文/胡月

人们的生产生活离不开水。我国水资源十分紧张,随着城市化和工业化进程的加速,全国废水的排放量逐年增加,导致自然水体不断恶化,水资源污染形势十分严峻。水体污染、水资源短缺已经成为我国经济社会实现可持续发展的严重制约因素。

近几年,国家对环保行业的重视程度和支持力度不断提升,污水处理行业也得到了快速发展。长沙理工大学净水与净水材料新技术研究所所长晏永祥就是环保行业学者中的一员。“尊重科学规律”是晏永祥经常挂在嘴边的一句话,他说新技术研发要尊重科学,环境保护也要尊重科学,从源头预防污染、从过程减少污染、从终端治理污染,每个环节都不能少。浸润环保技术研究领域多年,他希望通过环保技术研发改善水环境的初心从未有过丝毫动摇。

结缘环保事业 奉献二十余载

“以前国内环保意识薄弱,忽视了造纸行业污水排放的危害,造成很多水资源和土壤资源的二次污染。”说起十多年前的环保观念和环保产业,晏永祥感慨颇深。

晏永祥在深圳某公司污泥处理车间

2001年,原本专注化学研究的晏永祥在读研过程中接触到环保工业。污水排放给老百姓生产生活带来的影响使他揪心不已,“环保技术注定是一种科学研究新方向,环保产业也一定是造福百姓的新产业。”

正是这一次接触,晏永祥将研究方向专注于造纸行业水污染处理上来。2003年读博期间,晏永祥创新性地将高纯聚氯化铝应用于造纸过程中,并通过与企业合作实现了产学研一体化。这项技术减少了其他化学品的用量,提高了水的利用率,不仅降低了企业造纸成本,也大大减少了污水排放,得到了造纸企业的一致认可。

“看到研发成果应用到实际中,那种幸福感是坚定不断创新新产品的动力。”2011年除夕夜,晏永祥正在跟家人吃团年饭时接到朋友的求助电话。原来,广西某地一家企业偷排重金属污染的废水被举报,引发当地老百姓用水恐慌,市面上的矿泉水被哄抢一空。面对这一紧急情况,晏永祥连夜与合作单位负责人商量,组织力量调集公司的药剂产品,大年初一清早送到事发地点。药剂投入被污染水源后,水质很快就符合了排放标准,当地老百姓终于可以安心过年。

这是当时央视报导的视频截图。

创新首台套处理 助力企业扭亏为盈

“市政污泥含有很多病菌,传统的高含水率污泥填埋处理会污染地下水和土壤。”晏永祥说,“治水不治泥,等于未治水”,污泥处置是水处理工艺的最后一步。“如何在不进行填埋的前提下有效处理污泥”成为了环保行业面临的重要科研题目。攻破这道科研难题,最关键的是同时对化学药剂和脱水工艺进行改进。

传统的污泥脱水工艺中需要使用石灰,但石灰的加入不仅增加了污泥量,也使得脱水后的污泥“饼”无法通过焚烧进行处置。晏永祥创新地提出:“那就干脆不用石灰。”他这一打破行业传统的想法得到了研发团队的支持。

经过数百次的试验,晏永祥研发出一种新的破壁脱水剂。试验表明,新药剂性能方面比市用污泥脱水效率提高25%以上,污泥脱水时间缩短30%以上,吨污泥单耗污泥破壁脱水剂成本下降20%。

在此基础上,晏永祥根据多年经验创新“一次加药,两次脱水”工艺,带领团队自行研制开发出了污泥连续浓缩与调理脱水成套技术和设备,做到脱水污泥含水率降低到50%,不需要再进行低温干燥,可直接送锅炉焚烧。目前该技术已应用于一家日产90吨造纸企业的污泥脱水示范工程。

“原来脱水后污泥干度为20%,也就是说污泥中80%还是水,这样运输成本高,处理成本也高。”晏永祥介绍,通过污泥连续浓缩与调理脱水成套设备处理后,污泥含水率降低到50%,相同产能的污泥处理投入减少30%以上。并且,脱水后的污泥因为含水量低,可以就地焚烧产生蒸汽用于造纸,实现了资源化回收利用。

担负双重责任使命 家庭事业找寻平衡

污泥连续浓缩与调理脱水关键技术和设备研发成功,然而背后的辛酸却很少有人知晓。2017年是晏永祥最煎熬的一年。这一年,晏永祥的爱人因鼻咽癌复发再次住院,加上女儿又在准备出国留学事宜,照顾爱人的担子全部落在他一个人肩上。“可这个时候,正是污泥处理技术产业化研发进入工业化方案的关键阶段,决定着这项技术是否能够应用到实践中去。”这个步骤关系到公司利益,作为项目负责人,晏永祥在照顾爱人和给学生上课的同时,坚持公司每次开会都到场。

参加2018年中国创新创业大赛时的照片

每天早上五点多起床给爱人做饭送到医院,然后到学校给学生上课,指导研究生论文。学校没课的时候,就到公司参加项目方案讨论。晚上从医院回到家,还要继续备课,往往是忙碌一天才记起自己没有吃饭。那段时间,晏永祥头发白了一大半。即使在这种情况下,晏教授也没有落下学生的一堂课。

付出终有回报。这一年,晏永祥陪着爱人走过人生的最后一程,与此同时,他研发的污泥脱水项目顺利投产,一次试车成功,项目设备也成功申报了湖南省首台套;三个发明专利实现了技术转让;研发出的造纸用无铁聚氯化铝得到产业化应用,成为湖南造纸行业“零”的突破;培养的研究生也顺利毕业,成为环保企业争相录用的人才。

投身循环经济 立志创新技术

由于铝铁盐行业的技术门槛和准入条件低,项目投资额较小,而产品市场需求量随着经济发展又逐年增长,特别是副产盐酸的大型企业比较多,导致国内铝铁盐行业盲目扩张,生产企业数量众多,但生产规模普遍较小,生产工艺落后,存在能耗高、污染重、效率低、员工劳动强度大等问题,行业处于同质化无序竞争状态。出于这一现状,晏永祥将研究重点放到产品的节能减排、提质增效和生产自动化上来。

晏永祥说:“污水处理是绿水青山的强大保障。”他充分利用长沙理工大学雄厚的技术力量和创新平台,近年来相继开发了节能减排、提质增效及自动化生产等系列铝铁盐及其生产原料生产的新工艺、新技术和新产品,并将研发的科研成果产业化,开创了铝铁盐产品低能耗、低污染、自动化、智能化新生产模式,对推动整个行业的技术进步、转型升级和促进行业实现高质量发展做出了重大贡献。目前该模式已经应用于衡阳市建衡实业有限公司,每年可节约标煤3.2万t,节约电力531.5万kW•h,节约新鲜水用量15万t,每年减排二氧化硫260t,氮氧化物168.89t,废渣8万t,废水6万t。全厂生产废水全部收集循环利用,不外排;聚氯化铝反应工序产生的含氯化氢、粉尘废气采用新工艺处理后,年回收稀盐酸40.1t、含氧化铝粉尘36.3t用于生产,减少氢氧化铝用量50t;生产硫酸铝和聚氯化铝的压滤废渣全部综合利用,作为生产建筑材料水泥、砖的原料使用。

和合作企业科研团队一起

晏永祥通过实施铝铁盐技术产业化生产,开发了具有盐基度高、分子网状结构大、电中和和絮凝效果好、净水后水中的残留铝和重金属含量低等优点的新产品复合聚氯化铝,有效解决了普通聚氯化铝在使用时存在的用量多、絮凝时间长、岀水浊度较高等问题。他研制的这一系列产品有用于水和污泥处理、优质纸张施胶处理,满足国际市场上高品质产品的需要,为人们生活饮用水安全和环保水处理行业发展提供了坚实的保障。

承担时代使命 勇攀技术高峰

2020年大年初六,天气晴朗,尽管城市街道上车辆和行人稀少,但全国抗击疫情声浪高涨,火神山医院接近交付使用,雷神山医院在紧急施工,支援医疗队伍和医疗物资来自四面八方,汇聚武汉,此时,作为党员的晏永祥心急如焚,即便不能前往武汉支援,也不能忘记初心,不能忘记自己肩上的责任。为了解决污泥脱水存在的实际问题,进一步降低污泥含水率和脱水费用,晏永祥教授从大年初六开始,每日风雨无阻,赶赴实验室进行研究工作。

主持国祯产学研项目

降低污泥含水率和污泥脱水费用是目前污泥处理行业最迫切需要解决的难题。为此,晏永祥从初六开始,天天到实验室工作,没有星期六和星期日,也不管是刮风、下雨还是严寒,由于春节前从工厂取回实验室的污泥量大,经过多天存放发酵后,污泥发出阵阵难闻的气味,实验室里充满了刺鼻的味道,但晏永祥天天到实验室做实验,许多时候,做完实验的手,就算用水洗了多次,手上的气味还是难以遮掩。科研成果来之不易,晏永祥深知这个道理,根据前面试验存在的问题,他设计了多种有针对性的药剂配方,将药剂制备出来,然后又一次一次地进行应用实验,检验药剂使用的效果,每天早出晚归、废寝忘食。成功往往偏爱坚持不懈的人,他成功开发出两个污泥脱水药剂新品种和相应产品的应用技术,这两个药剂品种目前已在市政污泥和造纸污泥行业得到大量应用,吨绝干污泥用药量在相同脱水效果时不到聚氯化铝(固体)用量的50%,明显减少了脱水后污泥的数量。这一技术的突破,解决了造纸行业和市政污水行业污泥焚烧普遍存在的污泥脱水难和热值低的问题。“在疫情期间,我们在不一样的战场奋斗,成功研发出两项新品种,为我国环保事业做贡献。”提及自己的贡献,晏永祥如是说。

晏永祥的坚持不但收获了科研事业的成功,还得到了社会的认可。2018年,他的科研成果获得湖南省科技进步奖二等奖、中国产学研促进会产学研合作创新成果二等奖和中国循环经济协会科学技术奖二等奖。2020年4月份,他个人又被评为湖南省环境治理行业领军人物,10月份获得中国无机盐行业成立“四十周年”“创新贡献奖”,他的事迹得到了湖南红网、湖南医靠、长沙晚报、全国铝盐行业协会、《无机盐工业》杂志社等多家媒体和行业协会的关注和报道,12月份,他的科研成果又获得中国科技产业化促进会科学技术奖-科技创新成果二等奖。

面对取得的科研成果,晏永祥教授淡然处之。他表示:“污水深度处理和污泥脱水处置是目前研究的热点,也是难点,我还要继续努力。将继续奋战在科研一线,为环保行业贡献出一份力量,为祖国的绿水青山继续努力。”