專(zhuān)訪(fǎng)中—荷未來(lái)污水處理技術(shù)研發(fā)中心：深耕中荷合作，致力于先進(jìn)技術(shù)本土化，夯實(shí)生態(tài)+戰(zhàn)略
2019-03-26 理念
導(dǎo)語(yǔ)：2016年10月，北京建筑大學(xué)、北京首創(chuàng)股份有限公司與荷蘭代爾夫特理工大學(xué)共同成立了“中—荷未來(lái)污水處理技術(shù)研發(fā)中心”，簽署諒解備忘錄，旨在借助荷蘭世界領(lǐng)先的理念與技術(shù)轉(zhuǎn)化能力，幫助中國(guó)實(shí)現(xiàn)國(guó)際先進(jìn)技術(shù)的轉(zhuǎn)化與落地。為此，分別在北京建筑大學(xué)“北京未來(lái)城市設(shè)計(jì)高精尖創(chuàng)新中心”設(shè)立實(shí)驗(yàn)基地，在首創(chuàng)股份東壩污水處理廠建立中試基地。為跟蹤了解該中心研究進(jìn)展情況，本刊采訪(fǎng)了吳遠(yuǎn)遠(yuǎn)博士。
中—荷中心主要團(tuán)隊(duì)成員從左到右依次為：許雪喬、殷立健、郝曉地、Mark van Loosdrecht，吳遠(yuǎn)遠(yuǎn)、李天宇、韓少科
中國(guó)給水排水：吳博士，這兩年您在課題研究過(guò)程中對(duì)荷蘭的水處理技術(shù)應(yīng)該了解比較多，您認(rèn)為荷蘭水處理技術(shù)的哪些方面最值得我們學(xué)習(xí)？
吳遠(yuǎn)遠(yuǎn)：好的。相信水處理行業(yè)都知道，荷蘭水處理技術(shù)一直在不斷創(chuàng)新。從簡(jiǎn)單、適用的氧化溝技術(shù)到許多領(lǐng)先世界的技術(shù)（如厭氧顆粒污泥/UASB、EGSB、厭氧氨氧化/ANAMMOX、好氧顆粒污泥/AGS、資源回收等）都誕生于荷蘭。這主要緣于荷蘭獨(dú)特的水務(wù)管理體制和務(wù)實(shí)的技術(shù)研發(fā)模式。這也是中—荷未來(lái)污水處理技術(shù)研發(fā)中心成立的初衷，不僅僅是對(duì)單一技術(shù)的引進(jìn)，更重要是學(xué)習(xí)他們的水務(wù)管理與技術(shù)研發(fā)機(jī)制。
的確，荷蘭污水處理有許多方面值得我們學(xué)習(xí)。在我們以脫氮除磷為目的進(jìn)行污水處理升級(jí)改造技術(shù)選擇的時(shí)候，荷蘭大多運(yùn)行20年以上的污水處理廠藉生物脫氮除磷工藝基本上都能實(shí)現(xiàn)TP<0.1mg/L、TN<5mg/L這樣的出水指標(biāo)。此外，國(guó)內(nèi)近幾年火熱的智慧水務(wù)、水務(wù)大數(shù)據(jù)平臺(tái)、精確加藥、精準(zhǔn)曝氣等概念和技術(shù)，在荷蘭早已落地成為現(xiàn)實(shí)。大多數(shù)荷蘭污水處理廠已經(jīng)配備了精準(zhǔn)曝氣、智能加藥、自動(dòng)脫泥系統(tǒng)、能耗管理控制等自動(dòng)化系統(tǒng)，完全實(shí)現(xiàn)無(wú)人值守運(yùn)行以及低能耗運(yùn)行。荷蘭每個(gè)污水廠至少配備一名高級(jí)數(shù)據(jù)工程師；基于單廠數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，工程師可以根據(jù)實(shí)際情況（水質(zhì)、水量、經(jīng)濟(jì)性角度等）開(kāi)發(fā)出個(gè)性化控制方案和更有效的參數(shù)設(shè)置，以實(shí)現(xiàn)污水處理廠個(gè)性化經(jīng)濟(jì)運(yùn)營(yíng)。此外，荷蘭水務(wù)局耗資超過(guò)1.5億歐元，打造了Z-info系統(tǒng)；將荷蘭300多座污水處理廠運(yùn)行數(shù)據(jù)收集并文檔化，可形成大數(shù)據(jù)平臺(tái)。該項(xiàng)目于2008年開(kāi)始啟動(dòng)，2013年完成，其間經(jīng)過(guò)1次升級(jí)，最終于2017年完成投入使用。也就是說(shuō)，荷蘭污水管網(wǎng)數(shù)據(jù)也實(shí)現(xiàn)了文檔化。而在這方面我們才剛剛起步，在正視差距的同時(shí)也備受鼓舞。顯然，我國(guó)污水處理行業(yè)還有很大發(fā)展空間，未來(lái)十年將會(huì)是一個(gè)快速發(fā)展期。
圖1 Z-info系統(tǒng)設(shè)計(jì)系統(tǒng)邏輯圖
荷蘭已完全具備了完善的污泥處理、處置體系；剩余污泥大都是多個(gè)水廠集中收集后進(jìn)行濃縮→厭氧消化→焚燒的路線(xiàn)（見(jiàn)圖2）。磷回收也成為污水處理單元一個(gè)環(huán)節(jié)；利用污泥厭氧消化后磷濃度增高之特點(diǎn)（可達(dá)~500mg/L），在厭氧消化后增加MAP裝置，以鳥(niǎo)糞石等磷酸鹽形式回收磷。以阿姆斯特丹污水處理廠為例，每天可生產(chǎn)2t鳥(niǎo)糞石等磷酸鹽（每t價(jià)格為50~60歐元）。從污泥焚燒后殘留灰分中回收磷也是荷蘭污水處理廠常規(guī)作法。
圖2 阿姆斯特丹污水處理廠俯視圖(核心工藝BCFS—厭氧消化—焚燒)
中國(guó)給水排水：中—荷中心已經(jīng)開(kāi)展了哪些卓有成效的工作？在研究過(guò)程中碰到了哪些難題？
吳遠(yuǎn)遠(yuǎn)：中—荷中心已經(jīng)開(kāi)展了多項(xiàng)技術(shù)合作，包括好氧顆粒污泥、污水處理工藝建模、PNBC高排放標(biāo)準(zhǔn)污水處理技術(shù)、污水處理碳足跡核算模型構(gòu)建、污水處理廠數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等，并取得了一定成效。
（1）好氧顆粒污泥項(xiàng)目自2017年8月份啟動(dòng)，至今已1年多時(shí)間。這一項(xiàng)目對(duì)于我們來(lái)說(shuō)難度較大，因?yàn)橹拔覀儾](méi)有相關(guān)技術(shù)背景。北京建筑大學(xué)郝曉地教授作為項(xiàng)目技術(shù)顧問(wèn)，對(duì)我們起步以及后續(xù)試驗(yàn)幫助很大。整個(gè)項(xiàng)目從小試開(kāi)始；僅歷經(jīng)半年，我們便開(kāi)始中試放大試驗(yàn)；如今，生產(chǎn)性落地項(xiàng)目已經(jīng)確定并立項(xiàng)啟動(dòng)。這個(gè)研發(fā)速度正是中—荷中心直接推動(dòng)的結(jié)果。
（2）污水處理工藝建模課題得到了Mark van Loosdrecht教授、郝曉地教授、Sebastian Mejer博士的共同支持。生物建模技術(shù)在污水處理廠整個(gè)生命周期每個(gè)階段都有著非常大的價(jià)值（如圖3所示）。然而，為什么在歐美應(yīng)用普遍的技術(shù)在中國(guó)卻沒(méi)有發(fā)展起來(lái)？在課題實(shí)施過(guò)程中我們始終在思考和探討這個(gè)問(wèn)題。以我們建模的某污水處理廠為例，實(shí)施過(guò)程中遇到了諸多問(wèn)題，包括1）工藝復(fù)雜：投藥點(diǎn)不確定、一、二期工藝線(xiàn)交織混雜、投藥量不確定；2）設(shè)備故障率高：污泥脫水機(jī)、水下推進(jìn)器等；3）進(jìn)水波動(dòng)大： 日進(jìn)水負(fù)荷高峰規(guī)律與國(guó)外完全不同，水廠基本無(wú)應(yīng)對(duì)措施；4)工藝運(yùn)行過(guò)程中變動(dòng)隨意，無(wú)法達(dá)到穩(wěn)態(tài)。因此，這就需要在工作的過(guò)程中不斷應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)解決問(wèn)題，建立適合于中國(guó)水質(zhì)特點(diǎn)、運(yùn)營(yíng)特色的建模導(dǎo)則以及參數(shù)體系。
圖3 生物建模技術(shù)在污水處理生命周期過(guò)程中作用
（3）PNBC污水處理技術(shù)研究從中試開(kāi)始著手。該技術(shù)以實(shí)現(xiàn)反硝化除磷為核心，以減少脫氮除磷過(guò)程中的碳源使用量，這是針對(duì)我國(guó)低C/N比污水定向開(kāi)發(fā)的技術(shù)。結(jié)果表明，出水可以穩(wěn)定實(shí)現(xiàn)一級(jí)A、甚至京標(biāo)A之水平，且TP去除僅僅依賴(lài)生物除磷。目前，項(xiàng)目也已經(jīng)啟動(dòng)生產(chǎn)性項(xiàng)目落地工作。
圖4 PNBC工藝中試研究處理效果
因此，課題設(shè)置以具有工程應(yīng)用價(jià)值為導(dǎo)向，以適合中國(guó)特色水質(zhì)水量為原則。在課題實(shí)施過(guò)程中，借助于頂尖的國(guó)際、國(guó)內(nèi)智力支持，依托首創(chuàng)股份豐富的污水處理廠運(yùn)營(yíng)經(jīng)驗(yàn)，縮短研發(fā)周期將產(chǎn)品推向生產(chǎn)性落地。
中國(guó)給水排水：你們?nèi)绾文軐⑵D難的跨國(guó)技術(shù)合作項(xiàng)目落到實(shí)處？有哪些心得？
吳遠(yuǎn)遠(yuǎn)：在中—荷中心實(shí)施過(guò)程中，曾經(jīng)面臨一些質(zhì)疑。因此如何落到實(shí)處，讓合作產(chǎn)生價(jià)值是首要問(wèn)題。
這主要?dú)w于以下幾點(diǎn)：
（1）公司強(qiáng)有力的支持。公司以培養(yǎng)人才為根本，打造了舒適的研發(fā)環(huán)境。首創(chuàng)股份擁有200+運(yùn)營(yíng)水廠，既有技術(shù)需求方也有技術(shù)應(yīng)用地，在首創(chuàng)股份內(nèi)部形成產(chǎn)學(xué)研的閉環(huán)回路，極大助力技術(shù)落地。
（2）頂級(jí)專(zhuān)家團(tuán)隊(duì)的智力支持。Mark van Loosdrecht教授工作態(tài)度認(rèn)真嚴(yán)謹(jǐn)、專(zhuān)業(yè)知識(shí)儲(chǔ)備豐富。在中—荷中心研發(fā)方向的引領(lǐng)、研發(fā)項(xiàng)目的實(shí)施均能給與明確、準(zhǔn)確的建議。引領(lǐng)團(tuán)隊(duì)走在正確的道路上，促使團(tuán)隊(duì)快速成長(zhǎng)。
（3）務(wù)實(shí)、廣泛的技術(shù)合作。根據(jù)技術(shù)需求，中—荷中心積極拓展合作專(zhuān)家，需求務(wù)實(shí)、專(zhuān)業(yè)的合作對(duì)象。目前與南京工業(yè)大學(xué)精儀系、清華大學(xué)熱能系等都在開(kāi)展技術(shù)合作。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，不模棱兩可，遇到新的知識(shí)點(diǎn)，致力于尋求最專(zhuān)業(yè)的技術(shù)合作方。
（4）科研團(tuán)隊(duì)年輕化。中—荷中心的年輕人平均年齡27歲，以應(yīng)屆畢業(yè)博士、碩士為主，年輕人充滿(mǎn)拼勁、干勁，學(xué)習(xí)能力強(qiáng)。沒(méi)有已有技術(shù)包袱，易于接受新想法新事物，這對(duì)于研發(fā)工作來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。
中國(guó)給水排水：謝謝吳博士接受采訪(fǎng)。祝愿中—荷中心行穩(wěn)致遠(yuǎn)，取得更多的成果，更好地服務(wù)中國(guó)水行業(yè)。
吳遠(yuǎn)遠(yuǎn)：謝謝。
策劃、采編：衣春敏
微信制作：文凱
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