【封面文章】西安建筑科技大学李志华教授团队：好氧颗粒污泥技术创新与产业化分析

文章来源： 《工业水处理》2023年第10期

第一作者 ：李志华

合作单位 ：西安建筑科技大学环境与市政工程学院，西安市环境工程装备智能化技术重点实验室，西安建筑科技大学西北水资源与环境生态教育部重点实验室

好氧颗粒污泥技术具有省地、节能、可资源回收等优势，被视为新一代污水处理技术，但该技术历经近30年研究，目前仍未得到大规模普遍应用。

该技术的产业化是环保行业普遍关心的问题。依据水处理技术创新与产业化发展的历史数据，对好氧颗粒污泥技术的发展现状及所处阶段进行分析，判定好氧颗粒污泥技术正处于早期开拓的末期，即将进入大规模接受的前期，现阶段是企业参与产业化的良好时机。

为加速技术创新，按照价值驱动与危机驱动两种创新发展模式对好氧颗粒污泥技术的应用场景进行分析，指出长期定位于水质改善的价值驱动是导致好氧颗粒污泥技术产业化发展缓慢的主要原因，碳中和愿景下基于资源回收与省地特性的危机驱动有望加快好氧颗粒污泥技术的产业化进程。

同时，基于创新扩散理论对好氧颗粒污泥技术进行了产业化路径分析，提出了准确定位好氧颗粒污泥技术应用场景、降低技术风险、加大人才培养与产业创新的策略，以加速好氧颗粒污泥技术产业化进程。

图1  好氧颗粒污泥技术的发展

文章首先对好氧颗粒污泥技术实验室的发展进行了回顾（图1），到2014年我国学者在颗粒污泥方面已积累了大量的研究成果和经验。进而对好氧颗粒污泥的中试情况进行统计分析，发现该技术中试的前沿研究仍以外文报道为主，国内工程师难以及时获取最新的研究情况，同时缺乏足够的参考案例以及相关经验，导致我国的好氧颗粒污泥技术较为落后。

对好氧颗粒污泥工程化情况分析，发现我国虽已开始进行好氧颗粒污泥技术的工程应用，但主要依托于国外技术。造粒周期长和系统难以稳定是我国好氧颗粒污泥技术产业化的主要阻碍，技术壁垒的限制使我国技术人员还难以全面掌握其中的核心参数和技术原理。此外，我国好氧颗粒污泥技术产业化路径尚不明确也是其产业化缓慢的一大原因。

文章从技术创新的角度对好氧颗粒污泥技术产业化路径进行剖析，以期加快我国好氧颗粒污泥技术的产业化。技术创新可分为价值驱动和危机驱动两种模式。价值驱动模式下的新技术有可替代性且推进的紧迫性不强，发展速度和产业化进程相对更慢。

碳中和背景下以节能降碳为目标的可持续污水处理技术势在必行，而好氧颗粒污泥在资源回收和能源回收方面具有广阔的应用前景，解决用地难题或者资源与能源回收都属于危机驱动，准确定位发展模式可以更快地推动技术创新。

从创新扩散曲线、生命周期曲线以及市场影响等级对好氧颗粒污泥技术进行分析，发现该技术即将有重大突破，即将进入大规模接受的前期。同时预测好氧颗粒污泥技术将在2033年达到产业级。我国2030年将实现碳达峰，届时好氧颗粒污泥技术已经大规模应用，因此好氧颗粒污泥技术正紧跟国家政策，成为实现碳中和的一个重要工艺，进而不断加速产业化道路。

最后，文章提出3条好氧颗粒污泥技术产业化进程加速策略。

1.准确定位好氧颗粒污泥技术应用场景，把好氧颗粒污泥技术的发展重点倾斜至危机驱动创新模式，将有助于加速我国好氧颗粒污泥技术的产业化；

2.降低技术风险策略，制定相应的管理策略和实施规划以及实行组合技术进化机制是其中的关键，而数字化技术的在水处理的广泛应用以及政府对研究的资金资助也是降低风险的重要因素。

3.加大人才培养与产业创新，加强专业技术设备的研发和运行管理经验的积累将会加速好氧颗粒污泥技术的快速发展。

（1）长期定位于水质改善的价值驱动是导致好氧颗粒污泥技术产业化发展缓慢的主要原因。在碳中和愿景下，应抓住新机遇，采用基于资源回收与省地特性的危机驱动模式加快好氧颗粒污泥技术的产业化进程，这也是今后技术创新的主要方向。

（2）好氧颗粒污泥技术现阶段处于早期开拓的末期，即将进入大规模接受的前期，目前是企业参与产业化的良好时机。我国2030年将实现碳达峰，届时好氧颗粒污泥技术已经大规模应用，预测好氧颗粒污泥技术正在紧跟国家政策，成为实现碳中和的一个重要工艺，进而不断加速产业化道路。

（3）在技术发展高风险初期，国家相关产业化项目不足，阻碍了技术向下一阶段跃迁，建议国家加大颗粒污泥技术产业化项目的立项规模，同时将智能化技术引入水处理行业，这将有望降低好氧颗粒污泥的技术风险；国家还应加大产业转化研发力度，以推动技术创新；专业技术设备的研发和运行管理经验的积累也是加速好氧颗粒污泥技术产业化的重要手段。

第一作者 ：李志华，教授，西安建筑科技大学环境与市政工程学院副院长，博士生导师，毕业于日本九州大学，中国自动化学会环境感知与自动化专业委员会委员，《工业水处理》杂志第七届编委会编委。陕西省污水处理低碳智能化技术创新团队负责人，西安市环境工程装备智能化技术重点实验室主任，对污水生物处理技术尤其是颗粒化技术、污水处理智慧运行与优化控制、环境数据挖掘、物联网与云计算技术在环境运行管理中的应用等方面有长期系统的研究。获国家科技进步奖二等奖两项（2020年排名第二），以第一完成人获陕西省教育厅科技进步奖特等奖、一等奖、陕西省土木建筑科学技术奖等各一项。主编《水工艺与工程的计算与模拟》。主持开发的《污水处理智慧运行工作站》产品被列入国家重点环保实用技术名录，《污水生物处理精细化运行管理技术》2019年入选国家水污染防治先进技术目录，专利技术产品在陕西、山西、山东、甘肃、宁夏、新疆、河北、上海、江苏、浙江、广东等地广泛应用。

（ 来源 ：《工业水处理 》 2023年第10期 ）

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本文由丨 工业水处理 丨精编发布

编辑： 霍文敏 ｜审核： 李绍全

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