一、背景
生態(tài)，習(xí)近平總書記稱為“我最看重的事情之一”；實現(xiàn)碳達峰、碳中和，是中國向世界作出的莊嚴承諾，兩者相輔相成，缺一不可。為持續(xù)加強生態(tài)文明建設(shè)，推動達成“雙碳”目標，中交集團印發(fā)了《中國交通暨中國交建“十四五”綠色低碳發(fā)展規(guī)劃》。作為中交集團成員單位，碧水源建綠色工廠，研發(fā)綠色低碳技術(shù)，并成立了以副董事長、總裁黃江龍為組長的綠色低碳發(fā)展領(lǐng)導(dǎo)小組，涉及經(jīng)營計劃部、市場中心、研發(fā)中心等8個部門，全面推進公司綠色低碳發(fā)展相關(guān)工作，著力促進經(jīng)濟、社會和環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展以及城鄉(xiāng)民生改善，在未來綠色低碳經(jīng)濟中搶占先機。
二、責(zé)任行動
（一）開發(fā)并推廣高等級污水資源化技術(shù)
1.低能耗曝氣MBR工藝。
作為我國大型MBR膜生物反應(yīng)器技術(shù)的開創(chuàng)者和推廣者，碧水源近年來持續(xù)研發(fā)并取得了重大突破，其產(chǎn)品已成功應(yīng)用于上百個大型市政污水處理工程。碧水源強化脫氮除磷MBR工藝采用其自主開發(fā)的低能耗膜組器，并運用了強化內(nèi)源反硝化、碳源精確投加及化學(xué)除磷藥劑精確投加等技術(shù)，深度去除污水中的氮和磷，可將城鎮(zhèn)污水處理為地表Ⅳ類以上水質(zhì)的高品質(zhì)再生水，同時占地面積比傳統(tǒng)污水處理工藝節(jié)省30%以上。
2.新型非曝氣振動MBR工藝。
2017～2021年，公司開發(fā)了振動MBR工藝，不同于常規(guī)曝氣MBR工藝，振動MBR依靠電機帶動MBR組器機械振動，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)高強度曝氣吹掃的膜污染控制方式。
振動膜生物反應(yīng)器（V-MBR）技術(shù)是碧水源于2021年10月正式對外發(fā)布的創(chuàng)新技術(shù)，出水水質(zhì)可達地表（湖、庫）Ⅳ類以上且節(jié)能低碳優(yōu)勢顯著，是“十四五”期間公司服務(wù)于國家污水資源化戰(zhàn)略、深入打好污染防治攻堅戰(zhàn)、治理湖泊富營養(yǎng)化的主要推廣技術(shù)。首座V-MBR示范工程北京竇店再生水廠自通水運行以來，脫氮除磷效果好，運行能耗低，技術(shù)優(yōu)勢顯著，取得了階段性成果。目前正在推進中的V-MBR項目累計規(guī)模已超過80萬m3/d，預(yù)計未來2～3年累計推廣規(guī)模能達到300萬m3/d，市場空間巨大。
3.MBR-DF雙膜新水源工藝
為將污水轉(zhuǎn)化為地表水Ⅲ類及以上標準優(yōu)質(zhì)水資源，碧水源創(chuàng)新研發(fā)出雙膜新水源工藝（MBR-DF）。與其他國家在傳統(tǒng)的污水處理廠后增加超濾-反滲透技術(shù)相比，MBR-DF系統(tǒng)運行壓力可降低60%～70%，能耗下降60%～65%，出水水質(zhì)達到地表Ⅲ類水以上，已成為北京、天津等對再生水有高標準要求的地區(qū)、洱海流域等水環(huán)境敏感地區(qū)、特殊行業(yè)需求等水質(zhì)穩(wěn)定達標的支撐性技術(shù)。
（二）牽頭開展綠色制造系統(tǒng)集成項目研究
碧水源作為牽頭單位，聯(lián)合奧賽科膜科技(天津)有限公司、清華大學(xué)、中國環(huán)保機械行業(yè)協(xié)會、北京首創(chuàng)生態(tài)環(huán)保集團股份有限公司等上下游重點企業(yè)、科研院校和行業(yè)協(xié)會組織開展“新型膜法水處理環(huán)保裝備綠色智能化設(shè)計制造平臺建設(shè)”的研究、應(yīng)用示范、建設(shè)和推廣。
三、履責(zé)成效
（一）開發(fā)并推廣高等級污水資源化技術(shù)
1.低能耗曝氣MBR工藝。
最新研制的第Ⅳ代節(jié)能型MBR膜組器是使MBR技術(shù)進一步降低能耗的核心產(chǎn)品，通過膜材料抗低溫性能提升、通量提升，和組器水力學(xué)優(yōu)化、元件結(jié)構(gòu)優(yōu)化、曝氣方式優(yōu)化、化學(xué)清洗優(yōu)化等，顯著減少了膜吹掃的耗能。膜吹掃的噸水電耗從第I代的0.25度電降至第Ⅳ代的0.1度電，降幅約60%。
圖1 第Ⅳ代低能耗曝氣MBR組器80%
2.新型非曝氣振動MBR工藝
振動MBR膜組器在具備曝氣MBR組器技術(shù)優(yōu)勢的同時，能耗顯著下降。與傳統(tǒng)曝氣MBR工藝相比，振動MBR全流程運行能耗可降低20%以上，出水總氮可降低3～5mg/L，突破了傳統(tǒng)MBR的瓶頸。以處理規(guī)模為10萬m3/d的污水處理廠為例，一年可降低能耗365萬度電。
圖2 北京竇店再生水廠振動膜生物反應(yīng)器污水深度處理集成裝備
北京竇店再生水廠于2021年5月通水。設(shè)計規(guī)模為1.5萬m3/d，其中一半規(guī)模采用振動MBR工藝，另一半采用曝氣MBR工藝，出水水質(zhì)達到北京市《城鎮(zhèn)污水處理廠水污染物排放標準》的B標準，相當于地表水Ⅳ類水標準，可將當?shù)氐氖姓鬯D(zhuǎn)化為大石河流域生態(tài)補水。
2021年，振動膜生物反應(yīng)器污水深度處理集成裝備被收錄進工信部、科技部、生態(tài)環(huán)境部聯(lián)合制定的《國家鼓勵發(fā)展的重大環(huán)保技術(shù)裝備目錄（2020年）》，該技術(shù)被院士專家稱贊是一項顛覆性的技術(shù)，在同時實現(xiàn)節(jié)能降耗和水質(zhì)提升的方向上取得革命性突破，達到國際領(lǐng)先水平，實際應(yīng)用推廣價值巨大。
3.MBR-DF雙膜新水源工藝
采用MBR-DF雙膜新水源工藝的洱源縣新水源廠地處洱海流域上游，項目設(shè)計規(guī)模1.0萬m3/d，出水水質(zhì)為地表水Ⅲ類標準，每年可為洱海提供超過300萬噸的優(yōu)質(zhì)“新水源”。
圖3 洱源縣新水源廠的MBR-DF雙膜新水源工藝設(shè)備間
碧水源MBR-DF雙膜新水源工藝僅需0.6～0.9kWh/m3的運行能耗和1.4～1.6元/m3的直接運行成本，即可將城鎮(zhèn)污水凈化為達到地表水Ⅲ類標準的高品質(zhì)新生水資源。2021年，該技術(shù)入選國家發(fā)改委、科技部、工信部和自然資源部聯(lián)合發(fā)布的《綠色技術(shù)推廣目錄（2020年）》，必將創(chuàng)造更多綠色福利和生態(tài)福祉。
?。ǘ款^開展綠色制造系統(tǒng)集成項目研究
通過在產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)、原材料選擇、生產(chǎn)制造工藝建設(shè)及驗證、資源回收利用等多個環(huán)節(jié)的實踐，構(gòu)建產(chǎn)品全生命周期管理的綠色設(shè)計平臺，實現(xiàn)產(chǎn)品綠色設(shè)計升級拉動綠色研發(fā)設(shè)計和綠色制造一體化提升，共同了開發(fā)綠色特征化鮮明、對傳統(tǒng)產(chǎn)品提升顯著的綠色環(huán)保產(chǎn)品——節(jié)能增強型中空纖維超/微濾膜組器，提高綠色精益生產(chǎn)能力和產(chǎn)品國際競爭力。
基于綠色智能化設(shè)計理念，從全局角度，開展新型膜法水處理環(huán)保裝備綠色智能化設(shè)計制造平臺建設(shè)工作，并在行業(yè)內(nèi)大力宣傳、推廣、應(yīng)用，充分發(fā)揮標準的示范效應(yīng)，引領(lǐng)整個膜裝備制造行業(yè)快速綠色發(fā)展。
四、展望
作為中國環(huán)保行業(yè)、水務(wù)行業(yè)標桿企業(yè)，碧水源兩次獲得國家科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎，已發(fā)展為全球一流的膜設(shè)備生產(chǎn)制造商和供應(yīng)商之一。未來，碧水源將繼續(xù)參與編制相關(guān)領(lǐng)域綠色設(shè)計工作，積極開展水處理綜合技術(shù)創(chuàng)新體系建設(shè)和項目“綠色運維”，勇當守護祖國青山綠水的排頭兵。
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