從發(fā)明到推廣到創(chuàng)新迭代，從北歐到中國(guó)到反哺世界，從純膜到泥膜到生物集效，本文閱讀污水處理MBBR技術(shù)在中國(guó)20年發(fā)展中的“新、變、守”，思考環(huán)保創(chuàng)新如何擺脫囧境、跳脫困局，探尋小歷史啟示下，技術(shù)、工藝、工程的戰(zhàn)略關(guān)系和系統(tǒng)邏輯。

目錄

通往效率時(shí)代：污水處理MBBR技術(shù)的創(chuàng)新、靈變與恪守

01 MBBR：分類、起源與發(fā)展

02 破壞式創(chuàng)新——中國(guó)第一個(gè)一級(jí)A

03 靈變與恪守——標(biāo)準(zhǔn)、成本、穩(wěn)定性

04 生化效率的持續(xù)提升

煙臺(tái)辛安河污水廠“主流厭氧氨氧化”現(xiàn)象級(jí)再現(xiàn)的消息，讓我又一次關(guān)注到創(chuàng)新，關(guān)注到破壞式與顛覆式。

當(dāng)我終于站在考察現(xiàn)場(chǎng)時(shí)，卻并沒有過多尋問“紅菌”如何如何，被勾起的曾經(jīng)作為一個(gè)“工程師”少年的心，癡迷在了“環(huán)保工藝”最純粹的感官享受中。

什么是工藝？

“工藝”大概就是“工程+藝術(shù)”吧？那細(xì)長(zhǎng)的一柳黃土綠地、18個(gè)一體化罐子的瓦黑、65%填充率填料的棕白、和25%貢獻(xiàn)率紅菌的灰紅，交相掩映著，29天的建設(shè)期、1417m2萬噸水占地、2mg/L總氮指標(biāo)、0.34元/噸費(fèi)用節(jié)約，面子、里子都很美。

工藝Process，講究的既非結(jié)果也非數(shù)據(jù)，而是居間過程，是時(shí)間之上、空間之中、反應(yīng)之前、分離之后的過程，我思來想去，和“MBBR-BFM”創(chuàng)新的系統(tǒng)邏輯竟一模一樣。

從發(fā)明到推廣到創(chuàng)新迭代，從北歐到中國(guó)到反哺世界，從純膜到泥膜到生物集效，本文閱讀污水處理MBBR技術(shù)在中國(guó)20年發(fā)展中的“新、變、守”，思考環(huán)保創(chuàng)新如何擺脫囧境、跳脫困局，探尋小歷史啟示下，技術(shù)、工藝、工程的戰(zhàn)略關(guān)系和系統(tǒng)邏輯。

MBBR：分類、起源與發(fā)展

“2008年無錫蘆村，我們磕磕絆絆中了標(biāo)，又稀里糊涂成了光桿司令，為了信譽(yù)只好硬著頭皮生干，從填料生產(chǎn)到安裝調(diào)試，能照貓畫虎搞出來，是老天賞飯吃，對(duì)此我非常感激”。作為中國(guó)最能代表MBBR的發(fā)言人之一，思普潤(rùn)創(chuàng)始團(tuán)隊(duì)在回憶時(shí)，一點(diǎn)也不愿意將這事業(yè)開端做些粉飾，偶然、山寨、砸錢、反復(fù)返工，潛意識(shí)中要對(duì)結(jié)果負(fù)責(zé)到底的態(tài)度是他們咂摸在嘴邊的津津樂道，“中國(guó)MBBR的開始是被動(dòng)的、模糊的，一路發(fā)展也是摸著石頭過河，但未來是清晰的、篤定的”

MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor)移動(dòng)床生物膜反應(yīng)器技術(shù)，起源于20世紀(jì)80年代，由挪威科技大學(xué)Hallvard ?degaard(哈爾瓦·歐德格)教授等原創(chuàng)發(fā)明，其初心是探索利用更緊湊的生物膜法減少點(diǎn)源向北海的氮排放，后來于1989年，最早的Kaldnes移動(dòng)床工藝獲得專利并開始商業(yè)化推廣。(有趣的是，從這一起始，MBBR就與厭氧氨氧化產(chǎn)生了時(shí)間線的重疊，又是偶然？還是一種必然？)

21世紀(jì)初，人們以合資、代理、模仿等方式將MBBR引入中國(guó)，20年里逐步發(fā)展成為主流生化工藝的代表，不同構(gòu)型和組合工藝廣泛用于降解COD、氧化氨氮和脫氮除磷中，是我所觸及拿來主義、后發(fā)先至、破壞式創(chuàng)新的最典型例子。

掛膜紅菌的MBBR填料照片，取自思普潤(rùn)公司

世界上污水生化技術(shù)只有兩種，生物膜法是比活性污泥法更古老、生化效率更高的技術(shù)，其起源可以追溯到19世紀(jì)90年代，活性污泥則于稍晚的20世紀(jì)初發(fā)明。

但在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，活性污泥法都是更有光環(huán)的那一極。國(guó)內(nèi)常見生物膜法如曝氣生物濾池、生物轉(zhuǎn)盤等已有了相當(dāng)一定的市場(chǎng)成果，多用在高難工況、深度處理或相對(duì)小眾的需求場(chǎng)景。于二級(jí)中心版塊，則只有MBBR取得了可觀份額，而等它真正長(zhǎng)成為一款大眾普適技術(shù)，要到開篇所述2008年蘆村項(xiàng)目的10年之后。

MBBR有兩種主要應(yīng)用形態(tài)：1是泥膜，在市政污水廠提標(biāo)改造中應(yīng)用非常廣泛；2是純膜，在國(guó)內(nèi)屬于新型應(yīng)用，目前多在極致用地和微污染水場(chǎng)景。

泥膜MBBR因?yàn)樵跓o錫蘆村的成功應(yīng)用而順理而成了主流，在行業(yè)里慢慢形成了路徑依賴。這種形態(tài)也可歸為一種復(fù)合品類IFAS(Integrated Fixed-film Activated Sludge)，可以看作是對(duì)活性污泥法進(jìn)行的生物膜改造：將掛膜載體持留在反應(yīng)器中，形成活性污泥(懸浮生長(zhǎng))與生物膜(附著生長(zhǎng))共存的復(fù)合系統(tǒng)，泥、膜呈全混合流化態(tài)，各自養(yǎng)成專性優(yōu)勢(shì)菌群，期待可以大幅度升級(jí)污染因子去除的能力。

實(shí)際應(yīng)用效果卻1+1遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于2，一方面活性污泥嚴(yán)重阻礙了生物膜捕捉水中的介質(zhì)，相當(dāng)于在生物膜面前掛了一層薄紗；另一方面有研究者認(rèn)為填料會(huì)將污泥絮體打散，影響活性污泥性狀。

挪威科技大學(xué)?degaard教授最初發(fā)明時(shí)，MBBR本就是純膜為主，引入中國(guó)后卻更多走了泥膜路線，有三個(gè)主要原因：一是于北歐的水質(zhì)和氣候特點(diǎn)，純膜的優(yōu)勢(shì)更明顯；二是最普遍的場(chǎng)景--原位原池改造，泥膜能發(fā)揮泥、膜兩種特長(zhǎng)；三是純膜MBBR擁有更極端的效率，需要微生物學(xué)、材料學(xué)、流體力學(xué)、計(jì)算機(jī)信息學(xué)等四門跨學(xué)科聯(lián)合，特別是計(jì)算機(jī)信息學(xué)的控制系統(tǒng)必須基于污水生化技術(shù)的底層邏輯，使這一路線的技術(shù)壁壘既多又高。

MBBR具有高效、緊湊、穩(wěn)定、靈活多樣性和經(jīng)濟(jì)有效性等優(yōu)勢(shì)，可在不增加池容和污泥產(chǎn)率的設(shè)計(jì)條件下，以最少工程量和投入達(dá)到一級(jí)A、準(zhǔn)四類甚至準(zhǔn)三類等嚴(yán)格排水標(biāo)準(zhǔn)。尤其應(yīng)充分開發(fā)它在“效率”上的空間，諸如基于“純膜”的“集效”類工藝，為未來污水廠的建設(shè)、運(yùn)營(yíng)描繪了一種理想形態(tài)。

編輯：李丹