晏永祥：科研探索图创新环保治理拼实效

  科技兴族兴，科技强则国家强。科学技术创新始终是一个国家、一个民族发展的重要力量,也始终是推动人类社会进步的重要力量。党的报告强调，科技是生产力、人才是资源、创新是动力。改革开放以来,国家涌现出一大批敢闯敢干、执着攻关创新的科技工作人员，在改革开放的历史进程中发挥了不可或缺的及其重要的作用。长沙理工大学化学化工学院晏永祥博士便是其中一员。作为水处理领域的探路者，他将环保视为科研的“核心”，并走上了污水和污泥治理及其药剂研发之路。

  “做为科研工作者，科学研究图的是创新；但从事环保治理，更重要的是要拼实效，要解决实际问题。”这是水处理专家，长沙理工大学晏永祥博士常说的一句话。

  晏永祥博士平时穿着朴素，戴着一副厚厚的眼镜，性格内向，不善言辞，不过，一旦谈及到他的环保本行，就像变了一个人似的，眼神中充满光亮，双手不自觉挥舞。浸润环保技术领域20多年，他希望能够通过环保技术研发改善水环境的初心始终没动摇。

  “以前国内环保意识薄弱,忽视了污水排放的危害,造成很多水资源和土壤资源的二次污染。”说起二十年前的环保观念和环保产业,晏永祥感慨颇深。

  原本专注化学研究的晏永祥，在读研过程中聆听了中国科学院生态环境研究中心栾兆坤研究员关于我国污水治理方面的专题报告，激动不已。水污染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,晏永祥认识了栾兆坤研究员并拜他为师，将研究方向专注于水处理药剂开发和水污染治理。

  晏永祥研究生毕业后到了南宁化工集团（股份）有限公司，被分配到公司企划部从事新产品发展的规划工作，2000年是龙年，也是晏永祥的本命年，这一年，他提出引进中国科学院生态环境研究中心技术，开发高效水处理剂聚氯化铝产品的项目建议，规划项目首次提出来讨论时就被公司总工否定了，但属龙性格的晏永祥没放弃该项目，自己接着进行市场调查与研究，发现除国内大量使用聚氯化铝作为水处理剂外，东南亚国家由于雨水多，也需要大量使用水处理剂产品，且大都在使用日本生产的聚氯化铝，国内出口到东南亚国家的产品几乎为零，南宁市离东南亚各国较近，具有地理优势，因此，晏永祥再次提出了建设聚氯化铝水处理剂项目的建议，但该项目第二次在公司讨论时又被总工否决了，理由是产品生产所带来的成本高，项目产品效益不明显，晏永祥不服气，接着来进行深入调研，这一次调研他发现，东南亚国家使用的水处理剂虽然也叫聚氯化铝，但品质与国内相比，相差较大，市场行情报价比国内产品高几倍，而且高纯聚氯化铝在国外还能够适用于造纸，作为中碱性造纸的施胶沉淀剂，国内造纸行业仍然是酸性造纸，使用的施胶沉淀剂为硫酸铝，高纯聚氯化铝用于造纸在国内仍然是空白，晏永祥想，本项目建议开发的高效聚氯化铝（包括高纯聚氯化铝和聚硫氯化铝），虽然生产所带来的成本稍高于国内同类的普通聚氯化铝，但产品的质量优于国内别的产品，达到日本产品的水平，但生产所带来的成本远低于日本产品，在国际市场上不但具有成本优势，产品出口到东南亚国家也有地利优势，在国内造纸行业还可以填补空白，造纸行业从酸性造纸过渡到中碱性造纸是早晚的事情，产品生产所需要的主要的组成原材料盐酸和氢氧化铝，也占优势，公司自已有盐酸，广西平果铝业公司有氢氧化铝，想到这里，晏永祥激动不已，主动找公司董事长汇报，并得到了公司董事长的表态支持，于是，晏永祥第三次提出了开发建设高效聚氯化铝项目的建议，第三次讨论由于董事长的明确支持，项目建设讨论得以通过。该产品首期8000吨/年高效聚氯化铝项目，实现当年建设，当年投产，当年赢利，产品70%出口创汇，产品供不应求，并成功将高纯聚氯化铝作为AKD施胶沉淀剂用于国内造纸。该产品的成功开发，使我国造纸行业实现了从酸性造纸到中碱性造纸的跨越，推动了我国造纸行业技术进步，两年后该项目扩建至30000吨/年，产品仍然供不应求，2004年，该项目作为中国科学院生态环境研究中心高效水处理剂技术产业化骨干项目，获得国家科技进步奖二等奖，公司为此专门召开了一次科技大会，晏永祥被公司评为“科技之星”，接着被南宁市委、市政府评为南宁市“先进科技工作人员”和“创新明星”，晏永祥2001年发表在《广西化工》的论文“我国聚合氯化铝工业现状、有一定的问题及发展建议”，引起了全国铝盐行业协会的格外的重视，并增聘请他为全国无机化工行业铝盐专家组专家，晏永祥从此投身到了环保事业中，至今已有24年。

  2006年，晏永祥博士毕业后分配到长沙理工大学化学化工学院工作，晏永祥到长沙理工大学工作的消息传到了衡阳市建衡实业有限公司，该公司董事长何朝辉先生主动找到晏永祥寻求合作，2010年5月，晏永祥代表长沙理工大学与衡阳市建衡实业有限公司合作，共建造纸化学品与水处理剂生产科研基地，开启了产业化合作模式。2012年1月，长沙理工大学与衡阳市建衡实业有限公司合作的“年产2万吨高效聚氯化铝项目”建成，并一次试车成功，由于春节临近，项目试车成功后员工放假。2012年又是一个龙年，晏永祥的本命年，这年春节的除夕，晏永祥正在和家人吃年夜饭，突然手机铃声大响，晏永祥接听了，这是一个来自广西壮族自治区政府领导的求援电话，广西龙江河受到重金属镉污染突发事件影响，政府需要大量的净水剂，他们已把电话打到了全国各地，因春节原因企业已普遍放假，水处理剂缺口很大，希望作为广西籍的铝盐专家为广西这个事情想想办法。晏永祥放下电话后，打电话与衡阳市建衡实业有限公司的董事长何朝晖先生商量，经过商量，何董事长决定召集在衡阳过年的员工回来加班，连夜开工生产，同时召集司机送货，大年初一下午，净水剂产品就源源不断地送到了广西，保证了龙江河污染突发事件的治理需要。何董事长的付出，也让企业得到了回报，各级电视台在报道该事件处理过程的时候，衡阳市建衡实业有限公司“荷花牌”聚氯化铝产品的画面也通过荧屏传给了全国用户，许多用户慕名而来，使企业在春节后的生产订单源源不断。经过校企双方7年的努力，该企业铝铁盐产品生产能力从最初的年产5万吨增加到2017年的20万吨，企业综合效益显著提升，该项目成果的技术水平在湖南省石化行业协会召集的成果鉴定会上，被与会专家评为全国领先，2018年，该项目成果被湖南省政府评为湖南省科技进步奖二等奖，被中国产学研合作促进会评为中国产学研创新成果奖二等奖，晏永祥的事迹被长沙晚报作为“新时代的奋斗者”刊出，晏永祥被湖南省环境治理行业协会聘为水处理专家，连续三年被评为湖南省环保治理行业“领军人物”、“先锋人物”和“环保人物”，在中国无机化工发展四十年总结大会上，被全国无机盐信息中心授予“全国无机化工行业四十年发展创新贡献者”称号，又经过校企双方5年努力，2022年该企业铝铁盐产品总生产能力达到110万吨/年，2023年8月，该成果通过了由湖南省科学技术信息研究所负责，广西大学王双飞院士、同济大学李风亭院士和中南大学、湖南大学、湖南石化协会等多位权威专家参与的成果鉴定，专家一致认为，该成果属于国内首创，综合技术居国际领先水平，该成果经过全国无机盐信息中心查证，铝铁盐产品生产规模位居全球首位，该企业也是国内外铝铁盐行业唯独一个连续10多年年均产能递增达到30%以上的生产企业。

  2021年3月，晏永祥与中节能国祯环保湖南区域公司合作，共建污水处理产学研合作基地。头个污泥脱水示范项目已在湖南国祯环保科技有限责任公司衡山县污水处理厂建成投产，该项目为技术改造项目，采用污泥浓缩与连续调理工艺替代原来的间歇调理工艺，压滤机为3台山东景津压滤机厂生产的隔膜板框压滤机，最高压力为1.6MPa，改造后，项目一次试车成功，脱水污泥含水率达到50%，目前，国祯环保湖南区域公司的衡山县、衡阳县、汨罗市和华容县等污水处理厂均使用了晏永祥及其团队技术。

  “治水不治泥，等于未治水。”污泥处置作为污水处理工艺的最后一步，对技术方面的要求极高。据资料介绍，2020年全国污水排放量571.36亿m3，产生污泥量7288万吨（含水率80%计算），到2025年全国污水排放量将达到705亿m3，产生污泥量9000万吨，污泥产生量巨大，污泥如何走出“泥潭”，如何得到一定效果处置，刻不容缓。为此，晏永祥及其团队在污泥处理方面做了大量的研究工作，并取得多项成果。

  首先在十多年水处理药剂研究的基础上根据污泥特性，成功开发出高效污泥调理剂HQ-220液体，该污泥调理剂为有机-无机复合物调理剂，可以单独使用，不需要添加聚丙烯酰胺，解决了滤布易堵塞的问题，且用量少，与传统聚氯化铝或聚合硫酸铁相比，用量可减少20%到30%，目前，该产品已实现了工业化应用，其中中节能国祯环保公司、北控水务公司和湖南隆辉环保公司等都已大规模使用，并取得较好的使用效果，为解决污泥焚烧时氯离子对金属设备腐蚀的问题，晏永祥及其团队又开发出无氯污泥调理剂产品，满足了用户的特殊要求。

  其次，晏永祥及其团队在实践中深深体会到，污泥脱水难易除受化学药剂影响外，自身的脱水活性也很重要，为此，又相继成功开发出多项污泥处理新技术，这些技术中污泥连续调理深度脱水技术已成功获得产业化应用。传统污泥调理都是间歇调理，调理效率低，药剂用量大，调理能耗高，调理好的污泥质量不稳定，污泥生产效率低，含水率高，连续调理技术则有效解决了这样一些问题，该调理技术结合其污泥调理药剂，能够达到污泥深度脱水的目的，利用普通板框压滤机也能生产出含水率达到55%的污泥，如使用隔膜压滤机，在压榨压力分别为1.6MPa、2.0MPa、2.5MPa和3.0MPa时，生产出的污泥含水率可分别达到55%、50%、45%和40%，能使用户得到满足不同使用场景的要求。该项技术已获得多项国家专利授权。

  污水处理过程有必要进行好氧曝气，污水处理时曝气越充分，污水含氧量越多，好氧菌活性越好，泥水分离越容易，反之越难，同样，污泥含氧量对污泥脱水效果也有重要影响，污泥停滞时间越长，含氧量越低，泥水越难分离。晏永祥及其团队开发了污泥化学曝气调理新技术，即在利用污泥调理剂HQ-220进行化学调理的同时对污泥进行充氧曝气，以提高污泥自身的脱水活性，试验表明，利用污泥调理剂HQ-220进行化学调理的同时对污泥进行充氧曝气180分钟就有效果，后经过改进，充氧曝气时间缩短到20分钟，污泥滤水性能有明显改善，这一技术的成功开发，解决了污水厂的“死泥”脱水难题，所谓“死泥”是指污泥存放时间比较久，污泥中含氧量极低的污泥，这一污泥化学曝气调理成果得到了中国新闻网、中国网、人民日报客户端和国际环保在线家媒体的报道。

  2022年3月，晏永祥在给湖南环保行业同行技术人员做环保公益讲座时，有企业代表提出了农药污泥难脱水的问题，该企业农药污水处理产生的污泥由于有机质含量高，且包含有较多的有毒有机物，采用聚氯化铝等常规无机混凝剂和聚丙烯酰胺絮凝剂调理污泥，难以达到脱水要求，为此该企业被迫用三氯化铁和石灰调理，石灰用量超过了污泥量的30%，甚至达到50%，即使如此，脱水污泥含水率也达到60%，甚至更高，污泥增量大，另外添加的三氯化铁产生的“氯离子”对金属腐蚀性强，特别是在高温条件下，因此对后续污泥焚烧十分不利，该企业用柴油焚烧处理污泥，焚烧处置成本高达1000多元/吨污泥，污泥焚烧后，残渣量大，外送处置还需要不少的处置费用，企业经济负担很重。另外，石灰的加入，让污泥中所含的氨气溢出来，生产车间内“臭气”难闻，车间操作人员甚至都不愿意在车间生产区内停留。

  据了解，农药污泥难脱水、难处置不仅是该企业的问题，也是农药化工行业生产存在的普遍问题，面对这个难题，晏永祥及其小组成员迎难而上，经过近一年的努力和无数次失败后，终于找到了不用石灰和三氯化铁调理的方法，实验表明，污泥含水率达到50%以下，污泥量减少了60%，污泥热值可增加一倍多，从原来的5020J/g，增加到10550J/g，以该企业减少焚烧污泥量3000吨/年计算，污泥焚烧处置可节约费用360多万元。该企业的污泥问题如能得到一定效果解决，将为农药和化工行业完全解决污泥处理和资源化利用问题找到了一条新路。

  近年来，该农药企业未解决污泥处理处置成本居高不下的问题，除自身努力偿试外，也曾与省内外高校和多家环保公司合作，都没取得理想的处理效果，这使企业一度失去了信心，对晏永祥团队也持怀疑态度。为了取消企业的怀疑，也未解决我国农药行业污泥处理处置难的问题，晏永祥及其团队下了很大的决心，决定全额投资该项目，并采用自主设计的技术方案，不让企业承担风险，晏永祥作为一名高校老师和学者，没有很多的积蓄，该项目200多万元的投资大部分资金都是从银行通过信贷获得的，晏永祥及其团队已没有了退路，只能成功。2023年7月，与企业签订合作协议后不久就发生问题，由于北方水灾和公司制作基地离沅江河不到1公里，项目土建工作因担心河水倒灌不可以进行，需要推迟2个月，到了9月份，又由于企业其他技改项目事故的影响，直到10初土建才得以开工建设，11月份完成了土建工程，2023年12月进行设施安装，设施安装工作较为顺利，2024年1月底基本安装好。2024年是龙年，又是晏永祥的本命年，注定不平凡，就在设施安装接近收尾的时候，天下起了雨，接着是雨夹雪，安装工人冒着雨雪进行设施安装，龙年春节也慢慢变得近，2月1日，设施安装工作终于完成，但挡雨棚还没有施工，生产设备还是露天放着，2月3日就是农历小年了，此时，晏永祥面临着困难的选择，是给员工放假，还是不放假，根据天气预告，常德地区在小年后有大雪，最后晏永祥决定给安装工人放假，技术人员和骨干留下来进行试车，2月2日，天下起了雨夹雪，试车工作没有办法进行，2月3月上午，天气稍好，没有下雨，晏永祥及其团队4人，抓住这个机会进行试车，但到了下午，天又开始下雪，接着下冰包，冰包打在安全帽上发出“叮当当”、“叮当当”的声音，晏永祥及其小组成员全然不顾，心里只有一个念想，一定要完成这次试车工作，他们一边进泥，一边加药调理，接近傍晚的时候，雪下得更大了，机器冒着大雪运转，晏永祥及其小组成员在大雪中穿梭，地上露出了深深的脚印，这时候压滤机开始做压榨了，晏永祥看到从压滤机中流出来的清水，仿佛看到了成功，高兴的喊着，“水好清啊，大家快来看”，大家快速跑来，看到清澈的水，都会心的笑了，晚上八点钟，天全黑了，这时候压滤结束，可以出泥了，大家屏住呼吸等待，都忘记了饥饿，“泥饼很干”、“泥饼很干”，晏永祥的学生李信池大声喊着，大家都伸手去取泥，分享成功的快乐，晚上快要吃饭的时候，晏永祥发现，自己的嘴唇在哆嗦，耳朵听不到别人说话，冰冷的手也不听使唤了，这时候，他才感觉到天气真的很冷，经过检测，泥饼含水率达到38%，远低于合同约定的60%要求。2月4日，常德地区路面积雪达到10厘米以上，是常德地区2008年以来最大的一场雪，这一天，晏永祥及其小组成员被困在宿舍里，外面的街道上也基本上没有了移动的车辆，2月5日，晏永祥想着压滤机内的泥还没有卸下，担心污泥结冰凝固卸不出来，而且车间设备还露天放着，担心设备和管道被冻坏，心里十分着急，于是，他和小组成员冒着严寒，踏着厚厚的积雪到商店购买了防滑绳、铁铲和挡雨布，给车轮绑上防滑绳，开车赶到车间，把泥卸下，把设备上的雪铲掉，把生产设备盖好才放心。晏永祥及其小组成员冒雪试车成功，得到企业的肯定，该企业总工程师事后见到晏永祥及其小组成员，满意的说：“我早知道，你们肯定会成功的，你们的这种敬业精神可以让我们学习”。

  根据国家办公厅2022年5月24日发布的[2022]15号文件：关于印发新污染物治理行动方案的通知，所谓新污染物是指那些具有生物毒性、环境持久性、生物累积性等特征的有毒有害化学物质，它们对生态环境或人体健康存在比较大的危害性风险，但由于现有的管理措施不足或尚未被纳入环境管理中的污染物。新污染物最重要的包含以下四大类：持久性有机污染物（POPs）、内分泌干扰物（EDCs）、抗生素和微塑料。四类新污染物虽然在环境中浓度较低，但具有器官毒性、神经毒性、生殖和发育毒性、免疫毒性、内分泌干扰效应、致癌性、致畸性等多种生物毒性，同时具有较强的生物持久性、明显的生物富集性、难以监测等特性，对人体健康和生态环境构成严重危害。新污染物危害生态环境和人体健康，是全球面临的共同挑战。晏永祥博士及其团队经过近一年的时间，无数次外出采样进行反复试验，研发出了一套降解水体中新污染物切实可行的处理技术和工艺：Uv/O3法处理，该技术和工艺能降解水体中的各种有机污染物，如医院废水中所含的抗生素、干扰素、病毒和等，养殖废水中的抗生素、微塑料和病毒等，农药废水中的吡啶、甲苯、有机磷和其他有毒有害有机物等，工业生产过程产生废气中所含的VOC等，吸收饱和活性碳中的有毒有害有机物和高盐有机废水中有毒有害有机物无害化处理等，此外，还可以对生物处理后的各类污水进行深度处理，将无法通过生物方法处理的有机污染物指标降解至排放标准，分解主要产物为二氧化碳和水，目前已完成技术可行论证和小型试验，如在对某农药厂生产灭多威产生的高浓度废水试验处理12小时后，对处理后农药废水中吡啶和甲苯等有毒有害有机物进行仔细的检测为未检出，COD从12000mg/L下降到60mg/L，废水颜色从棕色变为无色透明；如对经过生物处理后的养殖废水进行深度处理，可将COD从400mg/L下降到50mg/L，废水颜色从浅黄色变为无色透明，均达到排放标准，处理过程没有废渣产生，处理成本仅为芬顿法的30%，该技术如能成功实现产业化，对切实维护人民群众身体健康和生态环境安全，具有十分重要的现实意义。

  晏永祥博士，长沙理工大学化学化工学院教师，长沙理工大学净水与净水材料新技术研究所所长（2012-2022），湖南碧汇泉环保科技有限公司首席专家、高级工程师、硕士研究生导师。中国化工学会无机酸碱盐专业委员会铝铁盐专家，湖南省环保行业水处理专家，湖南省环境治理行业领军人物、先锋人物和环保人物，主要是做功能性高分子材料、环保水处理剂和污泥处理处置技术的开发与产业化研究工作，参与建设了国内生产顶级规模的铝铁盐水处理剂生产科研基地，主持了多项污泥处理处置项目，获得污水与污泥处理相关专利18项，参编专著2部，参编十三五高等学校教材《水污染控制工程》，主要代表论文《高有机质污泥深度脱水处理关键技术产业化研究》。获得湖南省科技进步奖二等奖，中国产学研促进会创新成果奖二等奖，中国循环经济协会科技成果奖二等奖和中国科技产业化促进会科学技术创新奖二等奖等，个人获得中国无机盐工业发展四十年创新贡献奖。