的水源,而便便通过阿基米德螺旋泵收集在一起,进入到焚烧装置,利用便便中有机物的热值进行焚烧,产生热能发电。
这种膜分离马桶还曾经在世界首富比尔盖茨举办的厕所革命创新大赛上拿到了奖项,并且在非洲某些缺水国家进行了小规模的试用,但是这种马桶体积大、产生的电能并不足以弥补消耗的电能,因此并不具备大规模推广的经济性和便利性。
(2)电解马桶
这种马桶内部装置有一部电解制氢系统,当掺有便便的水进入到电解制氢系统后,会被通直流电电解,消耗水中的便便,同时电解装置的阴极可以产生氢气,阳极可以产生氧气,当分别收集到的氢气和氧气按照一定比例混合后,点火即可燃烧发电,保持整个电解制氢装置的运行,这样整套系统只需要消耗少量的外接电力就可以运行,实现“自产自销”的效果。
这种电解马桶的设计理念还是很超前的,不过受限于目前电解技术的效率问题,依靠通电消耗便便的速率还是太慢,这就导致其运行需要很长的时间才行,而人有三急,一但来了感觉,谁还能等它是不是准备就绪了呢?所以说,这种看似先进的电解马桶,实际上也存在很大的应用问题。
看完以上两种新型马桶的介绍,我们大概描绘出了在碳中和的压力下,未来马桶的特点,首先它的具备消耗便便的能力,哪怕完全消耗不了,给城市污水处理厂减减负也行;其次要是再能利用便便发发电什么的,就更好了;最后还得足够小型化,方便实用,不能为了安装它单独建个房子,如果那样就成了本末倒置。从目前的技术水平来看,要想达到以上所说的三点,还是有很大难度的,不过相信随着碳中和实行的不断深入,早晚有一天,我们会用上这种新型马桶,来给我们的城市减减负。
从碳中和和厕所革命之间的关系,可以看出环保从来就不是一个单独存在的事物,绿水青山的实现,需要全社会所有人的参与,大到工业生产,小到日常生活,只要你想,随时都可以为国家的发展做出自己的贡献。
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