绿色低碳水处理创新技术专题研讨会举行

党的二十大报告明确了新时代中国生态文明建设的战略任务与总基调，提出“协同推进降碳、减污、扩绿、增长，推进生态优先、节约集约、绿色低碳发展”。水处理行业在自身碳中和方面有巨大需求，在推动经济社会碳减排方面具有潜力和优势，对低碳、绿色、高效的药剂、工艺、技术、装备需求迫切。

10月13日，由中国城市科学研究会水环境与水生态分会（以下简称“水分会”）主办，江苏金山环保工程集团、中关村汉德环境观察研究所承办的绿色低碳水处理创新技术专题研讨会在宜兴举行，十数位行业内知名学者、专家，行业研究者、企业家围绕低碳绿色技术研发、设计经验、工程案例进行专业报告，进行分享和讨论。

中国工程院院士、中国城市科学研究会副理事长、水分会会长曲久辉，中国工程院院士、南京大学环境学院院长、水分会副会长任洪强参加会议并点评。本次研讨会分为专业报告和专家交流指导上下半场。

专题报告

本节由水分会副秘书长、四川大学环境科学与工程系主任赖波教授主持，共有七位报告人奉上精彩。

主持人：赖波

《基于蓝藻生物质碳源开发和性能优势》

北京大学化学与分子工程学院教授赵美萍

太湖是蓝藻暴发重灾区，藻类的迅速繁殖使水质恶化，其治理成为当地以及具有类似问题水体在水环境治理和改善的重要命题。其中资源化的思路在近年来得到重视。在报告中赵美萍教授介绍了蓝藻的高效固碳能力和资源化利用方向，蓝藻的生物质碳源开发潜力与优势。她表示，基于蓝藻的生物质碳源可利用性好，对改善天然水体生态环境和提高污废水处理效率有双重贡献天然蓝藻脂质含量较低，资源化利用潜力不佳，但通过厌氧发酵，可促进有机质定向转化为以乙酸/丙酸/丁酸等为主要组分的挥发性脂肪酸，而VFAs用作污水处理厂反硝化脱氮过程的外加碳源，容易被微生物利用，反硝化效率高。由于蓝藻细胞壁非常坚韧，需要预处理辅助破壁、需要尽可能提取高碳氮比、碳磷比的组分，成为蓝藻资源化利用需要解决的关键技术问题，蓝藻生物质碳源制备的关键技术需要全程贯通。

《污水生物脱氮工艺运行特性与工程机理》

水分会委员、中国建设科技集团副总工程师、中国市政工程华北设计研究总院有限公司总工程师郑兴灿脱氮除磷是污水处理、水环境治理改善的长期命题，也是难题。郑总在报告中首先系统介绍了城镇污水除磷脱氮必要性，典型工艺及发展、强化和提升综合措施等。他指出，随着水质要求的不断提升，脱氮除磷整体工艺提升需要功能区协同、强化，以及要素重构；从基本的工艺原理出发，系统梳理工程机理，将其纳入相应的设计和控制参数，优化控制手段。在绿色低碳的社会大背景下，城镇污水处理系统减污节能降耗减碳需要统筹考虑、协同推进。其中，碳源的因素需要重视，对碳源的投加量、类型、投加点，都要做系统性研究。“不管是碳源的投加量还是碳源性质，还是投加及作用等过程，跟污水处理节能降耗减碳都是有关联的，结合好了就是一个降低碳排放的过程，没结合好，就是增加碳排放的过程。我们目前在做碳核算建议时，是把外加碳源的消耗量，都视为增加碳排放的过程。这一问题还是需要做进一步的系统分析研究。”

《以产品联合开发为纽带，产学研深度融合的金山模式》

E20研究院副院长肖琼

在环保产业追求创新、高质量发展的进程中，产学研融合的路径、案例研究具备重要性、紧迫性。在报告中，肖琼介绍了北京大学和金山环保校企开展深度合作，建立生物质新型碳源产品开发创新服务平台的历程，梳理介绍发展经验。首先，以市场需求为导向，产学研统一一个目标围绕产品持续开发、不断迭代；其次，产学研紧密牵手，组建跨校、跨学科、跨专业、跨领域的联合创新团队，各主体各自发挥优势能力、长板联合；第三，建立清晰的产学研合作机制、规范化的管理制度；同时，重视产品中很重要的两个驱动要素，即标准和品牌建设。

《新型生物质碳源应用效果分析》

水分会委员、江南大学环境与土木工程学院教授李激

碳源投加是当前污水处理持续稳定达标排放的核心保障之一，而新型生物质碳源的发展能为城镇污水厂碳减排及“碳中和”提供积极参考。李激教授长期从事水处理技术研究，参与全国近600座污水处理厂考核与改扩建评审，她的报告正是从实践应用中对生物质碳源效果的研究思考。李激指出，随着双碳目标的提出，传统碳源已不再具备经济适用性，需要重视生物质碳源在实际污水厂运行的可行性。围绕不断迭代的生物质碳源产品在不同类型污水处理厂中实际应用，围绕产品反硝化潜力和释磷潜力，她开展了持续研究和评估。针对产品后续的开发和应用，李激提出建议：要因地制宜、循序渐进、未雨绸缪。“在碳源开发和应用于实际污水处理厂之前，一定要在实验室进行小试，考察新型碳源对原来工艺除磷脱氮的影响，确定适宜的投加系数和投加策略；建议增加小分子酸、醇类物质的转化，使用时标定使用浓度，必要时考虑辅助除磷药剂。”

《深挖产业链融合潜力，助推水污染减污降碳》

江苏环保产业技术研究院股份公司董事长吴海锁

吴海锁在报告中表示，工艺、设备、资源化是水污染治理减污降碳的重要抓手，这需要产业链和创新链融合，产业链上下游整合，切实推动技术开发与转化。他介绍了目前江苏省聚焦减污降碳战略，围绕产业链布局创新链，围绕创新链布局产业链的探索，重点介绍了水污染防治产业链上下游融合的思考和实践。基于对江苏省水污染防治产业链的观察，他提出总体还存在技术创新能力不足的发展短板，如产业发展整体技术水平不高，膜材料及原件、电控系统、分析仪器等高附加值产品装备很多依赖国外；企业高校协同创新不足，存在需求匹配、利益分配、合作机制等各方面问题；成果转化率低，往往面临高校不愿做、企业做不了、政府难介入的难题。在探索突破过程中，应重视上游服务业对后端技术、产品、装备的引领作用，对环境管理的有效支撑。

《“京山碳”在概念厂的验证与实践》

宜兴城市污水资源概念厂运营经理周振

支持对新技术、新产品的生产性试验是宜兴城市污水资源概念厂建成投运后的重要工作内容。会上，周振介绍了“京山碳”在宜兴城市污染处理概念厂的验证与实践工作，回顾投加试用目标、试验计划和执行情况，展示主要试验数据和分析结果。他表示，目前得到的初步结论是，京山碳的B/C在0.8以上，可生化性较高，在进水水质稳定情况下，产品单耗碳氮比相对原复合碳源有性能优势；在应对水质变化波动情况下，抗冲击性相比有一定优势；出水没有明显的总酸变化；在安全性和刺激性气味方面明显优于传统复合碳源，运输、储存和投加无需特殊、额外操作需求。

《数字化背景下金山“智”造实践》

金山环保集团有限公司总裁徐韬

宜兴在环保装备制造方面历史悠久、基础雄厚，但近年来也面临产品竞争力提升、持续创新、标准化、企业同质化竞争、服务配套等的现实挑战。对此，宜兴环保企业近年来围绕制造业高端化、智能化、绿色化发展，持续开展探索。徐韬分享了企业在协同创新、智能制造、数字化转型升级、精细化管理的进展。围绕智能制造提出智能化标志要求，包括生产自动化，物料配送精准化，生产过程实时可控，生产信息可追溯，能源的消耗要达到可监控等；针对农村污水处理特点和设备痛点，提出“以塑代钢”，实施产品全面提升；在数字化转型方面，探索实现直观性、便捷性、集中性、联动性、独立性相结合，通过大数据对整个制造过程、重点环节实现有效管控。

专家交流指导

在上午的专业报告和现场参观后，本次研讨会特邀多位院士、行业知名专家、企业家参与交流指导。本节由水分会秘书长、中关村汉德环境观察研究所所长谢琤琤主持。

主持人：谢琤琤

首先发言的是水分会委员、中国人民大学低碳水环境技术研究中心主任王洪臣教授，他对“京山碳”产品的意义价值予以肯定，同时指出，污水处理过程的碳排放在氮的降解过程中，是以一氧化二氮方式排放的，这个量比污水处理消耗的电导致的间接碳排放量还要大。优秀的碳源产品开发，研发团队跟验证团队协同很重要，研发过程跟验证结果需要相互联系；碳源菌群结构和稳定性也很重要，以效果为目标，制订研发方案，针对性研发成分、含量等。水分会委员、原南昌航空大学校长罗胜联在发言中也表示，“京山碳”在研发过程中，一定要以目标为导向，从本身在碳源提供过程中独特优势出发，吸收应用其他专业学科力量，提升碳源释放效率和性能。水分会委员、东北师范大学教授霍明昕表示，他看到了环保产业产学研一体，进行科学研究、产品开发、工程实践的积极进展。但从现场先看，单元操作技术方面的创新性还不够，建议下一步有所关注。

三位来自学界“研”的观点后，企业家们从“用”的角度，提出建议。水分会副会长、北控水务集团执行总裁李力在发言中首先表示，环保产业现在是困难时期，但这是暂时的，因为需求始终存在，产业主题也在不断往前走，不断变化。企业不仅要扛住，还得加大战略投入，至少保持技术研发的投入。我国水处理整体碳源投加量比较大（世界前列），确实是行业的一个痛点，也是重要发展方向。企业在设计收入结构中，如果有三类产品的组合是比较理想的，第一类是先进的整装成套装备，第二类是工具包（偏软件的），还有一个，消耗品，就是材料类。碳源就属于这一类，标准化+稳态化，就是一个很好的发展方向。水分会委员、劲旅环境科技股份有限公司总经理王颖哲认为，民营企业最核心就是创新，一定得做出来别人没有做或者做不了的事情，才能有生存和发展的空间。金山从需求出发，不仅有技术本身创新，也有研发模式创新，在民营企业特别艰难的环境下仍然用于成为创新主体，进行积极实践，对企业自身有益，对同行也是鼓舞。中节能国祯环保科技股份有限公司侯红勋表示：我们运营大小一百多座污水处理厂，有的需要长期甚至每天投加碳源，那么这个产品就可以发挥优势，取代传统的碳源；有的污水处理厂需要间歇投加、偶尔投加，可能目前就不太适用，所以“京山碳”找准它的市场定位特别重要。广东粤海水务有限公司副总工程师赵焱建议在下一步研发中，针对藻类问题，能否考虑在一个更小范围内，如水源区域库湾的藻类问题，范围比较小，需要更为高效的原位藻类富集的去除技术；在生物质碳源研发方面，建议多与实际污水处理厂工况相结合，综合考虑南北方污水处理工艺、温度等条件的差异，综合筹划；同时在产品优化提升的同时，形成一体化解决方案，完善技术服务。

在水治理行业中，除了科研、高校和企业，还有一个非常重要的环节即专业的规划设计院。南京大学环境规划设计研究院副院长陆朝阳建议称：对于好产品的推荐推广，一个很核心的问题，就是如何用简明的方式，让大家直观理解产品优势。比如像COD这样已经形成广泛共识的指标，是不是能有一个“脱氮指数”来衡量产品的优势。产学研要真正有成果，不辜负国家的期待，应以产品的迭代为纽带，凝练核心应用场景；有赖于企业主体特别是企业家的执行、落地的综合能力；要让科学家充分发挥创新力；同时，还需要行业生态支撑，各方携手努力，才能真正走向一个良性循环。中国市政工程东北设计研究总院有限公司给水排水专业总工闫钰说，我们在规划设计环节的创新，也要依赖于企业的产品和材料创新，新的技术应用突破，才能传导、迭代出行业整体的突破。他同时表示，除了藻类，是否还有其他同类型的微生物，可以延伸思路，真正达到“以废治废”，比如生活污水污泥等，能不能在厂内以碳源形式再次被利用，这一问题需要行业的关注和思考。有朋自远方来，俄罗斯工程院中国中心总干事丁志峰在发言中建议，“京山碳”下一步可以申请国际科技合作项目，和一带一路国家、欧美国家科研机构开展合作，既有智力资源融入，也有助于拓展海外市场；可以打造科创联合体，争取更多部委、地方政府项目支持；“京山碳”的发展，从生物学的角度可能需要更深入的研究，可以考虑进行国际化、跨学科的科研合作，走国际化的道路。而江南大学环境土木工程学院院长王震宇作为东道主，表示今后会更加努力和重视和企业、和高校同行的合作，同时建议加强基础研究，给团队更多一点时间，真正把瓶颈问题基础研究搞清楚；同时从基础研究、技术建立、产品开发，到最终精准的调控，需要开展全链条的研究，建议制定整体推进的研究计划。

最后两位院士的发言，既有对创新的肯定和期许，也有长远的建议。任洪强院士说，企业家在科技创新这方面，第一是敢做，第二是舍得做，第三是能做，第四能做得成，这是值得大家学习的。围绕水处理创新，有三个重要环节，第一阶段是微生物学层面的认知和探索，第二阶段是围绕材料，研究如何在水处理技术应用过程中发挥作用。比如“京山碳”就是从材料创新方面探索实现对工艺过程的增效。未来还会有更多思路，建议大家关注人工智能的模拟学习、预模型训练，在水处理过程优化、增效提升中的应用。第三，低碳水处理衍生的标准问题。对外加碳源产品应关注标准和规范更深入的探索和创新，如果能一步步从行业标准规范上升到国家标准层面，届时对整个水处理行业外加碳源的标准化、规范化，会产生积极影响。在发言中，曲久辉院士先谈体会：在一些创新领域，高手是真的在“”民间。因为学者们有时候可能会畏首畏尾，想做但担心技术路线不通，或者市场响应不强，应用范围受限等等因素，但是有的企业家可以抛开顾虑，大胆往前走，这就是企业家精神。说到“京山碳”，他提出建议：第一，关于可持续性。目前产品以太湖蓝藻为原料，这个量在不同年份间是波动的。因此应考虑原料替代，和蓝藻类似的生物质。第二，市场竞争力。当新产品被逐步认识认可后，市场竞争会很残酷，如果不能实现产品质量优势和价格优势的互相支撑，未来的市场可能并不属于创新企业；可以考虑和一些碳源需求大的污水处理厂取得合作，形成战略联盟，避免成为孤岛。第三，标准化和规范化。目前很多水处理特别是污水处理产品，规范化和标准化做的不够。围绕创新产品，企业可以和专业协会合作，研究形成产品标准，制定包含不同应用场景、操作条件下的使用规范，这个工作也会有效推动产品生产过程本身的标准化、规范化。