“技術的前進方向就是‘三十年河東，三十年河西’，在環境產業大建設時期行業強調生化技術，在如今中小型建設成為主流的產品化時代，以模塊化為特征的物化技術有可能將大行其道。” 清華大學環境學院教授、國家環境保護技術管理與評估工程技術中心主任王凱軍在“2023（第二十一屆）水業戰略論壇上”表示。

核心觀點

1、從歷史發展看產品化是技術發展的必然選擇，技術進步是產品化的前提條件，功能的綜合性則是產品化的必由之路。

2、污水處理行業追求的目標跟奧運精神非常相近，奧運精神是“更快、更高、更強”，污水處理行業追求“更快的反應時間”達到池容更小、“更高的反應效率”達到更好的出水水質、“更強的反應功能”同時多種功能綜合在一起。2021年，奧林匹克格言在“更快、更高、更強”之后再加入“更團結”（together），污水行業恰恰需要“更集約” （together），完全與奧運精神吻合。

3、技術的前進方向就是“三十年河東，三十年河西”，在環境產業大建設時期行業強調生化技術，在如今中小型建設成為主流的產品化時代，以模塊化為特征的物化技術有可能將大行其道。

4、功能的集約化和綜合化是產品化過程中的必由之路，是技術進步的表現。

5、金科環境希望通過智慧化平臺建設，統籌環境產業產品化的過程，“如果行業有人要做這個工作，我希望是環保業界人士去做，如果是‘外行’來做，就有可能像《三體》中的‘水滴’一樣，給行業帶來降維的毀滅性打擊。”

6、廣聯達的突破經歷了“一次創業”和“二次創業”的艱辛，而環保行業還沒有這樣的顛覆性創新，原因是目前行業上還缺少“leadership”，企業缺少“企業家精神”。

“技術的前進方向就是‘三十年河東，三十年河西’，在環境產業大建設時期行業強調生化技術，在如今中小型建設成為主流的產品化時代，以模塊化為特征的物化技術有可能將大行其道。” 清華大學環境學院教授、國家環境保護技術管理與評估工程技術中心主任王凱軍在“2023（第二十一屆）水業戰略論壇上”表示。
圍繞產品化的話題，王凱軍梳理了環境產業的產品化進程以及其團隊對產品化進行的探索，提出從歷史發展看產品化是技術發展的必然選擇，技術進步是產品化的前提條件，功能的綜合性則是產品化的必由之路。

王凱軍

01“史前時代”的產品化探索

傅濤在論壇上的發言中提到環境產業自2003年開始了“三個元年”的發展進程（詳情點擊：傅濤：產業化是環境產業的自我救贖）。王凱軍因此提出，上世紀90年代末無論怎么算都應為行業的“史前時代”。他回憶，1995年左右他在北京環保所任總工，曾帶領團隊用產品化的思維對污水處理工程進行了一些產品化轉型的探索。

以工業廢水處理廠投資比例為例，在傳統的工業水廠工程項目中，技術單位拿到的技術服務費僅占總投資不到10%，設計費往往只有3%。經測算，如果采用產品設備化的模式，可以使技術單位的收益顯著提升，達到合計85%的份額。因此，王凱軍團隊一直在探索將環境項目中的專有設備、土建轉變為產品，王凱軍認為，產品化首先要基于具有系統的技術優勢，產品化還需要對系統進行分析和分解。

為此，王凱軍團隊深入研究了在當時很“時髦”的UASB反應器的工藝理論，分析UASB系統的元素組成，嘗試將其進行產品化。如選擇Lipp和拼裝反應器和配套設備將UASB反應器進行產業化、設備化的研究，以及將三相分離器設計成整體設備，并嘗試將技術整套打包到產品中出售，為用戶提供免費的技術服務。

產品化需要進行標準化設計，在UASB反應器的產品化過程中，團隊對UASB反應器進行系列化和標準化的工作，形成矩形UASB反應器系列化表(m3)、圓形UASB或EGSB反應器系列化表(m3)。

經過對UASB反應器的產品化、標準化工作，到90年代末，UASB反應器技術已經應用在全國300多項工程中，EGSB反應器技術應用在全國100多項工程中，成功占領了巨大的市場份額。從UASB反應器的產品化探索結果來看，產品化非常有利于技術的大規模推廣。

大市場推動對主體工程產品化的需求

在諸如UASB反應器的產品化嘗試過程中也可以看出，大市場可以推動對主體工程產品化的大量需求，王凱軍指出，產品標準化設計大規模生產，主要來源于市場對于單一技術產品大量、重復性的需求所導致。

以德國的沼氣工程為例。在1990至2000年的10年間，德國沼氣工程的數量僅新增不到1000處，其中還包括超過900個城市采用污泥消化項目。自2000年可再生能源法(Renewable Energy Act，EEG)出臺后，從2000年到2004年的4年間，德國厭氧消化裝置增加了1450處，到2015年，德國新增厭氧消化裝置超過9000座，基本上都采用了產品化的方式。

同時王凱軍指出，從60年代初期起,德國就開始在大中型城市污水處理廠使用鋼筋混凝士結構的卵形消化池而非采用鋼體結構，國內外一些觀點認為鋼結構的池體應用不能長久，混凝土結構才是百年大計，他反問國際一些百年企業如殼牌公司、德士古公司的設備產品都采用的鋼體結構，難道他們不考慮百年大計問題，結論肯定是明顯的，是人們觀念出了問題。

早期，國內環保企業對產品化的探索

從上世紀初開始，國內一些環保企業也開始了產品化的探索。如鵬鷂環保、合續環境等。

1、鵬鷂環保裝備智能制造

鵬鷂環保“裝配式”污水廠，企業用兩年時間，投入上億元建立環保裝備智能化制造基地，并進行跨領域的合作，實現工業4.0生產。

鵬鷂環保采用PGMI系統，結合大數據、云計算、人工智能，實現“標準化、信息化、智能化”的制造過程，再把其他產品嫁接到生產平臺上，實現了從“1”到“100”的產品標準化、服務智能化和裝備集約化生產。經過大量資金研發投入后，整個生產車間用5個工人取代了50個工人，加工精度和生產效率均得到了質的飛躍，并形成了很好的企業效益。

“實際上在水務行業的‘史前時代’，我們就提出可以實現‘零工廠、零庫存’的產品化生產”，王凱軍指出，目前我國制造業的產能大量過剩，如果行業、企業之間可以利用某些企業突出的標準化、智能化制造能力，也許可以解決企業制造過程投入大、缺乏專業度的短板。

鵬鷂環保標準化廠房

2、合續環境的鋁合金裝配式水廠

合續環境的裝配式污水廠采用鋁合金墻板和鋼結構為主體裝配而成，同時別出心裁的采用方形設計，緊湊立體，并且噸水占地率低。裝配式水廠采用構件承插裝配，建材級別表面質感，基材涂層多重防腐蝕，標準化的生產，工期短、效率高、質量有保障。（延伸閱讀：如何打造爆款產品？合續科技的產品化思維）

合續環境裝配式污水廠

同時王凱軍指出，我國環保企業從國外引進技術進行產品化的過程中，也需要警惕一些成本核算等問題。他提到，曾經某環保企業引進了德國混凝土預制技術，在前期工作都完畢之后，發現產品運輸距離在300km以內才能實現經濟平衡，且必須要租用廠房和設備，大大的增加了成本，運距合理范圍被限制在50km左右。因此可見，如果區域內只有單一項目，不能支承混凝土產品的標準化，產品的大面積推廣存在限制。

王凱軍表示，總體來說在現階段，預處理產品、生物處理產品、沉淀分離產品、深度處理產品都可以采用標準化設計，實現工廠化生產、裝配化施工、一體化的機電設備以及5D-BIM的信息化建設。

02功能的綜合性是產品化的必由之路

“功能的集約化和綜合化是產品化過程中的必由之路，是技術進步的表現”，王凱軍表示，回看污水治理歷史，從1914年左右開始的黑臭河道治理，到20世紀后半葉的富營養化治理，再到21世紀初開始用水回用解決水資源短缺問題，過程中處理工藝在不斷的線性堆積，這種像串糖葫蘆似的線性疊加，很難與產品化的過程相匹配。

目前，水務行業部分產品可以實現功能的綜合性，如MBR工藝將沉淀和反應相結合，好氧顆粒污泥工藝將沉淀、除磷、脫碳、COD的去除相結合，“只有工藝實現了綜合性，才能在產品中實現功能的集約，這是產品化的必由之路。”

清研環境和華益德的內嵌式二沉池

華益德的連續流好氧顆粒污泥、清研環境的RPIR工藝實現了沉淀和曝氣的功能綜合，王凱軍表示，這兩家企業的內嵌式二沉池，均是曝氣與沉淀功能結合的成功案例，可以實現曝氣沉淀一體化（不用二沉池），同時提供了沉淀產品模塊。（延伸閱讀：清研環境劉淑杰&史緒川：持續創新，建立創新技術產業化生態系統，王凱軍：連續流好氧顆粒污泥技術的突破與革新之路）

鵬凱環境低碳型裝配式污水處理系統

鵬凱環境的低碳型裝配式污水處理系統，在更大程度上實現了功能的綜合性：一是AO功能綜合。外圈氧化溝精準分段曝氣技術，實現AO工藝控制，添加MBBR填料，實現同步硝化反硝化；二是曝氣沉淀功能綜合。內圈沉淀區與好氧區的疊加使占地面積少，混合液自動回流，減少能耗；先進工藝設計實現穩定的好氧反硝化。三是側流除磷技術。脫氮除磷單元分開，脫氮除磷效率高，解決了傳統AAO工藝脫氮與除磷的矛盾。這三大功能綜合在“鵬凱圓裝配式污水廠”產品中，實現了五化：即產品標準化、設計智能化、生產自動化、管理數字化。（延伸閱讀：如何拿回旁落的利潤？看鵬凱以工藝價值定價的產品化之路）

03技術進步是產品化的前提條件

王凱軍指出，實際上，污水處理行業追求的目標跟奧運精神非常相近，奧運精神是“更快、更高、更強”，污水處理行業追求“更快的反應時間”達到池容更小、“更高的反應效率”達到更好的出水水質、“更強的反應功能”同時多種功能綜合在一起。2021年，奧林匹克格言在“更快、更高、更強”之后再加入“更團結”，污水行業恰恰需要“更集約”，完全與奧運精神吻合。

從歷史發展看，產品化是技術發展的必然選擇

從歷史發展看，在大型氧化塘時代、大型曝氣池時代都不可能實現產品化，只有在流化床反應器時代之后才能實現產品化。

以荷蘭為例。荷蘭提出了一種污水處理技術，希望在未來20-30年中保持世界領先，采用的模塊化組件包括電絮凝、DAF工藝、納濾、反滲透和離子交換法等都是物化技術，并且可以實現集約化的小型設備，實現氮磷回收率提高75%，去除80%醫藥殘留物，污泥產量和化學品用量減少90%。在王凱軍看來，技術的前進方向就是“三十年河東，三十年河西”，在環境產業大建設時期行業強調生化技術，在如今中小型建設成為主流的產品化時代，以模塊化為特征的物化技術有可能將大行其道。

金科環境的工程“產品化”——“新水島”水廠

金科環境在本次論壇上發布了 “新水島”水廠，強調BIM設計、工廠調試、現場組裝等產品化過程，王凱軍認為，新水島在智慧化方面有更突出的表現。同時“新水島”基于BIM系統和雙胞胎運營系統的建設平臺和管理平臺，實際上為行業提供了產業鏈建設的很好的底層平臺。（延伸閱讀：創造一個再生水的新市場，金科環境“新水島?”發布）

金科環境董事長張慧春在此次論壇上進行了“新水島”水廠產品的發布

王凱軍總結了環境產業產品和技術的發展脈絡，他指出，環境產業的工藝設計階段是設計院的集成時代，經過技術的進步與升級，產品化階段是環保企業的時代，通過模式的創新形成裝配化的產品、工廠化的生產，最終通過互聯網技術的發展，最終形成跨界、跨領域的數字化集成。

“金科環境希望通過智慧化平臺建設，統籌環境產業產品化的過程”，王凱軍表示：“如果行業有人要做這個工作，我希望是環保業界人士去做，如果是‘外行’來做，就有可能像《三體》中的‘水滴’一樣，給行業帶來降維的毀滅性打擊。”

這種降維打擊實際距離環境產業并不遙遠。如建筑行業企業廣聯達，原本從事的業務是建筑預算軟件，發展到如今成為一家以“數字建筑”引領產業轉型升級的平臺公司，先后提出了數字建設整體方案、數字設計整體方案、數字施工整體解決方案、數字造價整體解決方案、數字供采整體解決方案，足以顛覆整個建筑行業。王凱軍提出，廣聯達的突破經歷了“一次創業”和“二次創業”的艱辛，而環保行業還沒有這樣的顛覆性創新，原因是目前行業上還缺少“leadership”，企業缺少“企業家精神”。

編輯： 李丹