河北奥博：持续技术攻关 实现工业废水“零排放”

　　文/本刊记者 冯昭 于宝源

　　在工业领域推进废水零排放的技术攻关中，质疑声一直存在，有人认为这是“概念炒作”，本质是忽视工业生产客观规律的伪命题；有人则直指其为“技术乌托邦”，认为在现有技术框架下实现完全零排放不具备现实可行性。但随着技术与工艺的不断迭代升级，工业废水零排放已从理论构想迈向工程实践。

　　20年来，河北奥博水处理有限公司（以下简称“河北奥博”）将难以被微生物分解利用的废水作为可利用资源，持续攻关，先后取得多项应用技术专利，不仅帮助企业实现废水零排放，而且使工业循环水系统做到零排放。

　　2023年11月，在工业和信息化部、福建省人民政府主办的金砖国家工业创新大赛总决赛上，河北奥博自主研发的“废水用作循环冷却水零排放处理技术”项目获得绿色循环赛道优秀项目奖，成为获得这项国际化赛事殊荣的唯一一家河北企业。

　　十年一剑研发多功能阻垢缓蚀剂

　　20世纪八九十年代，我国基础工业得到飞速发展，在冶金、火电、石化、煤化、焦化、造纸等领域，相关企业相继建成投产，但由于水处理技术相对落后，不但造成企业频繁停产清洗或更新设备，也对生态环境造成一定程度的破坏。

　　为解决水处理技术难题，从1995年开始，时任邯郸市冀华实业劳动公司工程师化学药剂厂厂长、现任河北奥博董事长兼总工程师的董兆祥就开始全身心投入到循环水处理药剂和应用技术的研究。他通过阅读电力、冶金、医药、化工等行业的水处理专著，详细了解不同药剂的性能，并通过对阻垢、分散、螯合、络合、缓蚀、预膜、扭曲晶格等性能的单体药剂进行配伍性试验，在选出优异配方药剂的基础上，进行了地表水、深井水、中水、矿井水的阻垢缓蚀试验。

　　此后十年间，经过上千次模拟试验，董兆祥研发出具有除垢、阻垢、缓蚀、预膜四效合一的多功能阻垢缓蚀剂，该药剂分为专用于结垢性水质的AB-970型、专用于腐蚀性水质的AB-980型。

　　为了使科研成果更好地得到产业化发展，2005年，董兆祥将研发成功的“多功能阻垢缓蚀剂”授权邯郸市奥博水处理有限公司（河北奥博前身）进行产品生产。此后，“多功能阻垢缓蚀剂”先后于2011年获得国家发明专利授权、2016年获得国家科学技术成果认证，开创了循环水处理高倍率、不加酸、不结垢、不腐蚀的新局面，也为河北奥博开拓市场打下坚实基础。

　　变废为宝根治循环水系统“不治之症”

　　工业循环水冷却水系统的结垢、腐蚀问题一直困扰着企业生产安全和经济效益提高，无论用新鲜水、再生水，还是电化学技术、水处理剂技术，都逃不出结垢、腐蚀的怪圈。

　　21世纪初，基于多家企业通过应用多功能阻垢缓蚀剂，实现短时间零排放的实践，河北奥博逐渐探索出将工业废水用作循环水，从而实现零排放的技术创新。他们在实践中发现，在工业循环水冷却水系统中，是否结垢、腐蚀的根本性因素是药剂而不是水质。那么，是不是在废水中加入药剂就万事大吉呢？答案是否定的。只有诸多细节问题得到妥善处理，才能达到预期效果。

　　以多功能阻垢缓蚀剂应用为基础，河北奥博自主研发的废水用作循环冷却水零排放处理技术，遵循废水处理的厌氧、好氧原理，循环水处理的螯合、络合、晶格扭曲及固液分离的原理，并创新性地将废水处理与循环水处理合二为一，实现了废水零耗能、零排放，环境零污染，循环水设备零结垢、零腐蚀、安全运行的效果，从而帮助企业实现节水、节能、安全、环保、降本、增效。

　　这一处理技术，通过实现水分蒸发，有机物被氧化还原成无机物，无机物超饱和析出成泥渣，重金属离子成设备保护膜，而泥渣不含重金属是固废不是危废，从而达到企业经济效益和社会环境效益的最大化。

　　成立于2003年河南宝硕焦油化工有限公司，是煤焦油加工量居全国前列、河南首位的化工企业。2011年，宝硕化工二期项目竣工，当地环保局要求该项目必须达到无外排废水的标准，否则不能投产。这种情况下，河北奥博为其量身定制了循环水零排放解决方案，要求宝硕化工安装旁滤器降低浊度。该项目投产后，不但实现了循环水零排放，水处理设备也达到零结垢、零腐蚀。

　　成立于2001年的宁夏启元药业有限公司，是四环素和红霉素原料药全球三大供应商之一。2013年，启元药业因生物制药废水处理难以达标，向河北奥博提出制药废水用作循环水零排放的诉求。奥博公司通过采集废水样，试验成功后写出技术方案，先进行了三个月的试用。试用期间，每个月打开一次换热器检查，发现不仅没有结垢，而且去除了老垢。随后，河北奥博将这一技术方案扩大到4×15MW发电机组的循环水系统，也没有出现腐蚀现象。

　　废水用作循环冷却水零排放处理技术在宁夏启元药业的成功试用，给全国工业企业释放出一个积极信号。随后，石化、热电、煤化、钢铁、制药、焦化等行业企业纷纷采用该技术解决废水处理问题，应用领域日益广泛。

　　2018年，中国环境科学研究院副院长兼总工程师夏青到沧州联海化工有限公司调研时，发现该公司利用河北奥博多功能阻垢缓蚀剂结合废水中微量重金属离子，在设备表面预膜的功能和改变结垢物质晶体形态成为多面体水渣的功能，无论何种废水在自然降温、降浊后，都可以用作循环冷却水的补充水，实现零排放。

　　近20年研发实验、数十家企业应用实践，证明这一阻垢缓蚀剂能使工业废水中的“脏”物促成设备零结垢、零腐蚀、零结泥，成为工业废水综合利用最有希望的“突破口”。

　　技术推广在实践中完善技术应用

　　“循环水系统零排放是相对于传统水处理技术中为了防结垢、防腐蚀、防结泥而采取的排水措施而言的，并非循环水系统不排泥、不排气的绝对零排放。”董兆祥介绍，河北奥博在废水用作循环冷却水零排放处理技术推广过程积累的丰富经验，使技术应用日趋完善。

　　例如，唐山达丰焦化有限公司是一家从事焦炭危险化学品生产的化工企业，因此在运用废水用作循环冷却水零排放处理技术时，对每天的补充水和循环水的水质化验都做了十分详尽的数据记录。达丰焦化每两周打开一次换热器检查，发现在循环水水质越差，特别是氯离子（Cl-）越高的情况下，设备的处理效果反而越好——这种现象颠覆了以往人们对工业冷却水循环系统“氯离子含量高设备一定腐蚀”的认知。

　　对此，河北奥博的研究结果是，氯离子含量的确是导致设备腐蚀的一种因素，但是在工业循环水系统中，氯离子含量是阴离子高，阳离子也高，而阳离子含量高会导致重金属离子增多，使用多功能阻垢缓蚀剂后，络合水中微量重金属离子成为设备保护膜，重金属高价阳离子膜可以抵御高氯离子、高硫酸根的腐蚀。因此水质越差，设备越不腐蚀，而且预膜效果越好。

　　此外，济钢化工厂、东昌焦化有限公司、金华焦化有限公司运用废水用作循环冷却水零排放处理技术时，选择直接把剩余氨水补入循环水泵入口处，但循环水系统却没有产生氨味。原来，剩余氨水补入循环水泵经过换热器时，循环水的温度升高，水中氧含量降低，从水中逃逸的氧与氨氮结合，形成硝酸根和亚硝酸根，致使循环水的氢离子浓度指数（pH值）低于补充水的pH值。

　　在应用中寻求结果，在实践中总结理论，诸多成功案例极大地颠覆了传统废水处理和循环水处理理念。“实践一再证明，循环水氯离子含量越高的循环水系统，设备的预膜效果越好，越不腐蚀。”董兆祥说，“一项创新技术的出现，不仅要与传统的方法、理论相搏，而且会对从业者的利益获得方式进行调整。这对河北奥博来说是一种洗礼和锻炼，让我们自主研发的技术体系在实践中变得更为完善和丰满。”

　　标准制定助力企业节水降本增效

　　2019 年，河北省邯郸市市场监管局对河北奥博自主研发的废水用作循环冷却水零排放处理技术进行深入调查，经专家研究，批准河北奥博企业标准成为邯郸市地方标准；2021 年，河北省标准化协会组织专家对邯郸市地方标准进行修订，批准为团体标准。

　　此后，废水用作循环冷却水零排放处理技术继续为助力各行业实现工业废水资源化利用做出贡献。

　　2024年2月，主要生产聚氯乙烯树脂、烧碱的大型国有企业沧州聚隆化工有限公司开始采用河北奥博废水资源化利用技术，将氧氟化废水作为23万吨循环水系统的补充水，并投加多功能阻垢缓蚀剂、加强型缓蚀预膜及杀菌灭藻沾泥剥离剂，运行三个月来实现循环水系统不排水，打开换热器检查，循环水设备无新的结垢、无新的腐蚀，并且除锈效果明显，重金属离子预膜良好的效果。

　　2024年5月，全球化运营的化工新材料公司万华化学集团为解决气化炉灰水系统结垢问题，将日用量达810公斤的河北奥博多功能阻垢缓蚀剂投加到烟台万华化学汽化炉一期装置气化灰水系统澄清槽至灰水槽的溢流管线，测试60天到大修停车结束。年度大修后检查，测试前放入灰水槽浸泡的钢板没有腐蚀痕迹、没有结垢，运行中灰水排放由原来的每小时70-90立方米减少到20-40立方米，在节约水资源的同时节约了药剂用量，并且灰水槽不再结新垢，下游管线设备结垢也略有松软，说明多功能阻垢缓蚀剂效果较优。

　　此外，一些企业用反渗透浓盐水、烧结脱硫废液、高炉煤气冷凝水进行高炉冲渣，设备经常为结垢、腐蚀。“2019年以来，十多家钢铁企业采用河北奥博技术，真正实现了设备零结垢、零腐蚀。”董兆祥说，“有的企业投资几千万元购置污水处理设备，使废水达到再生水回用标准后用作高炉冲渣水，处理一吨废水的运行费用达70元以上；而采用奥博技术的企业，不但省去了巨额设备投资，处理每吨废水的运行费用也仅在7元左右。”为了把在与企业、专家交流过程中遇到的每个问题讲清楚，河北奥博特意编写了《废水用作循环冷却水零排放处理技术问答（100 问）》，并把应用该技术应用过程中可能出现的气味、固废、堵塞、飘盐等问题，编写成预防措施、应急预案和用户须知，提醒用户未雨绸缪早做准备，防患于未然。

　　“我们将继续努力，使废水用作循环冷却水零排放处理技术团体标准升级为国家推荐标准，引领更多企业废水资源化，从废水处理难、利用难、排放难，循环水设备不结垢难、不腐蚀难的困惑中解放出来，帮助企业实现节水、节能、安全、环保、降本、增效综合效益的全面落地。”董兆祥说。