“環(huán)境產(chǎn)業(yè)以政策為導(dǎo)向，我們的國(guó)情決定了產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向，因此，永遠(yuǎn)不變的只有變化，要學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)、再學(xué)習(xí)，永遠(yuǎn)保持創(chuàng)新”，在“2023（第十五屆）上海水業(yè)熱點(diǎn)論壇”上，上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司總工/全國(guó)工程勘察設(shè)計(jì)大師張辰以“雙碳背景下的產(chǎn)品化標(biāo)準(zhǔn)化產(chǎn)業(yè)化”為題進(jìn)行了分享，他指出，技術(shù)和專利不能只憑一張紙，要開發(fā)成看得見、摸得著的東西，讓中國(guó)的創(chuàng)新眼見為實(shí)，這個(gè)過程或許可以用工程技術(shù)產(chǎn)品化去實(shí)現(xiàn)。

張辰

01研究背景

人類是命運(yùn)的共同體，保護(hù)生態(tài)環(huán)境是全球面臨的共同挑戰(zhàn)和共同責(zé)任，在第75屆聯(lián)合國(guó)大會(huì)上，習(xí)總書記提出中國(guó)將提高國(guó)家自主貢獻(xiàn)力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭(zhēng)于2030 年前達(dá)到峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。

根據(jù)WRI（世界資源研究所）統(tǒng)計(jì)，2020年全球碳排放總量461億噸，其中中國(guó)碳排放量129.4億噸，占全球總排放量的28%。張辰指出，盡管我國(guó)人均排碳量不算大，但碳問題抑制中國(guó)發(fā)展，中國(guó)尤其是環(huán)保行業(yè)，仍需為減排做出貢獻(xiàn)和努力。

WRI2020年數(shù)據(jù)顯示，我國(guó)廢水與固廢處理碳排放量占全社會(huì)總量1.6%，其中廢水與固廢處理中，CH4和N2O排放分別占排放總量的15.1%和5.6%，張辰認(rèn)為，在雙碳背景下，城鎮(zhèn)有機(jī)質(zhì)的資源化利用受到高度重視。

張辰分享了國(guó)際上水行業(yè)碳減排最新研究， 2022年，Jacobs公司對(duì)低碳化的污水處理模式經(jīng)營(yíng)進(jìn)行了評(píng)估，對(duì)污水污泥處理各環(huán)節(jié)列入短名單的20項(xiàng)技術(shù)，在實(shí)施場(chǎng)合、適用性和存在問題等方面逐個(gè)進(jìn)行了分析。

2022年3月，IWA國(guó)際水協(xié)發(fā)布《邁向碳中和》，從政策、管理和技術(shù)多方面闡述了碳中和的機(jī)會(huì)，并著重分析了每個(gè)污水處理環(huán)節(jié)的脫碳潛力?！稖厥覛怏w排放和水資源回收設(shè)施》則詳細(xì)分析了污水處理過程中范圍一、范圍二和范圍三的碳排放主要組成，并要求全生命周期進(jìn)行碳排放計(jì)算和記錄方法應(yīng)盡快標(biāo)準(zhǔn)化，提出了很好的指導(dǎo)意見。

英國(guó)是較早提出碳達(dá)峰、碳中和的國(guó)家，2023年3月，英國(guó)最新頒布的《建筑和基礎(chǔ)設(shè)施碳管理標(biāo)準(zhǔn)》及指導(dǎo)文件，規(guī)定了建筑和基礎(chǔ)設(shè)施全生命周期的碳資產(chǎn)管理程序和減排原則，并將有機(jī)質(zhì)作為生命能源進(jìn)行綜合利用。

化糞池設(shè)置的碳排放需要得到行業(yè)重視，研究表明，化糞池增加溫室氣體的排放，我國(guó)城鎮(zhèn)化糞池產(chǎn)生的CH4總量已接近了集中式污水處理廠的總碳排放量。美國(guó)等國(guó)家的化糞池和旱廁（定義為非污水處理系統(tǒng)NSSS）碳排放量和城鎮(zhèn)污水處理廠十分接近。

國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中《室外排水設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn) GB 50014-2021》提出城鎮(zhèn)已建有污水收集和集中處理設(shè)施時(shí)，分流制排水系統(tǒng)不應(yīng)設(shè)置化糞池?！冻青l(xiāng)排水工程項(xiàng)目規(guī)范GB 55027-2022》提出分流制排水系統(tǒng)逐步取消化糞池，應(yīng)在建立較為完善的污水收集處理設(shè)施和健全的運(yùn)行維護(hù)制度的前提下實(shí)施。這些國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于化糞池的逐步取消進(jìn)行了明確規(guī)定。

張辰指出，行業(yè)要系統(tǒng)分析國(guó)內(nèi)外關(guān)于化糞池取消的有關(guān)規(guī)定，并總結(jié)經(jīng)驗(yàn)更好地落實(shí)，成為行業(yè)的產(chǎn)品化、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化的方向。

02工程技術(shù)產(chǎn)品化

張辰指出，技術(shù)和專利不能只憑一張紙，要開發(fā)成看得見、摸得著的東西，讓中國(guó)的創(chuàng)新眼見為實(shí)，這個(gè)過程或許可以用工程技術(shù)產(chǎn)品化去實(shí)現(xiàn)。

習(xí)總書記7月17日在全國(guó)生態(tài)環(huán)境保護(hù)大會(huì)指出，要總結(jié)新時(shí)代十年的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，分析當(dāng)前面臨的新情況新問題，繼續(xù)推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，必須以新時(shí)代中國(guó)特色社會(huì)主義生態(tài)文明思想為指導(dǎo)，正確處理五個(gè)重大關(guān)系。

一是高質(zhì)量發(fā)展和高水平保護(hù)的關(guān)系；二是重點(diǎn)攻堅(jiān)和協(xié)同治理的關(guān)系，三是自然恢復(fù)和人工修復(fù)的關(guān)系；四是外部約束和內(nèi)生動(dòng)力的關(guān)系；五是“雙碳”承諾和自主行動(dòng)的關(guān)系。其中第二點(diǎn)重點(diǎn)攻堅(jiān)和協(xié)同治理，就是要堅(jiān)持系統(tǒng)觀念，抓住主要矛盾和矛盾的主要方面，對(duì)突出生態(tài)環(huán)境問題采取有力措施，同時(shí)強(qiáng)化目標(biāo)協(xié)同、多污染物控制協(xié)同、部門協(xié)同、區(qū)域協(xié)同、政策協(xié)同，不斷增強(qiáng)各項(xiàng)工作的系統(tǒng)性、整體性、協(xié)同性。

城鎮(zhèn)污水污泥處理處置現(xiàn)狀

在污泥處理中，氧消化碳排放最低，在有機(jī)質(zhì)含量較高的情況下，可實(shí)現(xiàn)負(fù)碳排放，好氧發(fā)酵次之，干化焚燒和深度脫水碳排放水平基本相當(dāng)。填埋碳排放量遠(yuǎn)高于土地利用，從碳排放的角度也應(yīng)盡量避免污泥填埋處置。因此，污泥處理中能源和物質(zhì)的回收環(huán)節(jié)是產(chǎn)品化、標(biāo)準(zhǔn)化重要部分。

通過污泥厭氧消化實(shí)現(xiàn)能源和物質(zhì)回收，是實(shí)現(xiàn)污水處理廠碳循環(huán)和能源自給的關(guān)鍵途徑。厭氧消化產(chǎn)生甲烷氣體，除滿足自身能量需求之外，還可以用于污泥氣鍋爐、熱電聯(lián)產(chǎn)和精制提純。

廚余垃圾處理處置現(xiàn)狀

2020年，我國(guó)城市生活垃圾的清運(yùn)量達(dá)到23512萬噸。上海垃圾分類實(shí)踐之后，得出了廚余垃圾可以占整個(gè)生活垃圾量50%的數(shù)據(jù)。而目前我國(guó)廚余垃圾的處理處置，超過50%采用填埋，38%進(jìn)行焚燒，張辰指出，這種無序處理處置導(dǎo)致環(huán)境污染、資源浪費(fèi)和很大的安全隱患，因此從源頭減量、源頭治理是系統(tǒng)治理中非常重要的部分。

上海的垃圾分類實(shí)踐，為廚余垃圾資源化處理創(chuàng)造了必要條件，同時(shí)為污泥和廚余垃圾協(xié)同治理創(chuàng)造了很好的條件。與此同時(shí)，國(guó)家的發(fā)展規(guī)劃為廚余垃圾資源化利用提供了政策支撐，如2021年7月，國(guó)家發(fā)展改革委印發(fā)《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》中重點(diǎn)任務(wù)提出，推進(jìn)廚余垃圾、園林廢棄物、污水廠污泥等低值有機(jī)廢物的統(tǒng)籌協(xié)同處置，將廚余垃圾等城市廢棄物分類利用和集中處置列為重點(diǎn)工程與行動(dòng)。

城鎮(zhèn)污水污泥與廚余垃圾協(xié)同處理優(yōu)勢(shì)

廚余垃圾中豐富的有機(jī)質(zhì)，可以和活性污泥、微生物等物質(zhì)實(shí)現(xiàn)相互協(xié)同?？梢詫?shí)現(xiàn)三個(gè)優(yōu)勢(shì)：

一是發(fā)揮組分互惠作用。利用城鎮(zhèn)污水污泥富含微生物、廚余垃圾富含有機(jī)質(zhì)的主要組分特點(diǎn)，可極大提高污泥氣制備效果；

二是改善系統(tǒng)緩沖性。能緩解沖擊負(fù)荷對(duì)產(chǎn)甲烷菌的沖擊，提高厭氧消化系統(tǒng)穩(wěn)定性；

三是提高土壤可持續(xù)性。有機(jī)質(zhì)對(duì)土壤改良起到關(guān)鍵作用，緩解我國(guó)化肥和農(nóng)藥過量施用、盲目施用帶來的土壤損害。

預(yù)處理環(huán)節(jié)

在污水、污泥的預(yù)處理環(huán)節(jié)包括一系列產(chǎn)品，如城鎮(zhèn)污水污泥除砂除渣環(huán)節(jié)，可以優(yōu)化格柵、沉砂池設(shè)計(jì)和運(yùn)行，從根本上減少污泥砂渣含量。在厭氧消化之前設(shè)置污泥研磨機(jī)、污泥篩分機(jī)等，起到漿化或過濾作用。

在廚余垃圾預(yù)處理環(huán)節(jié)，可以根據(jù)廚余垃圾類型和厭氧消化工藝選擇預(yù)處理工藝。

03工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化

張辰指出，環(huán)保設(shè)備不能沒有標(biāo)準(zhǔn)，高質(zhì)量產(chǎn)品應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)物。2022年4月，標(biāo)定司以建司局函標(biāo)[2022]59號(hào)向主編單位上海市政工程設(shè)計(jì)研究總院（集團(tuán)）有限公司下達(dá)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《污泥協(xié)同處理廚余垃圾工程技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)》和《污泥協(xié)同處理廚余垃圾干式厭氧消化設(shè)備技術(shù)條件》的編制任務(wù)。目前，兩項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)已完成報(bào)批稿編制。

這些標(biāo)準(zhǔn)將產(chǎn)品進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，如將臥式、立式干式厭氧消化設(shè)備、機(jī)械攪拌、有效容積等提出規(guī)定。除此之外，一批行業(yè)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)正在編制中，在這些標(biāo)準(zhǔn)的要求下，環(huán)保設(shè)備的制造過程能像生產(chǎn)汽車一樣實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化。

04產(chǎn)業(yè)化實(shí)踐

目前，不少國(guó)內(nèi)環(huán)保企業(yè)已經(jīng)開啟了標(biāo)準(zhǔn)化模塊生產(chǎn)制造全過程自動(dòng)智能制造產(chǎn)線，以此進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的發(fā)展。上海市政院也在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)化的探索和實(shí)踐，并和行業(yè)一起打造了標(biāo)準(zhǔn)化的產(chǎn)品，比如壓力罐式微濾、節(jié)地型碳砂S型濾池、海綿設(shè)施系統(tǒng)解決方案，形成了產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化。

壓力罐式微濾

在推動(dòng)高品質(zhì)飲水方面，上海市政院與企業(yè)合作，推出了壓力罐式微濾產(chǎn)品并形成了標(biāo)準(zhǔn)化。該產(chǎn)品能實(shí)現(xiàn)出水水質(zhì)SDI＜5，滿足納濾系統(tǒng)進(jìn)水要求，同時(shí)工程投資較低，布置緊湊，工程占地少。

節(jié)地型碳砂S型濾池

海綿設(shè)施系統(tǒng)解決方案

海綿城市設(shè)施系統(tǒng)解決方案中具備一系列的設(shè)計(jì)和裝備，如面源系統(tǒng)、裝配式的生物滯留池、裝配式的智慧雨水收集系統(tǒng)、裝配式的排水溝等等，形成產(chǎn)品化、標(biāo)準(zhǔn)化、產(chǎn)業(yè)化。

面源污染處理器  

該產(chǎn)品是一款針對(duì)雨水徑流面源污染控制而研發(fā)的產(chǎn)品，在不影響過水排澇能力的基礎(chǔ)上，能夠顯著降低初期雨水污染物，同時(shí)具有防蚊、防臭等功能。后期維護(hù)簡(jiǎn)單，清淤方便，可在海綿城市建設(shè)及黑臭水體治理中發(fā)揮重要作用。并具有良好的承重性能、高效的雨水凈化能力、安裝維護(hù)便捷等特點(diǎn)。現(xiàn)已在全國(guó)多個(gè)地區(qū)的海綿化建設(shè)中發(fā)揮著重要作用，并已納入一系列國(guó)標(biāo)、地標(biāo)中進(jìn)行相應(yīng)的要求。

裝配式屋頂綠化種植系統(tǒng)

該產(chǎn)品是一種可蓄排水模塊化種植容器，產(chǎn)品規(guī)格為500x500x50mm，其具備安裝便捷、施工迅速、重量親、耐老化、有蓄水排水及給水用水功能、保溫隔熱性好、生態(tài)環(huán)保等功能及優(yōu)勢(shì)。同時(shí)是一種高效、科技、環(huán)保等屋頂花園種植容器。由于集聚蓄水、排水、給水、用水等功能于一體，是順應(yīng)“海綿城市”理念屋頂花園解決方案等主要組成模塊。

廚余垃圾預(yù)處理系統(tǒng)

垃圾料坑自動(dòng)疏水裝置

垃圾料坑自動(dòng)疏水裝置通常劃分通孔清堵單元和固液分離單元兩大組成部分，主要用于垃圾料坑、暫存坑的瀝水孔的疏通。

危廢物化處理系統(tǒng)

危廢領(lǐng)域是上海市政院特別關(guān)注的細(xì)分領(lǐng)域，危廢物化處理系統(tǒng)內(nèi)主要設(shè)備包括廢液儲(chǔ)罐、綜合反應(yīng)罐、固液分離裝置、石灰乳制備及投加裝置、加藥裝置、隔油裝置、氣浮裝置等，進(jìn)行了系統(tǒng)化集成，并形成標(biāo)準(zhǔn)和產(chǎn)業(yè)。

上海市政院以問題為導(dǎo)向，產(chǎn)生了一系列發(fā)明專利并形成產(chǎn)品化、標(biāo)準(zhǔn)化。張辰表示，希望大家能保持開放的心態(tài)，共同將環(huán)境產(chǎn)業(yè)做大，才能在產(chǎn)業(yè)鏈中占有一席之地。未來，上海市政院將聯(lián)合環(huán)保企業(yè)、制造行業(yè)共同進(jìn)行環(huán)境產(chǎn)業(yè)的產(chǎn)品化、標(biāo)準(zhǔn)化和產(chǎn)業(yè)化，推動(dòng)行業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

編輯： 李丹