长治:资源化零排放的清创探索

  11月29日,在位于长治襄垣经济技术开发区的清创人和(襄垣)环境科技有限责任公司生产车间里,一包包颜色深、带有杂质的杂盐,最终在生产线的末端变成了颜色雪白、达到国家标准的工业盐。

  该公司技术总工李磊和记者说:“技术一方面解决了园区内煤化工、焦化等企业工业废水、废弃液体处理副产品——杂盐难以处理的痛点;另一方面,产出的氯化钠及硫酸钠等工业盐又可回用于园区内公司制作,实现了工业废污的百分百资源化回收利用。”

  清创人和生态工程技术有限公司总部在北京中关村翠湖科技园区,在山西综改示范区设立了研发实验中心,在长治襄垣经济技术开发区设立了产业示范基地。该公司与清华大学、太原理工大学建立了长效合作研发机制,专注于工业废水、废液、固废的资源化零排放,工业废气治理,生态环境修复环保研发技术应用,是一家集环保咨询、研发、设计、施工、运营、设备制造及催化剂材料制备于一体的环保科技综合服务企业。

  谈起成立这家企业的初衷,该公司董事长兼总经理原沁波表示,之前在从事生态环境相关工作时,经常去一些工矿企业生产现场,特别是在一些煤化工、焦化企业,发现其生产的全部过程会产生大量的工业废水,这些工业废水存在“四高”,即高COD、高氨氮、高色度、高无机盐,行业内统称为高盐难降解有机废水。

  原沁波进一步介绍,高盐有机废水、废弃液体处理一直是行业的一大环保难题,常规工艺处理后的废盐因组分复杂,没办法得到有效利用,已成为阻碍企业高水平发展的主要瓶颈之一,而且行业内废盐大多被国家纳入了危险废物管理的范畴,随国家对危废监管政策的收紧,有效处理高盐有机废水、废液及废盐已刻不容缓。

  于是,原沁波逐渐产生了把这些废水、废液及废盐做处理再利用的想法。“有没有途径,可以使这些高含盐有机废水变废为宝呢?”带着这一课题,原沁波在清华大学研读博士后期间,在导师指导下,对工业废污再利用进行了深入研究。博士后出站后,他创建了专业的研发中心,带领科研团队,成功研发出非均相催化氧化技术和配套的多种纳米级催化氧化材料,攻克了废水废液废盐中的有机物质无法有效降解的难题。

  “你看,这是11月20日,工信部联合水利部发布的《国家鼓励的工业节水工艺、技术和装备目录(2023年)》,我们公司申报的‘高盐难降解有机废水资源化零排放技术’作为共性通用技术成功入选。”采访中,原沁波高兴地掏出手机,跟记者分享这一喜讯,他说:“这次我们将高盐有机废水资源化零排放技术的一体化工艺向国家进行了申报,经过国家有关部门层层评审,最终成功入选国家的鼓励和推荐名单,这说明国家对于工业污废实现循环利用的重视和对公司核心技术的认可;同时,对我们这样一家正处于快速成长和市场拓展期的高新技术企业来说,也是一次极大的激励。”

  原沁波说:“公司在研发过程中首次提出了‘资源化零排放’的绿色理念,简言之,就是不仅使工业废水等实现零排放,而且还要最大限度地实现其资源化再利用,这是一件一举两得、利国利民的事。”

  记者查阅了有关的资料,零排放的概念最初提出是在美国,因为工业废水影响河道水质而被强制实行,此后澳大利亚的第一个工业废水零排放项目也是因政策规定而强制执行的。由此可见,政策对于零排放的导向作用很突出。近年来,国家在环保监管上的不断加码对工业污废特别是高盐有机废水的处理处置提出了更加高的要求,这一情况在我国煤化工和精细化工行业体现得尤为突出。国内目前类似的相关课题研究,往往由于投入巨大和技术瓶颈,难以达到良好效果,可以说,从零排放到实现资源化利用,是一个艰难的过程。

  原沁波介绍,常规的催化氧化技术,如臭氧催化氧化或芬顿技术,有机物降解效率一般低于50%,尤其对焦化、煤化工等废水中难降解有机物的降解率更是低于30%。而且,在盐含量高于10g/L的废水中,催化剂易被腐蚀失去活性。他带领科研团队针对催化氧化技术、催化剂载体及活性材料来了深入研究,在过去长达7年的时间里,经历了数以万计次的测试和实验,终于研发出非均相催化氧化技术,其核心是以活性炭和优质陶基材料为载体的纳米级催化氧化材料,突破了基于多金属共渍、配位化学作用调控催化剂结构与性能方法的限制,攻克了传统催化剂催化活性低、结构稳定性差、活性成分易脱落等难题,通过高寿命、高活性的催化剂材料,大量产生具有超强氧化性的羟基自由基(·OH),可以将难降解的有机物进行高效降解,降解效率稳定达到80%以上。

  原沁波说:“经公司技术处理后的废水能够达到回用水标准,副产高纯度的各类盐、酸、碱等工业产品回用于企业或形成新的经济增值,实现了零排放和资源利用。”

  解决了关键技术,他们又对废水净化处理工艺流程中的各个关键技术环节进行了系统的深度研发,在大量小试、中试实验的基础上,创新研发出多项原创技术及相应配套设备,真正的完成了各类高盐难降解有机废水的资源化零排放。

  在企业的产业示范基地里,记者跟着李磊走上了盐水溶解槽,这是处理工业废污——杂盐的第一道工序,记者看到,在一个四米多的池子里,杂盐被充分溶解,颜色呈黄黑色,还散发出一股刺鼻的味道。通过溶解、沉淀、过滤、催化氧化、分盐、净化结晶等一系列程序,在工序末端,李磊用手收集了一把刚从蒸发器中产出的已经变得雪白的工业盐,记者发现,一开始那种刺鼻的气味也消失了。

  “你看,它不仅颜色雪白,而且手感特别细腻,因为其中99%的有机杂质都被去除了。”李磊介绍,目前,设备运行稳定,有机物降解效率高,无二次污染及杂盐产生,水得到100%回用。一期生产规模是1万吨,已经有不少企业前来参观学习,希望下一步继续合作。

  目前,清创人和公司的创新技术研究院,由50多位博士、硕士组成高素质、专业化开发团队,高级职称23名,其中教授8名,副教授6名,博士生导师6名,拥有博士学位17人;清创人和研究院院长刘世斌教授及研发团队首席科学家王洪涛教授、王恩志教授均为行业内顶尖专家和博士生导师。原沁波说:“这些都是我们技术成果落地的坚实基础。目前,团队已申请发明专利20余项。”

  从产生想法,攻克难关到成果落地,是一个艰难的过程。为了让绿色科技成果尽快落地,他们建立起产业示范基地一期工程。采访中,原沁波一直在与化工设计院工作人员沟通着产业示范基地二期的设计蓝图。他和记者说:“已经有多家企业跟我们洽谈合作,我们正在扩大示范基地规模,让更多的企业看见我们的技术成果和优势,推动绿色成果尽快落地生效。”

  危险废物资源化利用符合减量化、资源化、无害化原则,在国家“十四五”大力推进绿色发展协同减污降碳的大背景下,危险废物资源化利用更加契合资源节约、绿色低碳的政策引导方向,经济和环境潜力更大,因而具有更加广阔的发展空间。

  谈及未来,原沁波信心十足。他说:“目前我们已通过省生态环境厅评审,获得危废杂盐资源化利用危险废物经营许可证,这是山西省首个废盐综合利用的特许经营证。我们对这项变废为宝的绿色技术成果充满了信心,未来将对全国工业公司大力推广此项技术的应用,促进工业污废循环利用,实现绿色、低碳、循环、高水平发展。”

  当前,在“双碳”目标指引下,从源头促进工业废污减量化,甚至实现其零排放资源化利用具有非常明显的积极意义。原沁波说:“我们将致力打造具有行业影响力的高端环保产业原创技术策源地,推动绿色科技成果转化为减污降碳的现实生产力。”(程国媛)