AquaPreneur | 十家水处理行业的明日之星
当提到污水时，很多人会觉得这其中充满了卫生、安全的风险。然而对于企业家来说，水处理从技术和资本的角度意味着开放式的机遇。目前全球的清洁水仍处于供不应求的状态，YCombinator等著名的创业孵化器认为人类已经很接近一个转折点---即通过技术让清洁水变得量多充足和价格低廉。可以肯定的是，稀缺造成的需求将吸引资本的注入。对于水处理行业，许多投资者受到责任和金钱的双重驱动力进入市场，期望能在其中寻求到丰厚回报。
尽管一切看上去都很振奋人心，但也有人说80%的初创公司都撑不过开始的18个月。创新是一条漫长而孤独的道路，而且水行业是一百多年来一直抗拒“颠覆”的自然垄断行业。有人估计，从一个创新想法到被主流市场接纳认可，企业需要至少10年时间来穿越“绝望谷” 。
因此，在这个领域，任何创新企业的早期发展势头都值得密切关注。在最新一期的国际水协会杂志《The Source》中，IWA联合BluetechResearch、Clean Tech Open、ImagineH20、世界经济论坛（World Economic Forum）等知名咨询机构和创业加速器，希望追踪和搜罗目前水处理行业一批非常具有发展前景的水处理高新技术企业名单。
Apana是一家美国的数据分析初创公司。基于“LoRa”长距离通信技术，他们开发了一套自优化的软件算法，用物联网的方法来收集高分辨率数据。通过实时数据辨识机械故障和运行中产生的浪费，分析目标用户的用水情况，为客户找到节水解决方案，适用于新建和现有水厂。按照Apana代表的形容，就是帮助客户“像管理库存一样管理用水”。
Frank Burns是Apana的联合创始人之一，他将自己20多年的污水厂运行经验带到了公司。公司目前称其服务能为客户节约平均22%的用水开支（包括排污费），投资回报期在18个月左右。
应用领域包括了需要大量用水的商店、洗车店、酒店、酿酒厂、啤酒厂和冷却塔等，通过Apana的技术来监测和去除供水系统中低效点。“大部分建筑的实际用水都比设计团队起初预测的要多”，Apana公司的CEO Matt Rose在接受GeekWire采访时说，“我们能够客户扩建污水厂来应对新增处理量，或者帮助其节省用水以适应最初的设计水平。”
Apana公司近期获得了日本栗田和其他天使投资人带来的350万美元A轮融资。 据悉，目前Apana 2/3的市场在美国，墨西哥是第二大市场，Apana希望通过这次日本企业的投资，可以开拓在日本的业务。
十年前，澳大利亚核科学和技术组织（Australian Nuclear Science and Technology Organisation ）的材料工程师和科学家们开始尝试用一种纳米材料来处理放射性废弃物。如今他们用这种纳米陶瓷膜研发出基于生物膜的生物反应器BioGill，并投入商业应用。他们为专利技术取名BioGill是因为其原理类似担子菌类伞菌子实体（担子果）的菌盖内侧的皱褶部分(其对应英文为gill) 。这些陶瓷“菌褶”能为微生物提供理想的氧气充足的生长环境。BioGill公司宣称他们的产品是一款低成本高能效的系统，能有效地去除污水中的营养物。
该公司的模块化处理系统能用于各种工业废水，包括食品加工厂、啤酒厂、酿酒厂、厨房(隔油池)的污水，以及分散式生活污水的处理。水产养殖业是另一个前景被看好的细分市场，因为生物过滤能够为养殖场提供高质量的回用水。BioGill公司已经获得了BW Group、Southern Cross Venture Partners和软银中国资本(SBCVC) 等投资机构的投资，并且已经在18个国家开展项目，包括菲律宾、印度、美国、中国和泰国等。
1990年智利大学的生物物理学家Jose Toha Castella 和他的学生Alex Villagra发明了一种利用拥有蚯蚓般消化降解能力的细菌来处理污水的技术BioFiltro。他们的这项专利系统结合物理和生物过滤来处理有机废水，并且已经实现了商业应用。他们称该技术在240分钟的时间内，通过自然的工艺降解有机污染物，去除率达99%，无需添加化学品，能耗与传统工艺相比减少95%。下图是他们为美国加州门多西诺县（Mendocino）Fetzer酒庄搭建的污水处理系统，这是全美首座采用这套工艺处理废水的酿酒厂。
从当地测试到申请国家专利，再到国际化运营，BioFiltro稳定成长：目前公司处理污水总量超过260亿加仑，从加州到新西兰，业务遍布南北半球。在商业模式上，他们也有所创新，借鉴IT行业的SaaS即服务，推出“污水即服务”的理念，为客户提供定制的就地污水处理系统，配套系统监测和维护服务来满足地方排放标准。购买他们服务的客户可以按月付款，而且100%免税，签约价格按每加仑处理单价计算，而且在合同期内保持不变。
Alex Farren毕业于加拿大麦吉尔大学（McGill Universtiy），获得毒理学硕士学位。他将UV紫外消毒这项成熟技术应用到需要大量用水的饮料生产行业，制造出全球第一套无水无化学品的消毒系统。
Alex Farren在生物化学和环境毒理学方面的专业背景对他的产品研发帮助良多，他了解电磁紫外辐射处理的高效性：它使核酸内部发生光化学变化，从而破坏微生物的繁殖能力。但是大部分的紫外消毒只用在自来水厂或者医院。Alex Farren用这项技术来清洁存酒容器的内部表面，小至酒瓶，大至500,000加仑的酒罐，大大减少了生产时间和成本，以及处置废水和污泥的费用。对于一些受旱灾打击地区的酿酒厂来说，这项技术很有实用价值。Jackson Family Wines就是他们的客户之一，BlueMorph的解决方案据说已使他们酒窖的用水量减少70%。目前BlueMorph正在尝试将他们的技术拓展应用到装瓶和运酒卡车线上。
BlueMorph为啤酒行业设计的消毒系统
业务处于蓬勃发展的初创企业往往更需要把注意力放在核心业务上，不能被其他琐事干扰。作为公司CEO，Matthew Silver向那些葡萄酒和啤酒酿酒商推销自己公司的时候会跟他们说：“让我们来搞定你们的污水吧，我们能帮你们在污水处理线上节省支出。”通过回收能源和其他副产物，Cambrian Innovation向市场提供零预付的污水处理服务，不仅满足出水要求，还实现了资源回收。
来自美国波士顿的Cambrian Innovation水处理公司的创新产品EcoVolt是一款模块化的集装箱式微生物燃料电池。在集装箱里，反应系统快速将有机污染物转化成电能，然后电能转化成优质可再生的甲烷燃料，可用于热电联产系统。
Cambrian这个零预付的商业模式，得到了3000万美元的融资。与传统的污水处理公司不同，他们拥有污水系统的所有权，而且负责其建造、安装和运行。客户公司根据处理系统的运行表现付费，按每加仑的单价计算。
位于加州的Lagunitas酿酒公司是Cambrian的客户之一，Cambrian为Lagunitas每天生产300,000加仑的回用水、每年230万度的可再生电能以及13万therms的热能。用水率减少40%，电耗节省20%，污水不用再运到40英里外的奥克兰污水厂进行处理，大大减少了酿酒厂的开销。
Cambrian Innovation的紧凑式MBR工业系统示意图|
污水处理厂不仅仅不要应付大肠杆菌、甲烷泄露、污泥等问题，他们还要面对运行表现的波动、以及财务封面的风险。这些痛点来自能源价格的增长、人口结构的变化、政策标准的改变和气候变化带来的旱灾或水灾。借鉴农作物保险的概念，Lotic Labs为自来水厂和污水厂提供量身定做的“收入弹性保险(Revenue Resilience Insurance)”计划，为污水厂受到极端自然冲击和运行意外提供经济救助。
Lotic Labs的保险商业模式
湿冷季节和干热时期都可能给污水厂带来损失，污水厂所在地区的居民人数和写字楼租户的减少都会影响水务部门的收入。为帮助水务公司免受这些问题的冲击，Lotic Labs公司为他们提供现金库作为缓冲，客户不用再因为这些意外而减少自己的预算开支，而且留出足够的资金以备紧急维护。除了提供运行和财务的稳定之外，Lotic认为他们的保险服务还能降低水务公司的债务成本，改善其信贷价值。
2003年，普雷斯顿的研究生Kenton Kimell 和西北大学的Mark Harrema给自己提出了一个难题：与其让它们污染大气，我们人类是否可以把温室气体来制造原本需要用石油来生产的新材料？十年之后，两个创始人找到了答案，他们研发出一种碳捕捉技术，并为此申请专利和投入商业应用。
AirCarbon将甲烷转化为塑料的反应过程
他们制造的这种新型塑料名叫AirCarbon™，原料是空气和甲烷，据称其新材料的性能和成本都优于基于石油生产的塑料。该技术获得了2016年的“美国总统绿色化学挑战奖”的“绿色化学品设计奖”和“气候变化奖”两项奖项。目前该公司已将AirCarbon用于汽车配件、电子产品、建筑、服装等行业。近期他们和宜家家居IKEA签订合作生产协议。
这项技术为利用市政污水厂厌氧消化得到的甲烷等提供了新应用渠道。2016年7月，Newlight公司和荷兰Paques公司签下15年合约，合作将污水厂厌氧消化产生的甲烷气体转化为生物塑料。
2011年Alan Phelan 在爱尔兰都柏林成立了一家公司并且经营至今。这家公司研发了一种模块化、碳中和的 “低温厌氧消化(Lt-AD)”技术（低至4°C），用于处理低浓度废水同时回收沼气，该技术已投入商业应用。
这项技术源自爱尔兰戈尔韦的爱尔兰国立大学，NVP Energy拥有该技术的全球独家经营许可权。“无需加热，无需曝气，以及几乎可以忽略不计的污泥产量”，NVP Energy称经该技术处理的出水效果好，而且运行成本比普通工艺少60%。他们目前的全球目标市场是食品、肉加工、乳业、饮料和酿酒业，以及市政污水。下图是他们为位于英国Lurgan的ABP食品集团工厂建造的工程案例。
在传统的生物处理工艺里，细菌分解有机污染物需要氧气，所以要向在反应器泵入氧气，然后氧气以气泡的形式为细菌提供反应原材料。但是大部分的氧气其实都没有被利用到，这实际是一种能量的损失。来自爱尔兰的OxyMem公司研发的基于氧气/空气的膜曝气生物膜反应器 “MABR”(membrane aerated biofilm reactor)。
与传统曝气方式不同，MABR系统里气体的输送通过膜（管式、中空纤维、平板）输送液相中，生物膜生长在膜的外部表面，生物膜的氧化还原分层更清晰，实现同步好氧/缺氧工艺（例如亚硝化/厌氧氨氧化）。OxyMem公司称该工艺的氧气传递效率是传统曝气方式的4倍，悬浮式生长系统的生物质增加50%。另外因为生物膜富集了硝化菌，缩短了SRT，可以减少反应池的占地面积。目前该公司已经赢得了一批大客户的项目，包括陶氏、苏伊士和赛莱默。
OxyMem的MABR组件经运行后的外观
2004年，当Jodi Glover发现了一种更加低廉可靠的基于吸收光谱和传感器的水质监测的方法后，她和丈夫Andrew Glover在加拿大Whitby市联合成立了一家新公司。他们设计了一套能即时监测污染物浓度变化情况的新系统，实现对水质的实时监控，并为客户提供客制化的分析软件。
Jodi很早就出来创业，还一度进入了金融行业，但她一直关注着污水处理市场前景，并最终回到了这个领域发展。“你不能拿着一堆飞镖随便扔，然后指望它们其中一个能定在墙上，”她说，“你需要专注和付出。” 如今，RealTech公司已经建立了丰富的客户群，有城市污水处理厂，还有食品和饮料行业、石化和制药行业中的世界500强。他们的业务甚至遍布多达30多个国家，而且这个数字还在增加。