通往效率时代：污水处理MBBR技术的创新、灵变与恪守

时间：2023-09-18 09:27

来源：产品化研究中心

作者：郭永伟

具体实施中，“灵变”者是因地制宜的工况与工艺匹配。基于活性污泥法的A20、SBR、氧化沟等不同“格子”的生物膜改造变化多样，是我阅读MBBR论文和案例时最大的乐趣所在。

微信图片_20230918093013.png MBBR改造路线，取自思普润公司

“恪守”者是扎实稳健的理论和工程实现。

MBBR领域相比于其他工艺的一个突出特征是可以查询到大量的学术论文(以思普润为最多)，既给研究者自身的发展夯实根基，也为行业的工艺探索提供了类似分布式的供养，对接了科学层和工程层，使上下通透。

因为在任何一个项目中，“格子”都不会是单一要素的故事，微生物学、材料学、水力学、计算机信息控制四者间的契合，尤其所达成的“挂膜-流化”堪称艺术，涉及池型、用地、空间结构，水力、机械、曝气强度，挂膜、分离、缺好氧，需要完整的系统穿透能力。

这种“穿透”，要在“变与守”之间找到灰度，是环保创新发展的重度稀缺。我在前文《厌氧氨氧化”极简创新史：一个颠覆性构想的“主流化”之路》中留下的断裂模型，即是需要通过“穿透”完成续接。

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稳定安全：铜墙铁壁的诞生

“稳定”在所有供给侧受访者的表述里，都是最简单可达的目标。但于需求侧运营者而言，确是最要紧、最困难的所在，尤其在持续提标的背景下，“保守、平稳、恒定”成为工程实现后的堵点，亟待重新立案、专题研讨——

达标不受处罚是第一级的稳定。随着标准的无限提升，所谓的“保守”之选，将要以某种极限标准为大前提，传统工艺方法在稳定达标上已越来越吃力。

降低大修频次是第二级的稳定。高标准同时要求高品质，在充分利旧基础上实现的前瞻性“平稳”，要求工艺、设备、材料应用时充分考虑长效性能，降低不断反复的概率。

减少冲击波动是第三级的稳定。对标准的无限追求往往意味着“恒定”控制的极限，需要结合多类型技术手段，减少对工艺运营和检维修等人工经验的依赖。

在这里“灵变”者是引入新时代的新科技新方法，以响应二三级需求，“恪守”者则坚守第一级安全的根本，无论何种“新”，都要以“稳定达标”为内涵，就必须以“环保工艺”为系统视角，不能本末倒置、空有其表。

如此，有人将MBBR的发展归结为一个“填料”史，了没道理。

因为除了填料本身以外，首先是工艺设计，紧随其后的是实施运行过程中对围护结构、驱动设备、拦截设施等带来的破坏与干扰，影响的是“挂膜-流化”系统，给稳定安全造成的伤害，不能用一维因果去认识。

2015年，行业发起“铜墙铁壁”计划(由思普润提出)，包括围护结构材料的改良、标准化，结构的改进、强固化，设备的改造、专用化等，经历了一整个“五年”期的攻关，终于踏实解决了MBBR“稳定性”的问题，也即是解决了与工艺相互依存共生的“铜墙铁壁”，也才有2020年后MBBR的稳步增长。

相对于活性污泥法更古老、生化效率更高、工艺稳定性抗冲击负荷能力更强、出水更稳定安全的纯膜MBBR才有了作为污水生化技术未来获得更高成长空间的可能。

成本有效：算一个生态总账

《创新者的窘境》中描述了创新和效率几乎不可调和的矛盾。二者在一个“成本”的交点上产生汇集。

我习惯自定义一个“投入产出”模型，既作为决策取舍的基础，也是对客户价值的判断依据。

投入，包括投资和运营投入，需要一个和合的计算。比如MBBR通过技术创新所降低的间接投资和运营成本、极限省地与相对应的土建投资大幅度减少，其一次性投资和直接运营成本与活性污泥法几乎相当，甚至更低，这将会导向一个更加合理的总投入。

产出，由直接产出、间接产出和隐形产出组成。在MBBR的计算中，首先要解决供氧与流化的平衡，泥与膜工艺的竞争对比，极限标准与最低成本的矛盾等问题，做单点的“减而优”；继而要到更加系统的“厂-网-云”中，计算社会价值、生态价值，包含一系列核心要素，举例如——

土地是第一个大部头。通过“节地”省出来的远不仅是“地”本身而已，还有设备材料节约、优化利用、钢筋混凝土的大幅度减少、碳减排等。

流程决定了分母。使集约化、极效化，缩短长度、打磨精度，是包括土地在内各项成本优化的基础。

到更高维的生态中。新时代污水厂的成本计算必然要包括大、小两盘账，由单元工艺走通流程，流程再到系统。

当MBBR第三时期来到2021年，在全国最多“MBBR业绩”和“铜墙铁壁”全自主研发的根座上，思普润创新发明了BFM生物集效工艺，在保证比活性污泥法更加安全稳定可靠运行的基础上，首先解决极限占地的迫切诉求，同时引发关于用地、集效、能量自持、资源化的探讨，便是投入产出算法的典型范例。

此时，恪守的是工艺技术底层的“效率”基因，灵变者，是标准、稳定性、成本的系统关系。我思考所有的创新都可以囊括在这一体系之中。

编辑：李丹

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