張辰：技術、專利不能只是一張紙，要看得見、摸得著

“環境產業以政策為導向，我們的國情決定了產業的發展方向，因此，永遠不變的只有變化，要學習、學習、再學習，永遠保持創新”，在“2023（第十五屆）上海水業熱點論壇”上，上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司總工/全國工程勘察設計大師張辰以“雙碳背景下的產品化標準化產業化”為題進行了分享，他指出，技術和專利不能只憑一張紙，要開發成看得見、摸得著的東西，讓中國的創新眼見為實，這個過程或許可以用工程技術產品化去實現。

張辰

01研究背景

人類是命運的共同體，保護生態環境是全球面臨的共同挑戰和共同責任，在第75屆聯合國大會上，習總書記提出中國將提高國家自主貢獻力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力爭于2030 年前達到峰值，努力爭取2060年前實現碳中和。

根據WRI（世界資源研究所）統計，2020年全球碳排放總量461億噸，其中中國碳排放量129.4億噸，占全球總排放量的28%。張辰指出，盡管我國人均排碳量不算大，但碳問題抑制中國發展，中國尤其是環保行業，仍需為減排做出貢獻和努力。

WRI2020年數據顯示，我國廢水與固廢處理碳排放量占全社會總量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%，張辰認為，在雙碳背景下，城鎮有機質的資源化利用受到高度重視。

張辰分享了國際上水行業碳減排最新研究， 2022年，Jacobs公司對低碳化的污水處理模式經營進行了評估，對污水污泥處理各環節列入短名單的20項技術，在實施場合、適用性和存在問題等方面逐個進行了分析。

2022年3月，IWA國際水協發布《邁向碳中和》，從政策、管理和技術多方面闡述了碳中和的機會，并著重分析了每個污水處理環節的脫碳潛力。《溫室氣體排放和水資源回收設施》則詳細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行碳排放計算和記錄方法應盡快標準化，提出了很好的指導意見。

英國是較早提出碳達峰、碳中和的國家，2023年3月，英國最新頒布的《建筑和基礎設施碳管理標準》及指導文件，規定了建筑和基礎設施全生命周期的碳資產管理程序和減排原則，并將有機質作為生命能源進行綜合利用。

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

國家標準中《室外排水設計標準 GB 50014-2021》提出城鎮已建有污水收集和集中處理設施時，分流制排水系統不應設置化糞池。《城鄉排水工程項目規范GB 55027-2022》提出分流制排水系統逐步取消化糞池，應在建立較為完善的污水收集處理設施和健全的運行維護制度的前提下實施。這些國家標準對于化糞池的逐步取消進行了明確規定。

張辰指出，行業要系統分析國內外關于化糞池取消的有關規定，并總結經驗更好地落實，成為行業的產品化、標準化、產業化的方向。

02工程技術產品化

張辰指出，技術和專利不能只憑一張紙，要開發成看得見、摸得著的東西，讓中國的創新眼見為實，這個過程或許可以用工程技術產品化去實現。

習總書記7月17日在全國生態環境保護大會指出，要總結新時代十年的實踐經驗，分析當前面臨的新情況新問題，繼續推進生態文明建設，必須以新時代中國特色社會主義生態文明思想為指導，正確處理五個重大關系。

一是高質量發展和高水平保護的關系；二是重點攻堅和協同治理的關系，三是自然恢復和人工修復的關系；四是外部約束和內生動力的關系；五是“雙碳”承諾和自主行動的關系。其中第二點重點攻堅和協同治理，就是要堅持系統觀念，抓住主要矛盾和矛盾的主要方面，對突出生態環境問題采取有力措施，同時強化目標協同、多污染物控制協同、部門協同、區域協同、政策協同，不斷增強各項工作的系統性、整體性、協同性。

城鎮污水污泥處理處置現狀

在污泥處理中，氧消化碳排放最低，在有機質含量較高的情況下，可實現負碳排放，好氧發酵次之，干化焚燒和深度脫水碳排放水平基本相當。填埋碳排放量遠高于土地利用，從碳排放的角度也應盡量避免污泥填埋處置。因此，污泥處理中能源和物質的回收環節是產品化、標準化重要部分。

通過污泥厭氧消化實現能源和物質回收，是實現污水處理廠碳循環和能源自給的關鍵途徑。厭氧消化產生甲烷氣體，除滿足自身能量需求之外，還可以用于污泥氣鍋爐、熱電聯產和精制提純。

廚余垃圾處理處置現狀

2020年，我國城市生活垃圾的清運量達到23512萬噸。上海垃圾分類實踐之后，得出了廚余垃圾可以占整個生活垃圾量50%的數據。而目前我國廚余垃圾的處理處置，超過50%采用填埋，38%進行焚燒，張辰指出，這種無序處理處置導致環境污染、資源浪費和很大的安全隱患，因此從源頭減量、源頭治理是系統治理中非常重要的部分。

上海的垃圾分類實踐，為廚余垃圾資源化處理創造了必要條件，同時為污泥和廚余垃圾協同治理創造了很好的條件。與此同時，國家的發展規劃為廚余垃圾資源化利用提供了政策支撐，如2021年7月，國家發展改革委印發《“十四五”循環經濟發展規劃》中重點任務提出，推進廚余垃圾、園林廢棄物、污水廠污泥等低值有機廢物的統籌協同處置，將廚余垃圾等城市廢棄物分類利用和集中處置列為重點工程與行動。

城鎮污水污泥與廚余垃圾協同處理優勢

廚余垃圾中豐富的有機質，可以和活性污泥、微生物等物質實現相互協同。可以實現三個優勢：

一是發揮組分互惠作用。利用城鎮污水污泥富含微生物、廚余垃圾富含有機質的主要組分特點，可極大提高污泥氣制備效果；

二是改善系統緩沖性。能緩解沖擊負荷對產甲烷菌的沖擊，提高厭氧消化系統穩定性；

三是提高土壤可持續性。有機質對土壤改良起到關鍵作用，緩解我國化肥和農藥過量施用、盲目施用帶來的土壤損害。

預處理環節

在污水、污泥的預處理環節包括一系列產品，如城鎮污水污泥除砂除渣環節，可以優化格柵、沉砂池設計和運行，從根本上減少污泥砂渣含量。在厭氧消化之前設置污泥研磨機、污泥篩分機等，起到漿化或過濾作用。

在廚余垃圾預處理環節，可以根據廚余垃圾類型和厭氧消化工藝選擇預處理工藝。

03工程技術標準化

張辰指出，環保設備不能沒有標準，高質量產品應該是標準化的產物。2022年4月，標定司以建司局函標[2022]59號向主編單位上海市政工程設計研究總院（集團）有限公司下達行業標準《污泥協同處理廚余垃圾工程技術標準》和《污泥協同處理廚余垃圾干式厭氧消化設備技術條件》的編制任務。目前，兩項標準已完成報批稿編制。

這些標準將產品進行標準化，如將臥式、立式干式厭氧消化設備、機械攪拌、有效容積等提出規定。除此之外，一批行業團體標準正在編制中，在這些標準的要求下，環保設備的制造過程能像生產汽車一樣實現標準化。

04產業化實踐

目前，不少國內環保企業已經開啟了標準化模塊生產制造全過程自動智能制造產線，以此進行產業化的發展。上海市政院也在進行產業化的探索和實踐，并和行業一起打造了標準化的產品，比如壓力罐式微濾、節地型碳砂S型濾池、海綿設施系統解決方案，形成了產品的標準化。

壓力罐式微濾

在推動高品質飲水方面，上海市政院與企業合作，推出了壓力罐式微濾產品并形成了標準化。該產品能實現出水水質SDI＜5，滿足納濾系統進水要求，同時工程投資較低，布置緊湊，工程占地少。

節地型碳砂S型濾池

海綿設施系統解決方案

海綿城市設施系統解決方案中具備一系列的設計和裝備，如面源系統、裝配式的生物滯留池、裝配式的智慧雨水收集系統、裝配式的排水溝等等，形成產品化、標準化、產業化。

面源污染處理器  

該產品是一款針對雨水徑流面源污染控制而研發的產品，在不影響過水排澇能力的基礎上，能夠顯著降低初期雨水污染物，同時具有防蚊、防臭等功能。后期維護簡單，清淤方便，可在海綿城市建設及黑臭水體治理中發揮重要作用。并具有良好的承重性能、高效的雨水凈化能力、安裝維護便捷等特點。現已在全國多個地區的海綿化建設中發揮著重要作用，并已納入一系列國標、地標中進行相應的要求。

裝配式屋頂綠化種植系統

該產品是一種可蓄排水模塊化種植容器，產品規格為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、生態環保等功能及優勢。同時是一種高效、科技、環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“海綿城市”理念屋頂花園解決方案等主要組成模塊。

廚余垃圾預處理系統

垃圾料坑自動疏水裝置

垃圾料坑自動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

危廢領域是上海市政院特別關注的細分領域，危廢物化處理系統內主要設備包括廢液儲罐、綜合反應罐、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，進行了系統化集成，并形成標準和產業。

上海市政院以問題為導向，產生了一系列發明專利并形成產品化、標準化。張辰表示，希望大家能保持開放的心態，共同將環境產業做大，才能在產業鏈中占有一席之地。未來，上海市政院將聯合環保企業、制造行業共同進行環境產業的產品化、標準化和產業化，推動行業高質量發展。

編輯： 李丹