源头污泥减量实验现场

 

　　“一只眼睛看市场，一只眼睛看科学”，这是成果转化的思维，也是应用基础研究者的一种境界。

　　■记者 周熙檀

　　时近年底，中国科学院生态环境研究中心（以下简称生态环境中心）研究员魏源送有一堆“欠债”，其中有一份待改的商业计划书，已经被风投催了几次。

　　作为风投，中科永盛国际投资有限公司一向只关注京津冀、长三角和珠三角的客户市场，但对于魏源送专攻中小城市的思路，董事长张鹏飞却很有兴趣。

　　究竟是什么技术被风投追着？在魏源送看来，其一是污泥处理处置庞大市场诱惑难当；其二是成熟成套技术的竞争力。

　　污泥处理也是很大的市场

　　今年7月，财新《新世纪》以北京污泥乱倒为典型，揭出中国各大城市近80%的污水处理厂污泥未处理即直倾环境的事实。

　　“这是个很严肃的问题。就是因为现有的污泥处理处置设施与方式跟不上，污泥产量过大，无法消纳。”魏源送说。

　　据住建部统计，截至2012年底我国城镇污水处理厂的污水日处理能力已达1.42亿m3，年处理污水总量422.8亿m3。按照《“十二五”全国城镇污水处理及再生利用设施建设规划》要求，到2015年，这个数字将达到2.08亿m3/d。与2010年相比，污水处理规模翻番，意味着污泥产生量也倍增。

　　“我国污水处理一直重水轻泥。”魏源送说，随着城市发展，污泥处理处置遇到越来越多的障碍。以北京为例，2000年城市污水处理率仅为40.6%，到2008年城市污水处理率飙升到93%。

　　截至2011年3月的数据显示，我国一年污泥产量约为3000万吨（含水量80%）。而处置现状是，填埋场无力接收，土地利用在将来相当长一段时间会占据主导，干化、焚烧还很少，远不能消纳现有污泥产量。那么，一旦污泥数量翻番，怎么办？

　　污泥处理的成本最高可达污水处理厂总运行费用的30%~50％。根据政府规划，“十二五”期间我国污泥处理处置设施建设投资将达347亿元。昂贵的费用以及供填埋土地的日益稀缺，亟须通过科学研究来破解困境。因此，污泥是个大问题，其背后也是很大的市场。

　　“由于技术路线、技术途径尚不清晰，眼下是群雄并起，‘战国’纷争。”魏源送认为，尽管资源化是污泥处理永恒的追求，但当务之急是减量化。其一直以来研究和推广的重点——“基于预处理的污泥减量及碳（C）、氮（N）、磷（P）资源化成套技术与设备”，正体现了他的这一思路。

　　成套技术盯需求

　　在成果转化前线摸爬滚打多了就能体会到：单个技术往往难以转化，成套技术输出才是成功转化的关键。

　　在采访中，魏源送也特别强调“成套技术”，这点不但吸引了企业，也吸引了风投。

　　当然，成套技术的着眼点是关键。作应用基础研究，关键是面向国家重大需求。“污泥处理处置就是重大需求，我们一直坚持污泥的减量化、资源化，其中不但有很多技术问题，还有很多科学问题。”魏源送说。

　　污泥处理处置是重大需求，课题组都有深刻体会。在参加各种环境会议、学术会议时，就能感觉到污泥处理处置需求量大，“并不是发几篇文章了事，而是能解决很多实际问题”。

　　“基于预处理的污泥减量及C、N、P资源化成套技术”包括污泥源头减量，脱氮内碳源补充，鸟粪石（磷酸氨镁）、氮、磷回收，污泥厌氧消化，污泥堆肥，消化液厌氧氨氧化脱氮和污泥生物干化。从技术成熟度来看，污泥源头减量已有示范工程，脱氮内碳源补充处于中试阶段，其他技术则都已实现工程应用。

　　一般来说，提到污泥减量，便会和污泥脱水、厌氧消化、堆肥等技术联系起来。这些技术针对的是污泥减容，魏源送形象地称之为“减肥”。就减量化而言，他认为更重要的是源头减量，就是实施“计划生育”。

　　“以微波预处理为核心实现源头减量，这是我们所做的工作重点。”魏源送说，新技术工艺对现有污水处理工艺不会有太大改动，增加预处理环节，将污水处理和污泥处理两条平行线有机耦合起来，降低污泥产量。

　　基于溶胞—隐性生长的污泥减量工艺，魏源送形象地将其比喻为榨石榴汁。如果石榴未经处理榨汁口感很差，而剥皮去籽后再压榨则大不同。

　　溶胞—隐性生长就是给污泥剥皮去籽的过程：将污泥细胞溶解破碎，促使有机物释放出来，然后将释放出来的物质回流到污水处理的生物反应器中，活性污泥以破碎细胞的内容物作为底物进行生长，这样形成隐性生长，产率系数自然就降低了。

　　成套技术中另一项关键技术是消化液厌氧氨氧化脱氮。“目前这两项技术在国内还没有一例真正规模化应用。”魏源送强调，就是因为技术路线、技术途径还不清晰，所以形成了污泥处理领域群雄并起的局面。

　　市场思维促转化

　　2010~2011年，在“863”计划支持下，魏源送课题组基于微波预处理的源头污泥减量示范工程在天津创业环保股份有限公司纪庄子污水处理厂运行。运行5个月结果表明，污泥减量率达29.1%~40.9%。

　　“活性污泥系统引入微波预处理单元后，浓缩污泥经微波预处理后，污泥中碳、氮、磷的释放效果显着，但预处理的污泥回流后对活性污泥系统的出水水质没有影响。”魏源送感到很振奋，日处理污水300吨的示范工程规模，在国际上还是第一次。

　　随后课题组对污泥减量示范工程进行了技术经济分析，结论是不会给污水处理厂增加任何负担。环境工程类技术，最终要服务于实际生产。污泥减量技术距离产业化应用，迈进了一步。

　　由于大型污水处理厂资金充沛，可选择技术途径也多。因此，魏源送将其污泥减量技术推广重点集中在规模10万吨以下的中小城市污水处理厂，这一点也将体现在他正在修改的商业计划书中。具体市场推广，课题组将与北京维奥思环境工程有限公司合作。

　　“新技术推广好难，涉及很多环节，双方都要有诚意。”魏源送由衷地说，由于从研发开始，就始终紧盯市场，并与企业展开各种方式的合作。

　　“一只眼睛看市场，一只眼睛看科学。”这是魏源送对自己的工作定位。于是，一边搞研究，一边谈合作，就成了他的日常工作状态。因此，很多研究人员面临的寻找靠谱合作伙伴难题，对魏源送来说不是问题。

　　在我国“十二五”规划纲要中，新增了氨氮约束性水体污染物减排指标，如何削减氨氮排放是我国环境保护面临的重要难题。成套技术中短程硝化—厌氧氨氧化法处理污泥水的组合工艺，已经实验证明，对总氮的去除率最高为95.1%。

　　该技术正与某上市公司签订框架协议，将用于新建的日处理800吨的污泥处置中心。目前，掌握该技术工程化能力的均为国外公司，其开出的价码往往令企业在环保目标前望而却步。

　　“一旦项目运行，我们将是国内第一个掌握此技术工程化能力的科研力量。”获得2012年度中国科学院北京分院科研团队科技成果转化奖一等奖，这是对魏源送工作的肯定，也因此增加了成套技术对风投的吸引力。