2023年12月18日，環(huán)境領(lǐng)域三項產(chǎn)品類“領(lǐng)跑者”團體標準正式發(fā)布。其中，《質(zhì)量分級與“領(lǐng)跑者”評價要求 生物質(zhì)碳源藥劑》由江蘇金山新材料科技有限公司（以下簡稱“金山新材料”）主編，該標準也是首個生物質(zhì)碳源藥劑相關(guān)標準規(guī)范。

投加碳源是提升污水處理反硝化速率和脫氮除磷效率的有效手段。生物質(zhì)碳源藥劑是以農(nóng)副產(chǎn)品及其衍生物，以及自然有機質(zhì)為原料，通過一定專有的技術(shù)工藝（如破碎、萃取等）提取其中的小分子物質(zhì)，并復(fù)配成無毒無害的碳源藥劑。

01必選之路：兼顧提質(zhì)增效與低碳運營

事實上，在2017年提出城鎮(zhèn)污水處理廠提質(zhì)增效的目標前，除了部分北方污水處理廠在冬季水溫低時有投加碳源促進微生物代謝的需求外，投加碳源并不是污水處理廠運行的必要環(huán)節(jié)。我國生活污水C/N比普遍較低，當污水處理排放標準提高，尤其是總氮排放要求大幅提高時，就需要通過外加碳源為反硝化過程提供電子供體和能量，提升生化處理單元的脫氮效果，這也是目前污水處理行業(yè)共識的唯一可實踐的技術(shù)手段。

雖然污水處理行業(yè)對我國總碳排放的貢獻僅有1%，但近十年來污水處理廠升級提標導(dǎo)致的污水處理能耗、藥耗增加，使其平均溫室氣體排放強度增長了約17%[1]，而碳源等藥劑投加產(chǎn)生的碳排放就占我國污水處理碳排放總量的14%[2]。據(jù)E20研究院不完全統(tǒng)計，每年乙酸鈉（污、廢水處理常用的化工碳源藥劑）的消耗超過了100萬噸。在“雙碳”的大背景下，城鎮(zhèn)污水處理廠的低碳運營成為管理優(yōu)化的重要方向，甚至有一些污水處理廠超前地提出了“零碳源添加”的口號。可惜的是，以活性污泥法為主流的市政污水處理技術(shù)在短時間內(nèi)幾乎不可能全部通過技術(shù)優(yōu)化達到這一目標。

據(jù)E20研究院不完全統(tǒng)計數(shù)據(jù)，城鎮(zhèn)污水處理廠目前投加的碳源95%是化工碳源藥劑，如乙酸鈉（約50%）、葡萄糖（約25%）、甲醇（約8%）等。化工碳源藥劑多數(shù)來自煤炭化工領(lǐng)域，是化石資源加工的產(chǎn)品或副產(chǎn)品，這毋庸置疑將提高污水處理廠的綜合碳排放。另一方面，化工碳源藥劑大多不是針對市政污水行業(yè)開發(fā)的產(chǎn)品，其安全性能、污泥適應(yīng)性能等存在一定問題，其儲存、運輸帶來的碳排放也不容小視。還有的化工碳源藥劑本身是危化品，如甲醇、乙酸等，其儲存和使用均有嚴格要求。

綜上所述，在提質(zhì)增效與低碳運營的雙重壓力下，留給城鎮(zhèn)污水處理廠的可行之路已非常狹窄。而生物質(zhì)碳源藥劑，作為一種提取自農(nóng)副產(chǎn)品、生物廢物等自然有機質(zhì)的，專為污水處理反硝化工藝段研發(fā)的特種碳源，或可“魚與熊掌兼得”。

02突破痛點：生物質(zhì)碳源質(zhì)量評定有據(jù)可依

以金山新材料研發(fā)的新型生物質(zhì)碳源藥劑產(chǎn)品“京山碳”為例，其在全國不同區(qū)域多座污水處理廠的實踐效果證明，“京山碳”在進水水質(zhì)穩(wěn)定情況下產(chǎn)品單耗碳氮比性能優(yōu)勢突出，在水質(zhì)變化波動情況下抗沖擊性優(yōu)勢突出，安全性與運輸、存儲、投加的便利性也明顯優(yōu)于化工碳源。

但性能的優(yōu)越并未使生物質(zhì)碳源藥劑順利走出市場通途，究其原因，就不得不先介紹當前各大水務(wù)集團的采購模式。“集中采購+公開招標+供應(yīng)商庫”是目前幾乎100%的大型水務(wù)集團針對碳源藥劑實行的采購模式。集團建立集采平臺，通過產(chǎn)品評估、資質(zhì)審定、價格談判等系列流程后，將供應(yīng)商產(chǎn)品進入“供應(yīng)商庫”中，污水處理廠定期（通常是每年）向集團申報碳源藥劑類型和數(shù)量的需求，通過集采平臺公開招標采購。也就是說，進入“供應(yīng)商庫”是生物質(zhì)碳源藥劑應(yīng)用到污水處理廠的先決條件。然而生物質(zhì)碳源藥劑作為一種新型產(chǎn)品，目前沒有行業(yè)級、國家級的產(chǎn)品相關(guān)標準指導(dǎo)產(chǎn)品的生產(chǎn)與使用。一部分水務(wù)集團出于低碳運營、提質(zhì)增效等目標，在有新型生物質(zhì)碳源藥劑產(chǎn)品選型時，會協(xié)同采購部門、科研部門、運營部門等對新型產(chǎn)品進行實驗、中試等考察，通過后將之納入到集采名錄中，但其過程繁瑣，缺乏相關(guān)標準規(guī)范支撐，出于責(zé)任、風(fēng)險等考慮，集團各部門難免動力不足。

《質(zhì)量分級與“領(lǐng)跑者”評價要求 生物質(zhì)碳源藥劑》標準的發(fā)布可謂直擊痛點，這項標準也是生物質(zhì)碳源藥劑產(chǎn)品的首項標準規(guī)范類文件。標準的發(fā)布意味著產(chǎn)品形態(tài)的成熟和生產(chǎn)使用方面的規(guī)范——這些都已凝練為標準中具體的條款，“成熟”與“規(guī)范”為采購和使用方免去對采用新產(chǎn)品的大多數(shù)擔(dān)憂，也就是用標準為產(chǎn)品背書。另一方面，與2022年發(fā)布的《污（廢）水處理用碳源》團體標準（該標準適用于所有類型的碳源）相比，這項生物質(zhì)碳源“專用”標準不僅對基本的理化指標要求、安全性要求設(shè)置了準入門檻（基本要求與達標水平），還對生物質(zhì)碳源藥劑產(chǎn)品的質(zhì)量分級的指標與水平做出了規(guī)定，如B/C值、COD當量等，而這些指標的水平顯著高于《污（廢）水處理用碳源》團體標準中對一般合格碳源的規(guī)定。也就是說，生物質(zhì)碳源藥劑產(chǎn)品的采購方和使用方可以通過這項標準，辨別生物質(zhì)碳源的質(zhì)量水平，也可以通過這項標準，了解到生物質(zhì)碳源相對一般化工碳源的優(yōu)勢。

綜上所述，《質(zhì)量分級與“領(lǐng)跑者”評價要求 生物質(zhì)碳源藥劑》的發(fā)布填補了生物質(zhì)碳源產(chǎn)品標準規(guī)范的空白，讓生物質(zhì)碳源藥劑產(chǎn)品的合格評定與優(yōu)劣鑒別有據(jù)可依，減輕了采購方與使用方的采購和使用風(fēng)險，為生物質(zhì)碳源進入水務(wù)集團的采購平臺和在更多市政污水處理廠投入應(yīng)用提供了一塊可靠的“敲門磚”。

圖1 生物質(zhì)碳源藥劑“領(lǐng)跑者”標準專家研討會

03引領(lǐng)行業(yè)：以標準建設(shè)彰顯技術(shù)實力

金山新材料作為生物質(zhì)碳源藥劑領(lǐng)域的先行者，不僅洞察了低碳發(fā)展背景下市政污水處理行業(yè)對高質(zhì)量生物質(zhì)碳源藥劑的巨大需求，在技術(shù)研發(fā)方面將生物質(zhì)碳源藥劑產(chǎn)品的來源錨定為綠色低碳的自然有機質(zhì)原料，更提前于行業(yè)將標準建設(shè)提升到戰(zhàn)略地位，積極參與并推動生物質(zhì)碳源藥劑標準規(guī)范的發(fā)布，為整個行業(yè)發(fā)聲。

“京山碳”的主要原料，來自于太湖治理的“頑疾”——藍藻，從藍藻中提取高價值的生物質(zhì)碳源有效成分，在還太湖水清岸綠的同時，將藍藻“變廢為寶”，為污水處理廠提供優(yōu)質(zhì)、高性價比、綠色低碳的新型生物質(zhì)碳源藥劑產(chǎn)品。在“京山碳”的研發(fā)過程中，金山新材料與北京大學(xué)聯(lián)合成立了“北大-金山環(huán)保新型碳源聯(lián)合實驗室”，圍繞藍藻的高效固碳能力和資源化利用展開研究，將“產(chǎn)-學(xué)-研-用”深度融合，從世界領(lǐng)先的新型生物質(zhì)碳源產(chǎn)品的研發(fā)到污水處理行業(yè)高質(zhì)量轉(zhuǎn)型升級的助力，再到污水處理“碳達峰-碳中和”目標的支撐落地，實現(xiàn)標桿化的環(huán)境企業(yè)科技創(chuàng)新能力提升與環(huán)境科技成果產(chǎn)業(yè)化轉(zhuǎn)化。

生物質(zhì)碳源藥劑標準建設(shè)的過程也使金山新材料受益良多。標準的研制過程首要就是對產(chǎn)品研發(fā)、生產(chǎn)、使用全生命周期的深入回顧與研究，“領(lǐng)跑者”標準還要額外增加對市場上化工碳源與生物質(zhì)碳源質(zhì)量水平的調(diào)研。標準建設(shè)的成果不僅為行業(yè)制定了產(chǎn)品質(zhì)量分級的標尺，也為金山新材料嚴格把控產(chǎn)品質(zhì)量提供了依據(jù)，為其成為真正的行業(yè)“領(lǐng)跑者”提供了動力。標準研制的過程還包含大量的行業(yè)研討與用戶意見征求，金山新材料在標準研制的一年多的時間里，共舉辦了4次大型專家研討會、評審會，以及若干次標準起草專業(yè)討論會，生物質(zhì)碳源藥劑產(chǎn)品全生命周期流程的規(guī)范在一次次專業(yè)的交流中，凝結(jié)匯集了研發(fā)團隊、用戶實踐、業(yè)內(nèi)專家的智慧，最終形成了生物質(zhì)碳源藥劑“領(lǐng)跑者”標準。

圖2 “京山碳”原料來源——藍藻

04總結(jié)

回顧《質(zhì)量分級與“領(lǐng)跑者”評價要求 生物質(zhì)碳源藥劑》標準的立項、研制與發(fā)布全過程，金山新材料承擔(dān)起了行業(yè)先行者的責(zé)任，通過標準建設(shè)為行業(yè)規(guī)范了生物質(zhì)碳源藥劑這一新型產(chǎn)品的質(zhì)量標準，為水務(wù)集團集采生物質(zhì)碳源提供了標準規(guī)范基礎(chǔ)，也為碳源藥劑廠商和供應(yīng)商提供生物質(zhì)碳源藥劑產(chǎn)品進階的方向，推動了行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級。

未來，圍繞新型生物質(zhì)碳源藥劑的標準建設(shè)工作將繼續(xù)深入，以行業(yè)團體標準推動國家標準的立項、研制與發(fā)布，推動低碳、零碳甚至負碳的新型生物質(zhì)碳源在城鎮(zhèn)污水處理廠的應(yīng)用，樹立國際級的綠色碳源產(chǎn)品品牌，將中國產(chǎn)品、中國品牌、中國標準推向世界。

[1] Du, W.-J.; Lu, J.-Y.; Hu, Y.-R.; Xiao, J.; Yang, C.; Wu, J.; Huang, B.; Cui, S.; Wang, Y.; Li, W.-W. Spatiotemporal pattern of greenhouse gas emissions in China’s wastewater sector and pathways towards carbon neutrality. Nature Water 2023, 1, 166?175

[2] 謝琤琤,劉剛.城市污水處理廠碳中和路徑解析[J].環(huán)境工程,2023,41(09):181-186.DOI:10.13205/j.hjgc.202309022

編輯：李丹