2019年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会 (第十届)日程暨邀请函
 
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“红菌”之争!彭永臻院士与清华系争夺厌氧氨氧化专利! 城镇污水深度处理与资源化利用技术-一国家工程实验室 北京工业大学彭永臻

放大字体  缩小字体 发布日期:2018-10-18  浏览次数:263
核心提示: “红菌”之争!彭永臻院士与清华系争夺厌氧氨氧化专利! 城镇污水深度处理与资源化利用技术-一国家工程实验室 北京工业大学彭永臻
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2019年中国城镇污泥处理处置技术与应用高级研讨会 (第十届)日程暨邀请函
 

“红菌”之争!彭永臻院士与清华系争夺厌氧氨氧化专利!

来源 : 环保新课堂 


2018年10月17日,由启迪桑德(清华系)全资控股的浦华环保股份有限公司发布了一则声明,矛头直指中国工程院院士彭永臻前几日发表的《西安第四污水处理厂短程反硝化和部分Anammox现象的缘起、发现、研究与展望》中对浦华环保专利的剽窃及质疑,事件的矛盾点是在厌氧缺氧池投机填料来实现短程反硝化+部分厌氧氨氧化(厌氧氨氧化细菌富集后为肉眼可见红色颗粒污泥,俗称为“红菌”)的专利到底是属于那一方?让我们来看一下事件的全程回顾!

 

浦华环保发声明称拥有完全知识产权!


关于西安第四污水处理厂改造工程技术成果及FBC工艺包技术的

郑重声明


我公司自主研发的FBC工艺包技术于2012年在西安第四污水处理厂一期改造工程成功应用,并稳定运行近6年之久,形成了一系列完整的知识产权(发明及实用新型专利),率先并持续发表研究成果,所取得的成就获得了业界广泛关注,现已进入商业推广阶段。

 

FBC工艺包采用双泥龄技术,在本工程应用过程中形成了较为稳定的主流厌氧氨氧化,属于重大发现,对于我国污水处理厂提标改造具有重要的应用价值,已经成为水处理行业的热点之一。这是在世界范围内、温带气候条件下、大型污水处理厂(25万吨/日)实现厌氧氨氧化的首例。但是,由于某些不良厂商不择手段票窃技术,非法将FBC技术重新冠名据为己有,并进行商业宣传,误导不明真相的人士在媒体上为其发声,严重侵犯FBC技术拥有方浦华公司的权益和声誉,特此郑重声明如下:

 

一、西安四污改造工程厌氧缺氧区投加填料技术路线的起源


2011年11月《西安市第四污水处理厂升级改造工程可行性研究报告》(工程号2011-SX0075)提出该工程在原倒置A2O二艺基础上“在缺氧或厌氧反应器中,通过机械搅拌使填料移动”,并提当“可根据不同的来水水质,选择不同的填料填充率”。

 

考虑到西安四污一期二程厌氧缺氧段总停留时间仅为3小时,而且用地紧张生化部分无法扩容,因此,我公司在投标文件提出了适合于该改造工程现状、满足提标要求的厌氧和缺氧区投加填料的工艺包方案(包括可施工的详细图纸、计算书、设备与材料的具体型号等),于2012年10月中标,同月开工建设,根据设标文件承诺的工期和设备和材料(含填料)于12月底陆续到场。2013年1月土建改造工程完工,2013年4月项目整体完工。厌氧缺氧填料的技术参数是我公司根据本工程的流态化需要,在好氧填料配方的基础上调整确定的,并指定生产厂家按照技术参数生产供货。

 

FBC工艺包技术集成了生物载体系统、流化系统、分离及安保系统、亚硝酸盐制备系统、厌氧氨氧化系统、设备自控系统等。我公司作为西安第四污水处理厂一期改造须目总承包方及全部核心技术的提供方,拥有完全的知识产权。

 

二、知识产权及研究成果

 

我公司围绕FBC工艺包技术及西安第四污水处理厂改造工程技术成果形成了一系列自主知识产权:

 

(一)专利


1、《一种厌氧、缺氧MBBR反应池》,专利号z1201420565019.6,申请专和日2014年9月28日,授权公告日2015年1月7日;


《一种厌氧、缺氧MBBR反应池》,专利号ZL201410509327.1,申请专利日2014年9月28日,授权公告日为2017年1月4日;


2、《基于厌氧缺氧流态化生物载体的污水处理方法及系统》,申请专利日2016年12月29日,授权公告日2017年11月7日,专利号ZL201621468082.3;

 

3、《一种填料分隔装置》,申专利日2014年9月25日,授权公告92015年1月28日,专利号ZL201420556196.0;

 

4、《污泥缺氧和强化水解厌氧的多格式A2O系统》,申请专利日2015年2月2日,授权公告日2015年8月19日,专利号ZL201520073265.4;

 

5、《一种污水活性初沉水解池》,申请专利日2015年6月29日,授权公告日2016年4月13日,专利号ZL201520456984.4。

 

(二)论文及会议报告

 

1、钱亮、贺北平等,西安第四污水处理厂一期二程升级改造经验总结,《中国给水排水》2016年1月;

 

2、钱亮、贺北平等,城市污水A2/O移动床生物膜工艺菌群结构分析,《中国给水排水》2016年5月;

 

3、Keke Xiao,Beiping He,LiangQian.et al.Nitrogen and phosphorusremoval using fluidized-carriers in a full-scale A2O biofilm system,《Biochemical EngineeringJournal》,2016,115:47-55.

 

4、钱亮、贺北平等,投加生物填料实玩,AAO二艺改造的案例分析,《净水技术》2017年1月。


5、会议报告


钱亮,“面向类IV类排放标准解决方案—FBC深度脱氮除磷工艺”,中国污水处理厂提标改造高级研讨会(第二届),2018年9月,安徽合肥。

 

(三)成果鉴定

 

于2016年11月16日,由中国环境科学完组织专家召开了“基于厌氧缺氧流态化生物载体的污水处理强化脱氮除磷技术”技术鉴定会,成果达到国际领先水平。

 

(四)获奖

 

2017年10月获得中国环境科学学会颁发的《环保科技创新示范项目》。以上技术成果为我公司主导研发,拥有完全知识产权,对于任何不实言论和技术成果存在的任何侵权行为,我公司保留追究的权利。

 

浦华环保有限公司与清华大学环境学院是技术与科研长期合作单位,浦华源于清华,专注水污染防治及水生态不境建设30年,非常注重技术研发与创新,拥有雄厚的技术积淀(拥有近200项专利等),具备全过程整体解决方案的实力。若业界对上述技术抱有兴趣,我公司可提供相关的数据、图像、实施记录等资料与大家分享,共同推动水处理行业的技术进步与健康发展。


浦华环保有限公司

2018年10月17日

 

彭永臻:专利在我,任何单位与个人可无偿采用和推广应用!

 

西安第四污水处理厂短程反硝化和部分Anammox现象的

缘起、发现、研究与展望

 

近日,某些同行和学生们一再建议我:就西安第四污水处理厂一期升级改造工程做一些介绍和说明。虽然他们早在某环保公司于2016年11月申请召开针对该厂升级改造的鉴定会之后不久,就提出过同样的建议,但我一直没有理会。最近,这件事不仅炒得很热,还据说,没有得到该技术拥有者的授权,其他单位不得应用该技术!因此,趁这几天闲暇,就该工程项目的缘起、发现和我们4年的跟踪调研、小试及中试的研究结果等,做一个简要的回顾与说明。更重要的目的是,讨论与澄清一些学术和技术原理等问题。

 

请各位专家和同行认真审阅以下短文。

 

一、缘起——在厌氧和缺氧池投加填料形成MBBR是核心技术


在西安第四污水处理厂一期(25万m/d)的AA0工艺升级改造之际,我于2012年末、2013年1月和5月,先后3次受邀到该厂做技术支持。与当时西安三个污水处理厂工程改造项目总承包方紫光环保的项目负责人贺北平先生、MBBR的填料及其技术提供方江苏裕隆环保公司董事长黄东辉先生、西安市污水处理有限公司副总经理周亚旭先生等都有多次交流(当时没有见到也没有和其他单位交流)。我们经过大量的调研工作后,明确了该厂出水的氨氮(NH3-N)浓度稳定低于1mg/L,说明硝化完全,而出水的硝氮(NO3-N)和总氮(TN)浓度超标(15mg/L)说明反硝化能力较差后,我认为,如果再按惯例,通过投加填料强化好氧池的硝化功能,已经没有必要了,而必须利用生物填料强化厌氧和缺氧区的除磷和反硝化能力。因此我首先提出并坚持建议在厌氧和缺氧池投加填料、调整厌氧/缺氧/好氧池的水力停留时间等技术改造方案,并基本得到各方面的认可。由于国内外极少有在厌氧和缺氧池投加填料的案例,期间在西安该厂甲方中也出现一些强烈的反对意见,并造成改造过程的停工与反复。但最终在多方共同努力下,按预计方案完成了升级改造工程。

 

虽然只是在厌氧和缺氧池投加生物填料形成MBBR,强化厌氧和缺氧区的除磷和反硝化性能,但是根据我们多年来关于污水脱氮除磷的研究与实践,特别是2012年以来关于短程反硝化(partial denitrification,将NO,还原为NO而不是直接还原为N2)与厌氧氨氧化(Anammox)耦合的研究经历,感到厌氧和缺氧区可能是Anammox菌富集的热区,促使我们近4年来一直对该污水处理厂进行跟踪取样、检测和研究。

 

二、发现与研究-一短程反硝化+部分Anammox现象,其中短程反硝化是关键的必要条件

 

虽然西安第四污水处理厂进水的总氮浓度较高,但改造后(无外加碳源)出水总氮长期稳定低于10mg/L以下,甚至低于5mg/L,出水总磷(TP)也平均低于0.3mg/L以下,远高于传统AAO工艺通常的脱氮除磷效率。经过近一年的运行后,我们发现厌氧和缺氧区填料生物膜呈现微红色,根据多年来对厌氧氨氧化技术的研究,很快意识到这很可能是Anammox菌的富集。我第一时间先后安排研究生(李健伟、马斌、高锐涛、汪晓聃等)对该课题进行系统的研究。目前我的团队对该厂进行了长达4年的跟踪调研(近两年来每月定期取样),最终通过多方面的检测与验证(活性测试、分子生物学检测、高通量测序、物料守恒计算、初步模型确立),发现了这一重要的基于厌氧缺氧MBBR的短程反硝化+部分Anammox的自养脱氮过程。


尽管我们开始就认为短程反硝化+部分Anammox过程是显而易见的,但是实践表明,要从上述几个方面通过试验和微生物检测证明,还是经历了非常艰难的过程!我们关于该研究的几篇具有创新性的论文已完成,即将陆续发表。

 

这一过程的必要条件和关键步骤是其中的短程反硝化,因为如果没有 NO产生,就不可能发生厌氧氨氧化反应(简化为NH4*+NO→N2+2H2O),而在缺氧池中,又不存在好氧条件及其短程硝化(NH4+至NO)来产生NO,因此,只能以污水中的有机物作为电子供体,通过短程反硝化将回流污泥和内回流硝化液中的NO还原为NO,同时利用来源于污水并过量存在于厌氧和缺氧池的NH4+,形成与促进部分Anammox反应过程。我和研究生(操沈彬、杜睿、李健伟、吉建涛、牛萌、张寒雨等)从2012年初开始,在国内外率先开展了短程反硝化+Anammox的研究,至今已经发表SCI论文18篇。

 

三、专利——国内外唯一关于该技术的发明专利

 

基于上述研究成果,在我们于2014年11月申请、2015年4月公开、2016年8月获授权“基于短程反硝化提供亚硝酸盐的城市污水生物除磷自养脱氮(Anammox)方法”的发明专利中,详细地披露和介绍了通过在AAO工艺的厌氧和缺氧反应器投加填料,实现短程反硝化+部分Anammox的机理与方法,并强调指出其中的短程反硝化是关键的必要条件。这也是国内外唯一基于该技术的授权发明专利。

 

在该发明专利获公布和授权后的2016年11月16日,在北京召开了由某环保公司等单位提出的“基于厌氧缺氧流态化生物载体的污水处理强化脱氮除磷技术及应用”科技成果鉴定会(附件略)。现将其3条创新点摘录如下:


——“主要创新点有:


1、研发了适用于“基于厌氧缺氧流态化生物载体(FBC)的污水处理强化脱氮除磷技术”的新型悬浮生物填料,为强化生物脱氮除磷奠定了工程基础。(注:该成果完成单位中,还应当有研发该新型悬浮生物填料的单位)

 

2、设计了一种大型无终点循环模式的厌氧缺氧FBC反应池,经在西安市第四污水处理厂改造工程中应用证明:缺氧反硝化时间由传统的5~6h减少为2.6h,同时提高了脱氨效率,出水水质优于GB18918-2002一级A排放要求。

 

3、“基于厌氧缺氧流态化生物载体的污水处理强化脱氮除磷技术”是一种节能节碳新工艺,在污水处理脱氮主流程中同时实现了一定程度的厌氧氨氧化,并充分利用了污泥内碳源以及厌氧FBC技术的强化水解作用。首次在大型工程中得到应用,降低了污水处理厂的运行费用。

 

.......,整体上达到国际领先水平。”——


该主要创新点1的成果完成单位,还应当主要包括研发该新型悬浮生物填料的单位。

 

主要创新点2中的“设计了一种大型无终点循环模式的厌氧缺氧FBC反应池,”令人难以理解,其实就是在AAO工艺的厌氧缺氧池中投加填料形成MBBR。其中的“缺氧反硝化时间由传统的5~6h……”也有待商榷。西安市第四污水处理厂AAO工艺改造前的设计水力停留时间11h分配如下,厌氧:缺氧:好氧=1:2:8,我建议的改造后水力停留时间11h的分配为,厌氧:缺氧:好氧=2:2.6:6.4,实际上发挥反硝化作用的不仅仅是停留时间为2.6h的缺氧池,而是停留时间总和为4.6h的厌氧和缺氧池的共同作用结果。

 

主要创新点3中的“并充分利用了污泥内碳源以及厌氧FBC技术的强化水解作用。”,也欠准确。其实在AAO工艺厌氧池中的反应机理就是:聚磷菌释放磷同时摄取外部有机碳源储存为细胞的内碳源(PHA)、期间反硝化菌也会将回流污泥中的NO,还原为NO和N2;而不会产生所谓的“强化水解作用”。

 

在该主要创新点中只字未提最关键的短程反硝化过程、Anammox菌的检测结果等。

 

该成果的核心就是“在厌氧和缺氧池投加填料形成MBBR技术”,而且在运行中也基本没有采取其他控制措施,因此,该主要成果也应当归属于:提供填料和MBBR技术的单位。

 

在近几年的学术刊物和会议上发表的、介绍和论述有关西安第四污水处理厂升级改造工程的论文和报告中,也从来未提到短程反硝化是必要条件及起到的关键作用。

 

更值得注意的是,在最近某公司的“……FBC深度脱氮除磷工艺”的宣传册中,提到的短程反硝化概念是“…,第二阶段亚硝酸与碳源发生短程反硝化反应,生成氮气,短程反硝化反应6NO+3CH3OH+3CO2→3N2+6HCO+3H2O”(附件略)。这显然是传统(全程)反硝化中的第二阶段,是完全错误的“短程反硝化”概念,可见在该宣传册中,至今也没有认识到“短程反硝化产生的NO2-。,是其后发生部分Anammox的必要条件和关键因素”。

 

四、展望

 

我们应当清醒地认识到,对于西安第四污水处理厂在厌氧和缺氧池投加填料形成MBBR技术,其未来的推广应用还有包括环境适用条件的选择、工艺参数的确定、菌种驯化与富集等诸多问题需要解决;否则,简单地在厌氧和缺氧池加填料形成MBBR,就能整体上达到国际领先水平,全面解决城市污水的深度脱氮除磷问题了。

 

虽然该技术在我们实验室规模的小型试验中,得到了进一步的、充分的验证;但是,在北京沙河再生污水处理厂进行的AAO+BAF工艺中试研究中(参加试验的研究生:孙事吴、潘聪),却进展得不顺利。当然,我们还正在通过国家水专项课题等继续对此进行深入地研究(张亮、李健伟、高锐涛、陈凯琦)。

 

近10年来,我们围绕着城市污水主流厌氧氨氧化进行了大量的试验研究,已经发表SCI论文20余篇,深切地感到城市污水主流部分厌氧氨氧化在有条件的地方,有可能实现;而实现城市污水主流整体厌氧氨氧化的应用仍然是任重道远。

 

结语:

 

1、我们过去和现在不会,将来也不会争夺该项目的所谓成果,其实该重要成果也是后来发现的。但是,对此做一个简要的回顾与说明还是必要的,一些学术问题与技术原理,更有必要讨论与澄清。

 

2、而且,我郑重承诺:以我为独立发明人的授权发明专利“基于短程反硝化提供亚硝酸盐的城市污水生物除磷自养脱氮(Anammox)方法”(专利号:ZL201410715615.2),任何单位和个人都可以自主地无偿采用和推广应用。

 

3、本文中有不当之处,请指正;更希望本项目相关人员黄东辉、贺北平和周亚旭先生发表意见。

 

城镇污水深度处理与资源化利用技术-一国家工程实验室

北京工业大学彭永臻

(亲笔与多次修改)

2018年10月11日


浦华环保关于西安第四污水处理厂改造工程技术成果及FBC工艺包技术的郑重声明

时间:2018-10-18

来源:浦华环保

 

 

 

关于西安第四污水处理厂改造工程技术成果及FBC工艺包技术的郑重声明

 

 

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