【大創榜young】脫氮先鋒——新型Fe-C@S填料自養反硝化技術
優秀創業團隊典型案例
北京高校大學生
社會服務賽道
北京石油化工學院 王婧

脫氮先鋒——新型Fe-C@S填料自養反硝化技術
水碧清環保科技有限公司是一家專注于污水處理設備的研究、開發、生產以及銷售的高科技企業。公司目前由11個部門組成,以在校研究生與本科生為主,是一支擁有技術、管理、經濟等多方面專業人才的高素質團隊,并且有相關專業老師的指導,以卓越的服務品質、專業安全的技術服務,為不同群體的用戶提供更優質的服務。

核心技術
脫氮先鋒——新型Fe-C@S填料自養反硝化技術項目主要由兩部分組成:
1.鐵硫自養反硝化技術
在鐵硫自養反硝化工藝中硫自養反硝化過程產生H+,而鐵自養反硝化過程能消耗產生的H+,不僅確保出水的pH保持穩定,且無需額外添加pH緩沖劑。同時由于生物自養作用無需額外添加碳源,達到深度脫氮目的同時又可以降低處理成本。但在硫自養反硝化過程中會產生較多SO42-。采用新型核殼結構與鐵碳微電解技術結合的方式,利用鐵碳微電解技術還原廢水中的SO42-,進一步提升脫氮效率。
2.氣升式內循環反應器
由于填料中有鐵的加入,更容易發生板結,簡單的反沖洗有時候并不能將板結填料打散。且因實驗中發現垃圾滲濾液中溶解氧較高,易造成板結,達不到預期處理效果。本團隊將新型Fe-C@S多孔填料與氣升式內循環反應器的高效傳質傳熱性能相結合,可以克服填料常發的壓實、堵塞和鈍化問題,二次提升了在污水處理方面效果,并在反應器的A/O條件下,解決溶解氧過高問題。

創業歷程
近年來,國家對污水廠出水水質的要求不斷提高,尤其對出水總氮含量的要求更加嚴格,大多污水廠都面臨著提標改造的任務,對污水脫氮選取的技術方面也有新的需求,而廢水中脫氮處理技術普遍存在投資高、運行能耗高等問題。
來自北京石油化工學院的王婧敏銳地發現了這一點,并以此為契機組建了隊伍進行相關研究,希望可以研究出二次污染小、去除率高的脫氮技術從而達到國家對污水廠出水水質不斷提高的要求。團隊通過查閱大量文獻和實地調查發現市面上傳統脫氮填料因為存在材料易板結、硫酸根產生量大、脫氮效率不高等問題,導致脫氮成本過高以及使用條件苛刻的弊端。王婧通過所學專業知識帶領團隊從根本原理上進行實驗,發現在硫自養反硝化工藝在去除污水中氮元素上有著先天的優勢,但由于硫自養反硝化工藝本身并不是特別完善,在使用時會產生SO42-,且其產量會隨著污水中的NO3--N的增加而增加,高濃度SO42-排入管道或地表水中,不僅會腐蝕管道和處理設施、破壞土壤使其板結,并且會危害人體健康和破壞生態環境。經過團隊成員共同討論和多次實驗,他們決定以單質硫為硫自養反硝化所用硫源,同時以鐵自養耗酸作為堿度補充,維持反硝化過程中環境pH穩定,創造良好的自養反硝化環境,而這就是最終產品——新型Fe-C@S多孔填料的雛形。

團隊研究的方向已經確定了,但通過對市場中常見的填料進行改進,他們發現僅僅將原料進行一定比例的混合,污水中氮的去除效率并不高。而此時團隊中出現了兩種不同的聲音:“我們的思路一開始就錯了,這個思路本來就行不通”與“不,市面上已有的填料太落后了,我們要對填料的構型進行改進,進行革新”。團隊并沒有就此放棄,他們通過多次實驗對照,根據每次實驗的數據來尋找問題的關鍵點,最終證明了一開始的理論思路并沒有問題。“既然方向沒有錯就要堅定地走下去,接下來就是對填料的構型進行改進,讓新構型填料去挑戰市場中原有的填料,讓我們的填料引領市場。”
經過大家的討論,幾種不同的方案被提出來,新的問題又產生了:哪種方案去除效率更高?不同構型對去除率又有什么影響?這些對團隊來說都是未知的。且由于市面上沒有先例作為參考,這是一個巨大的挑戰。所有的數據都是不定因子,他們不知道新構型是否會對去除率有幫助。若去除率沒有提升或者提程度并不大,也就意味著“新構型”方向錯了,所有人的付出以及前期的所有成果都會因為這一結論而化為泡影。但是,他們團隊卻在這關鍵性的岔路口,選擇了相信自己一開始的想法,也正是這個選擇使得大家的努力獲得了成功。通過多次測試不同構型、不同配比的填料對污水中氮的去除效率,在大量實驗數據的支撐下,最終新型Fe-C@S多孔填料誕生了。

但在對新型Fe-C@S多孔填料的進一步研究下,原料板結成塊的問題并沒有通過改善填料得到解決。無論是調整填料配比還是調整烘干時間不斷地進行重復實驗,都沒有起到良好的效果,解決原料易板結的項目陷入停滯。雖然原料板結的問題暫時被擱置了,但通過在填料的配比方面進行著進一步的優化,他們力求在當前構型下做到去除率最高。就在大家都認為無法解決原料易板結問題的時候,氣升式內循環反應器的出現給團隊的項目帶來了轉機。將新型Fe-C@S多孔填料與氣升式內循環反應器結合后,利用新型填料的高效氧化還原能力,與內循環反應器的高效傳質傳熱性能相結合,一方面解決了材料板結鈍化的問題,另一方面大大提高了在污水處理方面的能力。實現生物高效脫氮的同時,他們利用循環反應器對A/O的強化作用及微生物自養作用,克服了新構型填料易板結的弊端。
經過幾個月的努力,新型Fe-C@S多孔填料也逐漸成熟了起來,數據逐漸穩定,一切都向著團隊最開始憧憬的方向發展著。
團隊以滿足國家對污水廠出水水質不斷提高的要求為目的,參加了各種創新創業類的比賽。并以比賽為契機打磨項目,同時也借助比賽的大平臺讓相關領域的專家了解他們的項目。取得了“六百光年杯”第十五屆全國大學生節能減排社會實踐與科技競賽三等獎以及“cleer杯”第一屆中國研究生“雙碳”創新與創意大賽三等獎的好成績。團隊在一次次的比賽中更加團結,項目也因此更加完善。
目前,項目相關知識產權中內循環鐵碳微電解反應器于2015年立項并累計獲得過兩項發明專利、三項國家級競賽獎項。新型Fe-C@S多孔填料也正在積極籌備中。

創業感悟
創業是一個具有挑戰性和潛力的過程,它需要創業者具備一定的素質和心態。
創業團隊需要有堅定的信念和對自己創業項目的熱情。這是因為,在創業過程中會遇到各種困難和挫折,只有堅定的信念才能讓你在困難面前堅持下去。創業過程中需要不斷學習和成長,適應快速變化的市場環境。創業團隊應該具備進取心,敢于接受挑戰,勇于突破自己的舒適區,并能夠從失敗中吸取教訓。
成功的創業往往需要一個強大的團隊。創業團隊的領導者需要具備良好的人際關系和溝通能力,懂得吸引、培養和管理優秀的人才,為實現共同的目標而努力。
創業本身就是一個承擔風險的過程。創業團隊需要具備良好的風險意識和處理能力,能夠理性評估和管理風險,減少可能的損失,并在面對挑戰時保持樂觀和冷靜的心態。就像在面對最開始的質疑時,短暫的失望過后是永不氣餒地嘗試,一切的想法都只是想法,只有不斷實踐才能得到最終的結論,而在此之前一定要有信心。創業是長期的過程,成功不是一蹴而就的。創業者需要有足夠的毅力和耐心,堅持努力并不斷調整和改進策略,才能最終取得成功。
市場環境不斷變化,創業團隊需要時刻保持對市場的敏感性,不斷進行創新和改進,以適應市場需求的變化。只有不斷提升產品或服務的競爭力,才能在激烈的競爭中脫穎而出。
總的來說,創業是一個充滿挑戰和機遇的過程。創業團隊需要具備堅定的信念、進取心、學習能力、團隊合作能力和風險管理能力,同時保持持久的毅力和耐心。只有具備這些素質,才能在創業中邁向成功。


原標題:《【大創榜young】脫氮先鋒——新型Fe-C@S填料自養反硝化技術》