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      碧水源的PVDF(聚偏氟乙烯)“膜力”

      2009-03-19  

    春节假期结束后的第一天,北京碧水源科技股份有限公司(下称碧水源)董事长文剑平刚刚上班,就碰到了等在办公室外某银行的两位工作人员。“他们都是主动来跟我们谈合作的”,文剑平告诉记者,“还有很多投资机构来找我们,希望能够成为公司的战略投资者”。
      在文剑平看来,是自主创新的“膜力”,吸引了众多投资者。碧水源自主创新研发并投入生产的MBR(膜生物反应器)技术已成为污水处理行业技术的明星,在北京奥运会配套工程、密云水库等多个项目中成功应用。正是这种“膜力”,使碧水源不仅在同传统水处理工艺的比拼中占得了上风,更直接向GE、西门子等国际知名膜技术公司发起挑战。
      PK传统工艺
      2008年11月22日,在北京怀柔雁栖经济开发区,碧水源公司投资3亿元建设的膜生产基地正式投产。碧水源雁栖膜基地具备年产200万平方米的PVDF(聚偏氟乙烯)膜制造能力,它的建成,将结束我国污水处理用膜依赖进口的历史,同时也使碧水源迈入了全球膜生产3强之列。
      碧水源的“膜力”来自于一“大”和一“小”。
      “污水处理市场在近两年将迎来一个庞大的市场需求”,文剑平表示。根据原建设部副部长仇保兴宣布的“十一五”期间原建设部减排工作目标,到2010年,全国设市城市和县城所在的建制镇均规划建设污水集中处理设施,全国设市城市的污水处理率不低于70%,缺水城市再生水利用率达到20%以上。为实现这一目标,中央财政未来两年用于污水处理行业的投资为900亿元,加上银行贷款等资金,污水处理行业投资将达到2800-3000亿元。仅住房和城乡建设部去年第4季度追加的千亿元投资计划中,今年污水处理行业投资就有50亿元。


      说“小”,是因为碧水源所开发的MBR所用的膜丝,表面孔径只有0.1-0.4微米,为头发丝几百分之一,却可以将污水中的杂质成功地阻挡下来,经过再处理就可以变成优质的再生水源。
      就是这小小的膜丝,向传统工艺发出了挑战,并将引发污水处理行业的一场技术革命。
      传统的污水处理技术是将污水引入生化池,再经“沉淀池”进行无害化处理,水质标准不高,不适于再次利用,而直接排放到江河中。由于沉淀池中的活性微生物会随着排水、排泥而流失,因而会降低沉淀池的处理效率。
      较之传统技术“活性污泥法”,经碧水源MBR工艺处理后的出水水质标准高,稳定性好,污泥排放量较传统工艺减少1/3。利用膜组器进行处理后的污水,其水质能够达到甚至超过国家一级A的排放标准,完全可以作为中水、工业用水甚至景观用水加以再利用,大大节约居民、企业和城市环境用水。
      “污水进入生化池,反应后经过膜池的膜组器,进行固液分离”,工科出身的文剑平常常习惯拿实物向访客介绍他的产品。经过膜组器处理后的污水,经臭氧消毒后,最后形成水质和生物安全性都较高的优质再生水。
      “这样一来,污水处理行业不仅仅是个环保行业,改善了水环境,还将成为一个资源行业,为其他行业提供清洁水源”,文剑平说。
      破解本地化应用难题
      记者了解到,膜处理工艺在国外兴起不过十几年时间,在文剑平曾经留学过的澳大利亚,膜技术就被广泛应用于污水处理行业。而在美国、日本以及中东地区,膜法处理更是被看作污水再利用的一项重要工艺。“好的工艺没有理由不引入中国”,文剑平说。
      说起来容易,做起来却很难。清华大学环境科学与工程系教授黄霞就认为,尽管膜处理技术可同时解决水污染和污水资源化两大难题,被称为21世纪污水处理的革命性突破,但是应用膜法进行水处理也存在着种种困难。在膜法水处理技术的研究中,国际公认的难题主要有3方面:一是膜材料的研制,二是膜组器的研制,三是膜法水处理组合工艺的优化运行和膜污染控制技术。


      文剑平也承认,高昂的价格制约了膜处理技术的应用与推广。
      活性污泥沉淀的工艺在污水处理行业已经应用了数十年,是我国污水处理行业普遍采用的方法。尽管膜处理工艺有着诸多优点,但由于国内并没有生产污水处理用膜,使用该工艺必须依靠进口膜材料,因此,工程造价要比传统工艺高。
      以一个处理能力为10000吨/天的工程为例,传统污水处理工程的建设成本为1500-2500元/吨,采用MBR技术则需要2000-3000元/吨。另外,MBR技术的日常运营成本较传统技术也高出10%左右。
      为了攻克膜技术在中国应用的难题,回国创业的文剑平和清华大学环境系对此进行了合作开发。2001年8月,碧水源建立了膜生物反应器生产基地,同年9月开发出第一台膜生物反应器和第一台CWT(小型污水处理系统)智能化设备;2003年第二代智能化CWT开发成功;2005年4月,大规模污水厂的膜生物反应器模块开发成功;2007年9月成功推出多种3A级新工艺——3AMBR技术。
      2008年3月,碧水源再次携手清华大学,联合成立环境膜技术研发中心,致力于膜法污水资源化前沿技术和产品的研发。
      和传统工艺相比,MBR工艺注重模块式设计,采用膜法技术的污水处理厂占地面积只有传统工艺的1/3-1/2,具有按量扩容的灵活性,增量扩容方便,还具有自动化程度高、占地面积小、基建费用低、操作管理简单等优点。
      文剑平分析道,采用传统工艺建设的污水处理厂,80%投资多用于工程和土建、20%是设备和技术,并未能形成水务的产业化,加之建材设备需要消耗钢材和水泥,设备耗电量大,将面临更大的节能减排压力。
      他强调:“而MBR处理厂80%的投资是膜技术系统及辅助设备,20%为土建,不仅资源消耗小,而且增加了后续服务等业务,延长了水务领域的产业链,增加了污水处理服务产业的价值”。


      如今,碧水源不仅将中空纤维膜制造技术、MBR膜组器制造技术和膜生物反应器工艺集成技术成功地应用于生产实践,更大大降低了工艺造价。随着碧水源膜基地的投产,将一举改写MBR用膜长期以来依靠国外进口的历史,同时,碧水源自主研发的MBR用膜造价已接近甚至低于进口产品。
      “只要花1块钱,就能把1吨市政污水转化为高品质再生水,比海水淡化或南水北调的成本小得多”,文剑平对此十分自豪。
      挑战国际巨头
      浪遏飞舟,百舸争流,清澈的奥林匹克水上公园赛道给每一个到过那里的人留下了深刻印象。而造就这一汪“碧水”的“源”,正是采用MBR技术建设的2008年北京奥运会配套工程——引温(榆河)济潮(白河)工程。
      引温济潮是目前世界上规模最大的MBR工程和净化非达标河水工程之一,同时也是2008年北京奥运会最大的水环境改善工程,承担着奥运会水上公园周边提供高标准的景观用水和补充地下水源。
      除此以外,碧水源的自然水景水质净化技术,还为全长2.7公里、水域面积16.5万平方米的奥林匹克公园构建了一个自然水生态系统,不仅持续维护了龙形水系的水质,也兼顾了水景的美观效果。因此,碧水源也被评为“科技奥运先进集体”。
      让文剑平兴奋的是,在和GE、西门子这些国际膜巨头同台竞争中,碧水源成功了。
      在水处理市场,碧水源提供的是“系统解决方案”——通过承接项目,不仅提供技术咨询,而且涵盖工程、基建等环节,全程参与,全程服务。业内专家表示,这种系统解决方案的毛利率至少能达到30%以上。
      “国内市场的主要竞争对手GE和西门子都是自己生产膜”,文剑平说。在膜技术领域,美日国际膜巨头的产品曾占据中国膜市场。“外资公司虽然同样提供膜技术,但他们的后续服务成本很高,如果需要维修和培训,往往要价很高,而我们本土企业则是随叫随到”,他表示,这是国内技术服务商和外资公司竞争的“法宝”之一。


      从最早的酒店中水回用改造,到如今的奥运工程,从“倒贴钱”到“挣大钱”,碧水源的活儿越接越多,也越接越大:目前中国正在运行的第一个规模MBR废水资源化工程——北京密云再生水4.5万吨/天回用工程,目前世界上最大的MBR工程——奥运配套工程的温榆河水资源10万吨/天利用工程,怀柔再生水3.5吨/天回用工程,北京奥林匹克公园中心区龙形水系自然水景工程,国家大剧院水处理工程等。
      “与此同时,碧水源的MBR成套设备已销往澳大利亚、东欧等发达国家”,文剑平说,“至2008年,碧水源已建成的MBR废水资源化工程总能力达1.5亿吨/年,居世界前列。而且,我们的业务每年以100%的速度递增”。
      如今,碧水源开发和生产的MBR成套设备拥有的技术和知识产权,不仅获得国家“863”计划支持,更获得国家科技创新基金以及国家重点新产品证书、国家重点环境保护实用技术、国家康居示范工程选用产品等称号。同时,由碧水源编写的“MBR应用技术规范”还将成为膜领域的“国标”。
      “和水务投资公司不一样,我们更侧重于技术开发和提供技术服务”,对于公司未来的发展,文剑平有着清醒的认识,“做BOT等水务投资不是我们的专长,我们要把更多的精力投入到技术的研发上”。
      文剑平表示,尽管MBR用膜造价已大大低于进口产品,但仍有进一步降低的空间,这就需要在材质和技术上进一步研发。同时,膜组器也需要改造,如:提高通量(单位面积通过的水量),提高处理效率;提高耐用性,延长其服务寿命;提高抗污染能力;优化结构,降低能耗,使其美观节能等。“需要创新的地方还有很多”,文剑平说。
      “北京是资源性缺水严重的地区,政府也有经济实力并支持这项新技术”,文剑平说,截至2008年,碧水源主要销售收入来自北京,占有北京污水处理与污水资源再生化利用70%以上的市场份额。


      今后几年,碧水源计划拓展外埠市场,尤其是经济发达地区,“比如,环太湖地区,经济发展已经达到中等发达国家水平,有提高治污标准的需要”,文剑平称,下一个膜基地将在无锡建成,以满足城市新增和改造污水处理厂的需要。
      “与国际巨头同台竞技,我们有这个信心。同时,也需要政府的支持”,文剑平表示,观念的转变最重要,特别是要转变“外国月亮比中国圆”的观念——支持创新,支持国有品牌,需要政府在采购设备时更多地考虑采用自主技术的民族品牌。而且,政府一定要规范市场秩序,创造公平竞争的环境。
      “比起给予资金和税收优惠,政府的这些措施往往更能加快民营企业自主创新的步伐”,文剑平说。

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