2023年12月18日，環(huán)境領(lǐng)域三項(xiàng)產(chǎn)品類“領(lǐng)跑者”團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)正式發(fā)布。其中，《質(zhì)量分級(jí)與“領(lǐng)跑者”評(píng)價(jià)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(jiǎn)稱“金山新材料”）主編，該標(biāo)準(zhǔn)也是首個(gè)生物質(zhì)碳源藥劑相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)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(jī)質(zhì)為原料，通過(guò)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(wú)毒無(wú)害的碳源藥劑。

01必選之路：兼顧提質(zhì)增效與低碳運(yùn)營(yíng)

事實(shí)上，在2017年提出城鎮(zhèn)污水處理廠提質(zhì)增效的目標(biāo)前，除了部分北方污水處理廠在冬季水溫低時(shí)有投加碳源促進(jìn)微生物代謝的需求外，投加碳源并不是污水處理廠運(yùn)行的必要環(huán)節(jié)。我國(guó)生活污水C/N比普遍較低，當(dāng)污水處理排放標(biāo)準(zhǔn)提高，尤其是總氮排放要求大幅提高時(shí)，就需要通過(guò)外加碳源為反硝化過(guò)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(shí)的唯一可實(shí)踐的技術(shù)手段。

雖然污水處理行業(yè)對(duì)我國(guó)總碳排放的貢獻(xiàn)僅有1%，但近十年來(lái)污水處理廠升級(jí)提標(biāo)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(qiáng)度增長(zhǎng)了約17%[1]，而碳源等藥劑投加產(chǎn)生的碳排放就占我國(guó)污水處理碳排放總量的14%[2]。據(jù)E20研究院不完全統(tǒng)計(jì)，每年乙酸鈉（污、廢水處理常用的化工碳源藥劑）的消耗超過(guò)了100萬(wàn)噸。在“雙碳”的大背景下，城鎮(zhèn)污水處理廠的低碳運(yùn)營(yíng)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(hào)�？上У氖�，以活性污泥法為主流的市政污水處理技術(shù)在短時(shí)間內(nèi)幾乎不可能全部通過(guò)技術(shù)優(yōu)化達(dá)到這一目標(biāo)。

據(jù)E20研究院不完全統(tǒng)計(jì)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�；�工碳源藥劑多數(shù)來(lái)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(duì)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(wèn)題，其儲(chǔ)存、運(yùn)輸帶來(lái)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(chǔ)存和使用均有嚴(yán)格要求。

綜上所述，在提質(zhì)增效與低碳運(yùn)營(yíng)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(jī)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(diǎn)：生物質(zhì)碳源質(zhì)量評(píng)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(guó)不同區(qū)域多座污水處理廠的實(shí)踐效果證明，“京山碳”在進(jìn)水水質(zhì)穩(wěn)定情況下產(chǎn)品單耗碳氮比性能優(yōu)勢(shì)突出，在水質(zhì)變化波動(dòng)情況下抗沖擊性優(yōu)勢(shì)突出，安全性與運(yùn)輸、存儲(chǔ)、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(chǎng)通途，究其原因，就不得不先介紹當(dāng)前各大水務(wù)集團(tuán)的采購(gòu)模式。“集中采購(gòu)+公開招標(biāo)+供應(yīng)商庫(kù)”是目前幾乎100%的大型水務(wù)集團(tuán)針對(duì)碳源藥劑實(shí)行的采購(gòu)模式。集團(tuán)建立集采平臺(tái)，通過(guò)產(chǎn)品評(píng)估、資質(zhì)審定、價(jià)格談判等系列流程后，將供應(yīng)商產(chǎn)品進(jìn)入“供應(yīng)商庫(kù)”中，污水處理廠定期（通常是每年）向集團(tuán)申報(bào)碳源藥劑類型和數(shù)量的需求，通過(guò)集采平臺(tái)公開招標(biāo)采購(gòu)。也就是說(shuō)，進(jìn)入“供應(yīng)商庫(kù)”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(méi)有行業(yè)級(jí)、國(guó)家級(jí)的產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)產(chǎn)品的生產(chǎn)與使用。一部分水務(wù)集團(tuán)出于低碳運(yùn)營(yíng)、提質(zhì)增效等目標(biāo)，在有新型生物質(zhì)碳源藥劑產(chǎn)品選型時(shí)，會(huì)協(xié)同采購(gòu)部門、科研部門、運(yùn)營(yíng)部門等對(duì)新型產(chǎn)品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、中試等考察，通過(guò)后將之納入到集采名錄中，但其過(guò)程繁瑣，缺乏相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范支撐，出于責(zé)任、風(fēng)險(xiǎn)等考慮，集團(tuán)各部門難免動(dòng)力不足。

《質(zhì)量分級(jí)與“領(lǐng)跑者”評(píng)價(jià)要求 生物質(zhì)碳源藥劑》標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布可謂直擊痛點(diǎn)，這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)也是生物質(zhì)碳源藥劑產(chǎn)品的首項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范類文件。標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)中具體的條款，“成熟”與“規(guī)范”為采購(gòu)和使用方免去對(duì)采用新產(chǎn)品的大多數(shù)擔(dān)憂，也就是用標(biāo)準(zhǔn)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(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)（該標(biāo)準(zhǔn)適用于所有類型的碳源）相比，這項(xiàng)生物質(zhì)碳源“專用”標(biāo)準(zhǔn)不僅對(duì)基本的理化指標(biāo)要求、安全性要求設(shè)置了準(zhǔn)入門檻（基本要求與達(dá)標(biāo)水平），還對(duì)生物質(zhì)碳源藥劑產(chǎn)品的質(zhì)量分級(jí)的指標(biāo)與水平做出了規(guī)定，如B/C值、COD當(dāng)量等，而這些指標(biāo)的水平顯著高于《污（廢）水處理用碳源》團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)一般合格碳源的規(guī)定。也就是說(shuō)，生物質(zhì)碳源藥劑產(chǎn)品的采購(gòu)方和使用方可以通過(guò)這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，辨別生物質(zhì)碳源的質(zhì)量水平，也可以通過(guò)這項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)，了解到生物質(zhì)碳源相對(duì)一般化工碳源的優(yōu)勢(shì)。

綜上所述，《質(zhì)量分級(jí)與“領(lǐng)跑者”評(píng)價(jià)要求 生物質(zhì)碳源藥劑》的發(fā)布填補(bǔ)了生物質(zhì)碳源產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的空白，讓生物質(zhì)碳源藥劑產(chǎn)品的合格評(píng)定與優(yōu)劣鑒別有據(jù)可依，減輕了采購(gòu)方與使用方的采購(gòu)和使用風(fēng)險(xiǎn)，為生物質(zhì)碳源進(jìn)入水務(wù)集團(tuán)的采購(gòu)平臺(tái)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(biāo)準(zhǔn)專家研討會(huì)

03引領(lǐng)行業(yè)：以標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)彰顯技術(shù)實(shí)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(duì)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(lái)源錨定為綠色低碳的自然有機(jī)質(zhì)原料，更提前于行業(yè)將標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)提升到戰(zhàn)略地位，積極參與并推動(dòng)生物質(zhì)碳源藥劑標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范的發(fā)布，為整個(gè)行業(yè)發(fā)聲。

“京山碳”的主要原料，來(lái)自于太湖治理的“頑疾”——藍(lán)藻，從藍(lán)藻中提取高價(jià)值的生物質(zhì)碳源有效成分，在還太湖水清岸綠的同時(shí)，將藍(lán)藻“變廢為寶”，為污水處理廠提供優(yōu)質(zhì)、高性價(jià)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(guò)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(shí)驗(yàn)室”，圍繞藍(lán)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(jí)的助力，再到污水處理“碳達(dá)峰-碳中和”目標(biāo)的支撐落地，實(shí)現(xiàn)標(biāo)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(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的過(guò)程也使金山新材料受益良多。標(biāo)準(zhǔn)的研制過(guò)程首要就是對(duì)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(biāo)準(zhǔn)還要額外增加對(duì)市場(chǎng)上化工碳源與生物質(zhì)碳源質(zhì)量水平的調(diào)研。標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)的成果不僅為行業(yè)制定了產(chǎn)品質(zhì)量分級(jí)的標(biāo)尺，也為金山新材料嚴(yán)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(dòng)力。標(biāo)準(zhǔn)研制的過(guò)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(biāo)準(zhǔn)研制的一年多的時(shí)間里，共舉辦了4次大型專家研討會(huì)、評(píng)審會(huì)，以及若干次標(biāo)準(zhǔn)起草專業(yè)討論會(huì)，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(tuán)隊(duì)、用戶實(shí)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(biāo)準(zhǔn)。

圖2 “京山碳”原料來(lái)源——藍(lán)藻

04總結(jié)

回顧《質(zhì)量分級(jí)與“領(lǐng)跑者”評(píng)價(jià)要求 生物質(zhì)碳源藥劑》標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)、研制與發(fā)布全過(guò)程，金山新材料承擔(dān)起了行業(yè)先行者的責(zé)任，通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，為水務(wù)集團(tuán)集采生物質(zhì)碳源提供了標(biāo)準(zhǔn)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(jìn)階的方向，推動(dòng)了行業(yè)的技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)升級(jí)。

未來(lái)，圍繞新型生物質(zhì)碳源藥劑的標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)工作將繼續(xù)深入，以行業(yè)團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)推動(dòng)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的立項(xiàng)、研制與發(fā)布，推動(dòng)低碳、零碳甚至負(fù)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(guó)際級(jí)的綠色碳源產(chǎn)品品牌，將中國(guó)產(chǎn)品、中國(guó)品牌、中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)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