前言：這個問題涉及到環境保護和污水處理領域的發展歷程，從原生、起源、進化三個角度來探討活性污泥法的極簡創新史。
首先，從原生的角度來看，活性污泥法可以追溯到19世紀末和20世紀初，當時的人們開始意識到工業廢水對環境的危害，并開始尋找解決方案。活性污泥法在這種背景下應運而生，它通過利用微生物降解有機污染物的原理，將污染物轉化為無害的物質，從而達到凈化廢水的目的。
其次，從起源的角度來看，活性污泥法的起源可以追溯到1914年，當時英國人發明了這種方法�；钚晕勰喾ㄗ畛醯脑O計目的是為了解決倫敦泰晤士河的污染問題，它通過將廢水引入一個裝有活性污泥的反應器中，利用微生物降解有機污染物的原理，將污染物轉化為無害的物質，從而達到凈化廢水的目的。
最后，從進化的角度來看，活性污泥法經歷了多個階段的發展和改進。隨著科學技術的不斷進步和環保標準的不斷提高，活性污泥法也不斷地進行改進和創新。例如，現代的活性污泥法通常采用曝氣池和沉淀池相結合的設計，通過控制曝氣時間和曝氣量來調節微生物的生長和代謝，從而達到更好的凈化效果。
總之，活性污泥法作為一項有效的污水處理技術，已經經歷了百年的發展歷程。在這個過程中，它經歷了多個階段的發展和改進，不斷適應著環保需求的變化。在未來，隨著環保標準的不斷提高和科學技術的不斷進步，活性污泥法將繼續進行改進和創新，以更好地保護環境和人類健康。
原生、起源、進化，百年活性污泥法極簡創新史
12月12日，“我是產品”牽手上海東區污水處理廠(以下簡稱“東區廠”)，我第一次有機會走進自己產業的百年，走近活性污泥法的百年。
“這個曝氣池，我師父他們都叫作臺閣，我也不清楚到底是什么意思，無從考證了，也許是上海話獨有的語音化過來的，每次聽到總能感受到那一代環保人的雅致。”何部長邊走邊給我講述著那些不起眼，卻只有我們環保人才能聽得懂的浪漫。
上海東區污水處理廠，1923年開工建設，1926年通水運營，是中國最早的城市污水廠之一，是經歷革命炮火幸存下來亞洲歷史最悠久的污水廠之一。解放后于50年代、60年代、80年代、90年代經歷五次擴建改造，跨越百年歷程，其工藝流程的完整性和構筑物的完好性在中國乃至亞洲都很罕見，與其同時代早期的污水廠大多由于種種歷史原因已經不復存在了。
我想“臺閣”可能是融合了租界時期英國人和現代上海人各自浪漫的一個名稱吧。
在曝氣池的東北角，有一個工人辦公休憩的小房間，是與池體共建的三層小樓，高出池體的一層，應該就是“閣”意象的來源，它的造型自然沒有外灘建筑群那么豪華，但帶有更貼近于生活的歷史風味。
東區廠開工建設的1923年，剛好是英國學者Ardern和Lockett通過實驗發明活性污泥工藝之后的第10年，可以合理猜測，我面前的這位“臺閣”，大體就是百年活性污泥法最初發明時的模樣。
我拉住何部長問東問西、點點滴滴，工藝、池體、管道、設備、儀表，在保存完好但斑駁的遺跡、古物中，尋找100年前活性污泥法的樣子。
這種情感上的紐帶是“我是產品”攜手東區廠的原因之一。而在此之上，二者內容內涵之間的聯系是更值得我們時代環保人延伸思考：
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再現歷史，尋蹤未來，在歷史和未來的交匯處，環境產業的創新原生態如何再有突破？
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技術博物，產品發布，在技術和產品的交集處，環境產業的進化論，如何構建未來高質量產業生態？
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工程時代，產品時代，在工程與產品的交接處，新物種如何破解創新窘境，加速實現產業化？
12月12日，我們將在上海東區污水處理廠奔赴一場歷史與未來的約會，發起一個有關產品化進化論的探索，屆時將由東區廠的見證者給我們講述它的百年過往和變遷。在此前一天，讓我先行一步，到時空中巡游一番，看看活性污泥法還在壯年的一生。
在我的理解里，“活性污泥”四個字已不能算作一個單元工藝名稱。它是一類“根”技術，在其之上開放的繁茂枝葉，百年后依然占據著污水處理行業的主流地位，面向未來的各類概念工廠也都脫離不了它的滋養。
這項技術的起源，要追溯到一個通過抽水式反應器(即序批式反應器的前身)處理污水得到高質量出水的實驗，研究人員通過觀察分析，認為污泥被“活化”了，于是仿照活性炭的名字，將該工藝命名為“活性污泥”。
某種角度說，世界上只有兩種生化技術。一是生物膜法，最早發明于18世紀90時代(以河床礫石上粘附的生物膜作濾池)，一種就是活性污泥法，以此這實驗作為發明時間，是在1914年。
生物膜法更古老，但在其后的發展中，活性污泥法以其簡單、穩定、易操作、低成本而得到更多青睞，百年里長期扮演著污水技術的中流砥柱，生物膜法則要一直到現代材料、現代制造的發展后，才逐漸回歸主流舞臺。
從東區廠命名為“曝氣池”就可以知道，早期活性污泥工藝的關鍵在于“曝氣”，但在未成熟前，單純依靠曝氣形成的腐敗和物質轉化無法持續，污染物去除的成果無法穩定獲得。
1914年，Ardern和Lockett認識到懸浮顆粒對于反應器穩定的重要性，他們“將污水裝入瓶子中曝氣，花費六周完成硝化過程；隨后將上清液排出，保留污泥繼續加入污水曝氣，硝化作用縮短至三周；繼續重復操作直至消化過程縮短至24小時。”
他們的開創性貢獻，在于將曝氣時形成的污泥持留了下來，而不是排出去，活性污泥工藝由此一個“小”動作而正式誕生。
污水處理中生物法之所以長盛不衰，是因為它以適當的人工干預，模擬了自然凈化的狀態，在保證想要效果的前提下，最經濟、最可持續。活性污泥法的研究和發展，大多都在于這人工干預的方式和程度。
以當下活躍的工藝技術沿著110年追溯，主要有AO系、氧化溝系、SBR系三大路線。
20世紀70年代，為了應對水體富營養化的問題，Barnard在傳統活性污泥法基礎上，將缺氧和好氧反應器完全分隔，污泥回流到缺氧反應器，并添加了內回流裝置，縮短工藝流程而成為就現在的A/O工藝；后來又在A/O的基礎上加入除磷功能，即是現在中國城市污水廠應用最多的A2O工藝。
氧化溝系起源于20世紀50年代荷蘭Pasveer研究所的“帕斯維爾溝”工藝，后來60年代，荷蘭DHV公司開發研制了卡魯塞爾(Carroussel)氧化溝，70年代，美國的Envirex公司投放生產了奧貝爾(Orbal)氧化溝。氧化溝最初用于處理小區污水，后來逐步放大，成為中國城市污水廠另一大主流工藝。
1914年的起源工藝，就是SBR系的雛形，最初采用充-排式邏輯，因操作繁瑣并未獲得重視；70年代，美國的Irvine和澳大利亞Goronszy重新開展序批式活性污泥法的研究，于80年代在印地安那州改建并投產了世界上第一個SBR法污水處理廠。
后來在此SBR基礎之上，ICEAS、CASS、IDEA、UNITANK相繼誕生。
環保是一個交叉應用學科，在創新中，技術不是唯一。但如果要選擇一個支撐污水行業百年發展的創新要素，“活性污泥法”一定入選。
從過去看現在，百年活性污泥法創造的產業原生態，三大路線成長為枝干，物種多樣、充滿活力，雖緩慢悠然，卻從未停止進化的腳步。
環境產業的本質是服務。由于活性污泥法作為“根”技術非常牢固，污水處理服務底層邏輯和污水廠的基本形態在百年來并未發生多少次重大轉變，也很難發生重大轉變。
我漫步在上海東區污水處理廠，也并未發現什么讓我驚訝的變革感，就連百年前的“華爾溫”水泵也和現代國產沒有什么區別，一切都顯得那么自然。
歷史在百年廠產生的時空交匯，給我帶來的有關創新和未來的思考，基于技術，又不止于技術。
基于活性污泥法談未來，有兩大公認“顛覆性”的可能，一是好氧顆粒污泥，一個是厭氧氨氧化。
以厭氧氨氧化為例思考這種“顛覆”。
1989年，Mulder申請了第一個厭氧氨氧化專利，1997年，Kuenen團隊發布節點性成果，初步形成其“代謝途徑”的結構性認識；2002年，Mark van Loosdrecht推動在鹿特丹Dokhaven污水廠建立了第一個示范工程。
在傳統活性污泥法路徑中，若想實現氨氮由污染物到氮氣的去除，必須經由“硝化-反硝化”路徑，過程中所需要足量(過量)的氧源、碳源、占地、停留時間等，是污水耗散范式的惡源。
而厭氧氨氧化則以氨氮和亞硝酸鹽為底物完成轉換，在“合適的特定條件”下，可以減少60%能耗、100%碳源、80%污泥產率、90%碳排放。
這個工藝仍處于市場起步階段，好案例時有發生，但在“可復制性”上存在很大問題，無法大面積應用。他們之所以被期盼為“顛覆”，也不是標準、成本或穩定性等技術本身的創新，而是在于其對污水廠系統和環境服務形態帶來的改變。
2010年，Kartal、Kuenen、Mark攜手在《Science》發表文章，提出厭氧氨氧化在市政污水主流中應用將使污水廠達成“凈產能”的構想，厭氧氨氧化的完整“主流化”，意味著污水脫氮將不再需要有機物的參與，結合厭氧技術的發展，百年來高能耗、高碳排污水處理結構，有希望徹底改變。
這種以點的創新撬動系統變革的系統思想正在推動產業突破進化。我們身處歷史與未來的交匯，面向高質量發展，技術創新緊急而必要，但創新發展的受挫，很可能不是技術本身的問題，而在于下游“環境服務”的固態化和低值化。
也許我們需要把類似活性污泥法根系周邊的土壤松動松動了？或者我們是否應該以服務形態的變革為主，反向拉動技術創新？經歷了21世紀前20年的發展，環境產業內生問題成為當下最緊要的需求，工程化、模式化掩蓋下的技術創新步履維艱，需要面向未來構建產業新生態。
當我們談論創新時，只談論技術是不完整的。跳出技術看技術，最能體現技術價值的商業模式“工藝包”通常由兩份子合同組成，一個“技術服務”、一叫“集成裝備”，可以理解為本行業商業模式設計必備的兩大要素，前者是價值焦點、后者是價格載體。
“技術-集成”“服務-裝備”“價值-價格”的錯配史有至少20年以上了(即我定義的“現在”)，至今仍未完成融合，保持著若合若離的連接關系。
這“連接”或許就是以小見大、洞悉創新窘境的認知基礎。
于是我將它與中國環保的時間軸合而為一，劃分為“環境服務”發展的四個階段：
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隔離關系——裝備為載體
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加合關系——工程為載體
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復合關系——模式為載體
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化合關系——產品為載體
在隔離關系下，“技術服務”由科研院校、設計院提供，“集成裝備”由制造商提供，解放后至2000年以前早期的產業發展就是在這種貧瘠的隔離土壤中孕育發展。
用戶對“技術服務”的普遍忽視、和其與“集成裝備”的物理隔離是早期環保產業雖有拿來主義之便和后發先至之機，卻未形成良性產業化業態的根由，這種現象又隨著市場化、資本化的加速加深而根深蒂固為負面邏輯，至今尚未找到很好的解決路徑。
到2000年前后，駛入快車道的城市化進程和環境容量的紅線逼近，政策對規模提出要求后，“工程能力”成為市場的主流需求，技術服務與集成裝備找到了一根連接的引線，工藝包得以孕育，連接關系走向“加合”，是為“封包”起點。
但工程化時代的“低價格”依然，是與PPP同步另一種“市場化與產業化”的錯位。
2010年前后，隨著一級A、京標A等最嚴格標準和監管的落實，成本、效率、穩定性等“技術”語境成為主流，工藝包逐步觸及所有對“技術”有特殊要求的場景，技術服務的價值通過“模式化”得以大面積識別，終于實現高價化。
“技術服務與集成裝備”的模式化封包，將都很“窘迫”的要素兩端捏合到一起，使一個擁有了內核完成高價值轉換，一個擁有了外殼完成高價格轉化。
包進去、藏起來的方式雖“高值高價”，卻實際上壓迫了“技術”健康成長的空間，看似找到了“體面”，卻導向了“失魂落魄”的新窘境。
于是“高值高價”一頭扎入了另一極端，復雜、易變、脆弱，未完成“傻瓜式”完整封裝的技術產品需要使用者付出巨大的學習成本和運營風險，導致客戶在采購決策時必然要把“包”打開，將系統拆分為“設備清單”，則幾乎每一個配件都顯得那么“溢價”。
技術解決方案商“中等收入陷阱、中等估值陷阱”也可部分歸源于此。
站在面向未來的當下是這過程中的第四階段，我將產品化理解為以上“工藝包”邏輯推導過程的又一步邁進，完成由加合到復合到化合、由工程化到模式化到產品化以后，技術才能成為完整純粹的技術，創新的土壤才能重新煥發新生。
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在已有原生態基礎之上的高質量進階，指向軟、硬協同的產品化完整封裝；
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通過產品化實現理想形態“優值優價”，像流水線一樣生產服務，工序化、標準化、規模經濟，合理降低成本、優化投入產出；
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產品化觸發優值技術服務和與優價集成裝備的化學化合反應，通過產品化封裝完整承載、系統集成為“機組”，“服務”的價值將充分寓于產品和客戶的使用體驗中。
上一個百年里我們以工程化收尾，歷經兩次浪潮的高增長，塑造了環境產品的原生態；下一個百年里我們以產品化進發，面向未來生態的高質量，踐行著環境產品的進化論；兩個百年的交匯處第三次浪潮中我們這一代環境人，向新而行，進化不止正以屬于我們自己的浪漫譜寫環境產品的物種起源。
時代環保人，我們誠邀您相約12月12日環境產品聯盟“我是產品”年度發布會E20水網固廢網平臺全程直播互動期待與您，不見不散！
本期編輯：李丹
統籌：李曉佳
