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如释重负,这问题压了我十多年! 精选

已有 11085 次阅读 2018-10-10 08:14 |系统分类:科研笔记| 氧化铁红, 氨氮, 废水处理, 厌氧氨氧化

 

氧化铁红是以废铁皮作原料的资源回收利用而生产的一种化工产品,全球大约70%的产量在中国生产,国外有些大公司销售的氧化铁红产品,往往是从我国采购氧化铁红原粉,再经研磨复配而成,有些外国企业甚至将包装材料送到中国工厂,直接委托国内的工厂加工。2003年有几位朋友投资建一家氧化铁红厂,朋友们也是看中我的化工生产方面的技术能力,希望我加入。我一方面想找一个可以深度合作的化工基地,同时也是基于朋友的情谊,也就筹了一笔钱加入了。

这十多年来,关于氧化铁红的相关研究,也断断续续地进行着,为了解决氧化铁红的污染及清洁生产问题,前后有3位硕士研究生以氧化铁红方面的研究作毕业论文,也发表过2SCI论文,申请拿到过国家自然科学基金与广东省科技计划项目各一项。德国朗盛公司的总工,看到我们发表的关于氧化铁红清洁生产SCI论文,从德国飞到上海时,专门请我去上海进行技术交流。

工厂从我加入时年产4000多吨,到十年后2013年我离开时年产量已近2万吨。当年虽然在清洁生产方面,帮助厂里利用废水处理产生的铁泥,并将其资源化,但工厂的废水污染问题,一直没有能解决。当初我也没有认识到铁红厂会存在氨氮污染,工厂当地镇的环保办,只测量废水的pH值与COD值,COD值远远地低于国家排放标准,也没有认识到工厂会存在废水氨氮严重超标问题。后来国家对氨氮,总氮的控制要求越来越严,治理太湖的蓝藻问题,太湖流域的铁红厂氨氮问题显现了,这里铁红厂的氨氮问题也就暴露出来。作为水处理行业的专业人员,我也做了各种尝试想解决这废水的氨氮污染问题,限于当时的能力,一直没办法解决。

因为氧化铁红厂的废水,除了氨氮高,硫酸根浓度也很高。若氨氮用吹脱法处理,操作成本相当高,回收得到的硫酸铵的最终处置也存在问题。用鸟粪石沉淀法,处理成本更高,虽然用鸟粪石沉淀脱除铁红厂的氨氮的研究我们也发表过3篇文章,但工程化应用必须考虑成本问题。用生化法,若采用常规的硝化-反硝化处理,废水没有有机碳,一定要投加大量的碳源,这将大幅增加处理成本,更主要因为废水中存在硫酸盐,反硝化时,在有碳源的条件下,会被硫酸盐还原菌还原为硫化氢而产生恶臭,且硫化氢的毒性,又抑制了其它的生化反应。虽然当年我也想到最时髦的“厌氧氨氧化”工艺有可能解决这个问题,但从查获的资料看,它的控制要求极严,国内还没有一家公司能真正工业化应用,且发表的文章表明研究都处于实验室阶段,怎可能应用到这个行业的水处理?我有一种感觉,若氧化铁红的废水氨氮污染不解决,总有一天会因为水污染问题而关厂。

当工厂有股东年纪接近退休年龄,开股东会时大股东要求自己独自运作工厂,其它几个股东都看我如何表态。我很快同意退出,而让我最快作出退出决定的关键因素就是这个高氨氮废水的污染问题。想想一个水处理的专业人员,也是工厂的股东,而工厂出现如此严重的水污染,将来我都不好意思向别人解释。再说,虽然年年的工厂财务报表显示能赚数百万元,但我知道,这赚的钱都是大股东平时管理工厂省吃俭用省出来的。做实业真不容易,每次去工厂,我也在工厂的饭堂就餐,虽然饭堂会给我们加菜,但普通员工饭菜的质量是比较差的。若我不同意退出,公司的赢利可以从现在的正值,变成负值,将来甚至相互朋友都做不成。如何计算工厂的价值,我提出只计算实物价,不估算无形资产的方式,最后以投资收益比18的方式,退出股东。虽然退出了股东,我仍是工厂的座上客,工厂若存在什么技术问题,我也乐于帮助解决,但如何解决工厂高氨氮废水的问题,一直象一件沉甸甸的石头压在我心上。这也是当我们在实验室发现稳定的亚硝化方法,立即调动全组的研究力量,全力以赴地投入厌氧氨氧化研究的一个重要驱动因素。

在实验室,从厌氧氨氧化小试,到做体积200L的厌氧氨氧化中试,花了差不多一年的时间。当200L的厌氧氨氧化中试系统运行正常时,立即设计10吨的厌氧氨氧化的工程化验证系统。在此期间,我们也去氧化铁红厂取了工厂的废水,在实验室用小试装置做这废水,小试结果没有问题。这十吨的厌氧氨氧化工程化验证系统必须安装在有高浓度氨氮废水的工厂进行实验,选择验证地点,当然选与我们关系良好,也需要进一步验证高氨氮废水处理工艺的氧化铁红厂。这工程化验证系统,在现场投入运行10天后,氨氮处理负荷的增长就拉出一条漂亮的上升直线,且氨氮的脱除率,这十吨系统也达到90%,毫无疑问,用厌氧氨氧化法来处理氧化铁红生产过程中的高氨氮废水,从技术工程的角度来看是没有问题了!我终于如释重负,放下了压在心中多年的包袱。

这氧化铁红厂因高铁建设的需要,也必须搬迁,新的铁红厂必须采用可靠的废水处理工艺,现场工程化验证系统的结论进一步验证了厌氧氨氧化工艺的可靠性。

据我所知,国内氧化铁红厂的高氨氮废水处理问题目前没有能有效地解决,在太湖流域,有不少厂因氨氮污染问题而减产,甚至关闭。有一家工厂,采用了国内最牛大学的技术,号称投资了一个多亿来解决废水氨氮问题,据说也不能完全达到处理要求。而我们这里开发的厌氧氨氧化技术,不仅化解了我的心结,也必将为我国的氧化铁红行业的水污染问题,找到一条可靠,经济的工程解决方案!




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