水處理技術(shù):我國的自然生態(tài)環(huán)境狀況如何？朱總理在今年世界環(huán)境日的電視講話(huà)中坦率地說(shuō)：“污染仍相當嚴重，自然生態(tài)環(huán)境日益惡化的趨勢還沒(méi)有得到根本遏制。”作為環(huán)保第一線(xiàn)的科研人員，我們面對的矛盾更尖銳、更復雜、體會(huì )更直接、更深切、深感任重而道遠。
現代生活方式對自然生態(tài)環(huán)境的破壞。最突出、最根本的表現，是對自然水資源的大量浪費的嚴重污染。水是生命的基準物資。沒(méi)有水，說(shuō)什么都是白搭。然而，今天的水，誰(shuí)還敢說(shuō)取之不盡，用之不竭。水是新世紀寶貴的戰略資源，水的話(huà)題，日益沉重。
目前，國內外水處理技術(shù)都在迅猛發(fā)展，二十多年來(lái)，我國的工業(yè)水處理技術(shù)，在國外磷系配方的基礎上，也改進(jìn)成功比較成熟的磷系復合配方，為國民經(jīng)濟的發(fā)展，作出了很大的貢獻。但遺憾的一點(diǎn)是：這種長(cháng)期統治世界水處理領(lǐng)域的磷系水穩劑，是以犧牲自然水域生態(tài)環(huán)境為代價(jià)的，還遠遠停留在斤斤計較的濃縮倍數k值這個(gè)老概念上。比如，發(fā)達的國家的k值平均是5，而我國總體水平僅為2.3。這種功過(guò)相當白辛苦的老技術(shù)，再怎么說(shuō)，也很難跟上我國新世紀可持續發(fā)展的戰略步伐了。
磷系水處理技術(shù)的核心機理，是利用有機磷酸鹽或聚磷鹽與水中成垢的離子形成磷氧多面體，提高溶解度。但磷的絡(luò )合平衡指數有其定值。隨著(zhù)水的蒸發(fā)，這個(gè)平衡定值，每天都會(huì )被打破。這些高倍濃縮的含磷循環(huán)水，就成為廢水，必須天天排放，否則，就會(huì )在換熱設備上，形成堅硬如細瓷的磷酸鈣、磷酸氨鎂絕熱垢層。由于磷的獨特營(yíng)養效能，排入自然水域后，與生活污水中的氮、鉀營(yíng)養形成協(xié)同效應，造成水質(zhì)富營(yíng)養化，促使不良菌藻急劇增殖，導致海洋赤潮泛濫，耗盡水中溶解氧，使水生經(jīng)濟動(dòng)物，慘遭滅頂之災。切斷地球生命天然食物鏈條，我們人類(lèi)也可能很快成為瀕危動(dòng)物了。
問(wèn)題很清楚，形勢很?chē)谰?。而我們的目的也非常明確。就是：既要研討戰略決策問(wèn)題，又要重視尖端戰術(shù)武器的合理應用。正象絕塵英哲毛澤東同志生前教導的那樣：我們決不能走外國壟斷資本發(fā)展的老路，我們必須打破常規，盡量采用先進(jìn)技術(shù)，力爭在不太長(cháng)的歷史時(shí)期內，趕上或超過(guò)世界的先進(jìn)水平。
然而，什么是先進(jìn)技術(shù)？怎樣打破常規？這個(gè)問(wèn)題是決定科技進(jìn)步與否的首要問(wèn)題。我國的總體工業(yè)水處理技術(shù)，幾十年來(lái)之所以不如國外，其根本的原因，就在于人們對高新技術(shù)的認識，不夠全面，不夠具體，不夠深刻。
高新技術(shù)不單僅是聲、光、電。種田同樣種出高新技術(shù)，比如，袁隆平先生，就是很好的典型。能夠在開(kāi)源節流方面，創(chuàng )造巨大經(jīng)濟效益、環(huán)境效益，就具有巨大現實(shí)意義和深遠歷史意義。俗話(huà)說(shuō)“只增產(chǎn)，不節約，等于買(mǎi)了無(wú)底鍋。”我國水資源并不豐富，但浪費驚人，工業(yè)用水單位指標，是發(fā)達國家的幾十倍。有些單位為了應付上級達標排放的禁令，就玩起了掩耳盜鈴的老把戲，往廢水里面摻了好水，欺上瞞下、蒙混過(guò)關(guān)。
目前，世界領(lǐng)先的水處理技術(shù)，是向無(wú)公害境界發(fā)展。把污染消除在生產(chǎn)工藝中，比如，我國化學(xué)科學(xué)家最新發(fā)現的LHE聚合羥基羧酸鹽系列小質(zhì)穩定劑就是一種劃時(shí)代的高新水處理技術(shù)。該技術(shù)可以把原水一步快速凈化至相當于軟水狀態(tài)。雜質(zhì)集中分離，閉路無(wú)限循環(huán)，沒(méi)有廢水排放。從根本上割了濃縮倍數這個(gè)老概念。節水節能與環(huán)保效益極高，使我國工業(yè)水平處理技術(shù)，一躍而入世界前列。
LHE聚合羥基酸鹽，是一種新型、多功能、非磷、非金屬有機高分子聚合物。系由天然無(wú)毒有機物改性精制而成。該產(chǎn)品和使用技術(shù)，經(jīng)歷了二十多年的開(kāi)發(fā)的研究，目前已形成適應不同行業(yè)使用的系列化專(zhuān)用產(chǎn)品。從化學(xué)機理、操作工藝、監測控制程序等方面，與磷系配方均不相同。特點(diǎn)是：一種藥劑兼有防垢、緩蝕、抑制菌藻滋生、自行凈化水質(zhì)等多種 功能。在化肥、化工、冶金、發(fā)電、制藥、中央空調等循環(huán)水系統及低壓蒸氣、熱水采暖鍋爐水處理方面已連續成功運行多年，而無(wú)需化學(xué)清洗除垢，設備安全系數大為提高，壽命延長(cháng)。最突出的是對含氨、堿、硫化物、氰化物、揮發(fā)酚、油污等廢水，可回收凈化利用，極大限度地、全面保護了自然水域生態(tài)環(huán)境，經(jīng)分離出的沉淀物副產(chǎn)品，又是一種優(yōu)良的土壤疏松改良劑。
現將該項新技術(shù)的開(kāi)發(fā)應用情況介紹如下：
一、突出的節水、環(huán)保效益
通過(guò)河南、陜西、山東、山西、吉林、四川、寧夏、海南等不同地區近百家工業(yè)企業(yè)，大酒店在循環(huán)冷卻水系統、低壓工業(yè)鍋爐、熱水采暖鍋爐、中央空調等連續多年應用的效果，證明：冷卻循環(huán)水、采暖循環(huán)水，可全閉路無(wú)限循環(huán)，不排放。只在補充水中加入相應的聚合羥基羧酸鹽，即可使換熱設備完全達到不結垢、不腐蝕、無(wú)菌藻，實(shí)現最大限度節水效能。以河南偃師年產(chǎn)十萬(wàn)噸合成氨廠(chǎng)為例，噸氨水耗由原來(lái)的300噸降至30噸以下，年節水2000萬(wàn)噸以上。陜西省的小氮肥企業(yè)，自從使用該技術(shù)以后，徹底改變了以往用水非常緊張的被動(dòng)局面。地下水耗用量減少了80%，基本杜絕了向環(huán)境排放廢水。陜西秦嶺化肥總廠(chǎng)各分廠(chǎng)，嚴格管理，使噸氨水耗降到20噸以下。山西晉城、山東臨沂、吉林長(cháng)山、河南鄧州、四川威遠等化肥企業(yè)，均由于使用了該項高新技術(shù)，而基本實(shí)現無(wú)廢水排放。僅謂河流域的小氮肥企業(yè)，每年即減少廢水排放量1億多噸。
使用聚合羥基酸鹽，之所以能節水、防垢。防腐蝕、無(wú)菌藻，是由于該水穩劑具有離子交換、電子交換、吸附絡(luò )和、凝聚螯合等多種 功能，會(huì )與水中成垢離子和有害雜質(zhì)形成一種畸變態(tài)、超微細懸浮體。這種懸浮體與換熱設備帶有相同的電荷，同性相斥的本能，決定了它們在換熱設備和管道中難以附著(zhù)，并容易隨著(zhù)一定流速的循環(huán)水，而在水流較緩的旁濾池中集中沉淀、有效分離。
與現行占據市場(chǎng)90%的磷系水技術(shù)相比LHE聚合羥基羧酸鹽由于不控制水的濃縮倍數，從而使含氨、含堿、高硬度廢水，得以有效回收，用于補充水。既節約了大量水資源，又保護了環(huán)境。某廠(chǎng)冰機冷卻塔列管在檢修時(shí)，發(fā)現大量蜂窩狀點(diǎn)蝕坑，經(jīng)分析，均是由于投加殺菌滅藻劑所致。目前世界上其他化學(xué)處理技術(shù)大都離不開(kāi)共菌滅藻劑，而LHE新技術(shù)卻根本不需要，所以，在防垢、節水、防菌藻、防腐蝕及環(huán)保效果上，確有獨特之處。
采用該項技術(shù)，鍋爐長(cháng)期無(wú)垢、無(wú)腐蝕、安全運行。洛陽(yáng)強國包裝材料有限公司、洛陽(yáng)五環(huán)裝潢廠(chǎng)，各有四噸快裝鍋爐兩臺，已連續運行十年和七年以上，每年檢驗鍋爐，內壁黑亮如新，沒(méi)有任何腐蝕的水垢。洛陽(yáng)酒家、三九集團伊川杜康酒廠(chǎng)、河洛大廈、洛陽(yáng)廣州酒家等蒸氣低壓鍋爐，在連續八年的應用中，不僅達到了良好的防垢防腐蝕、無(wú)需清洗的效果，而且改善了蒸氣品質(zhì)、對包子、米飯、生產(chǎn)白酒、啤酒、飲食等無(wú)任何不良影響。在陜西、寧夏、山西、河南等省，大量冬季采暖熱水循環(huán)鍋爐上的長(cháng)期應用表明，可徹底防止結垢、腐蝕和堵塞，不需配制軟水和除氧設備，不用專(zhuān)職水質(zhì)化驗人員，不用樹(shù)脂、食鹽、石灰和其它任何水處理設備、藥品、省時(shí)、省工、省錢(qián)。升溫、升壓快、好管理。據國內外科學(xué)研究資料證明，水垢的傳熱效率僅有鋼鐵的1%，每一毫米水垢浪費燃料8%，2毫米以上，浪費燃料20%—30%多。而每使用一噸LHT聚合羥基羧酸鹽，可節煤三百?lài)?，節約循環(huán)水一百萬(wàn)噸。處長(cháng)設備使用壽命10年以上。
鍋爐使用該技術(shù)，與鈉離子交換軟水相比，效果一點(diǎn)不差，但卻沒(méi)有再生樹(shù)脂的高鈣高氯廢水排放的弊病，這種有害廢水滲透能力極強，會(huì )加據地下水質(zhì)的惡化。根據北京有關(guān)環(huán)保研究單位的資料證明，北京市地下水水位，近20多年來(lái)直線(xiàn)下降，而地下水中鈣、鎂離子、氯離子等含量卻成直線(xiàn)一升趨勢，而如采用LHE水處理技術(shù)，鈣鎂被固定，就可以從根本上消除這個(gè)怪圈。
該項高新技術(shù)的另一個(gè)特點(diǎn)，是能夠在正常生產(chǎn)運行是，清除堅硬老垢，倍受企業(yè)歡迎。山東沂水、河南偃師、鄧州、陜西岐山等化肥廠(chǎng)，?？诿麝?yáng)大酒店等中央空調循水系統，結垢嚴重，有的出水管道嚴重出水不足，從割開(kāi)的地下水管道來(lái)看，垢厚最嚴重的達幾十毫米。在使用該技術(shù)幾個(gè)月后，堅硬如石的垢層變得酥松、細碎、逐漸脫落下來(lái)。某化肥廠(chǎng)500噸循環(huán)水系統，清理出的砂狀、碎貝殼狀細垢竟有兩大卡車(chē)。這些東西，大部分是用強酸也無(wú)可奈何。
南偃師東風(fēng)橡膠制品廠(chǎng)、山東莒縣食品肉聯(lián)廠(chǎng)、洛陽(yáng)第二橡膠制廠(chǎng)、寧夏永寧造紙廠(chǎng)、陜西省委招待所、山西晉城市房地產(chǎn)公司、寧夏銀川三和金屬防腐研究所、寶雞華美水技術(shù)研究所、山東沂水藍龍水處理服務(wù)部等，對含有硫酸鹽、硅酸鹽的水垢，用強酸加緩蝕劑清除無(wú)效情況下，改用LHE聚合羥基羧酸鹽，在正常生產(chǎn)壓力下運行一段時(shí)間后，這些頑固的垢物，逐漸碎裂、脫落下來(lái)。一般情況下，哪怕水垢厚達3毫米。只要堅持正確使用LHE聚合羥基羧酸鹽，換熱設備就不必再進(jìn)行清洗。再不用擔心因除垢，多耗能源，發(fā)生事故。因此有人說(shuō)，如果推廣了這種新技術(shù)，鍋爐、中央空調清洗業(yè)，將慘遭滅頂之災。事實(shí)上，清洗是被動(dòng)的，結垢帶來(lái)的能源耗量增加，換熱設備過(guò)熱疲勞，清洗造成的氧化膜損傷，使設備安全系數降低，使用壽命縮短。清洗過(guò)程中產(chǎn)生的大量有害廢液污染，都是很值得重視的問(wèn)題。從目前國內外水處理大市場(chǎng)現狀看，既需要防垢劑，又離不了清洗劑，這種“自相矛盾”的窩里斗內耗，不能不令人遺憾，而且益火爆的化學(xué)清洗業(yè)，更反過(guò)來(lái)說(shuō)明，水處理技術(shù)亟待提高。
還有一類(lèi)污垢，例如廁所尿垢、化肥廠(chǎng)氨垢尿素垢，這些垢含有有機成份，往往與硅酸鹽、硫酸鹽、生物雜質(zhì)、有機污物混合而成，用一般的酸類(lèi)不易清除且易對設備造成損害。經(jīng)實(shí)驗研究，用聚合羥基羚酸鹽清除這些復雜污垢，效果很好。在對洛陽(yáng)市委大廈、伊川工商局等衛生間，偃師化肥廠(chǎng)碳化塔鋁水箱，及一些大酒店客房熱水洗澡管線(xiàn)的清洗中證明，使用安全，除垢徹底，而腐蝕性大為減輕。同時(shí)，還能除去騷臭味，因此在清潔衛生中得到大量應用。
研究表明，聚合羥基羧酸鹽含有多種活性基團，其中的羥基、羧基、甲氧基和醌基最多，有著(zhù)極為可觀(guān)的比表面積，可以吸附、絡(luò )合復雜的氣味和毒物。除能與鈣鎂離子絡(luò )合、螯合而具有防垢、除垢功能外，還能使硫化物、氰化物、酚類(lèi)、胺類(lèi)、油污等轉化為巰基基團與鹽類(lèi)，脫除臭味，使有毒物轉變?yōu)闊o(wú)害物。用防臭專(zhuān)用的LHE產(chǎn)品，可立即去除難聞氣味，防止空氣污染。為垃圾處理、水產(chǎn)市場(chǎng)環(huán)境處理等特殊行業(yè)使用，帶來(lái)福音。
二、水處理成本低
使用LHE水處理新技術(shù)，一種藥劑完全可以達到磷系配方多種配合的效果，所以成本極低。河南偃師化廠(chǎng)10萬(wàn)噸合成氨，原采用磷系配方，水處理成本每年達35萬(wàn)元，而采用LHE技術(shù)每年僅7萬(wàn)元左右。吉林長(cháng)山化肥廠(chǎng)年產(chǎn)30萬(wàn)噸合成氨，原用磷系藥劑，每年水處理費用近百萬(wàn)元，菌藻粘泥殺而不退，影響生產(chǎn)。改用LHE技術(shù)，水處理費用僅為原來(lái)的三分之一左右，而且不用殺菌劑，也沒(méi)有粘泥影響換熱問(wèn)題。山東臨沂化工總廠(chǎng)，在多次使用不同水穩劑試驗后，認定LHE藥劑最經(jīng)濟，效果最好。在北京、海南、陜西，山東等地應用中，水處理成本比原來(lái)節省開(kāi)支70%以上，設備不堵塞、不結垢。無(wú)菌藻、老垢脫落，新垢不長(cháng)，免去定期清洗需要幾萬(wàn)元的費用開(kāi)支。
三、獨創(chuàng )性的發(fā)明
本項水處理技術(shù)，是中國人自己的獨立發(fā)明。最早始于1974年，洛陽(yáng)伊川平等化學(xué)材料研究所的研究人員，在向鍋爐供水中添加一種天然有機物之后，發(fā)現爐內硬垢疏松脫落。經(jīng)多年研究，于1978年6月首次在僵綜合利用會(huì )議上發(fā)表該項研究的論文。1989年申請發(fā)明專(zhuān)利，1990年被英國，得溫特世界專(zhuān)利》刊載。1991年通過(guò)國家技術(shù)鑒定，1992年5月在中國環(huán)境科學(xué)院召開(kāi)的《全國化學(xué)藥劑處理工業(yè)廢水學(xué)術(shù)交流會(huì )》上，《聚合羥基羧酸鹽在工業(yè)循環(huán)冷卻水和鍋爐水處理中的應用技術(shù)研究》論文，獲優(yōu)秀論文獎，專(zhuān)家評價(jià)這項技術(shù)，是最有發(fā)展前途的環(huán)保水處理技術(shù)之一。
1992年，該項水處理新產(chǎn)品新技術(shù)榮獲聯(lián)合國TIPS系統中國國家部分“發(fā)明創(chuàng )新科技之星”獎。1994年、1998年分別獲得第六屆、第十屆中國新技術(shù)新產(chǎn)品博覽會(huì )金獎。1995年通過(guò)建設部中國工程建設標準化協(xié)會(huì )產(chǎn)品評審委員會(huì )評審，被載入《中國八五科學(xué)技術(shù)成果選》和《世界優(yōu)秀專(zhuān)利技術(shù)精選》（中國卷香港版）1998年世界經(jīng)濟評價(jià)中心將該項成果評審為《世界華人重大科學(xué)技術(shù)成果》，發(fā)明人載入《當代中國科學(xué)家與發(fā)明家大辭典》、《中國專(zhuān)家人才庫》（人民日報出版社會(huì ) 2000年）。
據《世界華人重大科學(xué)技術(shù)成果公報》披露：LHE聚合羥基羧酸鹽水處理技術(shù)成果，為我國工業(yè)循環(huán)冷卻水處理提供了理想的多功能藥品和最佳適用技術(shù)，該技術(shù)在石油、化工、冶金、發(fā)電、空調等行業(yè)循環(huán)冷卻水處理中具有推廣應用的廣闊前景。其社會(huì )效益和環(huán)境效益十分顯著(zhù)。
LHE系列聚合羥基酸鹽防垢除垢靈的研究和應用，已走過(guò)了二十多年的艱難歷程。目前，已在不處理行業(yè)嶄露頭角，發(fā)揮威力。展望新世界，節水、節能和保護環(huán)境，將是人們關(guān)注的焦點(diǎn)話(huà)題。我們相信，這項科技新成果，將培養新的經(jīng)濟增長(cháng)點(diǎn)，帶動(dòng)整個(gè)新興優(yōu)勢產(chǎn)業(yè)大發(fā)展。
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