源頭污泥減量實驗現場
“一只眼睛看市場，一只眼睛看科學”，這是成果轉化的思維，也是應用基礎研究者的一種境界。
■記者 周熙檀
時近年底，中國科學院生態環境研究中心（以下簡稱生態環境中心）研究員魏源送有一堆“欠債”，其中有一份待改的商業計劃書，已經被風投催了幾次。
作為風投，中科永盛國際投資有限公司一向只關注京津冀、長三角和珠三角的客戶市場，但對于魏源送專攻中小城市的思路，董事長張鵬飛卻很有興趣。
究竟是什么技術被風投追著？在魏源送看來，其一是污泥處理處置龐大市場誘惑難當；其二是成熟成套技術的競爭力。
污泥處理也是很大的市場
今年7月，財新《新世紀》以北京污泥亂倒為典型，揭出中國各大城市近80%的污水處理廠污泥未處理即直傾環境的事實。
“這是個很嚴肅的問題。就是因為現有的污泥處理處置設施與方式跟不上，污泥產量過大，無法消納。”魏源送說。
據住建部統計，截至2012年底我國城鎮污水處理廠的污水日處理能力已達1.42億m3，年處理污水總量422.8億m3。按照《“十二五”全國城鎮污水處理及再生利用設施建設規劃》要求，到2015年，這個數字將達到2.08億m3/d。與2010年相比，污水處理規模翻番，意味著污泥產生量也倍增。
“我國污水處理一直重水輕泥。”魏源送說，隨著城市發展，污泥處理處置遇到越來越多的障礙。以北京為例，2000年城市污水處理率僅為40.6%，到2008年城市污水處理率飆升到93%。
截至2011年3月的數據顯示，我國一年污泥產量約為3000萬噸（含水量80%）。而處置現狀是，填埋場無力接收，土地利用在將來相當長一段時間會占據主導，干化、焚燒還很少，遠不能消納現有污泥產量。那么，一旦污泥數量翻番，怎么辦？
污泥處理的成本最高可達污水處理廠總運行費用的30%~50％。根據政府規劃，“十二五”期間我國污泥處理處置設施建設投資將達347億元。昂貴的費用以及供填埋土地的日益稀缺，亟須通過科學研究來破解困境。因此，污泥是個大問題，其背后也是很大的市場。
“由于技術路線、技術途徑尚不清晰，眼下是群雄并起，‘戰國’紛爭。”魏源送認為，盡管資源化是污泥處理永恒的追求，但當務之急是減量化。其一直以來研究和推廣的重點——“基于預處理的污泥減量及碳（C）、氮（N）、磷（P）資源化成套技術與設備”，正體現了他的這一思路。
成套技術盯需求
在成果轉化前線摸爬滾打多了就能體會到：單個技術往往難以轉化，成套技術輸出才是成功轉化的關鍵。
在采訪中，魏源送也特別強調“成套技術”，這點不但吸引了企業，也吸引了風投。
當然，成套技術的著眼點是關鍵。作應用基礎研究，關鍵是面向國家重大需求。“污泥處理處置就是重大需求，我們一直堅持污泥的減量化、資源化，其中不但有很多技術問題，還有很多科學問題。”魏源送說。
污泥處理處置是重大需求，課題組都有深刻體會。在參加各種環境會議、學術會議時，就能感覺到污泥處理處置需求量大，“并不是發幾篇文章了事，而是能解決很多實際問題”。
“基于預處理的污泥減量及C、N、P資源化成套技術”包括污泥源頭減量，脫氮內碳源補充，鳥糞石（磷酸氨鎂）、氮、磷回收，污泥厭氧消化，污泥堆肥，消化液厭氧氨氧化脫氮和污泥生物干化。從技術成熟度來看，污泥源頭減量已有示范工程，脫氮內碳源補充處于中試階段，其他技術則都已實現工程應用。
一般來說，提到污泥減量，便會和污泥脫水、厭氧消化、堆肥等技術聯系起來。這些技術針對的是污泥減容，魏源送形象地稱之為“減肥”。就減量化而言，他認為更重要的是源頭減量，就是實施“計劃生育”。
“以微波預處理為核心實現源頭減量，這是我們所做的工作重點。”魏源送說，新技術工藝對現有污水處理工藝不會有太大改動，增加預處理環節，將污水處理和污泥處理兩條平行線有機耦合起來，降低污泥產量。
基于溶胞—隱性生長的污泥減量工藝，魏源送形象地將其比喻為榨石榴汁。如果石榴未經處理榨汁口感很差，而剝皮去籽后再壓榨則大不同。
溶胞—隱性生長就是給污泥剝皮去籽的過程：將污泥細胞溶解破碎，促使有機物釋放出來，然后將釋放出來的物質回流到污水處理的生物反應器中，活性污泥以破碎細胞的內容物作為底物進行生長，這樣形成隱性生長，產率系數自然就降低了。
成套技術中另一項關鍵技術是消化液厭氧氨氧化脫氮。“目前這兩項技術在國內還沒有一例真正規模化應用。”魏源送強調，就是因為技術路線、技術途徑還不清晰，所以形成了污泥處理領域群雄并起的局面。
市場思維促轉化
2010~2011年，在“863”計劃支持下，魏源送課題組基于微波預處理的源頭污泥減量示范工程在天津創業環保股份有限公司紀莊子污水處理廠運行。運行5個月結果表明，污泥減量率達29.1%~40.9%。
“活性污泥系統引入微波預處理單元后，濃縮污泥經微波預處理后，污泥中碳、氮、磷的釋放效果顯著，但預處理的污泥回流后對活性污泥系統的出水水質沒有影響。”魏源送感到很振奮，日處理污水300噸的示范工程規模，在國際上還是第一次。
隨后課題組對污泥減量示范工程進行了技術經濟分析，結論是不會給污水處理廠增加任何負擔。環境工程類技術，最終要服務于實際生產。污泥減量技術距離產業化應用，邁進了一步。
由于大型污水處理廠資金充沛，可選擇技術途徑也多。因此，魏源送將其污泥減量技術推廣重點集中在規模10萬噸以下的中小城市污水處理廠，這一點也將體現在他正在修改的商業計劃書中。具體市場推廣，課題組將與北京維奧思環境工程有限公司合作。
“新技術推廣好難，涉及很多環節，雙方都要有誠意。”魏源送由衷地說，由于從研發開始，就始終緊盯市場，并與企業展開各種方式的合作。
“一只眼睛看市場，一只眼睛看科學。”這是魏源送對自己的工作定位。于是，一邊搞研究，一邊談合作，就成了他的日常工作狀態。因此，很多研究人員面臨的尋找靠譜合作伙伴難題，對魏源送來說不是問題。
在我國“十二五”規劃綱要中，新增了氨氮約束性水體污染物減排指標，如何削減氨氮排放是我國環境保護面臨的重要難題。成套技術中短程硝化—厭氧氨氧化法處理污泥水的組合工藝，已經實驗證明，對總氮的去除率最高為95.1%。
該技術正與某上市公司簽訂框架協議，將用于新建的日處理800噸的污泥處置中心。目前，掌握該技術工程化能力的均為國外公司，其開出的價碼往往令企業在環保目標前望而卻步。
“一旦項目運行，我們將是國內第一個掌握此技術工程化能力的科研力量。”獲得2012年度中國科學院北京分院科研團隊科技成果轉化獎一等獎，這是對魏源送工作的肯定，也因此增加了成套技術對風投的吸引力。
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