“人机结合”净身不留“余地”的“洁身宝”,攻克“用水少、冲不干净和加重堵塞”两大世界性技术难关的节水马桶,承载百姓如厕文明和扮靓新农村生活环境的新装备无水马桶……这,就是齐鲁大地的发明人、退休将军王振初志在“厕所革命”的三件发明成果。
党的十八报告强调的“生态文明”、“美丽中国”,是社会关注的热门话题。在王振初看来,就字面本身最基础、最直观的理解,“美丽中国”首先要讲究个体的整洁和美丽,身体彻底洁净了,无“后顾之忧”,不仅能让人神清气爽地工作和生活,还是讲究生活品质的重要体现。他的发明专利“洁身宝”,正是“让女性冰雪玉洁更美,让男性干净自信更帅”的“秘密武器”。
两个特种马桶,一个洁身工具,王振初的这“三件利器”,为长久以来因如厕问题影响健康、浪费资源找到了一条出路,而他提出的“厕所革命”,也正是力图以发明创新的力量给当前的厕所生态文明出一份力、尽一份心的回馈。
人们不禁想问,一位退休将军是如何踏上发明创造的道路的?他的“三件利器”背后究竟有着怎样的历史背景,其特色与优势主要体现在哪里?他将如何建立广泛的合作关系与战略联盟,把创新成果推向社会、造福大众……带着这些好奇与问题,《科技中国》杂志日前对王振初的发明历程及产品特点进行了专题采访。
执着于“厕所革命”的勇者
“我从上学就想当工程师,虽无缘入行,但情结不移,平时所学所思偏爱科技,积累一些‘想法’,退下来想在余生做点事,就开始钻研发明。”王振初开宗明义地向《科技中国》介绍了退休后“再出发”的缘由。
王振初提出“厕所革命”,始于2001年。当时,细心的他经过体验和研究,发现人们如厕方式和使用洁具落后,不仅给健康埋下了隐患,而且极为浪费资源。同时他还发现,人们对厕所使用与消费的观念也很“原始”,与社会发展变化和人们追求品质生活、文明生活不相匹配。
当王振初把改革厕所的打算告诉周围的人后,立即遭到非议,“一个王振初将军改厕所,太掉价了吧”;“放着退休后的清闲日子不过,非自找苦吃”;“世界那么多科学家都改不了,就你能行?”……
大家的非议没有让他“知难而退”,他坚信为我国成为最干净、健康、长寿的民族,彻底摘掉“东亚病夫”帽子出力,为再创我国引领世界科技的历史辉煌添彩,为解决我国缺水寻找出路,没有错。在技术准备的同时,他也做了失败的思想准备,如中途攀登倒下就当后人的铺路石。就这样,他开始了一条未知的科研路。
10多年后的今天,当王振初以军人果敢坚韧的品格和发明人的坚守与智慧推出原创性换代产品“洁身宝”、节水马桶、无水马桶,并逐步推广社会后,再一次生动印证了“世上无难事,只要肯登攀”这句话的深刻内涵。
“洁身宝”获5项国家专利,国家鉴定:“该产品创造性地解决了人们便后清洁卫生的难题,具有良好的推广价值,市场前景广阔,能产生巨大的社会效益和经济效益。”“该产品属高新技术产品,具有自主知识产权,技术水平处于国际领先地位。”使用者称其为“卫生间的宝贝”。
“节水马桶”解决了城市马桶用水多、易堵塞和漏水、污染卫生间等问题,每次用水从国标座便器6升降到0.9升,节水率85%,并且不堵不漏不污染,使用更卫生方便。该成果获三项国家专利,国际专利(PCT)给出的审查意见是:具有“新颖性,创造性,工业实用性”。国家鉴定“世界先进”,使用者称其为“缺水城市的救星”。王振初形象地描述:“它同当今名牌座便器对比测试评估的结论:如同彩电比黑白电视机,是时代的差距。”
“无水马桶”是王振初去年研制的农村厕所便器,该成果的最大亮点是不用水、不用电、零排放,符合节能环保要求,对新农村建设规划及有效解决农村厕所简单、露天、污秽及影响农民健康等问题传递出福音。经国家查新和样品测试,属农村顶级独有的第一代专用马桶。让农民享用到城市厕所的卫生水平,使农村厕所发生划时代改变,已不是梦。
面对以上成果,当我们询问他成功的经验和秘诀时,他回答说,“我的体验是:喜欢、自信、毅力是经验,方法是秘诀。”
向厕所宣战的责任与使命
从茹毛饮血的蛮荒时期到高度文明发达的今天,人类社会发带领技术人员进行科研攻关生了翻天覆地的巨变。跟人类生命与健康密不可分的如厕问题,也随着时代的变迁悄然发生着变化。
史料显示,古代人无厕所,随地大小便,用碎石杂草清理下身。4000年前,随着人们密集居住,为避臭味,先在驿站、后在澡堂公园出现公厕。最先进的当属2600前罗马公园公厕,描述设有马蹄形座圈、水源冲刷。我国公厕在《左传?/span>成公十年》有记载:“晋侯如厕,陷而卒。”说明当时宫廷厕所大而有水,没有便器,致使出现把国王淹死的血色幽默。
马桶问世于400多年前的英国。哈灵顿爵士在流放期间,想起伊丽莎白一世大骂皇宫臭气熏天,受罗马公园公厕启发,1596年给女王研制一种形如坐椅的木制座便器,设有水池,下有粪池,便后用水冲洗,是世界第一台带水坐便器,大大减少臭味。1775年,英国发明家布拉梅,发明了今天用的抽水马桶,改变了人类生存环境,被世界评为千年对人类影响最大的十大发明之一。
便后清理下身经历三次技术进步:先是用制式“厕简”清理。据说由佛教先创,释迦牟尼见近徒面色苍白问其故,教徒说便后用杂物擦污物,划伤下身流血不止所致,佛祖决定教徒便后一律用“厕简”(一种竹木长条片)刮擦,并写入戒律,随佛教传入我国。战国时代宫廷有宫女赶猪、持“厕简”伺候娘娘的记载,说明当时厕所和猪圈合一。用“厕简”刮擦比用杂物乱擦进了一步。再是用手纸擦拭。元朝废除前朝规定不准用纸清理的规定,手纸擦拭比“厕简”刮擦又进了一步,很快推广到全世界,延用至今。然后是20世纪,发达国家发明了两种带水洁身器:先是欧洲“蹲盆式”,便后打开水阀用手抠洗;后是日本“马桶盖式”,采用电控水柱定向冲洗和烘干。用带水洁身器清理又进了一大步。
以上不难看出,对人类影响大的发明都与当时的社会背景相联系。王振初提出“厕所革命”的背景,主要基于“三个理由”。
第一个理由:厕所的卫生防病问题很突出。
——便后净身不彻底,造成下身疾病多。传染病学告诫,人体下身疾病是排便清理不干净造成的。主要表现在:我国绝大部分人便后用手纸擦,是擦不干不净的,还极易渗透赃手、又费纸;卫生习惯好的妇女和痔疮患者每天用盆水洗,手接触粪便易交叉感染,殃及其他器官;极少数使用外国发明的洁身器,使用“蹲盆式”,便后需起身挪位,蹲下对准,打开水阀用手抠洗,既费事又赃手;使用“马桶盖式”,用水柱定向冲刷不能把“藏着掖着”的皱褶和死角处清理干净,正如洗澡只用水是冲不干净的,还极易喷溅粪便感染其他器官染病,电烘干费电伤皮肤。这些表明,人的下身因不能即时清除粪便染病,成为人体最脏的“死角”。
——城市马桶污染卫生间。这个问题是美国科学家发现,便后抽水马桶冲刷,便池形成旋转涡轮,可使带病菌污水气体上升6米。我国科学家和科研机构测试检验,马桶座圈、牙刷、毛巾等沾染粪便携带的痢疾杆菌、脑灰质病毒等病菌,证明长期被人引以为豪的抽水马桶,原来是卫生间的“隐形污染源”。
——农村还处于原始蹲坑式厕所,没有专用的便器,厕所难进,臭气难闻,苍蝇嗡嗡,疾病难控,严重影响农民身体健康,农村厕所是我国传染病危害最大的污染源。
清除三大“污染源”,有益人们健康,是王振初提出“厕所革命”并坚持科研的原动力。
第二个理由:马桶耗水多,是我国城市缺水主要原因之一。
我国是一个水资源十分缺乏的国家,被列为世界13个主要贫水国之一。资料显示,瑞士达沃斯世界经济论坛年会警告,称全球正面临“水破产”危机,今后20年内人类争夺水资源的竞赛将愈演愈烈。水有可能会比石油还昂贵。我国2/3城市缺水60亿吨,有110个城市严重缺水,成为城市发展的主要瓶颈。而马桶占家庭十几项用水总量的45.9%,是市民饮用水的耗水大项。公共厕所耗水量更为惊人,每座水冲公厕年耗水动辄成千上万吨,有的高达五六万吨。我国普遍用自来水冲厕。每年水冲厕所共消耗自来水约160亿吨,相当于40多座中等城市的年用水总量。
“如果把它的耗水量大幅度降下来,对城市发展意义重大,成为我搞‘厕所革命’责任与使命。”王振初这样表示。
第三个理由:“重视上口,轻视下口”的落后观念阻碍厕所技术进步。
一是关注度低。可能厕所同人的下身私密性有关,谈论羞于启齿,更登不上大雅之堂,成为社会生活的“禁区”。没人敢碰,去研究它的人遭到非议甚至羞辱,研究出成果被疏忽、诋毁甚至打压。如此,厕所技术落后是必然的。
二是“预防为主”理念未深入人心。不少人对如厕问题感到不以为然,其实卫生经济学告诉我们,健康是需要投资的。现实生活中因厕所“不干不净”引发的疾病乃至瘟疫并不少见,只是有的人在“事不关己”态度下麻痹罢了。世界组织测算,投资预防疾病的回报率是10倍以上,是所有投资回报率最高的。因此,念好“防”字诀是防疾病、少遭罪、保健康的重要途径。
王振初指出,其实,这个问题已经引世界的重视。前几年,大慈善家比尔?/span>盖茨转战厕所,提出“厕所重生计划”,去年在西雅图开了表彰大会,奖励了发达国家研制的十个项目。我们分析,这些项目都是用高技术通过化学反应和生物分解,把人粪尿转化成电能和饮用水, 虽不具备工业实用性,不能进入家庭,但指出城市厕所人粪尿变废为宝的发展方向。2013年11月19日,联合国在宣布首个“世界厕所日”时指出,目前全球大约有25亿人没有健康的厕所,这个问题导致不计其数的人死于本可预防的疾病。我们必须打破禁忌,使全民卫生成为一项全球发展的优先事务,通过共同努力,改善家庭的健康和生活福祉。这些都和我当年提出“厕所革命”一脉相承,也说明了我研制的厕所换代洁具,符合时代的需要。
“三件利器”演泽自主创新魅力
十几年焚膏继晷、宵衣旰食的发奋努力,王振初用研制成功的三个4108系列换代新洁具,使厕所“换了人间”。
利器一:“洁身宝”。是用于便后清洗下身、卫生防病的洁身器。它是针对日本“马桶盖式”称智能型洁身器存在的问题研制的。科技发展到人可以上太空、克隆造人的今天,为什么不能在便后即时把下身清理干净,告别手接触粪便,身上携带粪便,造成妇科等几十种疾病侵害人体。如厕留有“余地”主要原因有四: 一是下身有辐射型皱褶和痔疮死角,藏匿污物;二是粪便黏稠,无孔不入凝结力强;三是部位娇嫩敏感,易受伤;四是个体部位差异大,是洁身器具最大的技术难关。
根据以上实际,王振初自创了人体清洁的技术科学原理——称“三力合一”原理,其要点如下:一是打开皱褶和死角壁让藏匿污物暴露出来的拉扯力;二是使污物同皮肤脱离的搓擦力;三是用水的冲击力冲掉。三个力缺一不可,并把这三个力的力点、力向、力序、力度科学的结合起来,才能彻底清理干净。
之后,王振初找到了能实现该原理要求的手持流水擦拭技术,攻克了技术难关。产品设计结构由供温水、紫外线消毒、电子控制、手持擦拭四部分组成,壁挂式固定。便后使用时,取下带流水擦头的手柄,把擦头置于便池内,打开水阀擦拭,结束后放回原处自动消毒备用,用专用毛巾把水擦干即可,十几秒钟把下身彻底清理干净。这种“人机结合”方式,完全可以适应千差万别的下身,是任何只有同一动作的智能洁身器无能为力的,是技术上的化茧成蝶。
其优势,一是准确、舒服、快捷地彻底清除“污染源”防病;二是手持手柄省力方便,又远离粪便,卫生文明;三是下身全天干爽;四是比妇女和痔疮患者每天用盆水洗节水90%;五是不用手纸,有利绿化、吸尘、环保。试生产使用反映很好,称其为“卫生间的宝贝”,各项指标明显优于外国产品,属世界第三代洁身器。
利器二:节水马桶。它是针对城市马桶污染卫生间,耗水多、易堵塞等问题,废除它的“虹吸原理”、S弯管和水箱,采用重力、电磁、弹性三个势能新原理和相应的新技术,攻克了“用水少,冲不干净和加重堵塞”两大世界性技术难关,重新打造的原创换代马桶,其创新点如下:
——用垂直排放技术,每次耗水0.9升,比6升国标马桶节水85%;——用隐蔽粉碎液化技术,全程永不堵塞,结束厕所皮揣子历史;——用电磁冲刷技术,节省98.5%位差,流速提高15倍,冲刷更干净;
——用垂直排放技术,无“涡旋”污染卫生间,根除 “隐形污染”;
——用反向硬密封技术,防止便池返污水流入厕所和房间;——用微电子控制技术和脚踏开关,实现了自动化,使用更方便卫生;
——减少陶瓷31%,降低能耗污染;缩小体积,外型集约漂亮。
王振初表示,该项目的研制成功,得益于大胆地废除旧的,给原创留出自由空间;更得益于引用了“三势能”原理的指导,采用了管用的直排、直冲、粉碎、电控技术。用电控怕能耗犹豫过,现在看,用它攻克了世界两大技术难关,年耗电只有4.8度,是技术上的“四两拨千斤”,相当合算。
它最大亮点有三:根除了人们不了解的“隐性污染源”,有益健康;全程永不堵塞,解决了最头疼的烦恼;超级节水,堪称“缺水城市的救星”。被行内人士称为属继哈灵顿、布拉梅之后发明的第三代马桶。
王振初指出,经测算,如全国都换成新马桶,每年节水90亿吨,能解决我国城市年缺水60亿吨的问题。换一台旧马桶,可以满足6.67台新马桶用水量。一个缺水城市换新马桶,在供水量不变情况下,可满足新增60%城市人口。经过测算,城市换马桶综合效益高:解决城市缺水,促进城镇化;让市民用上无污染的高档马桶,节省水费;减少排污量污染水源,有利环保;减少超采地下水破坏地质结构;换马桶运行十年,投入产出比1:4,经济效益高。 看来,当年美国纽约市政府出资为市民换马桶缓解供水危机,是不无道理的。
利器三:无水马桶。近年来,我国新农村建设如火如荼,然而,农村粪便管理不科学,厕所无专用洁具是“老黄历”。根据国家《农村改厕管理办法》和现实要求,王振初发明出一种新农村厕所洁具“密封效果良好的环保型无水马桶”。该马桶运用直落排污原理,采用座便固定排污口、上窄下宽锥形桶体,避免污物接触桶体;采用桶内反向密封、用桶内抽气技术,避免污气污染座圈、桶盖和厕所;采用桶盖与密封板齿轮活连技术和磁铁装置,保证了开关方便和密封可靠。该马桶由桶体、桶盖、座圈、反向密封板、抽气管组成,安装在化粪池排污通道上口。使用时,打开桶盖,密封板自动打开,坐上排污;结束后,关上桶盖,密封板自动关闭密封,有益效果如下:
——操作简便,粪便不粘连马桶,无需人工用水清刷马桶;
——排气过程在桶体内部进行,保证了厕所内空气清新。
——采用桶内密封设计,臭气不污染桶盖和座圈,避免了臭味,防止苍蝇繁殖,有利粪便处理的无害化。
——不用水电,零排放,有益节能环保。
——设计合理,塑料或陶瓷加塑料制造,成本低,可大批量生产推广。
王振初谈到,该产品主要用于新农村厕所,也可以用于公厕和移动厕所。已报两项专利,有实用新型专利证书,发明专利待批。
新洁具为“中国创造”添加新元素
谈到“厕所革命”概念及与技术革新的区别,王振初兴致勃勃地介绍了相关情况。
以节水马桶为例,在节能减排的大气候下,各国都在紧锣密鼓地研究节水马桶,我国也不甘落后。然而经调查和对比不难发现,市面上这些所谓的节水马桶,因不能解决用水少、冲不干净和加重堵塞的根本问题,违反国家保留马桶原有功能规定都失败了,并且造成了行业“乱象”,如:厂家采用马桶冲浮球的办法欺骗大众;消费者怕堵塞每次都冲几遍马桶,节水变成了废水;下水堵塞严重,良莠不齐的疏通公司兴起,费水费钱又损伤下水工程……
据了解,王振初进行的“厕所革命”,是指厕所用于排污的洁具和用于便后净身的洁具发生根本改变。一般有三个特征:一是原理先进,技术
创新,设计新颖,主要技术指标达国际先进的原创产品;二是符合时代需求和国家产业政策及规定;三是使用功能卓越,具有工业适用性,能产生巨大的社会和经济效益。同“小技小改”的技术革新最大的区别,具有明显影响世界的划时代意义。
那么,当前市场上的洁具产品琳琅满目,各有千秋,王振初是如何追求和实现一枝独秀呢?“技术革命的核心动力是原创,我的设计理念是,另辟蹊径求原创,原理创新找出路,技术创新找突破,设计创新找完善。具体研制办法:一是要确定高目标。新洁具必须以压倒世界顶尖名牌产品为靶标,用卫生防病效果最好、超级节水、好用可靠的产品惠民强国,用‘中国创造’赢得世界尊重;二是制定符合实际的研制方案和技术路线,少走弯路;三是紧紧围绕核心技术攻关,不达目标决不放弃。”这是他给出的答案。
这三个产品由济南时兴科贸有限公司开发。济南高新区发改局发出红头文件,关于实施产业化项目的《意见》中指出:“该项目力争5年内达到100万台套生产规模,待项目实施条件具备后,扩大生产规模。”
就产品产业化问题,王振初勾勒出“发展路线图”:“我们这三个产品都是经过产业化论证评估的,无技术性、政策性、知识产权性和市场需求的风险。考虑到我已年大,加上我们势单力薄,推广这么大的朝阳产业是很困难的。我们打算:一是先推出市场急需的两个马桶,洁身宝作为配套择机推出;二是由大的商家投资股份制合作,共同把公司建成高效的卫浴行业发展中心,促进行业转型升级;三是采用把生产经营权许可给大企业推广,我们做技术指导。现在,已同重庆四维卫浴集团合作,近几个月可把节水马桶推向市场,欢迎其他企业加入,大家互利双赢,惠民强国。”
党的十八届三中全会提出,“让一切劳动、知识、技术、管理、资本的活力竞相迸发,让一切创造社会财富的源泉充分涌流,让发展成果更多更公平惠及全体人民。”王振初感到,“让发展成果惠及全体人民”,前提是让经得起检验和符合现实急切需求的成果“冒尖”和“走出来”,当前,他期盼得到政府部门的重视与支持,银行的推一把,合作商和卫浴厂家的鼎力相助,让“三件利器”尽快缩短与大众‘亲密之约’的时间与距离,真正发挥其守护健康、节约资源、推动厕所生态文明变革、为美丽中国增光添彩的应有之效、应有之义。
(原载《科技中国》作者:王林强)