填料材质及背后经济法则

在各种工业废水处理中添加填料，应是我国水处理工作者，针对国内各种疑难的工业废水处理，提高废水生化处理系统的稳定性，同时，降低对运维人员操作控制的要求，从而大规模推广应用并不断改进而发展。我对水处理填料的关注并参与它的开发，应始于2001年，几个朋友吃饭聊天，谈到水处理填料，聊到如何进一步改进填料的性能。填料的亲水性将有助于微生物在填料表面的挂膜，所以，若能用表面亲水的材料做水处理填料，或对填料表面进行亲水性改性，其性能一定优于表面疏水填料。聚丙烯（PP）是应用最广，价格最便宜的工程塑料，说干就干，那时我们就做过普通聚丙烯填料的表面亲水性改性，申请且获得了国家发明专利。

好的水处理填料，它的要求就是：比表面面积大，表面粗糙，表面亲水，便于微生物在其表面生长与挂膜；它还要求结构简单，通透，填料外面水体中营养性污染物，能比较容易地进入填料内部空间，与填料内部附着的微生物接触，同时，在填料内部微生物代谢产物，也比较容易从填料内部带出；最后，材料应无毒，使用寿命长，且价格便宜等要求。填料的形式多种多样，若能满足以上技术要求，肯定就是好的水处理用填料。

十年前我们开始探索低碳节能的生物脱氮工艺——厌氧氨氧化技术，受朋友的介绍和影响，选用了他们也在使用的一种比表面积大，亲水性好的日本纤维填料。中试成功后，第一个大工程直接使用进口填料，效果很好，一炮打响。但进口的填料价格高昂，一吨填料的采购成本要20多万元。而国内的环保工程，不仅要保证处理效果，工程的成本控制也是一个重要因素。按国内通用的做法，探索国产化替代，往往可以大幅降低它的采购成本。要替代开发，首先我们要了解这进口填料的材质是什么？我让一个研究生先做了材料的“热差分析”，得到的结果是它的熔点在250~260度。看到这种纤维的强度比较高，其熔点在250多度，我初步判定它为聚酯纤维（PET）。PET是强度比较高，应用比较广泛的纤维材料，且它的分子结构中有极性基团，故有一定亲水性的纤维，用它做填料似乎是合理的，查询它的工业品价格，一吨PET纤维只要1.5万元左右，若能用它做成填料，则填料的成本就大幅下降了。在准备将这种纤维加工成填料之前，我又将这个材料送给材料学院一位教授，帮我做一个红外光谱分析，进一步确认它的材质，红外光谱分析的结果出乎意料，它不是PET，它是尼龙，是直径较细的尼龙丝纤维。尼龙的分子结构中也有极性基团，它也有亲水性，且强度高。尼龙的熔点也是250多，与PET相差不多，这也是我误认为它的PET的主要原因。查询当时尼龙的工业品价格，它的价格每吨高达6万元，差不多是PET的4倍。从化学品的结构上分析，不应该存在这样大的价格差。可能的原因是当年国家为解决全国人民的穿衣问题，在改革开放之前已开始建设大型的PET生产线了，而尼龙的工业化生产能力相对滞后，产能也小得多，这样，尼龙的价格高地就形成了。

尼龙比PET贵多了，我们开发国产替代品的材质是用尼龙还是PET呢？我想到十多年前五粮液的旧包装，玻璃酒瓶外，有一个透明的塑料外壳，在塑料外壳外，还套了一层半透明红色的纱袋，这纱袋的材质是PET，若将酒放在家中超过10年，即使没有阳光直射，这纱袋的强度也会急剧下降，已严重老化到一碰就破的地步。我又想到，渔网，往往都是用尼龙丝做的，一些渔网或缆绳，废弃在大海中，许多年后，它仍有比较高的强度成为海洋中比较麻烦的海洋垃圾。作为水处理用填料，若用尼龙来做，它的使用寿命要比用PET长得多，故在国产化这方面，即使我们知道用PET纤维要比用尼龙纤维做要便宜很多，名声比多赚点钱重要，我想我们水处理工程的寿命能超过10年，故决定仍使用尼龙纤维来加工国产填料。

有些事真的很巧，湖北一大型化工企业的中水回用工程，通过激烈的市场竞争，我们中标了。这工业水回用工程属于总投资高达100多亿的全新尼龙生产线的一部分。后来进一步了解到，除了湖北，还有山东等地，国内差不多同时投资建设三个总投资超过100亿的大型尼龙生产线。尼龙相对比较高的价格与利润，刺激了国内一些化工生产企业的投资热情，等这几个大型尼龙生产线投产后，估计尼龙的价格也就开始跳水了，应该回到它与PET价格相适应的位置。

随着互联网的普及，AI大模型的广泛应用，技术与价格市场越来越透明化，公开化。只要存在价格高地，很快就会吸引不少商家。说国内公司太聪明，形动快，执行力强也好，讲国内竞争太内卷也罢，外国公司悠闲悠在，躺着能长时间赚大钱的好日子再也回不来了。

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