河北奧博水處理有限公司董事長董兆祥：創(chuàng)新思維實(shí)現(xiàn)工業(yè)廢水零排放

王之遠(yuǎn) 鄭挺穎

鋼鐵行業(yè)用水量占全國工業(yè)用水總量的3%左右，鋼鐵生產(chǎn)過程必然伴隨大量工業(yè)廢水排放，廢水中包含了大量懸浮物和多種金屬離子，所含物質(zhì)差異性大，處理難度較大。在環(huán)境保護(hù)領(lǐng)域，鋼鐵工業(yè)的廢水處理問題持續(xù)受到關(guān)注。不過，有環(huán)保資深專家稱，有一項(xiàng)綠色技術(shù)能為工業(yè)廢水綜合利用打開突破口，這就是河北奧博水處理有限公司發(fā)明的廢水用作循環(huán)水零排放技術(shù)。那么，這項(xiàng)原創(chuàng)技術(shù)是如何實(shí)現(xiàn)的？

10月10日，《環(huán)境與生活》記者來到河北省邯鄲市冀南新區(qū)，采訪了奧博水處理有限公司董事長董兆祥先生。

治理行業(yè)痼疾的新思路

顧名思義，廢水用作循環(huán)水零排放技術(shù)，即通過加入多功能阻垢緩蝕劑，讓未經(jīng)深度處理的工業(yè)廢水直接作為冷卻循環(huán)水的水源，一方面能保護(hù)循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備，另一方面還能實(shí)現(xiàn)廢水資源化。

說到鋼鐵行業(yè)的廢水處理，董兆祥董事長首先分析了傳統(tǒng)做法帶來的問題：多年來，鋼鐵行業(yè)普遍將干凈水應(yīng)用于冷卻循環(huán)水系統(tǒng)中，卻依然無法避免設(shè)備結(jié)垢、腐蝕——在經(jīng)軟化處理后的水中，硫酸根處于電離狀態(tài)，可與碳鋼結(jié)合，于是碳鋼管道被逐漸腐蝕，久而久之發(fā)生泄漏，另一方面，隨著循環(huán)水在運(yùn)行的過程中升溫，水中所含氧氣逸出，對設(shè)備造成氧腐蝕。同時，以碳酸鈣、碳酸鎂為主的鹽類在換熱器等設(shè)備表面形成水垢。腐蝕、結(jié)垢現(xiàn)象會縮短設(shè)備使用壽命，影響正常生產(chǎn)，提高運(yùn)營成本，甚至埋下事故隱患，此外，軟化水加工過程中析出的鈣鎂離子需要用工業(yè)鹽（氯化鈉）進(jìn)一步處理，最后形成的含氯化鈣、氯化鎂的廢水在排放后必然造成環(huán)境污染。

“我們的技術(shù)不需要使用軟化水，”董兆祥指出，“不用干凈水，反而更能實(shí)現(xiàn)我們防腐蝕、防結(jié)垢兩大目標(biāo)。”

針對已有問題，董兆祥跳出固有的思維模式，不再關(guān)心水質(zhì)，轉(zhuǎn)而采用了以有機(jī)膦酸、聚羧酸、磺酸鹽和唑類為主要成分的多功能阻垢緩蝕劑，這么做主要能起到兩點(diǎn)關(guān)鍵作用：

其一，藥劑中的唑類和有機(jī)膦酸能絡(luò)合廢水中的重金屬離子，進(jìn)而在設(shè)備表面形成預(yù)膜，這類重金屬離子膜一旦形成，就可以抵御高氯離子、高硫酸根離子和溶解氧對設(shè)備的腐蝕，從而解決腐蝕問題；

其二，藥劑中的聚羧酸、磷酸鹽、磺酸鹽將作用于超飽和結(jié)垢物質(zhì)的析出過程，并改變其晶體形態(tài)，形成例如碳酸鈣的多面體等不規(guī)則水渣，這些水渣不能在換熱設(shè)備表面附著成垢，流動的循環(huán)水將水渣沖到循環(huán)水池中。進(jìn)而解決了結(jié)垢問題。

如此一來，困擾鋼鐵行業(yè)多年的設(shè)備結(jié)垢、腐蝕這一“頑疾”得到根治。此外，廢水中的結(jié)垢物質(zhì)在超飽和狀態(tài)下必然發(fā)生結(jié)晶析出，其中的氯化鈣結(jié)晶將充當(dāng)凈水劑沉淀雜質(zhì)，讓循環(huán)水的水質(zhì)得到進(jìn)一步改善，方便后續(xù)再循環(huán)利用。

全面實(shí)現(xiàn)廢水低成本資源化

在解決冷卻水循環(huán)系統(tǒng)“頑疾”的同時，這一技術(shù)對廢水的處理力度也非?？捎^。

一般而言，廢水的生化處理需要好氧、厭氧、缺氧等處理設(shè)施，而循環(huán)水系統(tǒng)恰好符合其條件：在冷卻塔處，水與空氣交換熱量，空氣中的氧進(jìn)入循環(huán)水中，使COD（化學(xué)需氧量）得到降解；循環(huán)水池中上千種微生物進(jìn)行代謝，使BOD（生化需氧量）得到降解；上水管道是兼氧環(huán)境，大分子有機(jī)物可分解成小分子有機(jī)物；回水管道又是缺氧環(huán)境，硝酸鹽分解成氮?dú)夂蜔o機(jī)物。廢水如此在循環(huán)水系統(tǒng)中無限循環(huán)，所有的有機(jī)物和有機(jī)揮發(fā)性氣體均可降解；換熱器處，廢水中的乳化油與水中的氫氧根堿度、碳酸根堿度受熱產(chǎn)生皂化反應(yīng)，可起到殺菌、滅藻、清洗作用，由此，廢水在循環(huán)水系統(tǒng)中得到了深度處理，完成了高效的廢水資源化。

在高效率處理廢水之外，廢水用作循環(huán)水零排放技術(shù)的另一大不容忽視的特點(diǎn)是低成本。董兆祥強(qiáng)調(diào)，傳統(tǒng)使用的或國外引進(jìn)的廢水處理回用技術(shù)，無論設(shè)備投資費(fèi)用多高、工藝技術(shù)要求多么復(fù)雜、運(yùn)行費(fèi)用多昂貴，本質(zhì)目的都是為了實(shí)現(xiàn)有機(jī)物的降解和無機(jī)物的固液分離。但是，奧博公司的這一技術(shù)工藝特別簡單，也幾乎沒有設(shè)備投資，他笑著說：“我們的設(shè)備就是一個一噸裝的塑料桶，藥劑加好就可以了"。

在這一過程中，廢水也只需要在污水調(diào)節(jié)池存放一下，在自然降溫、降濁和除掉漂浮油后，就可直接補(bǔ)入循環(huán)泵入口處。多功能阻垢緩蝕劑的日投加量為循環(huán)水系統(tǒng)保有水量的50 ppm 至100ppm（ppm為濃度單位，1ppm為百萬分之一），這意味著蒸發(fā)掉一噸廢水所用藥劑的成本僅僅在4元左右，為市面上傳統(tǒng)技術(shù)所用成本的幾十分之一。如此一來，每消耗掉一噸廢水，等于省去一噸新鮮水費(fèi)、廢水處理費(fèi)、達(dá)標(biāo)水排放費(fèi)，真正實(shí)現(xiàn)了廢水低成本資源化利用。

可貴的是，這項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)通過多家企業(yè)的實(shí)踐檢驗(yàn)，并得到了用戶認(rèn)可，長期用戶達(dá)四十余家。董兆祥先生對自己的產(chǎn)品信心十足：“讓用戶放心是我們的服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)：用戶可以先使用后付款，達(dá)不到預(yù)期效果不要錢，如果造成損失我們賠?！倍壬踔吝€向用戶做出“三個百分之百”的承諾：“百分之百不結(jié)垢，百分之百不腐蝕，百分之百節(jié)水?！?/p>

值得注意的是，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用不局限于鋼鐵行業(yè)，在生物制藥、生物化工、燃煤發(fā)電、石油煉化等行業(yè)皆有用武之地。例如，焦化行業(yè)的廢水向來處理難度較大，唐山達(dá)豐焦化公司自2014年10月11日開始應(yīng)用此技術(shù)，隨后58天時間里，管理人員5次打開換熱器檢查效果，并拍照留存，結(jié)果發(fā)現(xiàn)循環(huán)水的水質(zhì)變差了，但設(shè)備的處理效果卻變好了；山東富海焦化每天產(chǎn)生25噸脫硫廢液，此前是交給專門的公司處理，每噸廢液的費(fèi)用是2000元。而將脫硫廢液用作循環(huán)水后，每年節(jié)約費(fèi)用1825萬元，同時存放在事故池的600立方米脫硫廢液也陸續(xù)在循環(huán)水中得到解決，進(jìn)而節(jié)省120萬元。

技術(shù)發(fā)展敦促標(biāo)準(zhǔn)革新

新技術(shù)從發(fā)明之初到被市場廣泛接受，這一過程難免曲折。在董兆祥董事長看來，也有幾方面因素阻礙了廢水用作循環(huán)水零排放技術(shù)的推廣和發(fā)展。

一方面是傳統(tǒng)觀念的束縛。廢水用作循環(huán)水零排放技術(shù)把工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)變成了工業(yè)廢水最佳處理裝置，這在一定程度上顛覆了傳統(tǒng)認(rèn)知，例如：解決循環(huán)水系統(tǒng)設(shè)備問題的關(guān)鍵不是優(yōu)化循環(huán)水水質(zhì)，實(shí)際上，循環(huán)水水質(zhì)好壞與設(shè)備好壞是反比關(guān)系，水質(zhì)越好，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)越差；為了防止設(shè)備腐蝕，很多企業(yè)會控制循環(huán)水的PH值，但循環(huán)水PH值只能靠加硫酸調(diào)節(jié)，故這一要求反而會加重設(shè)備腐蝕。

然而，對于創(chuàng)新技術(shù)的一系列顛覆，人們難免抱有擔(dān)憂和疑慮，對此，董兆祥曾撰寫《廢水用作循環(huán)水零排放技術(shù)綜述》一文，從環(huán)保性、安全性、經(jīng)濟(jì)性、科學(xué)性方面闡述原理、回應(yīng)質(zhì)疑。事實(shí)上，仍然有很多企業(yè)習(xí)慣于遵循已有運(yùn)營模式：寧可高成本投資傳統(tǒng)環(huán)保設(shè)備，也不敢嘗試低成本新技術(shù)，董兆祥透露，前幾年，他在山西召開現(xiàn)場會時，有多家企業(yè)來現(xiàn)場參觀，最后只有一家企業(yè)采用了這項(xiàng)技術(shù)。

不容忽視的是，眾多相關(guān)企業(yè)，尤其是國有企業(yè)不敢采用新技術(shù)的原因，和另一方面的阻礙密切相關(guān)——那就是現(xiàn)行“循環(huán)冷卻水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)”。這一標(biāo)準(zhǔn)是《工業(yè)循環(huán)水處理設(shè)計規(guī)范》（GB 50050-2017）的重要組成部分，對循環(huán)冷卻水提出了應(yīng)控制的水質(zhì)指標(biāo)和監(jiān)測要求。

但結(jié)合多年水處理實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，董兆祥認(rèn)為，只要達(dá)到以下四項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)：水溫低于30攝氏度、PH值不低于4.0、濁度不大于100NTU（NTU為濁度單位）、不含漂浮油，廢水就能作為循環(huán)水的補(bǔ)充水。而讓企業(yè)制成符合標(biāo)準(zhǔn)要求的、嚴(yán)格控制氯離子、硬度等指標(biāo)的達(dá)標(biāo)水，必然也伴隨著大量廢水的產(chǎn)出，繼續(xù)處理廢水，則高耗能；直接排放，則污染環(huán)境，合標(biāo)做法看似節(jié)能減排，實(shí)則耗能增排。此外，董兆祥董事長還呼吁，應(yīng)及時修訂設(shè)備防垢、腐蝕率標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樵谘h(huán)水控制標(biāo)準(zhǔn)無法解決結(jié)垢腐蝕問題的局面下，所規(guī)定的“碳鋼<0.075毫米/年，銅、不銹鋼<0.005毫米/年”等腐蝕率標(biāo)準(zhǔn)，同樣沒有清潔生產(chǎn)的意義。

此外，一部分用戶雖然選擇了這項(xiàng)技術(shù)，但在具體使用過程中遇到了不在預(yù)期內(nèi)的問題，就不敢再繼續(xù)使用了。對此，董兆祥先生回憶道，新技術(shù)使用過程中，確實(shí)曾經(jīng)出現(xiàn)過自己始料未及的問題，但解決辦法并不復(fù)雜。例如，山東魯清石化在使用廢水時，出現(xiàn)了異味太大的問題，本質(zhì)上是因?yàn)樗厮惶?，單次循環(huán)量大，耗時長，只要把水池水位降低，問題就解決了；潞安礦務(wù)局焦化廠在冬天使用廢水時，因氣溫較低，廢水不上冷卻塔降溫，致使循環(huán)水缺氧，造成氨不能及時轉(zhuǎn)化成硝酸根，致使氨氣從水中逸出，腐蝕了涼水架。所以無論冬夏，循環(huán)水必須上冷卻塔處理。“細(xì)節(jié)關(guān)乎成敗”，董兆祥表示，新技術(shù)實(shí)施細(xì)節(jié)上的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，是多年實(shí)踐總結(jié)和積累出來的寶貴財富。

可能是“廢水用作循環(huán)水零排放技術(shù)”太過顛覆性，很多潛在客戶對這一創(chuàng)新還是持觀望態(tài)度。但是，作為污水處理領(lǐng)域的資深專家，中國環(huán)境科學(xué)研究院前副院長夏青研究員，經(jīng)過多次實(shí)地考察，對董兆祥的這一技術(shù)深表贊賞，并給予明確支持。

“天下難事，必作于易”

環(huán)保、經(jīng)濟(jì)，是廢水用作循環(huán)水零排放技術(shù)的目標(biāo)與發(fā)展動力，高效、簡易，則是該技術(shù)原理與操作邏輯上的特色，也體現(xiàn)出董兆祥先生對“天下難事，必作于易”這一古訓(xùn)的認(rèn)同與堅持。

董先生提到，其實(shí)這一技術(shù)的靈感源于“農(nóng)家肥”：不管何種動物產(chǎn)生的含有何種成分的糞便，挑到莊稼地里就是天然無污染的最好肥料。相應(yīng)地，經(jīng)基本處理的廢水加上廉價原料制成的藥劑，就能徹底“變廢為寶”，成為最佳循環(huán)水水源。

董兆祥直言：“廢水用作循環(huán)水零排放這項(xiàng)技術(shù)關(guān)鍵在藥劑，但它的原料非常普通，很多單體在市面上就能買到?！辈贿^，原料雖簡，研究出合適的精確配方仍然需要長期的探索和試驗(yàn)。1993年，董兆祥開始研究工業(yè)循環(huán)水處理藥劑及節(jié)約用水技術(shù)，十年間做了上千次實(shí)驗(yàn)，公司成立后，他繼續(xù)進(jìn)行相關(guān)技術(shù)研究。最終，在企業(yè)員工的共同努力下，公司先后研發(fā)出12種水處理劑新產(chǎn)品，并已有多項(xiàng)技術(shù)專利。

在采訪的最后，董兆祥董事長表示，為了便于推廣，自己愿意放棄個人專利，希望這些服務(wù)于社會的技術(shù)能夠得到更廣泛的應(yīng)用。

（本刊專題部副主任于寶源對本文亦有貢獻(xiàn)）