中國(guó)青年網(wǎng)北京2月17日電（記者 李川）在世界范圍內(nèi)，現(xiàn)有工業(yè)廢水零排放處理技術(shù)普遍存在著工藝復(fù)雜、處理成本高等突出問題，并且產(chǎn)生大量無法處置的結(jié)晶雜鹽，成為行業(yè)內(nèi)公認(rèn)的技術(shù)難題。
在低碳所進(jìn)行展示的利用新型煤基材料制作的交聯(lián)聚乙烯耐沖輕型皮劃艇，相比同類產(chǎn)品減重三分之一，耐沖擊、高模量、可修復(fù)。中國(guó)青年網(wǎng)記者 李川 攝
在我國(guó)，以燃煤發(fā)電、現(xiàn)代煤化工為代表的能源行業(yè)在支撐國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的同時(shí)，也消耗了大量水資源，產(chǎn)生了大量的工業(yè)廢水。近年來，隨著環(huán)境保護(hù)工作力度的日益加大，特別是在新修訂的《環(huán)境保護(hù)法》和“水十條”發(fā)布后，對(duì)于水污染治理的要求和難度越來越高。
如何安全高效地處理和處置這些工業(yè)廢水，越來越成為關(guān)系行業(yè)健康發(fā)展的重大課題。特別是在內(nèi)蒙、陜西、寧夏、新疆等水資源短缺、生態(tài)環(huán)境相對(duì)脆弱的地區(qū)，工業(yè)廢水的零排放處理成為了越來越急迫的要求。
在水處理實(shí)驗(yàn)室，研發(fā)人員正在對(duì)工業(yè)廢水進(jìn)行技術(shù)處理實(shí)驗(yàn)。中國(guó)青年網(wǎng)記者 李川 攝
正是在此背景下，2015年，位于北京市昌平區(qū)未來科技城、隸屬于神華集團(tuán)的北京低碳清潔能源研究所專門組建一支水處理研發(fā)團(tuán)隊(duì)，將工業(yè)廢水的高效回用與安全處置作為六大聚焦領(lǐng)域之一。
對(duì)此，低碳所水處理平臺(tái)技術(shù)總監(jiān)熊日華介紹說，水在采煤、發(fā)電、煤化工等工業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用，水處理團(tuán)隊(duì)正是立足于神華在煤化工廢水和燃煤發(fā)電脫硫廢水處理方面的實(shí)際需求，聚焦行業(yè)難題，應(yīng)時(shí)而生。
作為國(guó)內(nèi)首屈一指的特大型能源企業(yè)，神華集團(tuán)在原煤生產(chǎn)、燃煤發(fā)電、煤制油化工等領(lǐng)域一天的新鮮水取水量達(dá)到100萬噸，由此產(chǎn)生工業(yè)廢水近40萬噸，其中經(jīng)過廢水處理可直接繼續(xù)回用近30萬噸，此外達(dá)標(biāo)排放廢水10萬噸，僅每年用于廢水防治的環(huán)保資金投入就超過10億元。
在水處理實(shí)驗(yàn)室，處于技術(shù)處理實(shí)驗(yàn)過程中的工業(yè)廢水。中國(guó)青年網(wǎng)記者 李川 攝
對(duì)于其中最為難處理的脫硫廢水和煤化工廢水，現(xiàn)有處理流程分為預(yù)處理、預(yù)濃縮和蒸發(fā)結(jié)晶三個(gè)步驟。“預(yù)處理主要是過濾掉污泥等大顆粒物質(zhì)，預(yù)濃縮主要生成再生水，會(huì)占到百分之七八十，剩余的濃縮水再經(jīng)過蒸發(fā)結(jié)晶以后生成一部分再生水和結(jié)晶鹽，最后生成的混合鹽危廢因?yàn)榱看蟆①M(fèi)用高而無法處置，目前還沒有實(shí)際可行的處理方法?！毙苋杖A說。
在熊日華看來，現(xiàn)有零排放技術(shù)的主要挑戰(zhàn)集中在藥劑消耗大、運(yùn)行成本高、工藝復(fù)雜、濃縮極限低、處理量大、投資與耗能高、混合鹽危廢無法處置等幾個(gè)方面。
“依據(jù)當(dāng)前水處理發(fā)展趨勢(shì)判斷，我們認(rèn)為工業(yè)廢水處理技術(shù)的制高點(diǎn)已經(jīng)從過去的達(dá)標(biāo)排放處理技術(shù)，到現(xiàn)在的零液體排放處理技術(shù)，發(fā)展到將來的零廢物排放處理技術(shù)。由此，研發(fā)團(tuán)隊(duì)明確提出了高效、低成本和結(jié)晶鹽資源化三大目標(biāo)，高起點(diǎn)地開展工業(yè)廢水零排放處理技術(shù)開發(fā)。”熊日華介紹道。
在水處理實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行展示的工業(yè)廢水零排放示范成果。中國(guó)青年網(wǎng)記者 李川 攝
在低碳所水處理實(shí)驗(yàn)室，展示著水處理研發(fā)團(tuán)隊(duì)的最初示范成果，一瓶淡黃色的煤化工廢水，一瓶清澈的再生水，以及三袋無機(jī)鹽副產(chǎn)品，硫酸鈣、硫酸鈉和氯化鈉。
“這瓶再生水是可以直接飲用的，主要看心理上接受程度了。”熊日華認(rèn)為，經(jīng)過他們的技術(shù)處理，從工業(yè)廢水中最終提取出來的硫酸鈣、硫酸鈉和氯化鈉三種鹽純度非常高，完全可以作為工業(yè)原料使用。
“像硫酸鈣就是石膏，是一種用途廣泛的建筑材料，也是鹵水點(diǎn)豆腐中的鹵水，像硫酸鈉，就是平時(shí)我們常用的洗衣粉原料。我們實(shí)現(xiàn)零排放的目標(biāo)就是將固體結(jié)晶鹽資源化，這是與現(xiàn)有技術(shù)最大的區(qū)別，目前正在寧夏、福建等地進(jìn)行中試驗(yàn)證。”熊日華說。
如今，發(fā)展兩年多的水處理團(tuán)隊(duì)已經(jīng)擁有成員21人，初具規(guī)模，除了熊日華，還包括低碳所所長(zhǎng)、千人計(jì)劃專家衛(wèi)昶，以及來自清華大學(xué)、北京大學(xué)、天津大學(xué)、美國(guó)辛辛那提大學(xué)、美國(guó)匹茲堡大學(xué)等著名高等學(xué)府的博士、碩士。
千人計(jì)劃專家、低碳所所長(zhǎng)衛(wèi)昶介紹低碳所發(fā)展過程和研發(fā)情況。中國(guó)青年網(wǎng)記者 李川 攝
2009年，低碳所成立，2011年，入駐未來科技城，2013年，第一項(xiàng)技術(shù)產(chǎn)業(yè)化成功，2015年，第一家混合所有制公司成立……作為神華集團(tuán)的研發(fā)機(jī)構(gòu)，成立8年來，低碳所擔(dān)負(fù)著助力神華實(shí)現(xiàn)清潔能源戰(zhàn)略轉(zhuǎn)型和可持續(xù)發(fā)展的歷史重任。
對(duì)此，全球著名水處理專家、千人計(jì)劃專家、低碳所所長(zhǎng)衛(wèi)昶介紹說，低碳所的愿景是打造成為企業(yè)研發(fā)的試驗(yàn)田、機(jī)制改革的探索者、高端人才的聚集地和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)的孵化器。
在低碳所，部分最新研發(fā)成果展示。中國(guó)青年網(wǎng)記者 李川 攝
如今，低碳所擁有15名千人計(jì)劃專家，超過350名研發(fā)人員，合計(jì)申請(qǐng)發(fā)明專利超過600項(xiàng)，將研發(fā)技術(shù)領(lǐng)域聚焦在煤清潔轉(zhuǎn)化利用、催化技術(shù)、水處理、分布式能源、煤基功能材料和氫能及利用六個(gè)方面。
“我們著眼經(jīng)濟(jì)可行的二氧化碳減排、工業(yè)廢水真正零排放、太陽能發(fā)電平價(jià)上網(wǎng)、氫氣儲(chǔ)運(yùn)、加注和大規(guī)模應(yīng)用等世界性難題，尋求技術(shù)突破，借力大眾創(chuàng)業(yè)、萬眾創(chuàng)新的有利契機(jī)，希望將低碳所打造成世界一流的工業(yè)研發(fā)機(jī)構(gòu)，助力神華集團(tuán)創(chuàng)建世界一流清潔能源供應(yīng)商?！毙l(wèi)昶坦言。