E20水網固廢網 2023-10-02 00:02 發表于北京
以下文章來源于環境技術極客 ，作者魯波
環境技術極客.
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面對經濟衰退、房地產債務、人口紅利拐點、中等收入陷阱、中美脫鉤等宏觀市場環境的變動，環保產業作為作為政策依賴性強、對各產業發展起支撐作用的基礎性產業，產品價值回歸的時代是否即將到來？本文將深入探討污水處理工藝產品的進化論。
面對經濟衰退、房地產債務、人口紅利拐點、中等收入陷阱、中美脫鉤等宏觀市場環境的變動，環保產業作為作為政策依賴性強、對各產業發展起支撐作用的基礎性產業，產品價值回歸的時代是否即將到來？本文將深入探討污水處理工藝產品的進化論。
很多環保公司宣傳冊都強調擁有何種污水處理工藝技術，很少提及擁有哪種核心裝備產品。這主要是與傳統的污水處理以生化技術為主相關，而生化處理技術最關鍵的是要解決的兩個問題：一是微生物的富集；二是微生物與處理水的分離。在沒有出現填料強化技術、顆粒污泥（厭氧、好氧、厭氧氨氧化）技術、膜生物反應器技術前，傳統的生化處理技術只能依靠生化更大的池體容積、更久的停留時間、二沉淀池更大的表面積。面對一幢幢的鋼筋混凝土水池構筑物，我們怎么也不會把這個和“產品”這個詞聯系起來。
Google一下，無論在國內國外，你都可以查到watertreatment plant design guide ，卻看不到watertreatment product design guide。污水處理只有工藝設計手冊，卻看不到產品設計手冊。
而現在，情況可能發生些變化。
環保產業作為居民、企業的公共基礎設施行業，其需求受到居民人口及人口分布、產業景氣程度的影響。
1、人口與分布
2022年末，中國人口比前一年減少85萬，中國的人口出生率已排至全球倒數第二。如果沒有政府的強干預措施，人口數量減少的趨勢無法逆轉，給十四億人建設的環保治理設施規模在未來很長時間都是過剩的。
大城市對人口的虹吸作用導致人口在地理上的分布不均使得不同城市地域對環保治理設施的需求存在差異。人口凈流入（產業集中、養老醫療服務好、宜居）的城市，人口凈流出（產業薄弱）的城市、縣域、村鎮的環保治理設施的需求會呈現明顯的差異化。市政污水處理設施的共性需求變化趨勢特點是原位擴能工藝、小型集約化工藝發展。
2、產業景氣度
我們常說人口紅利、經濟內循環，因為人口數量增長是經濟持續發展的關鍵動能。人口數量拐點的到來，各產業企業景氣度預期在下降，環保治理需求預期規模也在縮減，除了酒廠、電池等逆勢上漲的A股龍頭。日本經濟泡沫破裂時的1990年后，連續19年日本的人口均在正增長，到達2009年后人口數量開始減少。提出著名的“資產負債表衰退理論”的日本野村證券首席經濟學家辜朝明測算：1990年日本房地產業占國內GDP總量約20%；2022年中國的占比約26%。日本從1990年開始進入經濟增速放緩的低增長時代，甚至在個別年份還出現負增長，這就是所謂日本“失去的三十年”。中國在房地產債務危機爆發的同時人口數量減少，此外還疊加中等收入陷阱、中美貿易脫鉤、政策的不確定等不利因素影響。但也不用太悲觀，辜朝明近日在財經論壇中表示，目前中國近一半的經濟學博士論文都在研究“資產負債表衰退理論”，而應對“縮表”的絕佳策略就是政府借債支出，他相信中國集中力量辦大事的優勢可以很好的應對。產業企業污水處理設施需求變化趨勢特點為高效低成本、即插即用。何謂即插即用？如果企業盈利，污水處理設施方便增加模塊擴能技改后迅速投產；如果企業虧損，污水處理設施方便停用、折舊變賣。綜上，污水處理設施的需求趨勢變化為高效低成本、集約化（原位擴能、模塊化、小型化）。
掌握傳統生化處理工藝技術、采用鋼砼池體型式的環保公司，在工藝技術變革、企業利潤增收、項目效率提升等多重因素驅動下也在發生變化。
1、工藝進化
以傳統的AO處理工藝為主的時代，COD的容積負荷1～2KgCOD/天·m³；如果處理更高濃度的污水，生化池體容積只能線型成比例增加，此外曝氣能耗成倍增加。Perry L.McCarty(佩里·麥卡蒂)教授發明厭氧生物濾池、受到啟發后Gatze Lettinga（萊廷格）教授發明的UASB，由環保工程公司在全球范圍內廣泛推廣并應用，進而加速厭氧處理技術領域反應器產品創新迭代，包括后來的EGSB、IC，COD的厭氧容積負荷在某些行業污水達到15～20KgCOD/天·m³甚至更高。其實污水中可生化降解的COD占比高就比較容易降解，反而是污水的NH3-N、TN的降解是生化反應的限速步驟。以采用超濾膜進行泥水分離的餐廚厭氧沼液污水處理為例（污泥濃度約10000mg/L計），硝化的容積負荷約0.3~0.5kgNH3-N/(m³·d)、脫氮（反硝化）容積負荷約0.4~0.6kgNO3-N/(m³·d)，而采用厭氧氨氧化技術后，無需外加碳源，脫氮負荷約可以達到1.6~2kgNO3-N/(m³·d)，曝氣理論能耗降低約50%。受UASB技術的發明，在好氧處理領域人們積極尋求傳統活性污泥法的替代技術，生物膜懸浮填料技術(MBBR)、膜生物反應器（MBR）、好氧顆粒污泥技術（AGS）均是有力的競爭者。MBBR技術采用比表面積大、密度與水接近的懸浮式填料產品以生物膜富集的方式提高生化池的污泥濃度，附著微生物的懸浮填料沉降速度可達到40m/h，強化污水處理、泥水分離效果。MBR技術采用內置或外置超濾膜組替代二沉池進行泥水分離，將生化池的污泥濃度可提升至15~20g/L，縮短系統的水力停留時間及池體容積，顯著提升出水水質效果，使得進一步處理回用成為可能。特別是好氧顆粒污泥技術，污泥濃度可達到8~15g/L，單個污泥顆粒沉降速度可達到40~100m/h，無需單獨設置沉淀池進行泥水分離，采用間歇式處理可無需建造反硝化池，可同步實現脫氮除磷，其中好氧顆粒污泥的胞外聚合物基質（Kaumera）可以回收生產新型材料。縱觀污水處理生化工藝的技術發展脈絡，由線性疊加或組合各宏觀模塊（預處理、生化、深度處理）逐漸轉向并聚焦于微觀多功能型（脫氮、除磷、沉降）的顆粒污泥（厭氧或好氧）。UASB、IC、EGSB技術推廣均采用反應器方式產品化輸出高效厭氧處理工藝，主要功能是高效降解COD；MBR、MBBR技術的關鍵分別是膜產品、填料產品，主要功能是采用好氧方式高效降解COD、NH3-N；好氧顆粒污泥技術更是將脫碳、脫氮、除磷功能集約于一體化，使得該技術未來完全產品化成為可能。
2、池體型式進化
2013年9月，大氣十條污染防治政策發布，而后水十條、土十條污染防治政策相繼出臺，中國環保產業進入正式進入如火如荼的環保大建設時代（2013年～2022年），市政公共及產業企業領域均在此階段集中釋放新業務增量需求，這與彼時的經濟刺激政策、內需拉動政策以及后續政府債務的形成是息息相關的。2023年，在經濟衰退、房地產債務、人口紅利拐點、中等收入陷阱、中美脫鉤等宏觀市場環境的影響下，新業務即增量業務的需求量急劇下滑，正式進入環保小時代（2023年~），以存量業務提質增效的業務需求為主的時代。在大開大合的大建設時代，污水處理的環保項目本質是套了殼的土建工程項目、景觀綠化項目，比如污水收集管網工程、污水提升泵站工程、污水處理廠工程、流域及生態治理工程、黑臭水體治理工程。集中式污水處理廠工程由于建設規模體量大，池體構筑物一般采用鋼砼型式；村鎮等分散式污水處理廠常見生化處理單元采用一體化污水處理設備、預處理及調節池采用鋼砼型式，或是全鋼砼型式。項目的承包主體一般是：①具備土建、市政施工資質的單位為主體總包②土建施工單位與環保公司聯合體承包③資質齊全的大型環保公司或設計院總承包。土建施工單位與環保公司溝通經常面臨的情況：①環保公司設計的異型池體，土建施工單位因施工難度大要求設計變更，污水處理效果無法保證影響調試驗收；②土建施工質量差，影響設備安裝質量；③土建施工進度慢，影響設備安裝進度；④環保公司與土建施工單位反復溝通最后以環保公司妥協而收場。建設單位及其聘請的評審專家對于環保公司提出工藝技術方案的價值認知決定方案是否被采納以及具體采用哪種工藝；工藝技術方案對除環保公司以外的其他參建方的利益影響決定對于該方案能否達成共識。在這樣環境下，創新性高效的工藝技術方案的價值未被充分認可，方案未被應用。環保公司提供的項目設計服務價值沒有得到建設單位、承包主體方的認可，但實際上工藝圖是環保公司畫的，設計院用來套圖框出圖。環保公司提供的環保設備、產品的造價被承包主體單位、建設單位、造價咨詢單位按照標準設備、材料計價，稱斤論兩核算。在環保大時代背景下，環保公司的創新性高效工藝技術方案、設計服務、設備產品價值均未被充分認可而獲得溢價增加企業利潤，因此關注重點轉移到如何降低項目成本。比如生產分散式一體化污水處理設備的環保公司強調產品的標準化，因為標準化帶來成本降低、質量提升、效率的提升。標準化使得環保公司快速擴張，獲得規模化效益后實現產業化，產業化推動成本進一步降低，標準化這個增長飛輪轉起來后加速環保企業的快速擴張，比如金達萊、深圳合續、碧水源等公司。在環保小時代，項目類別主要是存量業務的提質增效項目，特點是技改擴能項目多、小體量小規模項目多。在大體量、大規模項目上可能采用鋼砼型式的技術經濟評價更優，但是在小體量、小規模項目上采用分段焊接罐體等裝配型式的技術經濟評價更優。此外采用裝配式產品的項目還擁有建設周期短、力學性能優、占地面積少、水力流態好、可重復利用的特點。近幾年，市場供給端開始出現比如北控水務的裝配式水廠、鵬鷂環境的“PPMI裝配式水廠”等產品。
市場出現此類產品的主要原因是環保小時代市場需求端項目規模的變化、供給端環保公司對于價值和效率優化驅動。如果土建施工單位參與不進來，環保公司不僅位于價值鏈的上游，并且缺少共同分享蛋糕的人。相比鋼砼型式，裝配式型式輸出的環保工藝產品可以提升建設效率、服務效率。技術服務難以被客戶認可價值，把其包裝為產品后可以實現客戶價值認可的最大化。
1、行業趨勢
2022年4月，北控水務公開發布BEAOA與北控速粒兩項技術產品。其中北控速粒技術是基于好氧顆粒污泥技術處理市政污水的裝配式產品。該技術具有節約占地、綠色低碳、裝配式安裝等特點，主要應用于分散式污水、中小規模城鎮污水、工業點源污水、重點區域村鎮污水等項目。2023年1月，北控水務與三一筑工聯合研發的“裝配式水廠（建構筑物）關鍵技術研究與應用”通過科技成果評價。該技術采用預制大型空腔裝配式墻體、新型防水防滲節點構造做法，開發工裝設備、施工安裝方法等，形成裝配式污水處理廠構筑物設計、生產、運輸、安裝及驗收成套建造技術。北控水務作為水務行業龍頭企業，其提出高效顆粒污泥、裝配式建構筑物這兩個技術組合為核心的產品與服務創新方向，是以“技術+產品”模式迭代產品規劃、開發過程，是以“技術產品化、項目產品化、服務產品化”三個方向同時發力，最終實現以客戶需求為核心的綜合解決方案。北控水務由原來的投資建設型（資金+工程）公司發展為現在的工程和運營服務型（資管+運營）公司，正在謀求未來轉變為科技型（產品+服務）公司。在談及北控水務的“創新戰略”的初衷，北控水務副總裁表示“現有供排水業務基本成熟的條件下，企業需要提質增效并依托存量資產挖掘新業務機會。客戶要求全方位全能力的交付，現在面臨的環境問題越來越綜合，越來越復雜，環保企業需要擁有解決綜合問題的能力。”目前國內環保企業推出工藝產品還包括清研環境的“RPIR快速生化污水處理技術”、鵬凱環境的“鵬凱圓”等。
2、需求認知
用戶是誰？
污水處理工藝產品的用戶包括投資建設商、屬地運營單位、生產排污公司、環保工藝集成公司。需求是關于世界的事實，是用戶真實的需要。屬性是想象用戶怎樣使用產品的抽象。需求不是屬性。污水工藝產品的需求是滿足污水治理要求的產品服務。需求分析應當列舉用戶的決策因素，根據決策因素的權重進行排序。決策因素包括達標、服務質量好、投資運行成本低、建設周期短、啟動周期短、占地面積少、環境友好、可靠穩定、數字化等。決策因素會因不同客戶、地域、時間、項目特點而不同。市場上很多污水處理工藝產品一上來就宣傳產品的大數據、云平臺、人工智能等各種酷炫，但很可能還沒解決穩定達標處理的問題，這就是沒有對決策因素權重進行正確排序的例子。
3、產品化原則
什么是好技術？可能對不同用戶來講好技術的評價標準并不一樣，換言之技術沒有好壞。好技術并不能證明這是一個好產品，好產品意味交付用戶滿足需求的產品。技術是一個原理，產品化是將技術原理落地的實踐過程。
污水處理工藝產品提供的實質是產品服務，而僅僅依靠技術并不能完成服務的落地。從技術到產品的過程，是在有限的條件下探索實現從技術原理到快速商業化最優路徑的過程。當然，這個過程需要產品人通過項目實踐不停打磨、優化、迭代升級產品從滿足最大的應用場景逐步進化到滿足更多的應用場景。正如萊廷格教授在他的自傳中表述“UASB的商業化起步是失敗與成功并存”的一樣，產品化的過程需要同時面對失敗與成功，小步快跑、反復試錯才能取得進步。產品化是交付客戶需求價值的最優效率方式，不能為了技術轉化而產品化。產品化可以使得產品服務效率提升（溝通、建設、服務），使得技術服務價值包裝為產品后易被用戶認可。產品化使得用戶心中對于產品服務的體驗感、獲得感、價值感更強。產品化是需要技術做支撐的，為產品選擇合適的技術，而不是為了某種特定的技術而去硬要轉化為產品，是需要站在用戶的角度考慮該產品有無采用該技術的必要性、合理性、經濟性。設計產品時，產品化的雛形先于技術應用的概念而形成。
本期編輯：劉彤
統籌：李曉佳
