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中國水網:碧水源文劍平:解決“卡脖子”難題 打造一流環保膜裝備企業

發布時間:2022-03-10

近日,工業和信息化部、科學技術部、生態環境部等三部門聯合印發的《環保裝備制造業高質量發展行動計劃(2022-2025年)》提出,到2025年,行業技術水平明顯提升,一批制約行業發展的關鍵短板技術裝備取得突破,高效低碳環保技術裝備產品供給能力顯著提升,充分滿足重大環境治理需求。

環保裝備制造業是綠色環保產業的重要組成部分,為生態文明建設提供重要物質基礎和技術保障。據了解,這是繼2012年《環保裝備“十二五”發展規劃》、2017年《關于加快推進環保裝備制造業發展的指導意見》后,由工信部牽頭制定的第三個指導環保裝備發展的專項政策文件。文件針對“十四五”時期環保裝備行業的高質量發展,提出了詳細的要求。

文件出臺背后透露出哪些信號?環保企業“十四五”時期應該如何發力?長期深耕水處理行業的龍頭企業碧水源董事長文劍平圍繞水處理行業“環保裝備制造業高質量發展”議題接受了媒體的集中采訪。

制約行業發展的三大“瓶頸”

環保裝備行業經過40余年的發展,經歷了從小到大,從無到有的歷程。“十二五”以來,環保裝備制造業規模迅速擴大,主要裝備基本實現國產化,部分裝備達到國際領先水平。先進裝備和優勢企業走出去的步伐加快,產品覆蓋近百個國家和地區,行業整體水平得到了跨越式發展,環保裝備制造業產值2016年為6200億元,2021年達到9500億元。

但是,目前我國的裝備整體技術水平與國外先進水平還存在一定差距,很多關鍵核心技術仍通過“引進—消化吸收—創新”方式獲得,原始創新力不足;產品、裝備初級化、低端化、同質化現象嚴重,單個企業平均產值較低;針對新時期雙碳要求的自有技術儲備不足;國家持續支持力度不夠;國產品牌在應用端的認可度、知名度與產品技術實力不匹配。

技術創新不足。目前,我國環保裝備制造業在一些高端產品上還存在“卡脖子”的短板,智能化數字化等行業綜合水平還有待提升,在國際化競爭中占據不利的地位。環保行業在二十年來發展歷程中,一度出現了“重工程輕技術”的現象,行業的科技創新的驅動力不足,對技術的持續研發投入不高。

品牌意識淡薄。我國很多裝備企業已經成為了全球知名品牌,但是“重主機、輕配套”的思想,讓處于“配套”地位的環保裝備行業尚未發展出全球知名品牌。雖然近幾年我國環保裝備在許多重點領域取得了突破性進展,技術裝備水平顯著提高,核心技術裝備屢次獲得國際、國內技術大獎,仍難以獲得用戶的品牌認可,環保裝備尤其是高端環保裝備的市場,仍由國外品牌占據。

文劍平指出了當前的水處理行業現狀,國內芯片行業、鋼鐵行業、電力行業、鹽湖提鋰行業,90%以上的海水淡化行業,都使用美國、日本等國外品牌的膜裝備來進行工業水處理。

產業化鴻溝存在。目前,我國環保裝備制造業的產業研發與產業應用存在脫節現象,很多技術發明專利無法得到產業化推廣,行業的產業化程度不高。目前污水處理行業仍處于產業化初期,工程建設主導、技術配置散裝化、運營管理更多依靠經驗。正如E20研究院院長、北京大學環境科學與工程學院產學研中心主任傅濤對此問題所分析的,科研院所和設計院在做技術突破和工程化,水務企業和資本在做商業化、規模化、品牌化,而處在中間產業化幾乎沒有主體去做,導致脫節現象發生。

“三管齊下”,助推環保裝備高質量發展

“高質量環保裝備是打好污染防治攻堅戰的武器”,文劍平表示,圍繞新形勢下對環保裝備行業提出的新需求,結合行業自身發展存在的短板問題,環保裝備制造龍頭企業需要在不同領域,解決“十四五”期間環境治理新需求、老問題、“卡脖子”問題。具體來講,應從技術、品牌以及產業化三方面下功夫。

鍛造核心技術“武器”,攻關“卡脖子”難題

環保行業進入高質量發展階段,技術與創新成為產業的必選項,成為部分企業的首選項。在文劍平看來,企業是創新的主體,應堅定不移地推動環保裝備的技術創新,而碧水源這20多年來一直在做的就是這件事,并實現了基礎膜材料和技術裝備的突破。在環保裝備高質量發展的號召下,碧水源將繼續鍛造核心技術“武器”,攻關“卡脖子”難題。

第一,開展原始創新研究,實現關鍵核心技術從0到1的突破。文劍平提到,農村治污、污水資源化、湖泊富營養化是“十四五”時期需要重點解決的環境問題,此外,海水淡化也是國家在大力推動的一項工作。其中,總氮的處理是一個很重要的問題。對此,碧水源將開發以銨催化劑為核心的極限脫氮材料,形成低碳污水資源全回收技術,通過“膜法碳磷回收”及“零碳源氮去除”技術路線,解決污水處理領域中脫氮的“卡脖子”問題,實現污水處理“資源化、能源化、碳減排”,滿足減污降碳協同增效的需求。

其次,持續技術升級,保持技術、裝備的代差級領先。經過多年的開發,曝氣膜生物反應器已經成為污水處理重要的核心裝備,但曝氣膜生物反應器仍然存在電耗高導致的碳排放問題。碧水源利用機械運動方式代替傳統曝氣方式,2021年研發出振動膜生物反應器技術(V-MBR),使能耗大幅降低,成為國際領先的污水處理技術,為打好污染防治攻堅戰提供裝備支持。

第三,聚焦長期存在的環境污染治理難點問題,以產品技術創新解決破解行業難題。高鹽有機廢水具有有機物含量高、氨氮較低、總硬度較高、總堿度較高、總鹽分較高的特點,處理難度較高,開發專用納濾、反滲透材料和技術,實現鹽分、有機物的分離、回收,提升行業的污廢水處理水平。

政策市場多元驅動,鑄造民族品牌

環保裝備制造企業要想實現高質量發展,品牌是重要體現和核心價值。文劍平指出,通過國家科技計劃項目背書、技術目錄推薦、政府優先采購、環境治理運營價格協商機制等方式,推動國產環保裝備大規模應用,幫助企業提升品牌知名度、認知度、聯想度、忠誠度。

此外,科技真正實現產業應用是市場土壤長出來的,好的科技成果不是被動推出來的,而是市場需求拉動的。因此,環保裝備制造業的發展還需要政策市場的多元支持。

構建創新生態鏈,跨越產業化鴻溝

科技創新成為社會各個行業重點關注和積極探索的方向,逐漸代替以工程為主導的技術應用體系,成為驅動環境產業升級發展的強大驅動力,而產學研深度融合就是從技術通往產業的橋梁。因此,建立以企業為主體、市場為導向、產學研深度融合的技術創新體系,成為新時代對科技創新與產業轉化的新要求。

文劍平表示,環保裝備制造業企業可堅持邊研究、邊轉化,打造“原創研究+技術攻關+成果產業化”的全過程創新生態鏈。一是技術、材料、裝備齊頭并進,增強產業鏈自主可控能力。二是緊扣國家水污染治理重大需求,開展個性化設備開發應用。

水務龍頭碧水源的裝備升級之路

碧水源是一家集膜材料研發、膜設備制造、膜工藝應用于一體的水處理龍頭企業,長期致力于以自主研發的膜技術解決我國“水臟、水少、飲水不安全”問題。目前已發展為世界一流的膜技術企業之一,中國環保行業標桿企業。

這些年來,碧水源一直致力于水處理核心技術攻關和先進裝備的推廣,研發創新出微濾膜(MF)、超濾膜(UF)、超低壓選擇性納濾膜(DF)和反滲透膜(RO),以及膜生物反應器(MBR)、雙膜新水源工藝(MBR-DF)、高品質飲用水處理工藝(UF-DF)、智能一體化污水凈化系統(ICWT)等多項膜集成城鎮污水深度凈化技術,成功應用于污水資源化、高品質飲用水處理、海水淡化、農村治污、醫療廢水處理等領域,推動環保裝備制造業高質量發展。

黑龍江碧水源工程有限公司

圖為湖北十堰神定河污水處理廠,采用碧水源MBR工藝。該項目為保護南水北調水源地丹江口水庫水質起到積極作用。

碧水源不斷攻克基礎零部件“卡脖子”問題。2021年8月,碧水源歷經3年攻關、投資兩億元,率先開發出了全部國產化的UDF高效選擇性納濾膜。首次建立以PE隔膜為基膜的納濾膜生產線,實現年產能500萬平方米的大規模生產,有效緩解無紡布與聚砜等進口原材料“卡脖子”的問題。

碧水源自主研發的超濾(UF)+反滲透(RO)海水淡化雙膜法技術成功應用于海水淡化項目。其中,青島董家口海水淡化廠是中國自主設計、自主建設的10萬m3/d大型海水淡化工程,入選了“國家鼓勵發展的重大環保技術裝備”,并獲得“中國專利獎”。由于關鍵技術和設備實現國產化,使得青島董家口海水淡化工程噸水處理價格降幅達30%左右。該工程標志著中國海水淡化關鍵技術的重大突破,為國家淡水資源短缺提供了戰略性的技術支持。目前,同樣使用了碧水源海水淡化雙膜技術的山東魯北海水淡化廠一期工程成功通水,目前已進入穩定運營期。

碧水源自主研發的“供水用超低壓選擇性納濾膜(DF膜)系統”被評為“政府采購中關村新技術新產品——2017年度首臺(套)重大技術裝備示范項目”。

在農村污水處理領域,碧水源研發的智能一體化污水凈化系統(ICWT)廣受青睞,是針對農村水環境治理因地制宜而開發的拳頭產品。它具有模塊化、智能化、運輸便利、安裝快捷、高效節能、無需專人值守等特點,其核心技術采用了碧水源曾榮獲國家科學技術進步獎二等獎的MBR膜工藝,可將生活污水穩定處理至優于國家一級A排放標準或地表水Ⅳ類標準,不但解決了水污染問題,經處理后的出水還可直接回用于景觀、綠化、洗車和建筑沖廁等,實現了污水資源化利用。目前該設備也已拓展到醫療廢水處理領域,出水各指標均可穩定達到《醫療機構水污染物排放標準》(GB18466-2005)中規定的排放限值要求,已成功應用于武漢軍山方艙醫院、深圳龍崗區第二人民醫院等我國重點醫療衛生機構污水處理。

污水高質量資源化利用典型工程——西安市經開草灘污水處理廠采用碧水源自主創新研發的膜技術,可將城鎮污水處理至地表水Ⅳ類標準以上,技術先進、經濟可行,運行效果好,是西北地區首座大型MBR膜技術應用工程,也是黃河流域最大的污水資源化項目之一。該廠日污水處理能力20萬噸,出水主要作為西安湖的水源、市政用水、生態綠化等,實現了污水高質量資源化利用,已穩定通水運營6年。2021年5月14日,來自國家各部委的120余位領導專家對此進行了參觀考察。

2021年11月,碧水源自主創新研發的振動膜生物反應器技術(V-MBR)通過北京市科技課題驗收,其最大特點是能耗低、脫氮效果好、膜抗污染性強,同時可以實現節能、降碳和提質三重效果。與傳統曝氣MBR工藝相比,可實現碳減排25%-30%。目前該技術已入選《國家鼓勵發展的重大環保技術裝備目錄》,是目前最具競爭力的膜法水處理技術之一。

從基礎膜材料研發到成套環保裝備制造,碧水源一直服務于國家重大戰略,解決迫切的環境治理需求,實現裝備迭代升級,為我國環保裝備制造業的高質量發展貢獻出自己的力量。其實,這在一定程度上也是整個中國環保裝備制造業發展的縮影。


文章來源:中國水網     


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