E20水網(wǎng)固廢網(wǎng) 2023-10-02 00:02 發(fā)表于北京
以下文章來源于環(huán)境技術(shù)極客 ，作者魯波
環(huán)境技術(shù)極客.
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面對經(jīng)濟衰退、房地產(chǎn)債務(wù)、人口紅利拐點、中等收入陷阱、中美脫鉤等宏觀市場環(huán)境的變動，環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為作為政策依賴性強、對各產(chǎn)業(yè)發(fā)展起支撐作用的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品價值回歸的時代是否即將到來？本文將深入探討污水處理工藝產(chǎn)品的進化論。
來源：環(huán)境技術(shù)極客 作者：魯波
工藝包"封包"后，環(huán)境服務(wù)"窘境"二十年
面對經(jīng)濟衰退、房地產(chǎn)債務(wù)、人口紅利拐點、中等收入陷阱、中美脫鉤等宏觀市場環(huán)境的變動，環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為作為政策依賴性強、對各產(chǎn)業(yè)發(fā)展起支撐作用的基礎(chǔ)性產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)品價值回歸的時代是否即將到來？本文將深入探討污水處理工藝產(chǎn)品的進化論。
很多環(huán)保公司宣傳冊都強調(diào)擁有何種污水處理工藝技術(shù)，很少提及擁有哪種核心裝備產(chǎn)品。這主要是與傳統(tǒng)的污水處理以生化技術(shù)為主相關(guān)，而生化處理技術(shù)最關(guān)鍵的是要解決的兩個問題：一是微生物的富集；二是微生物與處理水的分離。在沒有出現(xiàn)填料強化技術(shù)、顆粒污泥（厭氧、好氧、厭氧氨氧化）技術(shù)、膜生物反應(yīng)器技術(shù)前，傳統(tǒng)的生化處理技術(shù)只能依靠生化更大的池體容積、更久的停留時間、二沉淀池更大的表面積。面對一幢幢的鋼筋混凝土水池構(gòu)筑物，我們怎么也不會把這個和“產(chǎn)品”這個詞聯(lián)系起來。
Google一下，無論在國內(nèi)國外，你都可以查到watertreatment plant design guide ，卻看不到watertreatment product design guide。污水處理只有工藝設(shè)計手冊，卻看不到產(chǎn)品設(shè)計手冊。
而現(xiàn)在，情況可能發(fā)生些變化。
環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為居民、企業(yè)的公共基礎(chǔ)設(shè)施行業(yè)，其需求受到居民人口及人口分布、產(chǎn)業(yè)景氣程度的影響。
1、人口與分布
2022年末，中國人口比前一年減少85萬，中國的人口出生率已排至全球倒數(shù)第二。如果沒有政府的強干預(yù)措施，人口數(shù)量減少的趨勢無法逆轉(zhuǎn)，給十四億人建設(shè)的環(huán)保治理設(shè)施規(guī)模在未來很長時間都是過剩的。
大城市對人口的虹吸作用導(dǎo)致人口在地理上的分布不均使得不同城市地域?qū)Νh(huán)保治理設(shè)施的需求存在差異。人口凈流入（產(chǎn)業(yè)集中、養(yǎng)老醫(yī)療服務(wù)好、宜居）的城市，人口凈流出（產(chǎn)業(yè)薄弱）的城市、縣域、村鎮(zhèn)的環(huán)保治理設(shè)施的需求會呈現(xiàn)明顯的差異化。市政污水處理設(shè)施的共性需求變化趨勢特點是原位擴能工藝、小型集約化工藝發(fā)展。
2、產(chǎn)業(yè)景氣度
我們常說人口紅利、經(jīng)濟內(nèi)循環(huán)，因為人口數(shù)量增長是經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵動能。人口數(shù)量拐點的到來，各產(chǎn)業(yè)企業(yè)景氣度預(yù)期在下降，環(huán)保治理需求預(yù)期規(guī)模也在縮減，除了酒廠、電池等逆勢上漲的A股龍頭。日本經(jīng)濟泡沫破裂時的1990年后，連續(xù)19年日本的人口均在正增長，到達2009年后人口數(shù)量開始減少。提出著名的“資產(chǎn)負(fù)債表衰退理論”的日本野村證券首席經(jīng)濟學(xué)家辜朝明測算：1990年日本房地產(chǎn)業(yè)占國內(nèi)GDP總量約20%；2022年中國的占比約26%。日本從1990年開始進入經(jīng)濟增速放緩的低增長時代，甚至在個別年份還出現(xiàn)負(fù)增長，這就是所謂日本“失去的三十年”。中國在房地產(chǎn)債務(wù)危機爆發(fā)的同時人口數(shù)量減少，此外還疊加中等收入陷阱、中美貿(mào)易脫鉤、政策的不確定等不利因素影響。但也不用太悲觀，辜朝明近日在財經(jīng)論壇中表示，目前中國近一半的經(jīng)濟學(xué)博士論文都在研究“資產(chǎn)負(fù)債表衰退理論”，而應(yīng)對“縮表”的絕佳策略就是政府借債支出，他相信中國集中力量辦大事的優(yōu)勢可以很好的應(yīng)對。產(chǎn)業(yè)企業(yè)污水處理設(shè)施需求變化趨勢特點為高效低成本、即插即用。何謂即插即用？如果企業(yè)盈利，污水處理設(shè)施方便增加模塊擴能技改后迅速投產(chǎn)；如果企業(yè)虧損，污水處理設(shè)施方便停用、折舊變賣。綜上，污水處理設(shè)施的需求趨勢變化為高效低成本、集約化（原位擴能、模塊化、小型化）。
掌握傳統(tǒng)生化處理工藝技術(shù)、采用鋼砼池體型式的環(huán)保公司，在工藝技術(shù)變革、企業(yè)利潤增收、項目效率提升等多重因素驅(qū)動下也在發(fā)生變化。
1、工藝進化
以傳統(tǒng)的AO處理工藝為主的時代，COD的容積負(fù)荷1～2KgCOD/天·m³；如果處理更高濃度的污水，生化池體容積只能線型成比例增加，此外曝氣能耗成倍增加。Perry L.McCarty(佩里·麥卡蒂)教授發(fā)明厭氧生物濾池、受到啟發(fā)后Gatze Lettinga（萊廷格）教授發(fā)明的UASB，由環(huán)保工程公司在全球范圍內(nèi)廣泛推廣并應(yīng)用，進而加速厭氧處理技術(shù)領(lǐng)域反應(yīng)器產(chǎn)品創(chuàng)新迭代，包括后來的EGSB、IC，COD的厭氧容積負(fù)荷在某些行業(yè)污水達到15～20KgCOD/天·m³甚至更高。其實污水中可生化降解的COD占比高就比較容易降解，反而是污水的NH3-N、TN的降解是生化反應(yīng)的限速步驟。以采用超濾膜進行泥水分離的餐廚厭氧沼液污水處理為例（污泥濃度約10000mg/L計），硝化的容積負(fù)荷約0.3~0.5kgNH3-N/(m³·d)、脫氮（反硝化）容積負(fù)荷約0.4~0.6kgNO3-N/(m³·d)，而采用厭氧氨氧化技術(shù)后，無需外加碳源，脫氮負(fù)荷約可以達到1.6~2kgNO3-N/(m³·d)，曝氣理論能耗降低約50%。受UASB技術(shù)的發(fā)明，在好氧處理領(lǐng)域人們積極尋求傳統(tǒng)活性污泥法的替代技術(shù)，生物膜懸浮填料技術(shù)(MBBR)、膜生物反應(yīng)器（MBR）、好氧顆粒污泥技術(shù)（AGS）均是有力的競爭者。MBBR技術(shù)采用比表面積大、密度與水接近的懸浮式填料產(chǎn)品以生物膜富集的方式提高生化池的污泥濃度，附著微生物的懸浮填料沉降速度可達到40m/h，強化污水處理、泥水分離效果。MBR技術(shù)采用內(nèi)置或外置超濾膜組替代二沉池進行泥水分離，將生化池的污泥濃度可提升至15~20g/L，縮短系統(tǒng)的水力停留時間及池體容積，顯著提升出水水質(zhì)效果，使得進一步處理回用成為可能。特別是好氧顆粒污泥技術(shù)，污泥濃度可達到8~15g/L，單個污泥顆粒沉降速度可達到40~100m/h，無需單獨設(shè)置沉淀池進行泥水分離，采用間歇式處理可無需建造反硝化池，可同步實現(xiàn)脫氮除磷，其中好氧顆粒污泥的胞外聚合物基質(zhì)（Kaumera）可以回收生產(chǎn)新型材料。縱觀污水處理生化工藝的技術(shù)發(fā)展脈絡(luò)，由線性疊加或組合各宏觀模塊（預(yù)處理、生化、深度處理）逐漸轉(zhuǎn)向并聚焦于微觀多功能型（脫氮、除磷、沉降）的顆粒污泥（厭氧或好氧）。UASB、IC、EGSB技術(shù)推廣均采用反應(yīng)器方式產(chǎn)品化輸出高效厭氧處理工藝，主要功能是高效降解COD；MBR、MBBR技術(shù)的關(guān)鍵分別是膜產(chǎn)品、填料產(chǎn)品，主要功能是采用好氧方式高效降解COD、NH3-N；好氧顆粒污泥技術(shù)更是將脫碳、脫氮、除磷功能集約于一體化，使得該技術(shù)未來完全產(chǎn)品化成為可能。
2、池體型式進化
2013年9月，大氣十條污染防治政策發(fā)布，而后水十條、土十條污染防治政策相繼出臺，中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)進入正式進入如火如荼的環(huán)保大建設(shè)時代（2013年～2022年），市政公共及產(chǎn)業(yè)企業(yè)領(lǐng)域均在此階段集中釋放新業(yè)務(wù)增量需求，這與彼時的經(jīng)濟刺激政策、內(nèi)需拉動政策以及后續(xù)政府債務(wù)的形成是息息相關(guān)的。2023年，在經(jīng)濟衰退、房地產(chǎn)債務(wù)、人口紅利拐點、中等收入陷阱、中美脫鉤等宏觀市場環(huán)境的影響下，新業(yè)務(wù)即增量業(yè)務(wù)的需求量急劇下滑，正式進入環(huán)保小時代（2023年~），以存量業(yè)務(wù)提質(zhì)增效的業(yè)務(wù)需求為主的時代。在大開大合的大建設(shè)時代，污水處理的環(huán)保項目本質(zhì)是套了殼的土建工程項目、景觀綠化項目，比如污水收集管網(wǎng)工程、污水提升泵站工程、污水處理廠工程、流域及生態(tài)治理工程、黑臭水體治理工程。集中式污水處理廠工程由于建設(shè)規(guī)模體量大，池體構(gòu)筑物一般采用鋼砼型式；村鎮(zhèn)等分散式污水處理廠常見生化處理單元采用一體化污水處理設(shè)備、預(yù)處理及調(diào)節(jié)池采用鋼砼型式，或是全鋼砼型式。項目的承包主體一般是：①具備土建、市政施工資質(zhì)的單位為主體總包②土建施工單位與環(huán)保公司聯(lián)合體承包③資質(zhì)齊全的大型環(huán)保公司或設(shè)計院總承包。土建施工單位與環(huán)保公司溝通經(jīng)常面臨的情況：①環(huán)保公司設(shè)計的異型池體，土建施工單位因施工難度大要求設(shè)計變更，污水處理效果無法保證影響調(diào)試驗收；②土建施工質(zhì)量差，影響設(shè)備安裝質(zhì)量；③土建施工進度慢，影響設(shè)備安裝進度；④環(huán)保公司與土建施工單位反復(fù)溝通最后以環(huán)保公司妥協(xié)而收場。建設(shè)單位及其聘請的評審專家對于環(huán)保公司提出工藝技術(shù)方案的價值認(rèn)知決定方案是否被采納以及具體采用哪種工藝；工藝技術(shù)方案對除環(huán)保公司以外的其他參建方的利益影響決定對于該方案能否達成共識。在這樣環(huán)境下，創(chuàng)新性高效的工藝技術(shù)方案的價值未被充分認(rèn)可，方案未被應(yīng)用。環(huán)保公司提供的項目設(shè)計服務(wù)價值沒有得到建設(shè)單位、承包主體方的認(rèn)可，但實際上工藝圖是環(huán)保公司畫的，設(shè)計院用來套圖框出圖。環(huán)保公司提供的環(huán)保設(shè)備、產(chǎn)品的造價被承包主體單位、建設(shè)單位、造價咨詢單位按照標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備、材料計價，稱斤論兩核算。在環(huán)保大時代背景下，環(huán)保公司的創(chuàng)新性高效工藝技術(shù)方案、設(shè)計服務(wù)、設(shè)備產(chǎn)品價值均未被充分認(rèn)可而獲得溢價增加企業(yè)利潤，因此關(guān)注重點轉(zhuǎn)移到如何降低項目成本。比如生產(chǎn)分散式一體化污水處理設(shè)備的環(huán)保公司強調(diào)產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化，因為標(biāo)準(zhǔn)化帶來成本降低、質(zhì)量提升、效率的提升。標(biāo)準(zhǔn)化使得環(huán)保公司快速擴張，獲得規(guī)�；б婧髮崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)業(yè)化推動成本進一步降低，標(biāo)準(zhǔn)化這個增長飛輪轉(zhuǎn)起來后加速環(huán)保企業(yè)的快速擴張，比如金達萊、深圳合續(xù)、碧水源等公司。在環(huán)保小時代，項目類別主要是存量業(yè)務(wù)的提質(zhì)增效項目，特點是技改擴能項目多、小體量小規(guī)模項目多。在大體量、大規(guī)模項目上可能采用鋼砼型式的技術(shù)經(jīng)濟評價更優(yōu)，但是在小體量、小規(guī)模項目上采用分段焊接罐體等裝配型式的技術(shù)經(jīng)濟評價更優(yōu)。此外采用裝配式產(chǎn)品的項目還擁有建設(shè)周期短、力學(xué)性能優(yōu)、占地面積少、水力流態(tài)好、可重復(fù)利用的特點。近幾年，市場供給端開始出現(xiàn)比如北控水務(wù)的裝配式水廠、鵬鷂環(huán)境的“PPMI裝配式水廠”等產(chǎn)品。
市場出現(xiàn)此類產(chǎn)品的主要原因是環(huán)保小時代市場需求端項目規(guī)模的變化、供給端環(huán)保公司對于價值和效率優(yōu)化驅(qū)動。如果土建施工單位參與不進來，環(huán)保公司不僅位于價值鏈的上游，并且缺少共同分享蛋糕的人。相比鋼砼型式，裝配式型式輸出的環(huán)保工藝產(chǎn)品可以提升建設(shè)效率、服務(wù)效率。技術(shù)服務(wù)難以被客戶認(rèn)可價值，把其包裝為產(chǎn)品后可以實現(xiàn)客戶價值認(rèn)可的最大化。
1、行業(yè)趨勢
2022年4月，北控水務(wù)公開發(fā)布BEAOA與北控速粒兩項技術(shù)產(chǎn)品。其中北控速粒技術(shù)是基于好氧顆粒污泥技術(shù)處理市政污水的裝配式產(chǎn)品。該技術(shù)具有節(jié)約占地、綠色低碳、裝配式安裝等特點，主要應(yīng)用于分散式污水、中小規(guī)模城鎮(zhèn)污水、工業(yè)點源污水、重點區(qū)域村鎮(zhèn)污水等項目。2023年1月，北控水務(wù)與三一筑工聯(lián)合研發(fā)的“裝配式水廠（建構(gòu)筑物）關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用”通過科技成果評價。該技術(shù)采用預(yù)制大型空腔裝配式墻體、新型防水防滲節(jié)點構(gòu)造做法，開發(fā)工裝設(shè)備、施工安裝方法等，形成裝配式污水處理廠構(gòu)筑物設(shè)計、生產(chǎn)、運輸、安裝及驗收成套建造技術(shù)。北控水務(wù)作為水務(wù)行業(yè)龍頭企業(yè)，其提出高效顆粒污泥、裝配式建構(gòu)筑物這兩個技術(shù)組合為核心的產(chǎn)品與服務(wù)創(chuàng)新方向，是以“技術(shù)+產(chǎn)品”模式迭代產(chǎn)品規(guī)劃、開發(fā)過程，是以“技術(shù)產(chǎn)品化、項目產(chǎn)品化、服務(wù)產(chǎn)品化”三個方向同時發(fā)力，最終實現(xiàn)以客戶需求為核心的綜合解決方案。北控水務(wù)由原來的投資建設(shè)型（資金+工程）公司發(fā)展為現(xiàn)在的工程和運營服務(wù)型（資管+運營）公司，正在謀求未來轉(zhuǎn)變?yōu)榭萍夹停óa(chǎn)品+服務(wù)）公司。在談及北控水務(wù)的“創(chuàng)新戰(zhàn)略”的初衷，北控水務(wù)副總裁表示“現(xiàn)有供排水業(yè)務(wù)基本成熟的條件下，企業(yè)需要提質(zhì)增效并依托存量資產(chǎn)挖掘新業(yè)務(wù)機會�？蛻粢笕轿蝗芰Φ慕桓�，現(xiàn)在面臨的環(huán)境問題越來越綜合，越來越復(fù)雜，環(huán)保企業(yè)需要擁有解決綜合問題的能力。”目前國內(nèi)環(huán)保企業(yè)推出工藝產(chǎn)品還包括清研環(huán)境的“RPIR快速生化污水處理技術(shù)”、鵬凱環(huán)境的“鵬凱圓”等。
2、需求認(rèn)知
用戶是誰？
污水處理工藝產(chǎn)品的用戶包括投資建設(shè)商、屬地運營單位、生產(chǎn)排污公司、環(huán)保工藝集成公司。需求是關(guān)于世界的事實，是用戶真實的需要。屬性是想象用戶怎樣使用產(chǎn)品的抽象。需求不是屬性。污水工藝產(chǎn)品的需求是滿足污水治理要求的產(chǎn)品服務(wù)。需求分析應(yīng)當(dāng)列舉用戶的決策因素，根據(jù)決策因素的權(quán)重進行排序。決策因素包括達標(biāo)、服務(wù)質(zhì)量好、投資運行成本低、建設(shè)周期短、啟動周期短、占地面積少、環(huán)境友好、可靠穩(wěn)定、數(shù)字化等。決策因素會因不同客戶、地域、時間、項目特點而不同。市場上很多污水處理工藝產(chǎn)品一上來就宣傳產(chǎn)品的大數(shù)據(jù)、云平臺、人工智能等各種酷炫，但很可能還沒解決穩(wěn)定達標(biāo)處理的問題，這就是沒有對決策因素權(quán)重進行正確排序的例子。
3、產(chǎn)品化原則
什么是好技術(shù)？可能對不同用戶來講好技術(shù)的評價標(biāo)準(zhǔn)并不一樣，換言之技術(shù)沒有好壞。好技術(shù)并不能證明這是一個好產(chǎn)品，好產(chǎn)品意味交付用戶滿足需求的產(chǎn)品。技術(shù)是一個原理，產(chǎn)品化是將技術(shù)原理落地的實踐過程。
污水處理工藝產(chǎn)品提供的實質(zhì)是產(chǎn)品服務(wù)，而僅僅依靠技術(shù)并不能完成服務(wù)的落地。從技術(shù)到產(chǎn)品的過程，是在有限的條件下探索實現(xiàn)從技術(shù)原理到快速商業(yè)化最優(yōu)路徑的過程。當(dāng)然，這個過程需要產(chǎn)品人通過項目實踐不停打磨、優(yōu)化、迭代升級產(chǎn)品從滿足最大的應(yīng)用場景逐步進化到滿足更多的應(yīng)用場景。正如萊廷格教授在他的自傳中表述“UASB的商業(yè)化起步是失敗與成功并存”的一樣，產(chǎn)品化的過程需要同時面對失敗與成功，小步快跑、反復(fù)試錯才能取得進步。產(chǎn)品化是交付客戶需求價值的最優(yōu)效率方式，不能為了技術(shù)轉(zhuǎn)化而產(chǎn)品化。產(chǎn)品化可以使得產(chǎn)品服務(wù)效率提升（溝通、建設(shè)、服務(wù)），使得技術(shù)服務(wù)價值包裝為產(chǎn)品后易被用戶認(rèn)可。產(chǎn)品化使得用戶心中對于產(chǎn)品服務(wù)的體驗感、獲得感、價值感更強。產(chǎn)品化是需要技術(shù)做支撐的，為產(chǎn)品選擇合適的技術(shù)，而不是為了某種特定的技術(shù)而去硬要轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，是需要站在用戶的角度考慮該產(chǎn)品有無采用該技術(shù)的必要性、合理性、經(jīng)濟性。設(shè)計產(chǎn)品時，產(chǎn)品化的雛形先于技術(shù)應(yīng)用的概念而形成。
本期編輯：劉彤
統(tǒng)籌：李曉佳
