近年來(lái)，以現代生物技術(shù)和過(guò)程工程技術(shù)為基礎的現代發(fā)酵工業(yè)突飛猛進(jìn)，農村污水處理是否可以從發(fā)酵工藝中尋求解決問(wèn)題的思路?6月13日，“2020(第十八屆)水業(yè)戰略論壇”在北京舉辦，浙江雙良商達環(huán)保有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“雙良商達”)董事長(cháng)、浙江農林大學(xué)農村環(huán)境研究所所長(cháng)鄭展望介紹了雙良商達4.0模式中發(fā)酵強化工藝的特點(diǎn)、由來(lái)與應用案例。

農村污水治理4.0模式的4個(gè)“4”

目前， 全國農村污水處理率從2016的22%穩步提升，浙江也經(jīng)過(guò)十多年的治理，基本達到規劃保留村全覆蓋。多年的治理，取得了很大的成績(jì)，同時(shí)也發(fā)現，農村污水有其獨有的特點(diǎn)：

技術(shù)高難度。許多地方開(kāi)始鼓勵對農村污水治理采用廠(chǎng)網(wǎng)一體化運營(yíng)模式，多地已開(kāi)始嘗試把農村污水處理廠(chǎng)和管網(wǎng)進(jìn)行整體PPP運作，責權利分開(kāi)，招商一起。這就要求供給端要有全方位能力應對廠(chǎng)網(wǎng)一體化帶來(lái)的高技術(shù)要求;

行業(yè)不成熟。農村污水治理在政策方面還存在一些不成熟的地方，政策、標準規范、導則等不斷出臺，這也要求供給方配合不斷更新的標準持續提高創(chuàng )新能力;

產(chǎn)業(yè)高門(mén)檻。農村污水治理屬于大市政領(lǐng)域，具有產(chǎn)業(yè)高門(mén)檻特點(diǎn)，需要渠道、技術(shù)、資本多方面的協(xié)同，所以需要產(chǎn)業(yè)共生發(fā)展。

基于以上特征，雙良商達提出農村污水治理4.0模式。鄭展望介紹，農村污水治理4.0是一個(gè)系統，概括其內涵，可以歸結為4個(gè)“4”，最終要達到的是提升村民獲得感，這也是農村人居環(huán)境建設的出發(fā)點(diǎn)和落腳點(diǎn)。

滿(mǎn)足4個(gè)潛在需求。1，有用，治理設施需要真正實(shí)現出水達標排放;2，耐用，治理設施能滿(mǎn)足20-30年的使用需求;3，好用，農村污水點(diǎn)多、面廣、量大，運行管理一直是一大難題。好用要求能把設施有效、高效地使用起來(lái);4，適用，治理方案及經(jīng)濟要求能適合農村條件。

存在4個(gè)行業(yè)難題。鄭展望介紹道，在農村污水治理實(shí)際執行過(guò)程中，有四大難題考驗著(zhù)農村污水治理企業(yè)：1，達標難，在實(shí)際執行過(guò)程中，經(jīng)常面臨碳氮比低，除磷脫氮難問(wèn)題;2，建設難，工程監管難，設備質(zhì)量不穩定;3，管理難，點(diǎn)多、面廣、量大，管理成本高;4，資金難，噸水投資及運維費用比城鎮高。

依靠4個(gè)行業(yè)創(chuàng )新。為解決上述4個(gè)行業(yè)難題，雙良商達4.0方案中提出4個(gè)行業(yè)創(chuàng )新，即工藝發(fā)酵強化，將發(fā)酵強化技術(shù)應用于農村速水行業(yè);設備標準化，編制《農村生活污水凈化裝置》行業(yè)標準;運維智慧化，引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決點(diǎn)多、面廣、兩大的管理難題;站點(diǎn)簡(jiǎn)約化，簡(jiǎn)約不意味著(zhù)簡(jiǎn)單，雙良商達4.0模式積極尋找更簡(jiǎn)便經(jīng)濟、更適用于農村條件的治理措施。

達到4個(gè)項目目標。雙良商達4.0方案中提出4個(gè)行業(yè)創(chuàng )新，通過(guò)這4個(gè)方面的創(chuàng )新希望達到4各項目目標：1，做得好，工藝、選址、施工等符合規范;2，管得好，污水設施能高效運行;3，看得見(jiàn)，示范站點(diǎn)等治理效果真實(shí)可見(jiàn);4，獲得感，環(huán)境提升、站點(diǎn)景觀(guān)、公眾參與、增加收入。

4.0模式的工藝路線(xiàn)——發(fā)酵強化

為什么要選擇發(fā)酵強化工藝路線(xiàn)?鄭展望袒露，在從事農村污水治理的這些年來(lái)，C/N低、變化系數大、抗沖擊能力小等問(wèn)題始終困擾著(zhù)從業(yè)者，盡管在傳統工藝上做了很多改進(jìn)，但是技術(shù)瓶頸依舊難以突破。鄭展望開(kāi)始在自己所學(xué)專(zhuān)業(yè)中尋找答案。

追溯污水處理技術(shù)的發(fā)展歷程，從活性污泥技術(shù)的發(fā)展來(lái)看，1912年，污水治理行業(yè)首次發(fā)現活性污泥的作用，再到1916年，第一個(gè)活性污泥污水廠(chǎng)建立，活性污泥在工藝技術(shù)控制上取得了長(cháng)足發(fā)展;從發(fā)酵工程這一學(xué)科來(lái)看，1857年，巴斯德證實(shí)微生物發(fā)酵作用，70年代開(kāi)始，進(jìn)入基因工程現代生物學(xué)階段，近年來(lái)以現代生物技術(shù)和過(guò)程工程技術(shù)為基礎的現代發(fā)酵工業(yè)突飛猛進(jìn)。雖然兩種技術(shù)的主導者都是微生物，但活性污泥技術(shù)的側重點(diǎn)在于工藝控制技術(shù)這一方面，發(fā)酵工程側重點(diǎn)在微生物選育及培養優(yōu)化上。

學(xué)科碰撞的火花給了鄭展望新的思路，雙良商達決定采用發(fā)酵工程解決環(huán)境工程污水處理中的難題。

鄭展望坦誠地表示，強化發(fā)酵工藝是以微生物的菌種選育、性能強化、復配以及固定化投放應用為核心，集發(fā)酵工程與環(huán)境工程的技術(shù)與理論交叉發(fā)展的一門(mén)新興技術(shù)?？朔嘶钚晕勰喟l(fā)中對微生物的認知、選擇以及應用的不足，但是其研究開(kāi)發(fā)有較高的門(mén)檻。

面對難題，鄭展望沒(méi)有放棄，他來(lái)到中國發(fā)酵工程學(xué)科的誕生地——江南大學(xué)生物工程學(xué)院尋求支持。鄭展望與其研究生導師，生物系統與生物加工過(guò)程研究室陳堅院士合作，雙方聯(lián)合組建由倫世儀院士領(lǐng)頭的院士工作站，致力于現代發(fā)酵技術(shù)在農村污水行業(yè)的應用。

發(fā)酵強化工藝的具體實(shí)現路徑主要包括三個(gè)方面：發(fā)酵強化菌劑、工藝設備與模式化智慧運行，其中，菌劑開(kāi)發(fā)是最重要的路徑。

雙良商達通過(guò)高通量平臺優(yōu)選及培育污水處理用的高活性微生物菌種，鑒定菌種的分析代謝基因及其調控因子，強化其降解效率和環(huán)境耐受能力，并針對水質(zhì)特點(diǎn)對微生物菌劑進(jìn)行復配優(yōu)化，提高協(xié)同處理能力，形成高活性固定化菌包，有效提高抵抗沖擊能力和微生物保護。最后，將通過(guò)以上環(huán)節制成的固定化菌包作為種子庫，持續釋放，提高出水達標率。

編輯：汪茵