本文深入學習思考了“Evaporis 2E兩段式干化機組”基于場景的創(chuàng)新思維和價值，總結了其場景式創(chuàng)新的三個關鍵點：中間環(huán)節(jié)與支點作用、功能復合與系統(tǒng)尋優(yōu)、精益摻燒與協(xié)同增長。文章還回顧了污泥熱干化技術的發(fā)展歷程，以及在中國的應用實踐，特別是蘇州工業(yè)園區(qū)“三廠共享、協(xié)同增長”的案例，展示了如何通過技術與場景的創(chuàng)新實現(xiàn)環(huán)境、社會與商業(yè)的系統(tǒng)性增效增益。

8月9日，滂沱大雨下的北京西郊，一隊設計院和運營單位的專家聚集到了剛剛落成的兩山科匯館·產品中心，這次，他們不是為了什么大項目，而是要商議一件“小”事：命名。

當天下午，首批以中文地名命名的中國自主創(chuàng)新的四大組合工藝正式發(fā)布，紀莊子-高碑店-白龍港-唐家沱，勾勒出一副非常有趣的環(huán)保創(chuàng)新歷史畫軸。

我說“小事”，因為命名實在不是什么大動作，我說意義不小，在于這命名的背后有對中國式創(chuàng)新的特別認識和思辨。事件引發(fā)了熱烈討論，核心爭議在于這里的“中國自主”到底展現(xiàn)在哪里。

我的思考，是在于應用場景。場景是工藝產品在應用交互當時當刻“人機法料環(huán)”等相關要素的集合，四大工藝的場景式創(chuàng)新意義并不一定還是他們最初時的模樣，而更在于以他們?yōu)槠鹗嫉暮罄m(xù)迭代中的創(chuàng)變“過程”。

本文首先關注四大工藝中最年輕、最時尚、最典型中西結合的“唐家沱污泥處理工藝”，聚焦其內核“兩段式干化機組”，嘗試以創(chuàng)新的系統(tǒng)視角看場景，洞悉這類場景式創(chuàng)新發(fā)生發(fā)展的底層邏輯。總結為：

1、中間環(huán)節(jié)與支點作用

2、功能復合與系統(tǒng)尋優(yōu)

3、精益摻燒與協(xié)同增長

萬法歸源，讓我從它的大類歸屬“熱干化”讀起。（注：本文涉及“兩段式干化”的技術內容均學習自《得利滿水處理手冊》和公眾號“奔跑的環(huán)保人”，以下不再一一標注。）

01污泥的熱干化

污泥在最終處置前，根據(jù)含水率或干度狀態(tài)可分為液態(tài)污泥的處理和脫水污泥的處理兩段流程，前者包括濃縮、機械脫水、厭氧消化等；脫水污泥的處理包括堆肥、干化、焚燒等。干化，包括自然干化、機械干化、生物干化和熱干化，是經過常規(guī)脫水后進一步處理的環(huán)節(jié)，也被視作焚燒、做建材、土地利用等處置過程的預處理。

由于機械脫水存在性能極限，熱干化已成為污泥安全處置一種不可或缺的工藝。它以熱源加熱污泥使水分蒸發(fā)而深度降低含水率，其過程應主要關注以下要點：

加熱方式：通常采用熱空氣、蒸汽或導熱油等以直接或間接方式將熱量傳遞給污泥。

溫度控制：一般在一百至數(shù)百攝氏度不等，根據(jù)不同的工藝和要求進行選擇調整。

干化效果：主要是含水率的選擇和控制，包括半干（通常30-60%）和全干（通常10-20%）等。

能量消耗：包括電能、蒸汽或燃料等用量，以及余熱利用等節(jié)能降耗的方式。

后續(xù)影響：儲存、運輸、熱值管理、資源化途徑、尾氣等。

污泥熱干化根據(jù)加熱方式可分為直接加熱、間接加熱和直接-間接聯(lián)合加熱。

直接加熱的代表有轉鼓式、帶式、噴霧式、流化床式等，熱源與污泥直接接觸而實現(xiàn)快速蒸發(fā)；間接加熱的代表包括槳葉式、圓盤式、薄層式等，利用中間傳熱介質將熱量傳導給污泥而完成熱交換。

直接-間接的比較關系好似一對陰陽，相生相斥。

直接式的優(yōu)勢在于傳熱效率高、設備簡單、處理能力大，系統(tǒng)安全性、物料品質和特性的穩(wěn)定性是相對劣勢；間接式的優(yōu)勢在于安全、穩(wěn)定、能源利用效率高、尾氣處理成本低，相對劣勢在于傳熱效率受限、設備結構復雜、污泥適應性有限。

在此基礎上，直接-間接的巧妙聯(lián)合使克服了以上各自獨立時的弱項而兼容并蓄，綜合優(yōu)勢得以放大凸顯，其代表便是蘇伊士“薄層+帶式”Evaporis 2E兩段式干化。

污泥熱干化的創(chuàng)新史不長，大概只算20世紀80年代至今的40年左右，但若以其核心設備“熱工干燥技術”來看，則幾乎伴隨著工業(yè)革命不久就已經誕生了，早期多用于食品、制藥等加工生產中。

在水處理領域，污泥的處理處置需求是從20世紀初活性污泥法的發(fā)明開始出現(xiàn)。那時因為量還很少，更多采用自然晾曬或剛出現(xiàn)的機械脫水方式簡單處理；從20世紀70年代的中國可以看到工業(yè)化早期時的景象，老百姓把污水污泥視作寶貝，一般是直接作為肥料使用。

但到了20世紀80年代前后，污泥在西方工業(yè)發(fā)達國家的農用、填埋、投海上開始受到各種限制，先進干燥解決方案因此而引入污水污泥行業(yè)，“熱干化”很快推廣開來。

80年代之前，干燥技術和環(huán)保場景的交集很少，并行發(fā)展，各自完善。其間，干燥機從噴霧式到帶式到流化床式，從槳葉式到圓盤式依次發(fā)明發(fā)展，其核心的創(chuàng)新在于干燥的效率、產品物料的質量等，在引入環(huán)保之前其實已達到一定的成熟度。

80年代后的整個20世紀末都可視為熱干化技術產品融合現(xiàn)代環(huán)保的場景迭代期，尋求功能適配和特定性能的提升。

就在這個時期，污泥專用臥式薄層干化機發(fā)明，用于污泥處理的帶式干化機也逐漸發(fā)展成熟。

世紀之交，蘇伊士旗下得利滿公司申請了INNODRY的發(fā)明專利，即是現(xiàn)在EVAPORIS 2E兩段式干化的前身，其后在法國、瑞典、波蘭、中國等國家陸續(xù)落地應用，不斷自我完善的同時，代表“污泥熱干化”對創(chuàng)新發(fā)展的方向做出了前沿探索。

以其在中國的20年發(fā)展為例，在“環(huán)保場景”之后，又與“中國場景”相交相融，中國的創(chuàng)新者對本土四大熱處置場景的解析和實踐起到了的決定性作用—

2009年，重慶唐家沱污水處理廠污泥裝置投產，含水率至10%后作建材利用。

2011年，蘇州工業(yè)園區(qū)污泥干化一期投運，含水率至10%-20%后與煤電摻燒。

2016年，天津濱海污泥干化項目投產，含水率至10%與垃圾摻燒。

2021年，西咸新區(qū)灃西新城項目投運，含水率至15%后做熱解氣化處置。

我以“其根本目標是為了誰”而將這四大場景一分為二，貼近水廠側如唐家沱稱為“水場景”，貼近處置端如蘇州工業(yè)園，稱為“固場景”。

水場景為了解決水的衍生問題，是強制的、被動的、成本中心的、單一的、分散的、末端的；固場景為了更好的最終處置，是自發(fā)的、主動的、價值中心的、中轉的、集中的、協(xié)同的。

場景式的價值也許并不會強烈地體現(xiàn)在“理論技術”中，要帶上洞察力的眼鏡才會發(fā)現(xiàn)，恰恰是以上應用場景中強烈的沖突，引導了功能性能系統(tǒng)性創(chuàng)新的發(fā)生發(fā)展，在這個粗放、無序、三不管的污泥市場中，探索著穩(wěn)定、安全、效益化的既要又要。

02場景創(chuàng)新一

中間環(huán)節(jié)與支點作用

污泥的困局由來已久，但似乎直到近些年才真正成為迫在眉睫的課題。其中的最根本是終端處置去路的不暢通。填埋不可持續(xù)，建材產能過剩，堆肥銷路受阻，焚燒費用高昂。

解題之道有二：一是找到穩(wěn)定疏通去路的方法，亦或另辟出一條顛覆性的新通路；二則是沿著以上路線做優(yōu)化，緩和主要矛盾如成本問題、安全問題、模式問題、碳排問題等，尋求分時分步破局。

“熱干化”參與了其中多條普適性“暢通”路線的構建，上海為代表的干化-焚燒(獨立/協(xié)同)、北京/天津為代表的厭氧-干化-土地利用，廣州為代表的干化-摻燒，是最典型的代表。

以上熱干化，都是中間環(huán)節(jié)。而但凡有它的存在，就往往會是問題難題的集中所在，矛盾在于，它卻一直遭受了最普遍的忽視。

于“水場景”而言，人們大多時候都只聚焦在前端脫水環(huán)節(jié)，要么只求完成任務，要么就走捷徑想盡量少惹麻煩，對于下游如何，既沒義務，也沒能力；“固場景”則身限自己的方圓，以垃圾廠為例，不想摻有時又不得不摻，想摻了卻不知怎么摻，便只勉強運轉，模糊處理，對于上游如何，既不明所以，也無法控制。

也正是因為存在這“中間”環(huán)節(jié)，水場景和固場景間要“溝通”清楚頗不容易，缺乏基礎性共識，沒有顯效性動力。

因此，一個優(yōu)質熱干化系統(tǒng)的設計，首要應是在這“水-固”場景間做好連接，不能冷了任何一頭。卓越者更進一步，致力于創(chuàng)造支點效應。

以卓有成效的干化產品作“支點”支出“系統(tǒng)效益”，就是蘇伊士對該類產品的價值主張：精益化壓實的一端是技術、產品和服務，效益化撬起的一端是連接、增長和共贏。精益達成共識，效益就是動力。

兩段式干化機組的入口含水率高可至80%，出口可低至10%，以下在二者之間，存在多個指標梯度可調可控。向上游，薄層式第一段溝通“水場景”，可適應所有污泥工況，并以最優(yōu)效率達成任務，向下游，帶式第二段溝通“固場景”，根據(jù)去向設計為合適的含水率、出泥性狀等。

所謂“支點”支出來的效益，一方面在于向內部的節(jié)能降本，二表現(xiàn)在向外的多維延展，追求更大邊界的系統(tǒng)效益。

03場景創(chuàng)新二 

功能復合與系統(tǒng)尋優(yōu)

要達效益，需要先談效率。

在效率時代，薄層式干化是同類競爭中的王者。

它因通過轉子將濕污泥分布于熱壁表面形成很薄的物料層而得名，其高效的原理并不難理解，就好比路邊攤的攤煎餅，污泥被以極薄的一層平鋪到筒壁上，蒸發(fā)的速度自然極快。

為了突破物理功能的邊界，效率到達極限后跨出界面尋求復合，二段帶式的加入也不能是簡單“1+1”的加和關系，而要考慮如何才實現(xiàn)“整體大于局部之和”。

以系統(tǒng)思維思考，一段極高的效率是二段增強回路的基礎，二段的效益目標則為一段制造調節(jié)回路。兩段式在功能創(chuàng)新上的精華即在這陰陽交互的界面中，使：1創(chuàng)造各自的最佳效率區(qū)間；2巧妙的利用好粘滯區(qū)；3實現(xiàn)節(jié)能精益。

激發(fā)由“效率”向“效益”升維的功能復合形成了以下性能特點：

出泥干度和性質。干化后的污泥呈現(xiàn)出一定粒徑均勻的顆粒形態(tài)，以便于后續(xù)的運輸、儲存，并為進一步潛能價值的開發(fā)奠定基礎。

能耗和能量管理。通過工藝結構設計提高能源利用效率，并配置能源管理和調控系統(tǒng)，實現(xiàn)智能的系統(tǒng)尋優(yōu)。

極致安全。實現(xiàn)工藝設備的本源性安全，和干化后污泥產品持久性安全，包括過程中的粉塵、含氧量，干燥后的污泥溫度等。

熱干化往往是整個污水-污泥系統(tǒng)中最大的能耗單元，因此節(jié)能降耗是功能實現(xiàn)之上第一重要的效益表現(xiàn)。在同樣含水率目標的需求中，兩段式較一段式有明顯的投資上的劣勢，但若拉長時間線算一筆運營帳，兩段式相對減少的30%能耗，更適用于追求持久性累積性效益的用戶，是典型用CAPEX換OPEX的創(chuàng)新取舍。

“精益”更體現(xiàn)在“變治理為制造”的過程，生產長久穩(wěn)定、棒狀顆粒態(tài)、相對高熱值的資源化原料，為后續(xù)處置創(chuàng)造了更優(yōu)條件，與下游產業(yè)系統(tǒng)形成更深度的協(xié)同，收獲的經濟收益、生態(tài)價值，省卻的反復再投資、檢維修成本等，又是一個用OPEX換回CAPEX的過程。

04?場景創(chuàng)新三 

精益摻燒與協(xié)同增長??

污泥協(xié)同焚燒是兩段式干化最成熟的場景之一，包括了燃煤電廠協(xié)同，垃圾焚燒廠協(xié)同，工業(yè)窯爐協(xié)同三類子場景。

三個場景于“為什么要協(xié)同”有不同的初心，導向對“如何燒的好”不同的定義。燃煤電廠作為輔助燃料，能替代多少煤炭、對發(fā)電效率的影響是重點；垃圾焚燒廠填充吃不飽的產能，摻多少、怎樣摻才能不影響設備和環(huán)保成為最重點；工業(yè)窯爐在于向綠色化轉型，但需要注意對產品質量和正常運行的影響。

針對這三個協(xié)同場景，即便應用同一款產品，其細部設計仍有較大區(qū)別。而它們又都可歸屬于一類區(qū)域統(tǒng)籌的場景，即依賴政府或某一組織做好系統(tǒng)的頂層設計。污泥的加入，看似只是幾種燃料或污染物的混合，其實于空間尺度和時間尺度上都發(fā)生了本質變化。

此時，所謂“效益”也隨之而成為系統(tǒng)性的效益，包括以下三個維度—

社會效益-公共事業(yè)的屬性目標：深度融合環(huán)境服務、公共服務、工業(yè)服務，解決問題的同時建設從靜脈到動脈的網絡，如區(qū)域固廢中心、城市綠洲工廠、環(huán)境科普中心等。

科技效益-中間環(huán)節(jié)的系統(tǒng)作用：以小的創(chuàng)新產品做支點，撬動上下游流程和系統(tǒng)更大的創(chuàng)新涌現(xiàn)，帶來減污降碳、協(xié)同增效綜合效益升級，算系統(tǒng)生態(tài)總賬。

商業(yè)效益-作為企業(yè)的盈利訴求：在滿足基本社會責任和公共事業(yè)合理收入的基礎上，以減降成本或增加收益等，獲得更好的財務利潤，才能催動更良性循環(huán)。

以蘇伊士提供技術裝備并特許運營的蘇州工業(yè)園區(qū)案例為例，該項目一期于2011年投運，二期2016年投產，總處理規(guī)模500噸/天，主要服務于園區(qū)污水廠產生的市政和工業(yè)污泥，干化至含水率10%~20%左右送熱電廠協(xié)同焚燒供熱發(fā)電，目前已連續(xù)穩(wěn)定運行13年，累計處置污泥超過1 5萬噸。

項目遵循“產業(yè)協(xié)同、循環(huán)利用”的模式，選址于熱電廠內，并緊鄰污水廠，實現(xiàn)三廠共享、協(xié)同增長。污泥廠利用熱電廠的余熱蒸汽干化污水廠產生的污泥，蒸汽冷凝后的熱水回到熱電廠循環(huán)利用；干化后的污泥作為生物質能送于熱電廠焚燒發(fā)電，干化尾氣送至電廠鍋爐焚燒，徹底解決二次污染問題；污水廠的中水用于冷卻干化廢熱，污泥蒸發(fā)尾水排回污水廠處理達標后排放。

(本段案例內容及圖片引自公眾號“奔跑的環(huán)保人”，略修改

鏈接詳情：污泥干化應該追求什么？)

蘇州工業(yè)園以一款干化機組產品撬動了內外多維多向的產業(yè)大協(xié)同，系統(tǒng)效益非常顯著—

通過污泥的資源化利用而減少的二氧化碳排放：2萬噸/年

干污泥做成燃料棒，每年可節(jié)約煤炭超過20000噸

蒸汽冷凝水回送至熱電廠重新利用，每年可節(jié)約脫鹽水約120000 噸

最終的灰渣作為建材輔材，每年減少固廢垃圾16000噸

經過蘇伊士運營團隊后續(xù)的運營和技改，實際運營單位能耗比設計值低29%

榮獲國家發(fā)改委首批環(huán)境污染第三方治理典型案例，生態(tài)環(huán)境部首批工業(yè)園區(qū)減污降碳協(xié)同增效典型案例。

05?結語??

是創(chuàng)新豐富了場景，還是場景定義了創(chuàng)新？

如果單以“理論技術”做評估，則真正意義“中國自主”的創(chuàng)新確實少之又少。但這種思維觀點是十分偏頗狹隘的，甚至筆者認為，恰恰由于我們大多數(shù)科研都忽視了應用和場景，底層的理論技術才遲遲無法突破桎梏。

E20傅濤先生說，要用“高品質、新品類、強品牌”定義環(huán)境產業(yè)的高質量發(fā)展。

我思考，這“三品”都是要根植于“場景”的。

此次命名的四大工藝基于其各自“時代”場景下的“組合”如此，基于持續(xù)提標而雨后春筍發(fā)生的“原位”場景如此，蘇伊士“在中國，為中國”一系列的場景式創(chuàng)新亦如此。

向新而行，創(chuàng)新不止。

“場景”是過去二十年環(huán)保行業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的理想總結；而根植于場景的“產品化”又指向十五五高質量發(fā)展落地路徑，因此場景，也是未來二十年理想的創(chuàng)新起式，是新時代環(huán)境產業(yè)創(chuàng)新者必修的第一課。

編輯：李丹