突破碳源之痛：以产品标准引领质量升级

10月13日，为推动创新技术研发、推广、应用，助力行业绿色低碳循环发展，在宜兴市人民政府、江苏省环保装备制造业创新中心的关心支持下，由中国城市科学研究会水环境与水生态分会主办，北京大学、江南大学、E20环境平台、中持新概念环境发展宜兴有限公司协办，江苏金山环保工程集团、中关村汉德环境观察研究所联合承办的“绿色低碳水处理应用技术专题研讨会”在江苏金山环保工程科技创新中心隆重召开。本次研讨会上，近百位全国水处理领域的院士专家、产业界专家、设计院专家、科研院所专家等齐聚一堂，汇集政产学研各方智慧，聚焦环境产业科技创新，围绕当前新型绿色碳源药剂产品——“京山碳“的研发进行了深入探讨，为推动绿色低碳水处理创新技术产品发展建言献策。

碳源投加是当前污水处理持续稳定达标排放的核心保障之一。作为污水处理使用的重要药剂，碳源以化工产品为主，其供应商以化工企业为核心。众所周知，传统化工碳源存在碳排放以及二次污染的风险，与当前高质量发展、绿色低碳循环发展的战略要求相悖，碳源产品亟需转型升级。在本次研讨会上，多位专家提出碳源产品在应用端的问题。

北控水务集团执行总裁李力在分享中表示：我国水处理整体碳源投加量比较大，确实是行业的一个痛点。中国建设科技集团副总工程师、中国市政工程华北设计研究总院有限公司郑兴灿总工程师在《污水生物脱氮工艺运行特性与工程机理》报告中分享：在绿色低碳的社会大背景下，城镇污水处理系统减污节能降耗减碳需要统筹考虑、协同推进。其中，碳源的因素需要重视，对碳源的投加量、类型、投加点，都要做系统性研究。江南大学环境与土木工程学院李激教授在《新型生物质碳源应用效果分析》报告中指出：随着双碳目标的提出，传统碳源已不再具备经济适用性，需要重视生物质碳源在实际污水厂运行的可行性。新型生物质碳源的发展能为城镇污水厂碳减排及碳中和提供积极参考。从生物质含量丰富的植物/废弃物中提取生物质碳源，成为产业、科研共同思考与探索话题。

作为环境领域首个以产品联合研发为纽带的校企合作平台，联合实验室的成立，亦彰显着金山环保集团致力于科技创新发展服务于青山绿水的情怀与决心。江苏金山环保工程集团董事长钱盘生在致辞中表示：在“碳中和”“双循环”以及“两山论”的指引下，金山环保始终坚持以守正创新践行“敢为、敢闯、敢干、敢首创”的“四敢”行为，以提升企业核心竞争力实现高水平自立自强，以“智能制造”“节能减碳”为任务核心，精准实施水污染综合治理原始创新，增强集成创新和联合攻关，以专注立专长，以创新赢市场。

图 2 江苏金山环保工程集团董事长、党委书记钱盘生致欢迎词

联合实验室自成立之日起，产学研三方就统一目标，即具备品牌竞争力的碳源产品——“京山碳”的成功开发携手前行，制定了近、中、远期计划。从京山碳1.0开始，产学研紧密携手，持续开发、不断升级迭代，到最终世界级品牌碳源产品长成。北京大学环境科学与工程学院院长刘永在致辞中表示：基于北京大学环境学院与金山环保双方对绿色低碳转型发展的共识，短短两年时间，双方携手以平台理念，打造了一个跨高校、跨专业、跨学科、跨领域的协同创新平台，以从蓝藻中提取碳源为第一目标，从机理研究到应用研究协同推进，目前已取得了显著的阶段性成果。

“京山碳”的开发，一端连着蓝藻，为政府解决太湖长年累月蓝藻难治理的顽疾，让太湖重现水清岸绿，让人民回到太湖的怀抱；另一端输出高价值碳源产品，为用户提供优质、高性价比、绿色低碳的新型生物质碳源产品；真正解决了环保与经济的对立问题，打通了两山经济的发展通道。

北京大学化学与分子工程学院教授赵美萍在论坛报告中表示，太湖是蓝藻暴发重灾区，蓝藻的迅速繁殖使水质恶化，其治理已成为当地在水环境治理和改善的重要命题，其中资源化的思路在近年来得到重视。同时，赵美萍教授介绍了蓝藻的高效固碳能力和资源化利用方向，蓝藻的生物质碳源开发潜力与优势。她表示，基于蓝藻的生物质碳源可利用性好，对改善天然水体生态环境和提高污废水处理效率有双重贡献；天然蓝藻脂质含量较低，资源化利用潜力不佳，但通过厌氧发酵，可促进有机质定向转化为以乙酸/丙酸/丁酸等为主要组分的VFAs（挥发性脂肪酸），而VFAs用作污水处理厂反硝化脱氮过程的外加碳源，容易被微生物利用，反硝化效率高。由于蓝藻细胞壁非常坚韧，预处理辅助破壁、提取高碳氮比、碳磷比的组分，成为蓝藻资源化利用需要解决的关键技术问题，蓝藻生物质碳源制备的关键技术需要全程贯通。

参加本次研讨会的专家就一致认为，新型生物质碳源产品的开发，符合绿色低碳循环发展的政策要求与战略方向，是污水处理行业高质量发展转型升级的必选项。开发新型生物质碳源产品是当前产业发展、市场规范所需，在技术上是一件具有难度的科研工作，需要跨学科、跨专业的联合攻关。

中国人民大学低碳水环境技术研究中心主任王洪臣教授在发言中对 “京山碳”产品的意义价值予以肯定，同时指出，污水处理过程的碳排放在氮的降解过程中，是以一氧化二氮方式排放的，这个量比污水处理耗电导致的间接碳排放量还要大。 优秀的碳源产品研发团队跟验证团队协同很重要，研发过程跟验证结果需要相互联系； 碳源菌群结构和稳定性也很重要，以效果为目标，制订研发方案，针对性对成分、含量进行研发控制等。

江南大学环境与土木工程学院李激教授在报告中指出，围绕不断迭代的生物质碳源产品在不同类型污水处理厂中实际应用，围绕产品反硝化潜力和释磷潜力，开展了持续研究和评估。针对产品后续的开发和应用，李激提出建议：要因地制宜、循序渐进、未雨绸缪。“在碳源开发和应用于实际污水处理厂之前，一定要在实验室进行小试，考察新型碳源对原来工艺除磷脱氮的影响，确定适宜的投加系数和投加策略；建议增加小分子酸、醇类物质的转化，使用时标定使用浓度，必要时考虑辅助除磷药剂”。

宜兴城市污水资源概念厂运营经理周振介绍了“京山碳”在宜兴城市污染处理概念厂的验证与实践工作，回顾投加试用目标、试验计划和执行情况，展示主要试验数据和分析结果。他表示，目前得到的初步结论是，京山碳的B/C在0.8以上，可生化性较高，在进水水质稳定情况下，产品单耗碳氮比相对原复合碳源有性能优势；在应对水质变化波动情况下，抗冲击性相比原复合碳源有一定优势；出水没有明显的总酸变化；在安全性和刺激性气味方面明显优于传统复合碳源，运输、储存和投加无需特殊、额外操作需求。

产品标准是为保证产品的适用性，对产品必须达到的某些或全部要求所制订的标准。当前，碳源市场产品标准体系建设依然不健全，特别是针对新型生物质碳源的标准建设还处在起步阶段。在本次研讨会上，多位院士专家对此进行了强调：在国家高质量发展的大背景之下，产品标准亟需得到重视。

中国工程院院士、南京大学环境学院院长任洪强在发言中表示：企业家在科技创新这方面，第一是敢做，第二是舍得做，第三是能做，第四能做得成，这是值得大家学习的。围绕水处理创新，有三个重要环节，第一阶段是微生物学层面的认知和探索。第二阶段是围绕材料，研究如何在水处理技术应用过程中发挥作用；比如“京山碳”就是从材料创新方面探索实现对工艺过程的增效；未来还会有更多思路，建议大家关注人工智能的模拟学习、预模型训练，在水处理过程优化、增效提升中的应用。第三，低碳水处理衍生的标准问题。对外加碳源产品应关注标准和规范更深入的探索和创新，如果碳源产品标准能一步步从行业标准规范上升到国家标准层面，其对整个水处理行业外加碳源的标准化、规范化，会产生积极影响。

中国城市科学研究会水环境与水生态分会会长、中国工程院院士、发展中国家科学院院士、美国国家工程院外籍院士、中国城市科学研究会副理事长曲久辉在总结中提出，在一些创新领域，高手是真的在“民间”。“因为学者们有时候可能会畏首畏尾，想做但担心技术路线不通，或者市场响应不强，应用范围受限等等因素，但是有的企业家可以抛开顾虑，大胆往前走，这就是企业家精神”。说到“京山碳”，他提出建议：第一，关于可持续性。目前产品以太湖蓝藻为原料，这个量在不同年份间是波动的。因此应考虑应用于与蓝藻类似的生物质进行原料替代。第二，市场竞争力。当新产品被逐步认识认可后，市场竞争会很残酷，如果不能实现产品质量优势和价格优势的互相支撑，未来的市场可能并不属于创新企业；可以考虑和一些碳源需求大的污水处理厂取得合作，形成战略联盟，避免成为孤岛。第三，标准化和规范化。目前很多水处理特别是污水处理产品，规范化和标准化做的不够。围绕创新产品，企业可以和专业协会合作，研究形成产品标准，制定包含不同应用场景、操作条件下的使用规范，这个工作也会有效推动产品生产过程本身的标准化、规范化。

E20研究院副院长肖琼在《以产品联合开发为纽带，产学研深度融合的金山模式》报告中指出，目前由两山标准化研究中心牵头，正在制定《质量分级及“领跑者”评价要求 生物质碳源药剂》，为高质量的碳源产品提供一把标尺。未来将以此质量分级标准，识别新型生物质碳源的优秀产品。

本次研讨会，围绕绿色低碳这一话题，精彩观点不断，本文章将不再一一呈现。本次研讨会的成功举办亦充分彰显了产、学、研、用深度融合发展的优势。政府、企业、科研机构和专家学者的共同参与，促进了产业交流，汇聚了各方智慧。通过政产学研用的联动，构建协调一致、分工合作的环保产业服务体系，进一步推动绿色低碳水处理的发展。

本期编辑：刘彤

统筹：李晓佳