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双良商达郑展望:农村污水治理4.0模式之发酵强化工艺应用解析

时间:2020-06-22 08:55

来源:中国水网

作者:汪茵整理

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近年来,以现代生物技术和过程工程技术为基础的现代发酵工业突飞猛进,农村污水处理是否可以从发酵工艺中寻求解决问题的思路?6月13日,“2020(第十八届)水业战略论坛”在北京举办,浙江双良商达环保有限公司(以下简称“双良商达”)董事长、浙江农林大学农村环境研究所所长郑展望介绍了双良商达4.0模式中发酵强化工艺的特点、由来与应用案例。

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农村污水治理4.0模式的4个“4”

目前, 全国农村污水处理率从2016的22%稳步提升,浙江也经过十多年的治理,基本达到规划保留村全覆盖。多年的治理,取得了很大的成绩,同时也发现,农村污水有其独有的特点:

技术高难度。许多地方开始鼓励对农村污水治理采用厂网一体化运营模式,多地已开始尝试把农村污水处理厂和管网进行整体PPP运作,责权利分开,招商一起。这就要求供给端要有全方位能力应对厂网一体化带来的高技术要求;

行业不成熟。农村污水治理在政策方面还存在一些不成熟的地方,政策、标准规范、导则等不断出台,这也要求供给方配合不断更新的标准持续提高创新能力;

产业高门槛。农村污水治理属于大市政领域,具有产业高门槛特点,需要渠道、技术、资本多方面的协同,所以需要产业共生发展。

基于以上特征,双良商达提出农村污水治理4.0模式。郑展望介绍,农村污水治理4.0是一个系统,概括其内涵,可以归结为4个“4”,最终要达到的是提升村民获得感,这也是农村人居环境建设的出发点和落脚点。

满足4个潜在需求。1,有用,治理设施需要真正实现出水达标排放;2,耐用,治理设施能满足20-30年的使用需求;3,好用,农村污水点多、面广、量大,运行管理一直是一大难题。好用要求能把设施有效、高效地使用起来;4,适用,治理方案及经济要求能适合农村条件。

存在4个行业难题。郑展望介绍道,在农村污水治理实际执行过程中,有四大难题考验着农村污水治理企业:1,达标难,在实际执行过程中,经常面临碳氮比低,除磷脱氮难问题;2,建设难,工程监管难,设备质量不稳定;3,管理难,点多、面广、量大,管理成本高;4,资金难,吨水投资及运维费用比城镇高。

依靠4个行业创新。为解决上述4个行业难题,双良商达4.0方案中提出4个行业创新,即工艺发酵强化,将发酵强化技术应用于农村速水行业;设备标准化,编制《农村生活污水净化装置》行业标准;运维智慧化,引入物联网技术解决点多、面广、两大的管理难题;站点简约化,简约不意味着简单,双良商达4.0模式积极寻找更简便经济、更适用于农村条件的治理措施。

达到4个项目目标。双良商达4.0方案中提出4个行业创新,通过这4个方面的创新希望达到4各项目目标:1,做得好,工艺、选址、施工等符合规范;2,管得好,污水设施能高效运行;3,看得见,示范站点等治理效果真实可见;4,获得感,环境提升、站点景观、公众参与、增加收入。

4.0模式的工艺路线——发酵强化

为什么要选择发酵强化工艺路线?郑展望袒露,在从事农村污水治理的这些年来,C/N低、变化系数大、抗冲击能力小等问题始终困扰着从业者,尽管在传统工艺上做了很多改进,但是技术瓶颈依旧难以突破。郑展望开始在自己所学专业中寻找答案。

追溯污水处理技术的发展历程,从活性污泥技术的发展来看,1912年,污水治理行业首次发现活性污泥的作用,再到1916年,第一个活性污泥污水厂建立,活性污泥在工艺技术控制上取得了长足发展;从发酵工程这一学科来看,1857年,巴斯德证实微生物发酵作用,70年代开始,进入基因工程现代生物学阶段,近年来以现代生物技术和过程工程技术为基础的现代发酵工业突飞猛进。虽然两种技术的主导者都是微生物,但活性污泥技术的侧重点在于工艺控制技术这一方面,发酵工程侧重点在微生物选育及培养优化上。

学科碰撞的火花给了郑展望新的思路,双良商达决定采用发酵工程解决环境工程污水处理中的难题。

郑展望坦诚地表示,强化发酵工艺是以微生物的菌种选育、性能强化、复配以及固定化投放应用为核心,集发酵工程与环境工程的技术与理论交叉发展的一门新兴技术。克服了活性污泥发中对微生物的认知、选择以及应用的不足,但是其研究开发有较高的门槛。

面对难题,郑展望没有放弃,他来到中国发酵工程学科的诞生地——江南大学生物工程学院寻求支持。郑展望与其研究生导师,生物系统与生物加工过程研究室陈坚院士合作,双方联合组建由伦世仪院士领头的院士工作站,致力于现代发酵技术在农村污水行业的应用。

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发酵强化工艺的具体实现路径主要包括三个方面:发酵强化菌剂、工艺设备与模式化智慧运行,其中,菌剂开发是最重要的路径。

双良商达通过高通量平台优选及培育污水处理用的高活性微生物菌种,鉴定菌种的分析代谢基因及其调控因子,强化其降解效率和环境耐受能力,并针对水质特点对微生物菌剂进行复配优化,提高协同处理能力,形成高活性固定化菌包,有效提高抵抗冲击能力和微生物保护。最后,将通过以上环节制成的固定化菌包作为种子库,持续释放,提高出水达标率。

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编辑:汪茵

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