32.第32章 绿色挑战
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污水治理委员会任命的测量员巴瑟杰为伦敦下水道的治理设计方案，巴瑟杰经过数月的调研，提出了利用泰晤士河的潮汐将有意建成坡度的下水道中的污水排入泰晤士河口的方案。这个方案很天才，当泰晤士河退潮时，将把污水全部带走，然而，委员们有理由怀疑，万一时间拿捏得不到位，污水倒灌进泰晤士河，那就惨了。
身为委员会主席，唐宁决定再次推动科技往前发展，提出污水处理方案，用生物膜净化污水，净化工厂建在伦敦东郊，巴瑟杰的线路的中点，并称，经过生物膜净化的污水用眼睛几乎看不出与干净河水的区别，这么一来，可以将污水倒灌的风险化减到最小。委员们不太相信有这种好事，答应给唐宁一点时间去研发他的生物膜。
生物膜法是一种处理污水的好氧生物方法。特点是微生物附着在作为介质的滤料表面，生长成为一层由微生物构成的膜。污水与之接触后，其中的溶解性有机污染物被生物膜吸附，进而被氧化分解，转化为h2o、co2、nh3和微生物细胞质，污水得以净化。生物膜法通常无需曝气，微生物所需氧气直接来自大气。
总的来说过程如下：污水经市政管网收集进入处理厂，由隔栅过滤去除其中较大的固体物，如泥沙、纸张等，然后进入第一级沉淀池。污水在预沉池中停留数小时，待其中固体污染物沉降后，进入二级生物化学处理反应池。反应池为好氧型曝气池。在曝气池中大量通入空气以促进好氧细菌生长。细菌以水中有机污染物为食，大量增长后形成污泥状悬浮物。此时将污水引入第二级沉淀池，将细菌和其他微生物为主的污泥沉降。处理后的污水在视觉、嗅觉上可以达到与清水相近。
唐宁要做的就是把这个过程用他最爱的小模型展示出来，这一次很多工序都要戴上口罩，唉，没想到要干这种脏活儿，公务员的活儿不好干！
终于要进军微生物界了。这门技术的核心就是要使用培养器皿来筛选出最合适的好氧微生物。唐宁将一个小图书馆改成了微生物实验室。而此时，小功率的风力发电机已经能够把他的整个庄园照得灯火通明，甚至路灯都有，贼都不敢来了。
在唐宁的污水治理委员会里，有两人反对在建造下水道的时候同时规划地下电缆和供暖、供气管道，因为这会增加相当大的开支。唐宁就带他们来自己家看这些电灯，剧透未来，说：“将来，每家每户都都会用上这样的电灯，伦敦人民从此不再被火灾困扰，电的使用会是多的。”
反对党一号：“那么电缆建在地面上不也是一样的吗？便宜很多，而且不知道什么时候才用得着那么多的管道，我认为还是不要浪费下水道专款的好。”
唐宁：“这就好比修铁路的时候遇到了一座山，是开凿隧道好呢，还是绕过去好呢？表面上看起来是绕过去比较省钱，但是这么一来就会让铁路变慢，浪费的是旅客的时间，而且是永久性地浪费。地下电缆更耐用、更安全，还不影响城市的景观，从长远来看更划算。伦敦是世界中心，咱们要给小兄弟们做出表率。电力的使用会发展很迅速的，你们看，法拉第先生都全职在给电力公司搞研发，这日子不远了。”
两个反对党其实对史上第一慈善家相当地尊敬，而且唐宁这么煞有介事地请他们到家里来见识未来的电灯，诚意十足，他们终于无话可说了。
他们也是第一个见到污水处理厂小模型的人，对于微生物的神奇能力惊叹不已，那么肮脏的污水居然毫不费力就清理得干干净净，使他们对唐宁的污水处理厂信心十足。
唐宁说：“我们从泰晤士河周边开始开凿下水道吧，用最快的速度把这个开放式的下水道大大的改善。现在冬天空气不流通，在国会大厦都能闻到泰晤士河的臭味儿了。”
数日之后，经过全体委员会成员的同意，预算高达300万英镑声势浩大的下水道工程开锣了！
而此时，另一个治理环境的计划又渐渐在唐宁的脑中成型——交通工具。当时最好的私人交通工具就是马车，它不但贵、难维护，还要雇佣车夫，更是污染环境，因为有马粪。唐宁最恨污染环境的工业产品，他不准备按照科技发展的规律去发明内燃机，那是一种落后的科技，它的尾气难闻有毒害，而且更没治的是四冲程引发的噪音。唐宁准备直接发明绿色能源时代的——燃料电池引擎。
燃料电池使用氢或者烃类燃料（主要是以甲烷为主的天然气），与空气中的氧发生反应产生电力，因此，燃料电池更像是小型发电厂，并对携带的能量限制跟内燃机一样——油箱的大小。
内燃机的原理是将蕴藏在汽油、柴油中的化学能转换成热能，再经过经典的四冲程转换成机械能，由于其过程大量的能量以热能的形式浪费掉，所以能量转换效率并不高，为10-50%。而燃料电池是从氢或者天然气、煤气转换成电能，再从电能转换成机械能，其中电能到机械的转换效率很高，只要超过200瓦的电机转换效率就能轻松达到99%，以至于燃料电池的转换效率可高达85%。
燃料电池技术比蓄电池更优秀的地方在于它的能量密度更高，电池车将长期受到这问题的困扰，相同重量的燃料电池一套能跑600公里的话，蓄电池就只能跑60公里，差距巨大。随着功率的增加，蓄电池更是力不从心。
燃料电池的问题在于不直观，成本高，维护不易，但内燃机没有普及的年代在唐宁的操盘之下异军突起也许能部分解决这两大难题。在科技发展史上，早在1830年代就已经有人提出了氢氧燃料电池的理论，使用铂粉做阳极反应催化剂是很长一段时间这种技术得不到大规模应用的原因，因为铂又叫白金，是贵金属。唐宁的重要手段就是采用几乎100%回收的方式以降低贵金属成本。
使用含碳的燃料容易造成碳积，维护成本更高，但如使用甲醇这种液体，他的运输和储存将十分便利。氢是宇宙中最轻的元素，就算是最密闭的容器，放置久了也会逸空，它的好处就是最干净，设备不容易发生化学侵蚀。
唐宁准备取两者之长，以甲醇为运输、存储的载体，将来炼油厂的主要产品不再是汽油、柴油，而是以甲醇为主。使用燃料重组的方式在加氢站把甲醇变成氢。越复杂的烃类裂解所需的温度越高，甲醇重组需要300摄氏度，汽油则高达800度。温度高就意味着要加散热风扇，噪音就会出现，所以唐宁不希望每一台车上都有自己的燃料重组设备，最多长途大客车和卡车配备，远期的电力火车和轮船配备，城市小车就不必了。
燃料电池是一门复杂的技术，真正的实用化是要到阿波罗登月的时候为了解决电力和水源问题才应用上，二战时德国的潜艇为了控制噪声躲避声纳也用过。它涉及到化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科，相当有利于唐宁的公司长期垄断市场，当他不再垄断时，恐怕世界上已经是燃料电池引擎的天下，乌烟瘴气、引擎轰鸣的内燃机汽车的地球也许永远不会再现，这是唐宁建设美好人类家园做出的伟大与大胆的贡献。
这估计都是三、五年之后的事了，唐宁最先要完成在私人交通工具上的技术积累，从发明自行车开始。
污水治理委员会任命的测量员巴瑟杰为伦敦下水道的治理设计方案，巴瑟杰经过数月的调研，提出了利用泰晤士河的潮汐将有意建成坡度的下水道中的污水排入泰晤士河口的方案。这个方案很天才，当泰晤士河退潮时，将把污水全部带走，然而，委员们有理由怀疑，万一时间拿捏得不到位，污水倒灌进泰晤士河，那就惨了。
身为委员会主席，唐宁决定再次推动科技往前发展，提出污水处理方案，用生物膜净化污水，净化工厂建在伦敦东郊，巴瑟杰的线路的中点，并称，经过生物膜净化的污水用眼睛几乎看不出与干净河水的区别，这么一来，可以将污水倒灌的风险化减到最小。委员们不太相信有这种好事，答应给唐宁一点时间去研发他的生物膜。
生物膜法是一种处理污水的好氧生物方法。特点是微生物附着在作为介质的滤料表面，生长成为一层由微生物构成的膜。污水与之接触后，其中的溶解性有机污染物被生物膜吸附，进而被氧化分解，转化为h2o、co2、nh3和微生物细胞质，污水得以净化。生物膜法通常无需曝气，微生物所需氧气直接来自大气。
总的来说过程如下：污水经市政管网收集进入处理厂，由隔栅过滤去除其中较大的固体物，如泥沙、纸张等，然后进入第一级沉淀池。污水在预沉池中停留数小时，待其中固体污染物沉降后，进入二级生物化学处理反应池。反应池为好氧型曝气池。在曝气池中大量通入空气以促进好氧细菌生长。细菌以水中有机污染物为食，大量增长后形成污泥状悬浮物。此时将污水引入第二级沉淀池，将细菌和其他微生物为主的污泥沉降。处理后的污水在视觉、嗅觉上可以达到与清水相近。
唐宁要做的就是把这个过程用他最爱的小模型展示出来，这一次很多工序都要戴上口罩，唉，没想到要干这种脏活儿，公务员的活儿不好干！
终于要进军微生物界了。这门技术的核心就是要使用培养器皿来筛选出最合适的好氧微生物。唐宁将一个小图书馆改成了微生物实验室。而此时，小功率的风力发电机已经能够把他的整个庄园照得灯火通明，甚至路灯都有，贼都不敢来了。
在唐宁的污水治理委员会里，有两人反对在建造下水道的时候同时规划地下电缆和供暖、供气管道，因为这会增加相当大的开支。唐宁就带他们来自己家看这些电灯，剧透未来，说：“将来，每家每户都都会用上这样的电灯，伦敦人民从此不再被火灾困扰，电的使用会是多的。”
反对党一号：“那么电缆建在地面上不也是一样的吗？便宜很多，而且不知道什么时候才用得着那么多的管道，我认为还是不要浪费下水道专款的好。”
唐宁：“这就好比修铁路的时候遇到了一座山，是开凿隧道好呢，还是绕过去好呢？表面上看起来是绕过去比较省钱，但是这么一来就会让铁路变慢，浪费的是旅客的时间，而且是永久性地浪费。地下电缆更耐用、更安全，还不影响城市的景观，从长远来看更划算。伦敦是世界中心，咱们要给小兄弟们做出表率。电力的使用会发展很迅速的，你们看，法拉第先生都全职在给电力公司搞研发，这日子不远了。”
两个反对党其实对史上第一慈善家相当地尊敬，而且唐宁这么煞有介事地请他们到家里来见识未来的电灯，诚意十足，他们终于无话可说了。
他们也是第一个见到污水处理厂小模型的人，对于微生物的神奇能力惊叹不已，那么肮脏的污水居然毫不费力就清理得干干净净，使他们对唐宁的污水处理厂信心十足。
唐宁说：“我们从泰晤士河周边开始开凿下水道吧，用最快的速度把这个开放式的下水道大大的改善。现在冬天空气不流通，在国会大厦都能闻到泰晤士河的臭味儿了。”
数日之后，经过全体委员会成员的同意，预算高达300万英镑声势浩大的下水道工程开锣了！
而此时，另一个治理环境的计划又渐渐在唐宁的脑中成型——交通工具。当时最好的私人交通工具就是马车，它不但贵、难维护，还要雇佣车夫，更是污染环境，因为有马粪。唐宁最恨污染环境的工业产品，他不准备按照科技发展的规律去发明内燃机，那是一种落后的科技，它的尾气难闻有毒害，而且更没治的是四冲程引发的噪音。唐宁准备直接发明绿色能源时代的——燃料电池引擎。
燃料电池使用氢或者烃类燃料（主要是以甲烷为主的天然气），与空气中的氧发生反应产生电力，因此，燃料电池更像是小型发电厂，并对携带的能量限制跟内燃机一样——油箱的大小。
内燃机的原理是将蕴藏在汽油、柴油中的化学能转换成热能，再经过经典的四冲程转换成机械能，由于其过程大量的能量以热能的形式浪费掉，所以能量转换效率并不高，为10-50%。而燃料电池是从氢或者天然气、煤气转换成电能，再从电能转换成机械能，其中电能到机械的转换效率很高，只要超过200瓦的电机转换效率就能轻松达到99%，以至于燃料电池的转换效率可高达85%。
燃料电池技术比蓄电池更优秀的地方在于它的能量密度更高，电池车将长期受到这问题的困扰，相同重量的燃料电池一套能跑600公里的话，蓄电池就只能跑60公里，差距巨大。随着功率的增加，蓄电池更是力不从心。
燃料电池的问题在于不直观，成本高，维护不易，但内燃机没有普及的年代在唐宁的操盘之下异军突起也许能部分解决这两大难题。在科技发展史上，早在1830年代就已经有人提出了氢氧燃料电池的理论，使用铂粉做阳极反应催化剂是很长一段时间这种技术得不到大规模应用的原因，因为铂又叫白金，是贵金属。唐宁的重要手段就是采用几乎100%回收的方式以降低贵金属成本。
使用含碳的燃料容易造成碳积，维护成本更高，但如使用甲醇这种液体，他的运输和储存将十分便利。氢是宇宙中最轻的元素，就算是最密闭的容器，放置久了也会逸空，它的好处就是最干净，设备不容易发生化学侵蚀。
唐宁准备取两者之长，以甲醇为运输、存储的载体，将来炼油厂的主要产品不再是汽油、柴油，而是以甲醇为主。使用燃料重组的方式在加氢站把甲醇变成氢。越复杂的烃类裂解所需的温度越高，甲醇重组需要300摄氏度，汽油则高达800度。温度高就意味着要加散热风扇，噪音就会出现，所以唐宁不希望每一台车上都有自己的燃料重组设备，最多长途大客车和卡车配备，远期的电力火车和轮船配备，城市小车就不必了。
燃料电池是一门复杂的技术，真正的实用化是要到阿波罗登月的时候为了解决电力和水源问题才应用上，二战时德国的潜艇为了控制噪声躲避声纳也用过。它涉及到化学热力学、电化学、电催化、材料科学、电力系统及自动控制等学科，相当有利于唐宁的公司长期垄断市场，当他不再垄断时，恐怕世界上已经是燃料电池引擎的天下，乌烟瘴气、引擎轰鸣的内燃机汽车的地球也许永远不会再现，这是唐宁建设美好人类家园做出的伟大与大胆的贡献。
这估计都是三、五年之后的事了，唐宁最先要完成在私人交通工具上的技术积累，从发明自行车开始。