近年來，以現(xiàn)代生物技術(shù)和過程工程技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)突飛猛進(jìn)，農(nóng)村污水處理是否可以從發(fā)酵工藝中尋求解決問題的思路?6月13日，“2020(第十八屆)水業(yè)戰(zhàn)略論壇”在北京舉辦，浙江雙良商達(dá)環(huán)保有限公司(以下簡稱“雙良商達(dá)”)董事長、浙江農(nóng)林大學(xué)農(nóng)村環(huán)境研究所所長鄭展望介紹了雙良商達(dá)4.0模式中發(fā)酵強化工藝的特點、由來與應(yīng)用案例。

農(nóng)村污水治理4.0模式的4個“4”

目前， 全國農(nóng)村污水處理率從2016的22%穩(wěn)步提升，浙江也經(jīng)過十多年的治理，基本達(dá)到規(guī)劃保留村全覆蓋。多年的治理，取得了很大的成績，同時也發(fā)現(xiàn)，農(nóng)村污水有其獨有的特點：

技術(shù)高難度。許多地方開始鼓勵對農(nóng)村污水治理采用廠網(wǎng)一體化運營模式，多地已開始嘗試把農(nóng)村污水處理廠和管網(wǎng)進(jìn)行整體PPP運作，責(zé)權(quán)利分開，招商一起。這就要求供給端要有全方位能力應(yīng)對廠網(wǎng)一體化帶來的高技術(shù)要求;

行業(yè)不成熟。農(nóng)村污水治理在政策方面還存在一些不成熟的地方，政策、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范、導(dǎo)則等不斷出臺，這也要求供給方配合不斷更新的標(biāo)準(zhǔn)持續(xù)提高創(chuàng)新能力;

產(chǎn)業(yè)高門檻。農(nóng)村污水治理屬于大市政領(lǐng)域，具有產(chǎn)業(yè)高門檻特點，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(dá)提出農(nóng)村污水治理4.0模式。鄭展望介紹，農(nóng)村污水治理4.0是一個系統(tǒng)，概括其內(nèi)涵，可以歸結(jié)為4個“4”，最終要達(dá)到的是提升村民獲得感，這也是農(nóng)村人居環(huán)境建設(shè)的出發(fā)點和落腳點。

滿足4個潛在需求。1，有用，治理設(shè)施需要真正實現(xiàn)出水達(dá)標(biāo)排放;2，耐用，治理設(shè)施能滿足20-30年的使用需求;3，好用，農(nóng)村污水點多、面廣、量大，運行管理一直是一大難題。好用要求能把設(shè)施有效、高效地使用起來;4，適用，治理方案及經(jīng)濟要求能適合農(nóng)村條件。

存在4個行業(yè)難題。鄭展望介紹道，在農(nóng)村污水治理實際執(zhí)行過程中，有四大難題考驗著農(nóng)村污水治理企業(yè)：1，達(dá)標(biāo)難，在實際執(zhí)行過程中，經(jīng)常面臨碳氮比低，除磷脫氮難問題;2，建設(shè)難，工程監(jiān)管難，設(shè)備質(zhì)量不穩(wěn)定;3，管理難，點多、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(zhèn)高。

依靠4個行業(yè)創(chuàng)新。為解決上述4個行業(yè)難題，雙良商達(dá)4.0方案中提出4個行業(yè)創(chuàng)新，即工藝發(fā)酵強化，將發(fā)酵強化技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)村速水行業(yè);設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化，編制《農(nóng)村生活污水凈化裝置》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn);運維智慧化，引入物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)解決點多、面廣、兩大的管理難題;站點簡約化，簡約不意味著簡單，雙良商達(dá)4.0模式積極尋找更簡便經(jīng)濟、更適用于農(nóng)村條件的治理措施。

達(dá)到4個項目目標(biāo)。雙良商達(dá)4.0方案中提出4個行業(yè)創(chuàng)新，通過這4個方面的創(chuàng)新希望達(dá)到4各項目目標(biāo)：1，做得好，工藝、選址、施工等符合規(guī)范;2，管得好，污水設(shè)施能高效運行;3，看得見，示范站點等治理效果真實可見;4，獲得感，環(huán)境提升、站點景觀、公眾參與、增加收入。

4.0模式的工藝路線——發(fā)酵強化

為什么要選擇發(fā)酵強化工藝路線?鄭展望袒露，在從事農(nóng)村污水治理的這些年來，C/N低、變化系數(shù)大、抗沖擊能力小等問題始終困擾著從業(yè)者，盡管在傳統(tǒng)工藝上做了很多改進(jìn)，但是技術(shù)瓶頸依舊難以突破。鄭展望開始在自己所學(xué)專業(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)展來看，1912年，污水治理行業(yè)首次發(fā)現(xiàn)活性污泥的作用，再到1916年，第一個活性污泥污水廠建立，活性污泥在工藝技術(shù)控制上取得了長足發(fā)展;從發(fā)酵工程這一學(xué)科來看，1857年，巴斯德證實微生物發(fā)酵作用，70年代開始，進(jìn)入基因工程現(xiàn)代生物學(xué)階段，近年來以現(xiàn)代生物技術(shù)和過程工程技術(shù)為基礎(chǔ)的現(xiàn)代發(fā)酵工業(yè)突飛猛進(jìn)。雖然兩種技術(shù)的主導(dǎo)者都是微生物，但活性污泥技術(shù)的側(cè)重點在于工藝控制技術(shù)這一方面，發(fā)酵工程側(cè)重點在微生物選育及培養(yǎng)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(dá)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(fù)配以及固定化投放應(yīng)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)展的一門新興技術(shù)。克服了活性污泥發(fā)中對微生物的認(rèn)知、選擇以及應(yīng)用的不足，但是其研究開發(fā)有較高的門檻。

面對難題，鄭展望沒有放棄，他來到中國發(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(dǎo)師，生物系統(tǒng)與生物加工過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(xiàn)代發(fā)酵技術(shù)在農(nóng)村污水行業(yè)的應(yīng)用。

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

雙良商達(dá)通過高通量平臺優(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(diào)控因子，強化其降解效率和環(huán)境耐受能力，并針對水質(zhì)特點對微生物菌劑進(jìn)行復(fù)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(hù)。最后，將通過以上環(huán)節(jié)制成的固定化菌包作為種子庫，持續(xù)釋放，提高出水達(dá)標(biāo)率。

編輯：汪茵