站在一台有兩個籃球場大小的巨型機器前，比爾蓋茨在眾人的注視下痛快地飲下一杯“清水”，而後笑着說，“沒錯，這就是水”。隨之而來的是如雷的掌聲和歡呼，彷彿發生了什麼了不起的事情——如果你知道在五分鐘之前，這杯水還是散發著不潔氣味的糞污的話，可能同樣會充滿驚訝。
但實際上，這不是一個嘩眾取寵的噱頭，而是一個關乎數以百萬計生命的創新發明，有可能改變數百萬人的生命。
被忽略的世紀難題
目前世界上仍有62%的糞污沒有得到安全處理，而這樣的後果就是每年有超過50萬人死於霍亂、痢疾、腹瀉等與水清潔程度有關的疾病，全球每年因此增加的醫療成本和收入減少造成的經濟損失超過2000億美元。
這是因為採用水沖廁所、下水道和廢水處理系統組成的傳統衛生設施解決方案需要大量土地、能源和水源作為支撐，且建設和維護成本十分高，在眾多發展中國家並不適用。
然而，有數據表明，不只是無力修建下水道系統的發展中國家，在人口快速增長和氣候變化導致的水資源短缺等問題之下，全球都面臨著一場時不我待的廁所變革。
遲到一個世紀的廁所創新
然而，要想對廁所進行變革卻面臨著難以想象的巨大阻力。
以抽水馬桶、下水管網、污水處理系統組成的城市衛生系統，自十九世紀誕生以來它們就被稱作是人類歷史上最偉大的發明之一，不僅改變了世界的城市化規模與進程，還極大地提升了居民人均壽命；對商業企業來說，該系統也有着成熟的規模化市場需求以及穩定、可觀的利潤回報。這樣一個”完美”解決方案，170多年來幾乎沒有任何實質性的變化。
但這也就意味着，廣大中低收入國家也就是超過42億人的需求，因為購買力不足、投資回報率無法預估而被市場選擇性忽略，不僅無法受益於已有的衛生解決方案，同時也無法享受到科技進步、知識更新帶來的現代化體驗。
作為一家關注公共健康與健康公平性的機構，蓋茨基金會一直以來堅信“所有生命價值平等”，每個人都有權利過上健康而富有成效的生活。做到這一點的重要途徑之一就是消除致命的傳染病。其中，解決廁所問題，讓每一個人都能擁有安全的改良衛生設施，幫助人們不再因為可以預防的疾病失去生命，也就成為蓋茨基金會義不容辭的重要使命。
在這樣的理念驅動下，蓋茨基金會於2011年起創辦了“廁所創新大挑戰”項目，在全球範圍內徵集解決方案，旨在對現有的衛生設施進行突破性創新。10年過去，在投入超2億美元之後，我們找到了一些創新衛生解決方案。
萬能處理器就是答案之一。
在萬能處理之前，先要排除萬難
“萬能處理器”（Omni-Processor），由美國西雅圖生物公司Janicki Bioenergy研製，可為5～10萬人左右的城鎮提供服務——不僅能在處理糞污的過程中生產足夠的能量維持自身運轉，還能將人類糞便中的有害病原體殺死，並將剩下的物質轉化成有經濟價值的產品，包括清潔水、電力和肥料。
因為無需額外藉助電網供電、水網供水、也不需要接入下水道系統，可以放置到幾乎任何一個地方，很好地解決了中低收入國家缺乏資金無力負擔管網系統，或是其他因為高寒、乾旱等原因無法部署管網系統的問題。
但只有創新技術還遠遠不夠，還要讓創新的成果得以落地和普及，從而以更可負擔的成本滿足生活在資源最匱乏地區的人們的迫切需求。在這個過程中，我們還面臨著嚴峻挑戰。
首先，從實驗場景到實際應用環境，存在着諸多現實挑戰。舉例來說，如何說服政府購買一台此前沒有投入使用的新型處理裝置？投入使用后誰來運營維護？如何與原有的公共衛生設施相配合？而所有處理過程是否安全高效，達到了排放標準？
諸如此類的問題不僅需要各國政府和地方層面上的政策支持，還需要生產企業、質量標準體系認定組織等各個相關方的積極協同和參與，更需要專業人員根據不同環境解決定製化、模塊化生產等難題。顯然，面對如此複雜的挑戰，沒有哪一個國家和部門可以獨自解決，合作才是最好的解決方案。
自萬能處理器誕生以來，蓋茨基金會就在世界範圍內尋找合作夥伴，希望讓這一具有革新性能的設施在真實世界發揮作用。但實際情況遠比想象中要難得多。首先，承接萬能處理器的建造和使用需要出色的製造和運營能力，其次還需要有良好的政策環境，鼓勵將創新、可持續發展的新技術引入公共衛生領域，願意為改善人民的生活條件加大投入，同時還需要有具有專業技術、知識的夥伴，願意共同面對和解決紛至沓來的不確定性問題。
最終，蓋茨基金會在中國找到了重要的合作夥伴。
落地中國，為廁所革命提供創新方案
在過去70年間，中國在改善居民生活環境方面取得了巨大進步。自2004年設立農村改廁轉移支付項目起，中央財政累計投入超過200億用於農村廁所革命。據中國農業農村部，截至2020年底，中國農村衛生廁所普及率達68%以上，累計改造農村戶廁4000多萬戶。
但因為分散居住、或是高寒、乾旱等氣候特點，中國仍有近5000萬人無法享受到廁所革命帶來的便捷：部分地區因為缺乏符合農村實際情況的設施與技術，導致改廁后廁所空置率高；另一方面因為缺乏運營資金，部分興建的污水、污泥處理設施正面臨“建而不用”的窘境。
針對這種局面，中國接連出台的《農村人居環境整治三年行動方案》、《中共中央國務院關於全面推進鄉村振興加快農業農村現代化的意見》等重要文件中，都提出了“因地制宜地建設和推廣在技術和成本方面都符合農村地區的污水治理設施和技術”以及“加快研發乾旱、寒冷地區衛生廁所適用的技術和產品、資源化利用、污水處理、健全管護體制”等對農村衛生改廁解決方案進行創新的要求。
在關心公共衛生與健康公平並尋求創新解決方案的共同背景下，從 2016 年底開始，蓋茨基金會在中國住房和城鄉建設部的支持下，與北京二七機車工業有限責任公司（以下簡稱二七機車）就萬能處理器項目在中國落地展開了洽談。二七機車擁有強大的生產製造能力和全球網絡並深耕環保相關產業，與蓋茨基金會科技創新領域的資源可以形成優勢互補，不僅可以推動改善中國國內衛生環境，並能將相關經驗推廣到世界其他地區。
2017年10月，蓋茨基金會和北京二七機車工業有限責任公司簽署了合作協議。其後，這項由蓋茨基金會投入巨額資金支持Janicki公司開發，並由蓋茨基金會享有知識產權的技術，無償轉移給了二七機車。其間，Janicki公司提交了完整的技術資料協助二七機車進行圖紙轉化、資料完善等工作，二七機車則按計劃進行配套零件採購和生產，並在中國提交商業許可證申請，而後還根據實際需求着手改造技術，以生產出適應中國環境、側重於生物固體和分類有機廢物處理的萬能處理器。
■ 污泥處理產生的蒸汽可用於清潔設備 / Gates Archive
■ 污泥將被送入處理器系統 / Gates Archive
■ 可用於製造建築材料或可掩埋的灰燼是萬能處理器產品之一 / Gates Archive
■ 工作人員在檢查處理過後的水 / Gates Archive
■ 萬能處理器排放的清潔蒸汽 / Gates Archive
2018年12月起，中國版萬能處理器開始在安徽省蚌埠市五河縣污水處理廠開始試運行。因為每日對接處理的是處理5萬噸污水伴生的近50噸污泥，含水量較原始設計理想值高出許多，因此在多輪優化設計后，中國版的萬能處理器增加了乾燥晾曬池、燃料預攪拌工序等通用模塊，並採用秸稈作為輔助燃料幫助糞污進行乾燥，解決了實際應用中的現實需求，而且通過改良後續工序，仍然實現了電力平衡，滿足了中國禁煤地區和其它環境保護嚴苛地區的需求，實現了工業化運營的凈零碳排放。
除此之外，二七機車還在根據實際需求設計與人體糞污、畜牧場糞污處理等多種環境相配套的處理模塊，以期讓萬能處理器真正實現“萬能處理”。與此同時，他們還在探索污泥焚燒處理產生的副產品的多元化利用，例如：污泥處理產生的灰和渣，可用於水泥、磚等建築輔料生產；蒸汽可以生產熱水，用於民用或工業其他用途。
目前，隨着國產化和模塊化，中國版萬能處理器的成本已有大幅降低，同等處理規模的噸污泥設備投資比目前國內主流的硫化床和爐排爐工藝低2至3成，填補了國內糞污無害化、減量化焚燒處理工藝的空白。更為重要的是，在碳減排、碳中和的發展趨勢下，萬能處理器為中國的廁所革命提供了一個面向未來的技術選擇。
蓋茨基金會將與二七機車和政府部門繼續緊密合作、深入探討這一技術在中國的應用場景和市場條件，共同推動商業化進程，並在未來造福全球市場。而實際上正是因為有着在中國從零搭建萬能處理器的經驗，北京二七機車工業有限責任公司萬能處理器團隊也已經走出國門，在塞內加爾協助搭建了萬能處理器。
■ 2021年11月11日二七機車工作人員與塞方人員在完成調試的萬能處理器前留影 / 二七機車
通過與中國夥伴的合作，萬能處理器邁出了重要一步，讓遲到了一個世紀的廁所創新革命有機會逐步從實驗室走進現實。這讓我們可以樂觀地相信，儘管前路充滿挑戰，通過最廣泛的合作我們依然可以回應貧困人群的最迫切需求，讓創新挽救生命，讓科技造福生活。