从发明到推广到创新迭代，从北欧到中国到反哺世界，从纯膜到泥膜到生物集效，本文阅读污水处理MBBR技术在中国20年发展中的“新、变、守”，思考环保创新如何摆脱囧境、跳脱困局，探寻小历史启示下，技术、工艺、工程的战略关系和系统逻辑。

目录

通往效率时代：污水处理MBBR技术的创新、灵变与恪守

01 MBBR：分类、起源与发展

02 破坏式创新——中国第一个一级A

03 灵变与恪守——标准、成本、稳定性

04 生化效率的持续提升

烟台辛安河污水厂“主流厌氧氨氧化”现象级再现的消息，让我又一次关注到创新，关注到破坏式与颠覆式。

当我终于站在考察现场时，却并没有过多寻问“红菌”如何如何，被勾起的曾经作为一个“工程师”少年的心，痴迷在了“环保工艺”最纯粹的感官享受中。

什么是工艺？

“工艺”大概就是“工程+艺术”吧？那细长的一柳黄土绿地、18个一体化罐子的瓦黑、65%填充率填料的棕白、和25%贡献率红菌的灰红，交相掩映着，29天的建设期、1417m2万吨水占地、2mg/L总氮指标、0.34元/吨费用节约，面子、里子都很美。

工艺Process，讲究的既非结果也非数据，而是居间过程，是时间之上、空间之中、反应之前、分离之后的过程，我思来想去，和“MBBR-BFM”创新的系统逻辑竟一模一样。

从发明到推广到创新迭代，从北欧到中国到反哺世界，从纯膜到泥膜到生物集效，本文阅读污水处理MBBR技术在中国20年发展中的“新、变、守”，思考环保创新如何摆脱囧境、跳脱困局，探寻小历史启示下，技术、工艺、工程的战略关系和系统逻辑。

MBBR：分类、起源与发展

“2008年无锡芦村，我们磕磕绊绊中了标，又稀里糊涂成了光杆司令，为了信誉只好硬着头皮生干，从填料生产到安装调试，能照猫画虎搞出来，是老天赏饭吃，对此我非常感激”。作为中国最能代表MBBR的发言人之一，思普润创始团队在回忆时，一点也不愿意将这事业开端做些粉饰，偶然、山寨、砸钱、反复返工，潜意识中要对结果负责到底的态度是他们咂摸在嘴边的津津乐道，“中国MBBR的开始是被动的、模糊的，一路发展也是摸着石头过河，但未来是清晰的、笃定的”

MBBR(Moving Bed Biofilm Reactor)移动床生物膜反应器技术，起源于20世纪80年代，由挪威科技大学Hallvard Ødegaard(哈尔瓦·欧德格)教授等原创发明，其初心是探索利用更紧凑的生物膜法减少点源向北海的氮排放，后来于1989年，最早的Kaldnes移动床工艺获得专利并开始商业化推广。(有趣的是，从这一起始，MBBR就与厌氧氨氧化产生了时间线的重叠，又是偶然？还是一种必然？)

21世纪初，人们以合资、代理、模仿等方式将MBBR引入中国，20年里逐步发展成为主流生化工艺的代表，不同构型和组合工艺广泛用于降解COD、氧化氨氮和脱氮除磷中，是我所触及拿来主义、后发先至、破坏式创新的最典型例子。

挂膜红菌的MBBR填料照片，取自思普润公司

世界上污水生化技术只有两种，生物膜法是比活性污泥法更古老、生化效率更高的技术，其起源可以追溯到19世纪90年代，活性污泥则于稍晚的20世纪初发明。

但在很长一段时间内，活性污泥法都是更有光环的那一极。国内常见生物膜法如曝气生物滤池、生物转盘等已有了相当一定的市场成果，多用在高难工况、深度处理或相对小众的需求场景。于二级中心版块，则只有MBBR取得了可观份额，而等它真正长成为一款大众普适技术，要到开篇所述2008年芦村项目的10年之后。

MBBR有两种主要应用形态：1是泥膜，在市政污水厂提标改造中应用非常广泛；2是纯膜，在国内属于新型应用，目前多在极致用地和微污染水场景。

泥膜MBBR因为在无锡芦村的成功应用而顺理而成了主流，在行业里慢慢形成了路径依赖。这种形态也可归为一种复合品类IFAS(Integrated Fixed-film Activated Sludge)，可以看作是对活性污泥法进行的生物膜改造：将挂膜载体持留在反应器中，形成活性污泥(悬浮生长)与生物膜(附着生长)共存的复合系统，泥、膜呈全混合流化态，各自养成专性优势菌群，期待可以大幅度升级污染因子去除的能力。

实际应用效果却1+1远远小于2，一方面活性污泥严重阻碍了生物膜捕捉水中的介质，相当于在生物膜面前挂了一层薄纱；另一方面有研究者认为填料会将污泥絮体打散，影响活性污泥性状。

挪威科技大学Ødegaard教授最初发明时，MBBR本就是纯膜为主，引入中国后却更多走了泥膜路线，有三个主要原因：一是于北欧的水质和气候特点，纯膜的优势更明显；二是最普遍的场景--原位原池改造，泥膜能发挥泥、膜两种特长；三是纯膜MBBR拥有更极端的效率，需要微生物学、材料学、流体力学、计算机信息学等四门跨学科联合，特别是计算机信息学的控制系统必须基于污水生化技术的底层逻辑，使这一路线的技术壁垒既多又高。

MBBR具有高效、紧凑、稳定、灵活多样性和经济有效性等优势，可在不增加池容和污泥产率的设计条件下，以最少工程量和投入达到一级A、准四类甚至准三类等严格排水标准。尤其应充分开发它在“效率”上的空间，诸如基于“纯膜”的“集效”类工艺，为未来污水厂的建设、运营描绘了一种理想形态。

编辑：李丹

纯膜MBBR在国内的案例资料，取自思普润公司

20年来，关键词“MBBR”几乎总是与“提标、提效”一起出现。

我依此而将其在国内的发展划分为三个时期：

2002-2008试点时期，集中克服模仿复制和本土化的困难

2008-2015扩张时期，逐步破解实践应用和稳定性的问题

2015-2022引领时期，系统开发投入产出和效率性的需求

当镜头拉近，三个时期恰好可以对应上中国环境产业的三次浪潮，其中，政策、产业、技术具有几乎同时同步的发展步频。2008年，它们在太湖北畔发生了第一场汇集和激烈交锋，是环保技术创新史无论如何都要记录的标杆大事件。

破坏式创新  中国第一个一级A

中国环保事业的发展非常依赖“事件”级安全事故的推动。

2007年5、6月，江苏太湖爆发了大面积蓝藻污染，造成无锡市有史以来最严重的供水危机事件，被公认为污水行业大规模提标改造的起点。

2008年，无锡芦村污水厂被选为先行试点，针对氮磷营养物以城镇一级A标准进行改造。由于少有先例，便在前期广泛邀请学术界、企业界展开了一场中试比选，一时间扰动了近半个环保圈，是许多行业老兵的共同记忆，可以“史”称为：百家中试。

无锡芦村污水处理厂MBBR反应池照片，取自思普润公司

项目的胜出者MBBR和败者中的强者MBR，成为最后的最后脱颖而出的两个“一级A”工艺。

MBBR与MBR，英文差一个“B”，汉语名字中都有一个“膜”，代表了水处理这个行当最顶尖的科技技术。但此膜非彼膜。所不同者，一种是生化技术，一种是物理分离技术，一个是人造服务于自然的生物膜法，不同于活性污泥法；一个是人造代替了二沉池的泥水分离，本质上仍然是活性污泥法。两者一弛一张、一收一放，演绎了一个时代的双骄戏码，竟也同时体现为两个阵营创新风格的迥异，大概是系统论的辩证表现，既关联紧密，又很难统合。

据不完全统计，在全国2亿多吨/天污水处理体量中，MBBR和MBR各自占有约10%份额。我大胆推断，几乎可以全都归溯到2008年开启的那扇大门。

由此抛开诸多偶然性而言，企业在创新中的战略前瞻至关重要，如何定位、如何取舍、何时行动、怎样节奏，才能顺利切入到最适合的场景？

在《环保回忆录》一书中，王凯军老师这样评价“一级A”的结果：“标准是部委、设计院、环保公司等各个利益方权力平衡的结果，里边还有很多具体问题，现在还在争论，比如为什么采用一级A？当时我和建设部共同论定的，它其实是指向回用的基本要求”。

所以MBBR蹭上“一级A”也是偶然吗？也许不然。早在2002年前后，国内就已经有多家单位开始了MBBR的引进和研究工作，但都无法解决流化、挂膜和堵塞的问题，导致不被市场所接纳。彼时由基于活性污泥法的AO系、SBR系、氧化沟系占据的绝大部分市场，本质上寻求的都是“原理更简单、投资更低”，占地、效率、甚至稳定达标都还是次一级需求；三款经典活性污泥法的设置也还只需普配版，生化效率更高的MBBR自然更无从获得关注，只好窝在小领域做一些高难度的事，也因此而有了充足的“时间”为“时机”做好准备。

到2008年以后，MBBR得以借道“一级A”重新定义主流，引入一系列新的价值主张时，早已具备了显然的“破坏”力——

主流-COD处理 VS 破坏-氨氮强化

主流-新建市场 VS 破坏-扩容、翻建市场

主流-常规工况 VS 破坏-低温/高盐工况

主流-扩建式提标 VS 破坏-原位式提标

主流-多次反复改造 VS 破坏-一次性前瞻式改造

这些“破坏式”不会一蹴而成，而是逐步、相继被市场接受，“战略前瞻”还包括“战略定力”，整个过程需要不断做取舍，甚至经常牺牲一些“性能”以保持节奏，“熬”到最佳时机的到来。

浩浩荡荡的提标、提效运动，标志着环境产业由“规模时代”迈向“效果时代”，标准、稳定性、成本三大效果需求顺势诞生。

百家中试为MBBR积累的品牌效应，使短时间内便实现了规模，但也迅速暴露出“问题的尾巴”，创新者又一次“不得不”出发，消化、吸收之后的“变与守”，成为MBBR第二时期的中心议题。

灵变与恪守  标准、成本、稳定性

我将三大需求对应为三个创新突破的基本路径——标准、稳定性、成本，作为效果时代评判创新创意的一个通用模型。MBBR破解那些问题的过程，也烙刻着那段环保创新史有关思维、模式、方法的一些集体印记。

2014年，《CJT461-2014水处理用高密度聚乙烯悬浮载体填料》标准发布，意味着MBBR技术初步完成了本土化、走向规范化。早先威立雅退出芦村项目，MBBR的国际支系便战略性丢失了在中国的先占优势，不多久，这里便成了中国企业自己的舞台，自建系统、自主创造。

原位提标：格子的故事

标准和对标准的监管，是政策意志力在执行层的表现。

“持续提标”是政策影响下的产物，意味着客户被动地希望以最小的工程量得到长期可靠的解决方案；MBBR以“原位提标”应之，对现有技术格局极具破坏力。

编辑：李丹