本文探讨了卫生领域的创新，重点介绍了作为蓝色经济倡议一部分的干式分离厕所。全球有25亿人缺乏卫生设施，25-40%的家庭饮用水用于冲厕，传统水基系统效率低下且不可持续。卫生专家Mats Wolgast博士设计了一种干式厕所系统，将液体和固体分离，无需用水并减少疾病传播。该系统利用涡流机制和黑色烟囱快速干燥固体，生产无味堆肥和液体肥料。该技术在瑞典成功测试，学校和社区采用了该系统。干式厕所设计已商业化并作为开源提供，使全球本地企业家能够生产经济、可持续的卫生解决方案。这一创新不仅解决了全球卫生挑战，还为本地经济发展创造了机会，减少了对昂贵基础设施的依赖，并保护了宝贵的水资源。
This article explores innovations in sanitation, focusing on dry and separation toilets as part of the Blue Economy initiative. With 2.5 billion people lacking access to sanitation and 25-40% of domestic drinking water used for flushing, traditional water-based systems are inefficient and unsustainable. Dr. Mats Wolgast, a sanitation expert, designed a dry toilet system that separates liquids and solids, eliminating the need for water and reducing disease spread. The system uses a vortex mechanism and a black chimney to dry solids quickly, producing odor-free compost and liquid fertilizer. The technology was successfully tested in Sweden, with schools and communities adopting the system. The dry toilet design has been commercialized and made available as open-source, enabling local entrepreneurs worldwide to produce affordable, sustainable sanitation solutions. This innovation not only addresses global sanitation challenges but also creates opportunities for local economic development, reducing reliance on costly infrastructure and conserving precious water resources.
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当前，全球水基卫生产品与服务的市场规模估计达1240亿美元。自1990年以来，已有约16亿人获得了用水和卫生设施的使用权，但截至目前，仍有25亿人完全无法享有任何形式的卫生条件。由于人口持续增长，这一数字在过去三十年间几乎没有变化。联合国千年发展目标（UNMDG）提出，应加倍援助和投资，以应对发展中国家每四人中就有一人未使用任何卫生设施的现实。在南亚地区，约有65%的人口仍在进行露天排便。在孟买，每82人共用一个厕所。事实上，如今印度的手机数量甚至超过了厕所数量。基于现有成本、商业模式以及尚未覆盖的人口规模，满足“如厕需求”的市场潜力估计已超过4000亿美元。
尽管首个获得专利的自清洁漩涡冲洗马桶早在1907年便已出现，但直到20世纪50年代，现代水冲式坐便器（WC）的概念才逐渐普及成为标准。随着水基卫生系统成为主流，人们开始普遍使用饮用水冲洗厕所，这种做法成为饮用水最低效的用途之一。目前，家庭中约有25%至40%的饮用水被用于冲厕，而这类用途本不需要使用可饮用水。其消耗量之巨大可从英国的使用情况看出：全国约有4500万个马桶，每天估计使用高达20亿升淡水。在国际足联世界杯期间，为了应对数百万人在中场15分钟休息时间同时冲厕所引发的集中用水需求，城市供水部门甚至需紧急调配水源。
此外，我们往往忽视了另一个严重的问题：每位感染者每天可能释放多达100亿个病毒颗粒。如果这些病毒通过水传播，那么就必须依赖化学手段来控制疾病扩散。即便处理手段能杀死99.99%的病毒和细菌，仍有多达一百万个病毒残留并继续传播，而实际上，只需一个病毒颗粒就足以让人感染。正是由于家庭用水短缺这一现实推动，目前全球已安装了约12,500套水净化系统，将咸水转化为饮用水，但这通常伴随着极高的能源成本。因此，我们有必要从根本上重新思考水基卫生系统的使用方式，以及人们对淡水资源不断增长的需求。这一挑战也为相关领域的创新带来了前所未有的机遇。
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卫生系统的重新设计，至今尚未引起多少顶尖工程师的关注。虽然马桶已经历多轮改良，单个设备的价格已低至30美元，甚至比手机还便宜，且每次冲水量仅为3升甚至1.5升，但排泄物处理设施如化粪池、倒水式厕所、简易坑厕等，虽然被视为“改进型卫生系统”，实质上只是将问题转移位置，并继续依赖饮用水进行冲洗。
当兼具医学背景的卫生学教授马茨·沃尔加斯特博士（Dr. Mats Wolgast）研究水传播疾病时，他意识到自己陷入了一种矛盾的处境：一方面他想推动一项名为“无厕所、无新娘”的倡议——鼓励发展中国家的女性拒绝没有厕所设施的求婚者；另一方面又无法回避用饮用水冲厕所这一文化上的“时代错位”。因此，他研究了人体的排泄生理机制，设计出一种将液体与固体分离的简易系统，避免排泄物与水的混合处理。尿液被收集于独立的储尿罐，而固体排泄物则落入容器中自然风干。
作为一名医学博士，他在重视细菌与病毒控制的同时，仍希望尽量保留人们对冲水式马桶的使用习惯。他基于Aquatron 涡旋系统设计了一个安装于马桶底部的分离装置，能快速且彻底地将固体与水分离。固体物质在数小时内即可干燥，从而消除疾病传播的风险。在坚持干式厕所原始构想的基础上，他还根据物理原理在内腔安装了一根黑色烟囱。随着烟囱内部空气受热膨胀上升，马桶内部便形成负压区，从而自动将室内空气吸入厕内。这一无需电力、无需风扇的简洁巧妙系统从未失效，能持续保持室内空气清新洁净，无需任何人工芳香剂。
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尽管马桶的设计种类繁多，但真正需要首先被说服的，还是建筑设计师这一专业群体。沃尔加斯特博士（Dr. Wolgast）与建筑师安德斯·纽奎斯特（Anders Nyquist）密切合作，后者则需进一步说服自己的客户采纳这一系统。瑞典松兹瓦尔（Sundsvall）郊外的伦潘村（Rumpan）成为该系统的最早试点地区，在那里新型厕所系统得到了实际测试。这种协作推动了设计的进一步简化与优化。
经过数年发展，安德斯认为时机成熟，便推动实施大规模项目。1995年，位于松兹瓦尔以北的蒂姆罗（Timrå）Laggarberg小学正式引入该系统。该校共有150名学生，每年所产生的固体排泄物总量不足300公斤干重，且从未有异味投诉。更为重要的是，这些固体废弃物最终成为高质量的堆肥，被出售给本地农户，为学校带来一部分额外收入。
与此同时，尿液被集中储存在地下储罐中，并按1份尿液兑10份水的比例进行稀释，用作附近高尔夫球场的有机肥料。
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马茨·沃尔加斯特（Mats Wolgast）及其团队最终决定，将他最优秀的设计方案推向商业化。目前，已有多家公司获得了相关使用权，并有越来越多的建筑师熟悉并接受这种无水系统。与此同时，成本最低的一款设计则被打造为“开源厕所”——也就是说，任何有兴趣的人都可以免费下载设计图纸，并自行制作。
不仅如此，安德斯·纽奎斯特（Anders Nyquist）不仅是一位建筑师，还是一位技艺精湛的木匠，他将“保持简洁”的理念融入了厕所结构设计之中。该系统的最终成功，体现在拉丁美洲、非洲和亚洲人们自主建造干式分离厕所的强烈意愿上。他们不仅解决了人类面临的饮用水与卫生设施短缺这一重大挑战，更通过使用本地材料与简易工具进行建造，使本地创业者以远低于当前成本的方式实现卫生保障，同时也创造了新的经济机会。这正是创新的真正意义所在。
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