歲月之靜好，并不是從天而降，而是有人挺身而出，風(fēng)雨兼程，負(fù)重前行。作為水處理領(lǐng)域的探路者，湖南碧匯泉環(huán)�？萍加邢薰臼紫瘜＜谊逃老椴┦繉h(huán)保視為科研的“核心”，并走上了污水治理及其藥劑研發(fā)之路。
“治水不治泥，等于未治水。”污泥處理作為水處理工藝的最后一步，對(duì)技術(shù)要求極高，特別是對(duì)于一些有機(jī)質(zhì)含量較高的污泥。但希望是由科研締造的，所以，晏永祥及其團(tuán)隊(duì)秉持初心，砥礪前行。
如何走出“泥潭”
污泥如何處理是我國(guó)面臨的重要環(huán)保問題，根據(jù)住建部統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2018年我國(guó)城市污水處理廠干污泥產(chǎn)生量1176萬噸，干污泥處置量為1129萬噸(含水率0%計(jì)算)，近年來城市干污泥處置率均在90%以上。2019年，城市污水處理廠干污泥產(chǎn)生量約為1232萬噸，干污泥處置量約為1182萬噸。另據(jù)資料介紹，2020年全國(guó)污水排放量571.36億m3，產(chǎn)生污泥量7288萬噸(含水率80%計(jì)算)，到2025年全國(guó)污水排放量將達(dá)到705億m3，產(chǎn)生污泥量9000萬噸，污泥產(chǎn)生量巨大，污泥如何走出“泥潭”，如何得到有效處置，刻不容緩。為此，晏永祥及其團(tuán)隊(duì)在污泥處理方面做了大量的研究工作，并取得多項(xiàng)成果。
首先在十多年水處理藥劑研究的基礎(chǔ)上根據(jù)污泥特性，成功開發(fā)出高效污泥調(diào)理劑HQ-220液體，該污泥調(diào)理劑為有機(jī)-無機(jī)復(fù)合物調(diào)理劑，可以單獨(dú)使用，不需要添加聚丙烯酰胺，解決了濾布易堵塞的問題，且用量少，與傳統(tǒng)聚氯化鋁或聚合硫酸鐵相比，用量可減少20%到30%，目前，該產(chǎn)品已實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化應(yīng)用，其中中節(jié)能國(guó)禎環(huán)保公司、北控水務(wù)公司和湖南隆輝環(huán)保公司等都已大規(guī)模使用，并取得較好的使用效果，為解決污泥焚燒時(shí)氯離子對(duì)金屬設(shè)備腐蝕的問題，晏永祥及其團(tuán)隊(duì)又開發(fā)出無氯污泥調(diào)理劑產(chǎn)品，滿足了用戶的特殊要求。
其次，晏永祥及其團(tuán)隊(duì)在實(shí)踐中深深體會(huì)到，污泥脫水難易除受化學(xué)藥劑影響外，自身的脫水活性也很重要，為此，又相繼成功開發(fā)出多項(xiàng)污泥處理新技術(shù)，這些技術(shù)中污泥連續(xù)調(diào)理深度脫水技術(shù)已成功得到產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。傳統(tǒng)污泥調(diào)理都是間歇調(diào)理，調(diào)理效率低，藥劑用量大，調(diào)理能耗高，調(diào)理好的污泥質(zhì)量不穩(wěn)定，污泥生產(chǎn)效率低，含水率高，連續(xù)調(diào)理技術(shù)則有效解決了這些問題，該調(diào)理技術(shù)結(jié)合其污泥調(diào)理藥劑，可以達(dá)到污泥深度脫水的目的，利用普通板框壓濾機(jī)也能生產(chǎn)出含水率達(dá)到55%的污泥，如使用隔膜壓濾機(jī)，在壓榨壓力分別為1.6MPa、2.0MPa、2.5MPa和3.0MPa時(shí)，生產(chǎn)出的污泥含水率可分別達(dá)到55%、50%、45%和40%，能滿足用戶不同使用場(chǎng)景的要求。該項(xiàng)技術(shù)已獲得多項(xiàng)國(guó)家專利授權(quán)。
污水處理過程需要進(jìn)行好氧曝氣，污水處理時(shí)曝氣越充分，污水含氧量越多，好氧菌活性越好，泥水分離越容易，反之越難，同樣，污泥含氧量對(duì)污泥脫水效果也有重要影響，污泥停留時(shí)間越長(zhǎng)，含氧量越低，泥水越難分離。晏永祥及其團(tuán)隊(duì)開發(fā)了污泥化學(xué)曝氣調(diào)理新技術(shù)，即在利用污泥調(diào)理劑HQ-220進(jìn)行化學(xué)調(diào)理的同時(shí)對(duì)污泥進(jìn)行充氧曝氣，以提高污泥自身的脫水活性，試驗(yàn)表明，利用污泥調(diào)理劑HQ-220進(jìn)行化學(xué)調(diào)理的同時(shí)對(duì)污泥進(jìn)行充氧曝氣180分鐘就有效果，后經(jīng)過改進(jìn)，充氧曝氣時(shí)間縮短到20分鐘，污泥濾水性能有明顯改善，這一技術(shù)的成功開發(fā)，解決了污水廠的“死泥”脫水難題，所謂“死泥”是指污泥存放時(shí)間較長(zhǎng)，污泥中含氧量極低的污泥，這一污泥化學(xué)曝氣調(diào)理成果得到了中國(guó)新聞網(wǎng)、中國(guó)網(wǎng)、人民日?qǐng)?bào)客戶端和國(guó)際環(huán)保在線等20家媒體的報(bào)道。
污泥化學(xué)曝氣調(diào)理機(jī)組
調(diào)理藥劑的效果如何，不僅是市場(chǎng)關(guān)注的問題，亦是晏永祥及其團(tuán)隊(duì)最關(guān)注的焦點(diǎn)。“我們的產(chǎn)品，是為污水處理服務(wù)的”，因此，試驗(yàn)必不可少。在中節(jié)能國(guó)禎環(huán)保湖南公司和國(guó)禎汨羅污水處理廠領(lǐng)導(dǎo)的支持下，晏永祥及其團(tuán)隊(duì)在中節(jié)能國(guó)禎汨羅污水處理廠進(jìn)行的污泥化學(xué)曝氣調(diào)理深度脫水新技術(shù)工業(yè)化大生產(chǎn)試驗(yàn)取得成功，在相同生產(chǎn)條件下，污泥含水率從原來的60%降到50%，進(jìn)泥量比工廠生產(chǎn)原進(jìn)泥量增加33%，泥餅厚度從原來的2cm增加到3cm。最重要的是，該技術(shù)不但適應(yīng)于夏天的污泥調(diào)理，在冬天溫度較低時(shí)還能克服化學(xué)藥劑穿透能力不足，污泥調(diào)理效果差，污泥脫水困難的問題。
爆氣調(diào)理后污泥泥餅厚度從2cm增加到3cm
如何走出“泥潭”，除藥劑和調(diào)理技術(shù)外，還需要服務(wù)創(chuàng)新，從用戶的根本利益出發(fā)，多為用戶著想。用戶考慮的更多是污泥含水率和噸泥處理藥劑成本，在解決這個(gè)問題時(shí)，用戶總是著眼于藥劑采購(gòu)價(jià)格，以為價(jià)格越低污泥處理成本就越低，實(shí)際上，污泥深度脫水的影響因素是多方面的，藥劑價(jià)格低不等于污泥處理成本就低，還要看藥劑處理品種和效率。晏永祥及其團(tuán)隊(duì)，在實(shí)踐中總結(jié)出一條規(guī)律，就是從用戶的根本利益出發(fā)，在滿足用戶對(duì)污泥含水率要求時(shí)降低用戶藥劑使用成本。比如，在為北控水務(wù)某污水處理廠服務(wù)時(shí)，給用戶承諾，脫水污泥含水率不高于用戶原來水平，但處理成本承諾低于原來成本，這是用戶最需要的，但對(duì)于服務(wù)者來說，是很大的挑戰(zhàn)，不但要考慮藥劑價(jià)格，藥劑處理效率，還要考慮服務(wù)水平。又如，在和某農(nóng)藥廠談農(nóng)藥污泥脫水項(xiàng)目時(shí)，不但給用戶承諾脫水污泥含水率，承諾噸污泥脫水藥劑處理成本，還提供工程項(xiàng)目建設(shè)全部資金，讓用戶放心，晏永祥及其團(tuán)隊(duì)一切從用戶根本利益出發(fā)的服務(wù)思想，得到了用戶支持，結(jié)出了碩果，客戶源源不斷。
校企合作謀發(fā)展
走出實(shí)驗(yàn)室，走向市場(chǎng)，是每一位科研人的“星辰大海”，晏永祥及其團(tuán)隊(duì)也希望自己的研究成果，能夠?yàn)樽鎳?guó)的環(huán)保事業(yè)做出貢獻(xiàn)。
2010年5月，晏永祥及其團(tuán)隊(duì)與衡陽市建衡實(shí)業(yè)有限公司開始合作，2012年12月，在首期合作成功的基礎(chǔ)上，雙方都希望繼續(xù)合作，共建造紙化學(xué)品與水處理劑生產(chǎn)科研基地。
衡陽生產(chǎn)科研基地簽約儀式
10多年的努力使合作企業(yè)生產(chǎn)能力從最初的年產(chǎn)5萬噸增加到2021年的55萬噸，2022年總生產(chǎn)能力達(dá)到110萬噸/年，產(chǎn)品遠(yuǎn)銷世界各地，該項(xiàng)目最近經(jīng)過全國(guó)無機(jī)鹽信息中心查證，生產(chǎn)規(guī)模位居世界首位，生產(chǎn)技術(shù)也經(jīng)過專家鑒定，整體技術(shù)水平國(guó)際領(lǐng)先。
2021年3月，晏永祥及其團(tuán)隊(duì)與國(guó)禎環(huán)保湖南區(qū)域公司合作，共建污水處理產(chǎn)學(xué)研合作基地。目前最早污泥脫水示范項(xiàng)目已在湖南國(guó)禎環(huán)�？萍加邢挢�(zé)任公司衡山縣污水處理廠建成投產(chǎn)，該項(xiàng)目為技術(shù)改造項(xiàng)目，采用污泥濃縮與連續(xù)調(diào)理工藝替代原來的間歇調(diào)理工藝，壓濾機(jī)為3臺(tái)山東景津壓濾機(jī)廠生產(chǎn)的隔膜板框壓濾機(jī)，最高壓力為1.6MPa，改造后，項(xiàng)目一次試車成功，污泥含水率達(dá)到55%，目前，國(guó)禎環(huán)保湖南區(qū)域公司的多家污水處理廠均使用了晏永祥及其團(tuán)隊(duì)技術(shù)。
堅(jiān)守初心不變
晏永祥，原本是化學(xué)研究人員，但當(dāng)他接觸到環(huán)保行業(yè)的時(shí)候，他果斷調(diào)整了自己的研究方向，原因很簡(jiǎn)單：污水排放給老百姓生產(chǎn)生活帶來的影響，讓他無法心安。為了這份心安，他在環(huán)保行業(yè)領(lǐng)域，已經(jīng)奮斗了20多年。
最可貴的是，只要是有環(huán)保需求，他都義無反顧。所以，忙碌，成為他生活的主旋律。2003年讀博期間，善于思考的晏永祥，另辟蹊徑，將高純聚氯化鋁作為AKD的施膠沉淀劑用于中堿性造紙，該技術(shù)的成功應(yīng)用，使我國(guó)造紙行業(yè)實(shí)現(xiàn)了從酸性造紙到中堿性造紙的跨越，推動(dòng)了我國(guó)造紙行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步，在經(jīng)濟(jì)層面，降低了企業(yè)造紙成本，在環(huán)保領(lǐng)域，減少了污水排放，打造了企業(yè)，社會(huì)，環(huán)保三方共贏的市場(chǎng)格局。
2012年1月，正當(dāng)晏永祥與家人共度除夕之時(shí)，接到了求助電話。當(dāng)時(shí)，廣西龍江河上游某企業(yè)偷排重金屬污染廢水引起網(wǎng)箱養(yǎng)魚死魚和河水重金屬超標(biāo)80倍事件被網(wǎng)絡(luò)曝光，引發(fā)當(dāng)?shù)乩习傩沼盟只�，情況緊急之下，晏永祥來不及思考，便連夜與合作單位衡陽市建衡實(shí)業(yè)有限公司一起組織力量調(diào)集生產(chǎn)的水處理藥劑跨省支援，第二天正月初一清晨便送到了事發(fā)地點(diǎn)，藥劑投入被污染水源后，水質(zhì)很快就恢復(fù)到排放標(biāo)準(zhǔn)，當(dāng)?shù)匕傩瞻残牧�，晏永祥也安心了�?/p>
科研人都有一雙善于發(fā)現(xiàn)問題的眼睛，晏永祥也是如此，無論是污泥脫水，還是開創(chuàng)鋁鐵鹽產(chǎn)品低能耗、低污染、 自動(dòng)化、智能化新生產(chǎn)模式，都與他善于發(fā)現(xiàn)息息相關(guān)。
眾所周知，當(dāng)一個(gè)行業(yè)技術(shù)門檻和準(zhǔn)入條件低時(shí)，就會(huì)有很多的小額資金涌入，鋁鐵鹽行業(yè)就是這樣一類行業(yè)。隨著產(chǎn)品市場(chǎng)需求量逐年增長(zhǎng)，特別是副產(chǎn)鹽酸的大型企業(yè)比較多，國(guó)內(nèi)鋁鐵鹽行業(yè)出現(xiàn)了盲目擴(kuò)張局面，隨之暴露出來的，就是生產(chǎn)工藝落后，能耗高、 污染重、效率低、員工勞動(dòng)強(qiáng)度大等問題，這些問題，不僅影響企業(yè)的競(jìng)爭(zhēng)力，同時(shí)，也對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的傷害。經(jīng)濟(jì)要發(fā)展，環(huán)境也要保護(hù)，兩者須齊頭并進(jìn)。在這樣的背景下，晏永祥將研究重點(diǎn)放到產(chǎn)品的節(jié)能減排、提質(zhì)增效和生產(chǎn)自動(dòng)化上來。
近年來，他與合作企業(yè)相繼開發(fā)了節(jié)能減排、提質(zhì)增效及自動(dòng)化包裝生產(chǎn)等鋁鐵鹽系列產(chǎn)品生產(chǎn)新工藝和新技術(shù)，并將研發(fā)成果產(chǎn)業(yè)化，使合作企業(yè)從最初的破產(chǎn)重組企業(yè)，發(fā)展成為技術(shù)領(lǐng)先，生產(chǎn)規(guī)模全國(guó)最大的鋁鐵鹽水處理劑生產(chǎn)企業(yè)，也是全行業(yè)首家實(shí)現(xiàn)了污水零排放，廢渣全部資源化利用的綠色生產(chǎn)企業(yè)。
面對(duì)困難砥礪前行
2022年3月，晏永祥在給湖南環(huán)保行業(yè)同行技術(shù)人員做環(huán)保公益講座時(shí)，有企業(yè)代表提出了農(nóng)藥污泥難脫水的問題，該企業(yè)農(nóng)藥污水處理產(chǎn)生的污泥由于有機(jī)質(zhì)含量高，且包含有較多的有毒有機(jī)化合物，采用聚氯化鋁等常規(guī)無機(jī)混凝劑和聚丙烯酰胺絮凝劑調(diào)理污泥，難以達(dá)到脫水要求，為此該企業(yè)被迫用三氯化鐵和石灰調(diào)理，石灰用量超過了污泥量的30%，污泥增量大，另外添加的三氯化鐵也對(duì)后續(xù)污泥焚燒十分不利，該企業(yè)用柴油焚燒處理污泥，焚燒處置成本高達(dá)1000元/噸污泥以上，企業(yè)經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)很重。據(jù)了解，農(nóng)藥污泥難脫水、難處置不僅是該企業(yè)的問題，也是農(nóng)藥行業(yè)生產(chǎn)存在的普遍問題，面對(duì)這個(gè)難題，晏永祥及其團(tuán)隊(duì)成員迎難而上，在企業(yè)的支持下，經(jīng)過近一年的努力和無數(shù)次失敗后，終于找到了不用石灰和三氯化鐵調(diào)理的方法，污泥含水率達(dá)到55%，污泥量減少了60%，污泥熱值增加了一倍多，從原來的5020J/g，增加到10550J/g，以該企業(yè)減少焚燒污泥量3000噸/年計(jì)算，污泥焚燒處置可節(jié)約費(fèi)用300多萬元/年。該企業(yè)污泥問題的有效解決也為農(nóng)藥和化工行業(yè)徹底解決污泥處理和資源化利用問題找到了一條新路。
研發(fā)創(chuàng)新破迷局
根據(jù)國(guó)家辦公廳2022年5月24日發(fā)布的國(guó)辦發(fā)[2022] 15號(hào)文件：關(guān)于印發(fā)新污染物治理行動(dòng)方案的通知，所謂新污染物是指那些具有生物毒性、環(huán)境持久性、生物累積性等特征的有毒有害化學(xué)物質(zhì)，它們對(duì)生態(tài)環(huán)境或人體健康存在較大的危害性風(fēng)險(xiǎn)，但由于現(xiàn)有的管理措施不足或尚未被納入環(huán)境管理中的污染物。新污染物主要包括以下四大類：持久性有機(jī)污染物(POPs)、內(nèi)分泌干擾物(EDCs)、抗生素和微塑料。四類新污染物雖然在環(huán)境中濃度較低，但具有器官毒性、神經(jīng)毒性、生殖和發(fā)育毒性、免疫毒性、內(nèi)分泌干擾效應(yīng)、致癌性、致畸性等多種生物毒性，同時(shí)具有較強(qiáng)的生物持久性、明顯的生物富集性、難以監(jiān)測(cè)等特性，對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重危害。新污染物危害生態(tài)環(huán)境和人體健康，是全球面臨的共同挑戰(zhàn)。晏永祥博士及其團(tuán)隊(duì)經(jīng)過近一年的時(shí)間，無數(shù)次外出采樣進(jìn)行反復(fù)試驗(yàn)，研發(fā)出了一套降解水體中新污染物切實(shí)可行的處理工藝：Uv/O3處理工藝，此工藝為降解水體中新污染物提供了技術(shù)儲(chǔ)備，目前已經(jīng)完成技術(shù)可行論證和小型試驗(yàn)。該技術(shù)如能成功實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化，對(duì)切實(shí)維護(hù)人民群眾身體健康和生態(tài)環(huán)境安全，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。
晏永祥博士，長(zhǎng)沙理工大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院教師，長(zhǎng)沙理工大學(xué)凈水與凈水材料新技術(shù)研究所所長(zhǎng)(2012-2022)，湖南碧匯泉環(huán)�？萍加邢薰臼紫瘜＜摇⒏呒�(jí)工程師、碩士研究生導(dǎo)師。中國(guó)化工學(xué)會(huì)無機(jī)酸堿鹽專業(yè)委員會(huì)鋁鐵鹽專家，湖南省環(huán)保行業(yè)水處理專家，湖南省環(huán)境治理行業(yè)領(lǐng)軍人物、先鋒人物和環(huán)保人物，主要從事功能性高分子材料、環(huán)保水處理劑和污泥處理處置技術(shù)的開發(fā)與產(chǎn)業(yè)化研究工作，主持建設(shè)了國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)規(guī)模最大的鋁鐵鹽水處理劑生產(chǎn)科研基地，主持了多項(xiàng)污泥處理處置項(xiàng)目，獲得污水與污泥處理相關(guān)專利18項(xiàng)，參編專著 2 部，參編十三五高等學(xué)校教材《水污染控制工程》，主要代表論文《高有機(jī)質(zhì)污泥深度脫水處理關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)業(yè)化研究》。獲得湖南省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，中國(guó)產(chǎn)學(xué)研促進(jìn)會(huì)創(chuàng)新成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)，中國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)科技成果獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)和中國(guó)科技產(chǎn)業(yè)化促進(jìn)會(huì)科技創(chuàng)新獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)等，個(gè)人獲得中國(guó)無機(jī)鹽工業(yè)發(fā)展四十年創(chuàng)新貢獻(xiàn)獎(jiǎng)。（供稿單位：湖南碧匯泉環(huán)保科技有限公司）
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