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通往效率時代:污水處理MBBR技術的創新、靈變與恪守

時間:2023-09-18 09:27

來源:產品化研究中心

作者:郭永偉

評論(

具體實施中,“靈變”者是因地制宜的工況與工藝匹配。基于活性污泥法的A20、SBR、氧化溝等不同“格子”的生物膜改造變化多樣,是我閱讀MBBR論文和案例時最大的樂趣所在。

微信圖片_20230918093013.pngMBBR改造路線,取自思普潤公司

“恪守”者是扎實穩健的理論和工程實現。

MBBR領域相比于其他工藝的一個突出特征是可以查詢到大量的學術論文(以思普潤為最多),既給研究者自身的發展夯實根基,也為行業的工藝探索提供了類似分布式的供養,對接了科學層和工程層,使上下通透。

因為在任何一個項目中,“格子”都不會是單一要素的故事,微生物學、材料學、水力學、計算機信息控制四者間的契合,尤其所達成的“掛膜-流化”堪稱藝術,涉及池型、用地、空間結構,水力、機械、曝氣強度,掛膜、分離、缺好氧,需要完整的系統穿透能力。

這種“穿透”,要在“變與守”之間找到灰度,是環保創新發展的重度稀缺。我在前文《厭氧氨氧化”極簡創新史:一個顛覆性構想的“主流化”之路》中留下的斷裂模型,即是需要通過“穿透”完成續接。

微信圖片_20230918093014.png


穩定安全:銅墻鐵壁的誕生

“穩定”在所有供給側受訪者的表述里,都是最簡單可達的目標。但于需求側運營者而言,確是最要緊、最困難的所在,尤其在持續提標的背景下,“保守、平穩、恒定”成為工程實現后的堵點,亟待重新立案、專題研討——

達標不受處罰是第一級的穩定。隨著標準的無限提升,所謂的“保守”之選,將要以某種極限標準為大前提,傳統工藝方法在穩定達標上已越來越吃力。

降低大修頻次是第二級的穩定。高標準同時要求高品質,在充分利舊基礎上實現的前瞻性“平穩”,要求工藝、設備、材料應用時充分考慮長效性能,降低不斷反復的概率。

減少沖擊波動是第三級的穩定。對標準的無限追求往往意味著“恒定”控制的極限,需要結合多類型技術手段,減少對工藝運營和檢維修等人工經驗的依賴。

在這里“靈變”者是引入新時代的新科技新方法,以響應二三級需求,“恪守”者則堅守第一級安全的根本,無論何種“新”,都要以“穩定達標”為內涵,就必須以“環保工藝”為系統視角,不能本末倒置、空有其表。

如此,有人將MBBR的發展歸結為一個“填料”史,了沒道理。

因為除了填料本身以外,首先是工藝設計,緊隨其后的是實施運行過程中對圍護結構、驅動設備、攔截設施等帶來的破壞與干擾,影響的是“掛膜-流化”系統,給穩定安全造成的傷害,不能用一維因果去認識。

2015年,行業發起“銅墻鐵壁”計劃(由思普潤提出),包括圍護結構材料的改良、標準化,結構的改進、強固化,設備的改造、專用化等,經歷了一整個“五年”期的攻關,終于踏實解決了MBBR“穩定性”的問題,也即是解決了與工藝相互依存共生的“銅墻鐵壁”,也才有2020年后MBBR的穩步增長。

相對于活性污泥法更古老、生化效率更高、工藝穩定性抗沖擊負荷能力更強、出水更穩定安全的純膜MBBR才有了作為污水生化技術未來獲得更高成長空間的可能。

成本有效:算一個生態總賬

《創新者的窘境》中描述了創新和效率幾乎不可調和的矛盾。二者在一個“成本”的交點上產生匯集。

我習慣自定義一個“投入產出”模型,既作為決策取舍的基礎,也是對客戶價值的判斷依據。

投入,包括投資和運營投入,需要一個和合的計算。比如MBBR通過技術創新所降低的間接投資和運營成本、極限省地與相對應的土建投資大幅度減少,其一次性投資和直接運營成本與活性污泥法幾乎相當,甚至更低,這將會導向一個更加合理的總投入。

產出,由直接產出、間接產出和隱形產出組成。在MBBR的計算中,首先要解決供氧與流化的平衡,泥與膜工藝的競爭對比,極限標準與最低成本的矛盾等問題,做單點的“減而優”;繼而要到更加系統的“廠-網-云”中,計算社會價值、生態價值,包含一系列核心要素,舉例如——

土地是第一個大部頭。通過“節地”省出來的遠不僅是“地”本身而已,還有設備材料節約、優化利用、鋼筋混凝土的大幅度減少、碳減排等。

流程決定了分母。使集約化、極效化,縮短長度、打磨精度,是包括土地在內各項成本優化的基礎。

到更高維的生態中。新時代污水廠的成本計算必然要包括大、小兩盤賬,由單元工藝走通流程,流程再到系統。

當MBBR第三時期來到2021年,在全國最多“MBBR業績”和“銅墻鐵壁”全自主研發的根座上,思普潤創新發明了BFM生物集效工藝,在保證比活性污泥法更加安全穩定可靠運行的基礎上,首先解決極限占地的迫切訴求,同時引發關于用地、集效、能量自持、資源化的探討,便是投入產出算法的典型范例。

此時,恪守的是工藝技術底層的“效率”基因,靈變者,是標準、穩定性、成本的系統關系。我思考所有的創新都可以囊括在這一體系之中。

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編輯:李丹

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