河北奧博水處理有限公司董事長董兆祥：創新思維實現工業廢水零排放

王之遠 鄭挺穎

鋼鐵行業用水量占全國工業用水總量的3%左右，鋼鐵生產過程必然伴隨大量工業廢水排放，廢水中包含了大量懸浮物和多種金屬離子，所含物質差異性大，處理難度較大。在環境保護領域，鋼鐵工業的廢水處理問題持續受到關注。不過，有環保資深專家稱，有一項綠色技術能為工業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明的廢水用作循環水零排放技術。那么，這項原創技術是如何實現的？

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

治理行業痼疾的新思路

顧名思義，廢水用作循環水零排放技術，即通過加入多功能阻垢緩蝕劑，讓未經深度處理的工業廢水直接作為冷卻循環水的水源，一方面能保護循環水系統設備，另一方面還能實現廢水資源化。

說到鋼鐵行業的廢水處理，董兆祥董事長首先分析了傳統做法帶來的問題：多年來，鋼鐵行業普遍將干凈水應用于冷卻循環水系統中，卻依然無法避免設備結垢、腐蝕——在經軟化處理后的水中，硫酸根處于電離狀態，可與碳鋼結合，于是碳鋼管道被逐漸腐蝕，久而久之發生泄漏，另一方面，隨著循環水在運行的過程中升溫，水中所含氧氣逸出，對設備造成氧腐蝕。同時，以碳酸鈣、碳酸鎂為主的鹽類在換熱器等設備表面形成水垢。腐蝕、結垢現象會縮短設備使用壽命，影響正常生產，提高運營成本，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鹽（氯化鈉）進一步處理，最后形成的含氯化鈣、氯化鎂的廢水在排放后必然造成環境污染。

“我們的技術不需要使用軟化水，”董兆祥指出，“不用干凈水，反而更能實現我們防腐蝕、防結垢兩大目標?！?/p>

針對已有問題，董兆祥跳出固有的思維模式，不再關心水質，轉而采用了以有機膦酸、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關鍵作用：

其一，藥劑中的唑類和有機膦酸能絡合廢水中的重金屬離子，進而在設備表面形成預膜，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垢物質的析出過程，并改變其晶體形態，形成例如碳酸鈣的多面體等不規則水渣，這些水渣不能在換熱設備表面附著成垢，流動的循環水將水渣沖到循環水池中。進而解決了結垢問題。

如此一來，困擾鋼鐵行業多年的設備結垢、腐蝕這一“頑疾”得到根治。此外，廢水中的結垢物質在超飽和狀態下必然發生結晶析出，其中的氯化鈣結晶將充當凈水劑沉淀雜質，讓循環水的水質得到進一步改善，方便后續再循環利用。

全面實現廢水低成本資源化

在解決冷卻水循環系統“頑疾”的同時，這一技術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、缺氧等處理設施，而循環水系統恰好符合其條件：在冷卻塔處，水與空氣交換熱量，空氣中的氧進入循環水中，使COD（化學需氧量）得到降解；循環水池中上千種微生物進行代謝，使BOD（生化需氧量）得到降解；上水管道是兼氧環境，大分子有機物可分解成小分子有機物；回水管道又是缺氧環境，硝酸鹽分解成氮氣和無機物。廢水如此在循環水系統中無限循環，所有的有機物和有機揮發性氣體均可降解；換熱器處，廢水中的乳化油與水中的氫氧根堿度、碳酸根堿度受熱產生皂化反應，可起到殺菌、滅藻、清洗作用，由此，廢水在循環水系統中得到了深度處理，完成了高效的廢水資源化。

在高效率處理廢水之外，廢水用作循環水零排放技術的另一大不容忽視的特點是低成本。董兆祥強調，傳統使用的或國外引進的廢水處理回用技術，無論設備投資費用多高、工藝技術要求多么復雜、運行費用多昂貴，本質目的都是為了實現有機物的降解和無機物的固液分離。但是，奧博公司的這一技術工藝特別簡單，也幾乎沒有設備投資，他笑著說：“我們的設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節池存放一下，在自然降溫、降濁和除掉漂浮油后，就可直接補入循環泵入口處。多功能阻垢緩蝕劑的日投加量為循環水系統保有水量的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，為市面上傳統技術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、廢水處理費、達標水排放費，真正實現了廢水低成本資源化利用。

可貴的是，這項技術已經通過多家企業的實踐檢驗，并得到了用戶認可，長期用戶達四十余家。董兆祥先生對自己的產品信心十足：“讓用戶放心是我們的服務標準：用戶可以先使用后付款，達不到預期效果不要錢，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：“百分之百不結垢，百分之百不腐蝕，百分之百節水?！?/p>

值得注意的是，這項技術的應用不局限于鋼鐵行業，在生物制藥、生物化工、燃煤發電、石油煉化等行業皆有用武之地。例如，焦化行業的廢水向來處理難度較大，唐山達豐焦化公司自2014年10月11日開始應用此技術，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，結果發現循環水的水質變差了，但設備的處理效果卻變好了；山東富海焦化每天產生25噸脫硫廢液，此前是交給專門的公司處理，每噸廢液的費用是2000元。而將脫硫廢液用作循環水后，每年節約費用1825萬元，同時存放在事故池的600立方米脫硫廢液也陸續在循環水中得到解決，進而節省120萬元。

技術發展敦促標準革新

新技術從發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水零排放技術的推廣和發展。

一方面是傳統觀念的束縛。廢水用作循環水零排放技術把工業循環冷卻水系統變成了工業廢水最佳處理裝置，這在一定程度上顛覆了傳統認知，例如：解決循環水系統設備問題的關鍵不是優化循環水水質，實際上，循環水水質好壞與設備好壞是反比關系，水質越好，設備運轉越差；為了防止設備腐蝕，很多企業會控制循環水的PH值，但循環水PH值只能靠加硫酸調節，故這一要求反而會加重設備腐蝕。

然而，對于創新技術的一系列顛覆，人們難免抱有擔憂和疑慮，對此，董兆祥曾撰寫《廢水用作循環水零排放技術綜述》一文，從環保性、安全性、經濟性、科學性方面闡述原理、回應質疑。事實上，仍然有很多企業習慣于遵循已有運營模式：寧可高成本投資傳統環保設備，也不敢嘗試低成本新技術，董兆祥透露，前幾年，他在山西召開現場會時，有多家企業來現場參觀，最后只有一家企業采用了這項技術。

不容忽視的是，眾多相關企業，尤其是國有企業不敢采用新技術的原因，和另一方面的阻礙密切相關——那就是現行“循環冷卻水水質標準”。這一標準是《工業循環水處理設計規范》（GB 50050-2017）的重要組成部分，對循環冷卻水提出了應控制的水質指標和監測要求。

但結合多年水處理實踐經驗，董兆祥認為，只要達到以下四項標準：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，廢水就能作為循環水的補充水。而讓企業制成符合標準要求的、嚴格控制氯離子、硬度等指標的達標水，必然也伴隨著大量廢水的產出，繼續處理廢水，則高耗能；直接排放，則污染環境，合標做法看似節能減排，實則耗能增排。此外，董兆祥董事長還呼吁，應及時修訂設備防垢、腐蝕率標準，因為在循環水控制標準無法解決結垢腐蝕問題的局面下，所規定的“碳鋼<0.075毫米/年，銅、不銹鋼<0.005毫米/年”等腐蝕率標準，同樣沒有清潔生產的意義。

此外，一部分用戶雖然選擇了這項技術，但在具體使用過程中遇到了不在預期內的問題，就不敢再繼續使用了。對此，董兆祥先生回憶道，新技術使用過程中，確實曾經出現過自己始料未及的問題，但解決辦法并不復雜。例如，山東魯清石化在使用廢水時，出現了異味太大的問題，本質上是因為水池水位太高，單次循環量大，耗時長，只要把水池水位降低，問題就解決了；潞安礦務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，致使循環水缺氧，造成氨不能及時轉化成硝酸根，致使氨氣從水中逸出，腐蝕了涼水架。所以無論冬夏，循環水必須上冷卻塔處理?！凹毠濌P乎成敗”，董兆祥表示，新技術實施細節上的經驗教訓，是多年實踐總結和積累出來的寶貴財富。

可能是“廢水用作循環水零排放技術”太過顛覆性，很多潛在客戶對這一創新還是持觀望態度。但是，作為污水處理領域的資深專家，中國環境科學研究院前副院長夏青研究員，經過多次實地考察，對董兆祥的這一技術深表贊賞，并給予明確支持。

“天下難事，必作于易”

環保、經濟，是廢水用作循環水零排放技術的目標與發展動力，高效、簡易，則是該技術原理與操作邏輯上的特色，也體現出董兆祥先生對“天下難事，必作于易”這一古訓的認同與堅持。

董先生提到，其實這一技術的靈感源于“農家肥”：不管何種動物產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。相應地，經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”，成為最佳循環水水源。

董兆祥直言：“廢水用作循環水零排放這項技術關鍵在藥劑，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。1993年，董兆祥開始研究工業循環水處理藥劑及節約用水技術，十年間做了上千次實驗，公司成立后，他繼續進行相關技術研究。最終，在企業員工的共同努力下，公司先后研發出12種水處理劑新產品，并已有多項技術專利。

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，希望這些服務于社會的技術能夠得到更廣泛的應用。

（本刊專題部副主任于寶源對本文亦有貢獻）