E20水網(wǎng)固廢網(wǎng) 2023-10-02 00:02 發(fā)表于北京
以下文章來源于環(huán)境技術極客 ，作者魯波
環(huán)境技術極客.
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面對經(jīng)濟衰退、房地產(chǎn)債務、人口紅利拐點、中等收入陷阱、中美脫鉤等宏觀市場環(huán)境的變動，環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為作為政策依賴性強、對各產(chǎn)業(yè)發(fā)展起支撐作用的基礎性產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)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(chǎn)品的進化論。
工藝包"封包"后，環(huán)境服務"窘境"二十年
面對經(jīng)濟衰退、房地產(chǎn)債務、人口紅利拐點、中等收入陷阱、中美脫鉤等宏觀市場環(huán)境的變動，環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為作為政策依賴性強、對各產(chǎn)業(yè)發(fā)展起支撐作用的基礎性產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)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(chǎn)品的進化論。
很多環(huán)保公司宣傳冊都強調(diào)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(chǎn)品。這主要是與傳統(tǒng)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(xiàn)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(tǒng)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(chǎn)品”這個詞聯(lián)系起來。
Google一下，無論在國內(nèi)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(chǎn)品設計手冊。
而現(xiàn)在，情況可能發(fā)生些變化。
環(huán)保產(chǎn)業(yè)作為居民、企業(yè)的公共基礎設施行業(yè)，其需求受到居民人口及人口分布、產(chǎn)業(yè)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(shù)第二。如果沒有政府的強干預措施，人口數(shù)量減少的趨勢無法逆轉(zhuǎn)，給十四億人建設的環(huán)保治理設施規(guī)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?qū)Νh(huán)保治理設施的需求存在差異。人口凈流入（產(chǎn)業(yè)集中、養(yǎng)老醫(yī)療服務好、宜居）的城市，人口凈流出（產(chǎn)業(yè)薄弱）的城市、縣域、村鎮(zhèn)的環(huán)保治理設施的需求會呈現(xiàn)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(fā)展。
2、產(chǎn)業(yè)景氣度
我們常說人口紅利、經(jīng)濟內(nèi)循環(huán)，因為人口數(shù)量增長是經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的關鍵動能。人口數(shù)量拐點的到來，各產(chǎn)業(yè)企業(yè)景氣度預期在下降，環(huán)保治理需求預期規(guī)模也在縮減，除了酒廠、電池等逆勢上漲的A股龍頭。日本經(jīng)濟泡沫破裂時的1990年后，連續(xù)19年日本的人口均在正增長，到達2009年后人口數(shù)量開始減少。提出著名的“資產(chǎn)負債表衰退理論”的日本野村證券首席經(jīng)濟學家辜朝明測算：1990年日本房地產(chǎn)業(yè)占國內(nèi)GDP總量約20%；2022年中國的占比約26%。日本從1990年開始進入經(jīng)濟增速放緩的低增長時代，甚至在個別年份還出現(xiàn)負增長，這就是所謂日本“失去的三十年”。中國在房地產(chǎn)債務危機爆發(fā)的同時人口數(shù)量減少，此外還疊加中等收入陷阱、中美貿(mào)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(jīng)論壇中表示，目前中國近一半的經(jīng)濟學博士論文都在研究“資產(chǎn)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(yōu)勢可以很好的應對。產(chǎn)業(yè)企業(yè)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(yè)盈利，污水處理設施方便增加模塊擴能技改后迅速投產(chǎn)；如果企業(yè)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(tǒng)生化處理工藝技術、采用鋼砼池體型式的環(huán)保公司，在工藝技術變革、企業(yè)利潤增收、項目效率提升等多重因素驅(qū)動下也在發(fā)生變化。
1、工藝進化
以傳統(tǒng)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(fā)明厭氧生物濾池、受到啟發(fā)后Gatze Lettinga（萊廷格）教授發(fā)明的UASB，由環(huán)保工程公司在全球范圍內(nèi)廣泛推廣并應用，進而加速厭氧處理技術領域反應器產(chǎn)品創(chuàng)新迭代，包括后來的EGSB、IC，COD的厭氧容積負荷在某些行業(yè)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(fā)明，在好氧處理領域人們積極尋求傳統(tǒng)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(chǎn)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(nèi)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(tǒng)的水力停留時間及池體容積，顯著提升出水水質(zhì)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(xiàn)脫氮除磷，其中好氧顆粒污泥的胞外聚合物基質(zhì)（Kaumera）可以回收生產(chǎn)新型材料。縱觀污水處理生化工藝的技術發(fā)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(zhuǎn)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(chǎn)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(chǎn)品、填料產(chǎn)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(chǎn)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(fā)布，而后水十條、土十條污染防治政策相繼出臺，中國環(huán)保產(chǎn)業(yè)進入正式進入如火如荼的環(huán)保大建設時代（2013年～2022年），市政公共及產(chǎn)業(yè)企業(yè)領域均在此階段集中釋放新業(yè)務增量需求，這與彼時的經(jīng)濟刺激政策、內(nèi)需拉動政策以及后續(xù)政府債務的形成是息息相關的。2023年，在經(jīng)濟衰退、房地產(chǎn)債務、人口紅利拐點、中等收入陷阱、中美脫鉤等宏觀市場環(huán)境的影響下，新業(yè)務即增量業(yè)務的需求量急劇下滑，正式進入環(huán)保小時代（2023年~），以存量業(yè)務提質(zhì)增效的業(yè)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(huán)保項目本質(zhì)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(wǎng)工程、污水提升泵站工程、污水處理廠工程、流域及生態(tài)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(guī)模體量大，池體構筑物一般采用鋼砼型式；村鎮(zhèn)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(diào)節(jié)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(zhì)的單位為主體總包②土建施工單位與環(huán)保公司聯(lián)合體承包③資質(zhì)齊全的大型環(huán)保公司或設計院總承包。土建施工單位與環(huán)保公司溝通經(jīng)常面臨的情況：①環(huán)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(diào)試驗收；②土建施工質(zhì)量差，影響設備安裝質(zhì)量；③土建施工進度慢，影響設備安裝進度；④環(huán)保公司與土建施工單位反復溝通最后以環(huán)保公司妥協(xié)而收場。建設單位及其聘請的評審專家對于環(huán)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(huán)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(huán)境下，創(chuàng)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(huán)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(huán)保公司畫的，設計院用來套圖框出圖。環(huán)保公司提供的環(huán)保設備、產(chǎn)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(huán)保大時代背景下，環(huán)保公司的創(chuàng)新性高效工藝技術方案、設計服務、設備產(chǎn)品價值均未被充分認可而獲得溢價增加企業(yè)利潤，因此關注重點轉(zhuǎn)移到如何降低項目成本。比如生產(chǎn)分散式一體化污水處理設備的環(huán)保公司強調(diào)產(chǎn)品的標準化，因為標準化帶來成本降低、質(zhì)量提升、效率的提升。標準化使得環(huán)保公司快速擴張，獲得規(guī)�；б婧髮崿F(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，產(chǎn)業(yè)化推動成本進一步降低，標準化這個增長飛輪轉(zhuǎn)起來后加速環(huán)保企業(yè)的快速擴張，比如金達萊、深圳合續(xù)、碧水源等公司。在環(huán)保小時代，項目類別主要是存量業(yè)務的提質(zhì)增效項目，特點是技改擴能項目多、小體量小規(guī)模項目多。在大體量、大規(guī)模項目上可能采用鋼砼型式的技術經(jīng)濟評價更優(yōu)，但是在小體量、小規(guī)模項目上采用分段焊接罐體等裝配型式的技術經(jīng)濟評價更優(yōu)。此外采用裝配式產(chǎn)品的項目還擁有建設周期短、力學性能優(yōu)、占地面積少、水力流態(tài)好、可重復利用的特點。近幾年，市場供給端開始出現(xiàn)比如北控水務的裝配式水廠、鵬鷂環(huán)境的“PPMI裝配式水廠”等產(chǎn)品。
市場出現(xiàn)此類產(chǎn)品的主要原因是環(huán)保小時代市場需求端項目規(guī)模的變化、供給端環(huán)保公司對于價值和效率優(yōu)化驅(qū)動。如果土建施工單位參與不進來，環(huán)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(huán)保工藝產(chǎn)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(chǎn)品后可以實現(xiàn)客戶價值認可的最大化。
1、行業(yè)趨勢
2022年4月，北控水務公開發(fā)布BEAOA與北控速粒兩項技術產(chǎn)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(chǎn)品。該技術具有節(jié)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(guī)模城鎮(zhèn)污水、工業(yè)點源污水、重點區(qū)域村鎮(zhèn)污水等項目。2023年1月，北控水務與三一筑工聯(lián)合研發(fā)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(jié)點構造做法，開發(fā)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(chǎn)、運輸、安裝及驗收成套建造技術。北控水務作為水務行業(yè)龍頭企業(yè)，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(chǎn)品與服務創(chuàng)新方向，是以“技術+產(chǎn)品”模式迭代產(chǎn)品規(guī)劃、開發(fā)過程，是以“技術產(chǎn)品化、項目產(chǎn)品化、服務產(chǎn)品化”三個方向同時發(fā)力，最終實現(xiàn)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(fā)展為現(xiàn)在的工程和運營服務型（資管+運營）公司，正在謀求未來轉(zhuǎn)變?yōu)榭萍夹停óa(chǎn)品+服務）公司。在談及北控水務的“創(chuàng)新戰(zhàn)略”的初衷，北控水務副總裁表示“現(xiàn)有供排水業(yè)務基本成熟的條件下，企業(yè)需要提質(zhì)增效并依托存量資產(chǎn)挖掘新業(yè)務機會。客戶要求全方位全能力的交付，現(xiàn)在面臨的環(huán)境問題越來越綜合，越來越復雜，環(huán)保企業(yè)需要擁有解決綜合問題的能力。”目前國內(nèi)環(huán)保企業(yè)推出工藝產(chǎn)品還包括清研環(huán)境的“RPIR快速生化污水處理技術”、鵬凱環(huán)境的“鵬凱圓”等。
2、需求認知
用戶是誰？
污水處理工藝產(chǎn)品的用戶包括投資建設商、屬地運營單位、生產(chǎn)排污公司、環(huán)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(chǎn)品的抽象。需求不是屬性。污水工藝產(chǎn)品的需求是滿足污水治理要求的產(chǎn)品服務。需求分析應當列舉用戶的決策因素，根據(jù)決策因素的權重進行排序。決策因素包括達標、服務質(zhì)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(huán)境友好、可靠穩(wěn)定、數(shù)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(chǎn)品一上來就宣傳產(chǎn)品的大數(shù)據(jù)、云平臺、人工智能等各種酷炫，但很可能還沒解決穩(wěn)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(chǎn)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(chǎn)品，好產(chǎn)品意味交付用戶滿足需求的產(chǎn)品。技術是一個原理，產(chǎn)品化是將技術原理落地的實踐過程。
污水處理工藝產(chǎn)品提供的實質(zhì)是產(chǎn)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(chǎn)品的過程，是在有限的條件下探索實現(xiàn)從技術原理到快速商業(yè)化最優(yōu)路徑的過程。當然，這個過程需要產(chǎn)品人通過項目實踐不停打磨、優(yōu)化、迭代升級產(chǎn)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(yè)化起步是失敗與成功并存”的一樣，產(chǎn)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(chǎn)品化是交付客戶需求價值的最優(yōu)效率方式，不能為了技術轉(zhuǎn)化而產(chǎn)品化。產(chǎn)品化可以使得產(chǎn)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(chǎn)品后易被用戶認可。產(chǎn)品化使得用戶心中對于產(chǎn)品服務的體驗感、獲得感、價值感更強。產(chǎn)品化是需要技術做支撐的，為產(chǎn)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(zhuǎn)化為產(chǎn)品，是需要站在用戶的角度考慮該產(chǎn)品有無采用該技術的必要性、合理性、經(jīng)濟性。設計產(chǎn)品時，產(chǎn)品化的雛形先于技術應用的概念而形成。
本期編輯：劉彤
統(tǒng)籌：李曉佳
