思普润BFM生物集效工艺，服务“集效型污水厂”生化效率持续提升

“‘十四五’期间，在国家‘双碳’目标的约束下，在党的二十大报告‘集约节约’、‘绿色低碳’的号召下，环保行业进入了效率时代，不只是要效果好，还要效率高。”青岛思普润水处理股份有限公司副总经理、创始合伙人宋美芹在“2023（第二十一届）水业战略论坛”上解析行业现状与发展时表示，从规模时代、效果时代到效率时代，从增量时期到存量时期，新时代新时期污水厂建设将彻底摆脱以往粗放式、堆叠式形态，而指向“精耕细作、效率为王”，这就是我们倡议发起的“集效形态、集效型污水厂”，基于思普润最新一代BFM生物集效工艺。

核心观点

1、十四五行业进入“效率时代”，污水厂建设从规模时代、效果时代到效率时代，从增量时期到存量时期，新时代新时期污水厂建设将彻底摆脱以往粗放式、堆叠式形态，而指向“精耕细作、效率为王”，集效型污水厂形态具体为：技术集约、用地集约、成本集约；以及精效规划、精效建设、精效运营。

2、思普润定位“生化效率持续提升者”，从全国第一个一级A提标项目、到新时代“集效型污水厂”的倡议发起，一路伴随行业同成长、共进步，其间完成的三次“效率”升阶，既是对客户需求的洞察与响应，也是以“效率”为发起对生化底层技术雕琢打磨的过程。

3、BFM生物集效工艺是打造“集效型污水厂”的核心技术单元，基于多维效率因子构建算法模型，对微生物的生存、活动、环境进行集效设计与控制，从底层变革了污水处理的时间和空间尺度，实现最严格标准、最优化用地、最稳定安全、最佳投入产出的有机融合。

4、BFM集效型污水厂案例——烟台辛安河污水厂，实现稳定的多途径脱氮效果，其中主流厌氧氨氧化ANAMMOX贡献率超过25%，SND+ANAMMOX自养脱氮贡献超过38%。

“‘十四五’期间，在国家‘双碳’目标的约束下，在党的二十大报告‘集约节约’、‘绿色低碳’的号召下，环保行业进入了效率时代，不只是要效果好，还要效率高。”青岛思普润水处理股份有限公司副总经理、创始合伙人宋美芹在“2023（第二十一届）水业战略论坛”上解析行业现状与发展时表示，从规模时代、效果时代到效率时代，从增量时期到存量时期，新时代新时期污水厂建设将彻底摆脱以往粗放式、堆叠式形态，而指向“精耕细作、效率为王”，这就是我们倡议发起的“集效形态、集效型污水厂”，基于思普润最新一代BFM生物集效工艺。

宋美芹

宋美芹表示，BFM“集效型”污水厂和BFM生物集效工艺背后是思普润近20年的成长，是对行业需求和痛点的深刻洞察，也是企业技术研发与创新的理念和追求。论坛现场，她围绕“BFM生物集效工艺，服务‘集效型’污水厂生化效率持续提升”这一主题展开了详细论述。

100亩地的能力极限是多少？

生化效率持续提升者

集效第一，就是集约，技术集约、土地集约、成本集约。现在城市都在做精细化建设，污水厂对于整个城市来说的基本要求将变为技术流程尽量短、占地面积尽量小、成本最优化；集效第二，就是精效，精效规划、精效建设、精效运营。

在一个污水处理厂中，“生化”是最核心的工艺和单元，预处理是为了生化好、深度处理是生化的补充，膜和零排则都期待生化首先能发挥最大的作用，因为它最经济；因此，现有污水厂系统中“生化”是效率高低的集中呈现，以“生化”为中心单元、以“效率”为中心目标、以它的分步持续提升为中心路径，是打造“集效型污水厂”的核心方法论。

思普润的战略定位是“生化效率持续提升”。思普润成立于2006年，与中国污水行业的成长同道同频，在近20年时间里专注于生化技术及其效率提升工作，在2008年、2015年、2021年分别实现了三次“持续进阶”：

2008年，思普润以MBBR泥膜复合工艺完成中国第一个一级A升级改造项目，开启了污水厂高标准原位升级规模时代；

2015年，思普润打造MBBR工艺的铜墙铁壁，从标准、成本、运行稳定性和出水稳定性三维协同出发响应效果时代，成为引领世界MBBR发展的守护者；

2021年，思普润以空间效率和时间效率为目标，开发BFM生物集效工艺，引领推动效率时代集效型污水厂的建设升阶。

这三次进阶也伴随着环境产业的三次升阶，从规模时代到效果时代再到效率时代，思普润的技术变革也在螺旋攀升。

工艺的1.0阶段：中国第一个一级A。这一阶段正逢2008年太湖蓝藻爆发，太湖流域污水处理厂要求升级改造，但是当时并没有成熟的改造路线借鉴，只能摸着石头过河。宋美芹称，江苏无锡芦村污水厂提供场地供几十家环保企业中试，思普润也有幸参与了其中的中试实验和工程试验，最终成功完成了国内第一个大型污水处理厂采用MBBR泥膜复合工艺改造的工程。这个项目的亮点是通过原位镶嵌MBBR工艺实现生化效率的提升，一级B提高到一级A，这也为后来的国内污水厂提标奠定了技术路线和成功的施工经验，吸引了全国各地的水厂考察参观，由此开启了MBBR技术在中国的大范围推广之路。

宋美芹回忆到：“一次在做技术交流的过程中，客户提出了一个我们为之钻研多年的问题，用你们的技术，100亩地的处理能力极限是多少？”

以这个问题为中心，思普润开始探索集效型技术和实现路径。比如如果不考虑二沉池，将活性污泥全部用生物膜替代，同样的占地处理水量能达到多少？后来BFM的实践证明，是40万吨。

也就是只用原来10万吨污水处理厂的占地面积，采用思普润BFM生物集效工艺可以建40万吨的污水处理厂，并且出水标准可到准IV类。

工艺2.0阶段：铜墙铁壁的诞生。随着MBBR工艺的广泛应用，存在的缺点问题也逐渐暴露出来，比如拦截筛网磨损、搅拌器磨损打碎填料以及填料堆积等，作为MBBR技术的守护者，思普润打造了一整套“铜墙铁壁”系统解决办法，彻底解决了这些瓶颈和困扰。

这期间得益于国家“863”计划、十二五水专项资金的支持，针对拦截筛网问题，思普润开发了比不锈钢材质更耐磨的新材料筛网，磨损指数仅为不锈钢的1/6-1/12，厚度为10mm以上，使用寿命可达到30年以上；针对填料专用搅拌器问题，思普润也完成了自主研发，搅拌功率密度比国外文献推荐数据降低超过一半；针对填料堆积问题，思普润也提前做了充分的流态模拟，在MBBR区布置上提前考量。

诞生于规模时代、成长于效果时代、茁壮于效率时代，思普润始终坚守着MBBR工艺守护者的责任，2019年，MBBR工艺创始人挪威科技大学欧德格教授到访思普润，对思普润在技术研究、应用和推广中的成果给予了充分的肯定和认可。截至目前，公司完成的MBBR项目总量是1774万吨水/天、领先全球，并且多次获得省部以上科技进步奖类。

为什么选择BFM生物集效工艺？

生物集效-智水优控

活性污泥法在高排放标准下流程非常冗长，是低效、普效的根源。用一个BFM工艺代替传统流程，将所有生物段的活性污泥都放掉，取消二沉池和过滤等单元，整体可以减掉3-5个处理单元，真正做到技术集效，节省占地、减少投资。

BFM是基于集效生物膜法的工艺系统，通过智水优控搭建算法模型提高效率，构建自“反应”到“分离”的“过程式”设计和控制，品质高、效果稳定，抗冲击能力强，在运行中实现高度智能化，真正智慧化。

论坛现场，宋美芹用具体案例成果，介绍了BFM生物集效工艺在技术集效、用地集效、成本集效方面的优势和效果。

青岛镰湾河BFM集效型污水厂——极限占地、真正智慧

青岛镰湾河污水厂原设计水量8万吨/日，目前是满负荷状态，管网进水量激增、污水厂处理能力不足导致部分管网存在冒溢的风险，急需2万吨的污水处理设施。原有的污水处理设施本身难以实现扩容，新建污水厂面临极度缺地的困境，经过厂内勘察，可提供4300㎡的占地，这就要求核心工艺段必须具备高效紧凑的特点，该污水厂工艺流程上以BFM为核心，增加了高级氧化的深度处理，主要考虑项目周边大量的工业园区比较多，可能存在水质冲击的情况。

BFM集效厂的吨水占地只有3.2亩，占地仅为镰湾河厂的26%，节省74%的占地。对比青岛采用低占地的其他污水厂，比如MBR和BAF，BFM吨水占地的优势也非常突出。目前已经稳定运行超过2年，准V类出水，面对1.6倍水量冲突也可稳定达标。

思普润从2017年开始布局智慧水务，不同的是，思普润从生化工艺起家，有近400座污水厂生化段调试运行的经验，真正从生化工艺底层逻辑出发开发智水优控平台，构建智慧水务系统。以出水水质为唯一输入，期间不再有任何人工干扰，所以智慧工艺、首先要工艺智慧，节能降耗大于30%。

也正是因为BFM生物集效工艺流程缩短，加之水质水量波动，必然要求运行反应速度快，智慧运营的加持也真正实现了水厂运营的“无人驾驶”。

烟台辛安河BFM集效型污水厂——主流厌氧氨氧化

烟台辛安河污水厂的主要问题在于长期满负荷运行，出水稳定性受到威胁，扩建工程需要几年时间才能投产，于是迫切需要安排应急的处理设施，这个项目整体采用装配式，工期26天。BFM生物集效装置安装在道路和围墙之间，装置万吨水占地仅有2.1亩。这个工程除了技术集效、占地集效的优点之外，主要是如何多途径极限脱氮，做到成本集效。

目前，在这个项目中的实际出水稳定TN为2mg/L以下。

宋美芹称，生物膜研究院的同事发现这个过程中厌氧氨氧化的占比大约是25%，对比2021年国家发布的重点专项中的考核目标——厌氧氨氧化的脱氮贡献率不低于20%，思普润高于考核数据并且已经实现，如果加上13%的同步硝化反硝化，那么这个项目的自养脱氮效率达到38%，这是这个项目非常值得大家关注的。

宋美芹表示，最初思普润发现BFM前缺氧区出现了氨氮去除，贡献率大约15.19%，有接近20个氨氮在前缺氧区消失，发现这一现象后我们做了一系列微观验证，像公开报道的西安第四污水厂，它的厌氧氨氧化菌的相对丰度只有0.1%。辛安河项目有1.5%，相当于是它的十五倍。西安四污填料的填充率是5%。这个项目因为是纯膜，缺氧填充率是55%，两项叠加，厌氧氨氧化菌的数量基本是西安四污的一百倍。我们核算整个厌氧氨氧化的脱氮负荷非常高，总氮贡献率能将近25%，是一个非常高的水平。

也进一步通过小试确定亚氮来源，排除短程硝化途径，确定前缺氧池Anammox类型为PDN-Anammox，也进一步确定了亚氮的来源是短程反硝化。再进一步发现BFM好氧区出现TN去除现象，好氧区TN去除贡献率达到13.35%，好氧区悬浮载体生物膜中反硝化菌相对丰度达到12-25%。尤其是好氧区生物膜大概能达到400-500μm，这种比较厚的生物膜就有利于同步硝化反硝化效果的发生。

SND+ANAMMOX脱氮贡献率达到38%，大大降低了脱氮对于碳源的依赖。宋美芹介绍，这至少让污水厂节省了0.34元的碳源药剂费。对于污水厂来说这是一个不得了的事情，所以BFM生物集效工艺的最大优点就是成本集效。

“30%占地、70%运行成本，100%无人值守”，对应三个特点集约、低碳、智慧，思普润能做到集约和低碳跟智慧脱不了关系。

目前思普润BFM工艺落地了17项业绩，总量达到近400万t/d。从2017年开始布局智慧水务，思普润已经积累了丰富的项目经验，目前已落地项目除了智慧运营，还落地了智慧管网和智慧场站。

最后，宋美芹特别推荐了公司的智慧水务团队。2022年，思普润从生化工艺底层逻辑出发开发出的智水优控智慧污水管控平台，入选住建部发布的“2022年智慧水务典型案例”并位居城镇水环境治理类榜首。该荣誉的获得，标志着思普润在智慧水务领域已形成可复制、可推广的先进经验，具有较好的行业示范引领作用。

面向未来，思普润将继续致力于智慧水务及绿色低碳污水处理厂的技术研发和应用，持续提升生化效率，助力水处理行业的高质量发展，最终实现“创建人与自然和谐”的企业使命。

编辑：李丹