据新华每日电讯报道，2012年“启东7·28群体抗议事件”发生后,江苏省、南通市抓紧依靠科技力量迅速攻关,破解了造纸制浆废水全部回收利用、实现废水零排放的世界性难题,不仅避免了重大外交困局和巨额经济损失,挽回了党和政府的声誉,还为类似排污问题和环保事件的解决找到了切实可行的新路径。

抗议事件的直接原因,是部分群众担心影响生态环境和近海渔业养殖,抗议在启东修建王子制纸公司制浆废水排海管道。造纸制浆废水经达标处理后排向海洋或河流本是当今世界通行做法,也符合国家相关政策。抗议事件使总投资19.8亿美元的江苏王子制纸有限公司这个日本最大在华投资项目因制浆废水无法排放而陷入困境,当地政府则面临巨额索赔、外交麻烦、公信力受损等严重困局。

关键时刻,时任江苏省省长助理兼科技厅厅长、中国工程院院士、中国膜科学973项目首席科学家的徐南平主动请缨,决心攻克全部回收利用造纸制浆废水这个世界性难题。他带领南京工业大学膜科学研究所的40多位研发人员夜以继日地工作,先后解决了过滤膜堵塞、副产盐难于结晶等全球同行始终没能解决的难题。他们用3个月完成工艺流程设计,用6个月完成设备制造、安装,一年之内实现了试运营。目前,这套全球唯一的制浆废水“中水回用”装置已经在南通经济技术开发区能达水务有限公司顺利运行一年多。与排海管道工程相比,中水回用工程建设资金节约一半,运行费用低30%。

在能达水务有限公司超滤系统运行区,南通经济技术开发区管理委员会主任羌强用手捧起经过处理的中水,连喝两大口。“这水已经等同于纯净水,对人体无害,解渴不成问题。”羌强说,王子公司目前日产3.2万吨制浆废水,全部经过预处理、膜过滤、蒸发结晶等工序,变成可以回收利用的中水、工业用盐和干泥。王子公司同时每天还从能达水务公司回购还中水1.2万吨,用于对水质要求较高的造纸生产。

2015年3月19日在江苏省产业技术研究院拍摄的制浆废水中水回用装置工艺流程模型。

南通市经济技术开发区环保局局长王朝辉表示,监测数据显示,处理江苏王子达标废水后所产生的中水水质良好,主要水质指标如COD、浊度、硬度、PH值等,均优于长江水甚至自来水。

记者在与能达水务公司只隔一条街的江苏王子制纸有限公司看到,从能达公司流回这里的“中水”非常清澈,再次进入生产循环。“一年多来,运行没有出任何问题。”江苏王子制纸有限公司副总经理大岛忠司说。

“中水回用工程具有很大的科技推广价值。”徐南平表示,中水回用工程的成功实践,让他们有信心解决几乎所有工业废水的处理问题。只要科学分析相关工业废水的成分,有针对性地进行相关膜材料集成,均可实现全部中水回用,也就是零排放。如果各地政府能够下定决心进行推广,这项技术将对中国乃至世界的水资源保护、水环境治理发挥不可估量的作用。

详细报道：

江苏王子制纸项目起死回生 中国科学家“有信心解决几乎所有工业废水处理问题”

3年前，影响巨大的“启东7.28群体性事件”发生后，江苏省、南通市组织科技攻关。南京工业大学科研团队成功破解造纸制浆废水回收利用的世界性难题，为类似排污问题和环保事件的解决找到了切实可行的新路径。记者实地采访发现，事件废水零排放的江苏王子制纸有限公司已正常运行一年多，技术推广价值开始显现。

百亿项目陷入绝境

“这水已经等同于纯净水,可以放心喝。”在江苏南通能达水务有限公司污水处理超滤系统运行区,南通经济技术开发区管委会主任羌强手捧经过处理的中水,连喝两大口。

正是靠着能达水务有限公司的污水处理系统,“救活”了一度引发群体性事件的日本最大在华投资项目——王子制纸有限公司。3年前,南通启东市刚刚经历了一场巨大危机,处在“风暴中心”的,正是王子制纸有限公司。

2012年7月28日,数千人冲进启东市委、市政府大门,局面一度完全失控。这些群众由于担心影响生态和近海渔业养殖,抗议在启东修建王子制纸公司制浆废水排海管道。日本、香港的十多名境外记者在现场报道,事件迅速传遍世界。

南通是著名的“国家文明城市”,历来社会秩序良好,民风淳朴。启东群众对“王子排海”项目的反对态度如此强烈,令当地主政者十分意外。

2007年开工建设、总投资19.8亿美元的江苏王子制纸有限公司,设计年产80万吨高档纸、71.4万吨木浆,是迄今最大的日本在华投资项目,也是中国政府鼓励类外商投资项目。王子造纸项目采用国际先进的生产技术、工艺设备、环保设施,经过国家发改委、环保部、商务部严格审批。评审专家组认为,该公司经处理后的废水各项指标均优于国家最新的制浆造纸标准,排海工程排放口的选定对渔业资源、海洋生态的影响可控、范围有限。

今年3月24日,在王子制纸有限公司,公司副总经理大岛忠司对新华社记者说,该公司是世界第三、亚洲第一大造纸企业。在日本国内和其他发达国家,制浆废水都是经过处理后排向大海或者河流。他们至今也不理解,为什么启东百姓反对修建废水排海管道?

“然而当时的局面就是那样。为了防止事态进一步恶化,我代表市政府公开宣布:永久停止在启东的排海管道建设工程。”南通市长张国华回忆。

由于政府“永久停建”的承诺,一天之内,聚集群众全部散去。可是,永久停建废水排海管道,却留下了巨大的困局:

——制浆尾水无处排放,王子造纸项目计划被完全打乱,南通面临可能超过100亿人民币的巨额违约赔偿；

——日本最大在华投资项目若泡汤,经济上、外交上的负面连锁反应难以估量；

——合法建设的项目,因反对的声音大就取消,政府公信力严重受损,甚至可能产生负面示范效应。

不可否认,启东“7·28事件”中确有少数违法犯罪分子参与其中,后来这些人也受到了法律制裁,但是,绝大多数的抗议者认为自己是在捍卫正当的环境权益。既不能无视群众呼声,一时又难以说服群众,该怎么办?

3月19日在江苏省产业技术研究院拍摄的造纸制浆尾水经过处理后,转化成的回用中水、干泥和副产盐。

科技专家站出来了

“那段时间,我们的确为这个项目的前景焦虑,苦思两全之策。”南通市委书记丁大卫回忆,废水排海工程“永久停建”的承诺必须兑现,王子造纸项目却不能停建。

“真有一种被逼到绝境的感觉!”南通市长张国华告诉记者,出路,只能是实现废水的彻底清洁化处理。

2012年7月30日,张国华召集项目所在的南通经济技术开发区和日方负责人开会研究善后问题,承诺设法通过“中水回用”方式,将制浆废水经过深度处理,全部回收利用。南通市决定向科技专家求援,确保在王子公司制浆生产线投产,即2014年元旦之前建成中水回用工程。

谈何容易!

记者采访获悉,制浆尾水零排放,当时国内外业界普遍认为“不可能”。

“在王子制纸项目的前期论证时,我们也曾考虑过通过‘中水回用’方式解决废水处理问题。”南通经济技术开发区管委会副主任陈强告诉记者,开发区曾出面请日本丸红公司牵头,组织日本东丽、旭化成等几家世界著名的水处理企业联合在日本王子公司总部进行过试验,但有几个难关无法逾越:一是纸浆废水成分复杂,有300-600种物质,特别是含有大量的胶体物质、木质素、短纤维等,极易造成纳米级的过滤膜污染堵塞,3个月左右就必须更换,成本太高；二是由于废水中含有高浓度的有机物,使得脱水不能彻底,副产盐难于结晶；三是预处理过程中的臭气难于控制,影响环境。不得已,当初才选择了管道排海的方式。

有专家论证,在现有的技术条件下,要实现零排放,仅前期投入就需30亿元,超出修建排海管道所需12亿元的一倍多。南通市也担忧,王子公司对项目的工期要求非常急迫,万一项目不成功,又耽搁了时间,将面临近200亿元的赔偿。

将制浆废水变成完全可回收利用的纯水、工业用盐及干泥,这是一个世界性难题,留给科研攻关的却只有不到一年的时间。

关键时刻,时任江苏省省长助理兼科技厅厅长、中国工程院院士、中国膜科学973项目首席科学家的徐南平主动请缨,带领南京工业大学膜科学研究所的40多位研发人员,接下了南通的“中水回用”课题。

“徐南平院士告诉我们,没有任何退路,只能背水一战!”项目实施人、南京工业大学膜科学技术研究所杨刚教授说。

逐一攻克世界性难题

得知中方下决心走“中水回用”之路,日本王子公司并不相信能够走得通。

比照徐南平院士团队提出的解决方案,他们在东京的公司总部组织了一个50多人的团队,也搞了一套同样的装置。日方向中方提供比一般废水水质更差的废水样品,迫使徐南平团队的设计能力达到更高标准。

科学锁定制浆废水的成分十分重要。杨刚介绍,日本王子公司每次提供的水质参数,仅从数据上看,一次比一次恶劣。由于竞争原因,国内其他造纸商不愿提供相关水样,最后只得多次将日本原厂的废水空运到南通进行研究。

在对水样多次不停地进行科学分析的基础上,项目团队提出了成套设计工艺。

这套装置的工艺分别为预处理、膜集成和蒸发结晶3个流程,每个流程都包含着诸多复杂技术与工艺,环环相扣,缺一不可。如预处理中需将臭味去除,采用何种药剂就非常考究,最后选定的氧化技术,效果最为理想。他们最为自豪的一点,是在预处理中有效解决了过滤膜的污染堵塞难题,使过滤膜的使用寿命可达3到5年。

“这是国际上目前最为先进合理的工艺。”杨刚说。

膜集成是关键环节。通过膜材料这个特殊的“筛子”,将大部分好水过滤出来,是实现零排放的重要保障。采取何种膜有效又经济?如何组合各种膜材料?如何安排工序?如何通过辅助设施保证膜集成稳定而持续?

最终,南京工业大学研究人员精心设计出的膜集成环节过滤出的纯水,占到处理水量的90%多,水质标准比自来水都好。

经膜集成环节后,几万吨废水中仅剩下几百吨高盐水需要处理。如何将盐分及其它固体蒸发结晶,提取出来,是整个工艺的最后一道工序。国外同行普遍采用低温结晶技术,但最终出来的都是糊状物,盐分根本提取不出。

为此,研究人员特地到国内多个制盐企业进行考察,在比较了多项技术后,采取了性价比最高的机械再压缩结晶技术,实现了有效结晶。提取盐分后,剩下之水COD已低于10,一部分直接用于绿化,另一部分再次进入工厂处理的原水端。

至此,整个处理环节全部完成。

“那段时间大家都非常拼,每个人都像上了发条一样,一天工作十多个小时,杨刚老师他们经常工作到半夜两点多。我们完成了看似不可能完成的任务!”团队成员、南京工业大学研究生张金慧说。

3月24日拍摄的南通能达水务部分厂房。

某些指标优于自来水

3个月完成设计,6个月完成安装,一年实现试运营。在王子公司制浆生产线建成投产之前,中水回用工程就全部建成,中方完全履行了双方签订的协议。与排海管道工程相比,建设资金节约了一半,运行费用低30%。

看似“天方夜谭”的世界级难题,攻克了!

目前,这套全球唯一的制浆废水中水回用装置已经在南通经济技术开发区“能达水务有限公司”顺利运行一年多。

在能达水务有限公司,记者爬上了高大的气浮池。这是污水处理的第二道工序,王子公司的来水经过均质池后排放到这里。池内略显浑浊的污水正缓缓顺时针流动,有轻微的异味,巨大的撇勺一次又一次将浮在水面的泡沫和其他悬浮物撇掉后,水流进入锰砂滤池进行下一道工序。

南通市经济技术开发区环保局局长王朝辉表示,监测数据显示,处理江苏王子达标废水后所产生的中水水质良好,主要水质指标如COD、浊度、硬度、PH值等,均优于长江水甚至自来水。

南通经济技术开发区管理委员会主任羌强说,南通能达水务有限公司是开发区总公司下属的全资子公司,是中水回用工程的实施主体,目前一期、二期工程均已建成并通过环保验收。其中一期工程每天能处理制浆达标水4万吨,二期工程每天能处理造纸达标水1.75万吨。

羌强说,王子公司目前日产3.2万吨制浆废水,全部经过中水回用工程的处理,同时每天还使用中水1.2万吨,用于水质要求更高的造纸生产线。

据了解,能达不仅为王子公司服务,还为区内其他企业服务；中水不仅供王子公司使用,其他公司也在使用,其中江山农药化工有限公司,每天也使用5000吨中水,用于锅炉补充水或循环冷却水。经测算,目前每吨中水运行成本约为5元,中水的售价为2元,实际运行成本为3元,处于合理可控区间。

在大岛忠司、平田哲也、田熊聪等人带领下,记者参观了与能达水务公司只隔一条街的江苏王子制纸有限公司。记者看到,从能达公司流回这里的“中水”非常清澈,再次进入生产循环。“一年多来,运行没有出任何问题,”大岛忠司说,对于发生“7·28”事件非常遗憾,但最后的结果让他们满意。“中水回用工程加深了我们与南通之间的信赖关系。我们非常感谢他们!”

“中水回用工程具有很大的科技推广价值,特别是在长江流域和水资源短缺地区。”徐南平院士表示。

取经企业纷至沓来

在得知南京工业大学攻克了制浆废水零排放的难题后,国内各地环保部门、相关企业纷纷前来学习,寄望将该项技术用于各地工业废水处理。

徐南平院士介绍,利用膜集成技术实现制浆废水零排放的成功实践,让他们有信心解决几乎所有工业废水的处理问题。只要科学分析工业废水的成分,有针对性地进行相关膜材料集成,均可实现全部中水回用,也就是零排放。如果各地政府能够下定决心进行推广,这项技术将对我国的水资源保护、水环境治理发挥不可估量的作用。

首先,让水资源充分循环利用。经零排放技术处理后的工业废水,作为园区内江苏王子等一批工业企业的冷却循环、生产工艺和锅炉补充用水,回用率达到98%。浓缩并经过蒸发结晶后产生的工业盐可回用作多个工业行业的原料,预处理过程中滤出的干泥可用作建筑材料。

第二,节能减排效益明显。以南通经济技术开发区为例,仅投入一个项目实施中水回用工程后,园区每年便可节约用水约2000万吨,减少向水体排放COD、BOD分别为1500吨和400吨。此项技术的应用可释放出大量的环境容量指标,将为地方经济发展“腾出”巨大空间。

第三,为水污染治理开辟新路。相关专家、企业家表示,包括造纸行业在内的一批工业项目,尽管是达标排放,但对水环境的伤害仍然不小,尤其是当数以万计的企业无限期的排放,必然会造成水体的不堪重负。此项技术则完全改变了水污染治理的局面,当绝大多数工业废水无需排放时,水环境的改善将更加容易。

“死棋”逢生启示:自主创新也要有“血性”

“是科学技术,是科学家,是自主创新,挽回了一场大败局。如今,一盘原本注定要输掉的‘死棋’绝处逢生,反而成了化不利因素为积极因素、促进节能减排、发展循环经济、高标准保护生态环境、政府诚信履约、群众认可支持的示范项目。”南通市长张国华激动地对记者说,“那时候,你们不知道我们心里的压力有多大!徐南平院士的胆识的确令人十分敬佩啊!”

“有人说,自主创新太难。困难谁不知道?很多事中国人不是不能做,咬咬牙也就过去了!作为科学家,自主创新是应尽的职责,如果不干,是一辈子的遗憾!仔细想一想,中国近三十几年发展经济克服了多少困难?依我看,现在的困难比过去小多了!”作为江苏省主管科技的副省长,徐南平认为,在当前经济新常态下,经济发展的驱动力必须转换,要从要素驱动为主迅速转变为创新驱动为主，而创新驱动的第一条,就是要有敢于杀出一条血路的大无畏精神。

“一定要丢掉‘还能过日子’的幻想,用高标准要求自己；要敢于做前人没有做过的事业的勇气；要对人民群众高度负责；不仅要掌握高端科技,更要善于找准需要解决的问题,集成现有的成熟技术；还有,国内专家以及省内、南通各方合作。”徐南平分析王子制纸废水处理项目之所以能够成功的主要原因。

“自主创新,首先要敢想,敢干!”据项目组牵头人、南京工业大学副校长邢卫红介绍,南通方面在王子制纸项目开工之前,曾经委托他们做过部分回收废水、部分排水放的方案,当时大家都没有想到“全部回收利用”,因为没有先例。如果不是后来形势所迫,这项技术创新突破不知要等到哪一年!

邢卫红是一名国内培养的“土博士”,她说,有些人喜欢讲自主创新的不利条件,其实有利条件也很多。比如,国内的科技人才、组织管理人才比过去数量大大增加,水平大大提高；科技创新机制虽说还不够理想,但比过去也是大有进步。这次“中水回用”项目从组织领导者、核心科学家、具体操作者,都是以徐院士领导的南京工业大学团队为主。在项目论证期间,国内专家也表现出了比日本专家更高的水平。在自主创新方面,我们要虚心学习国外科技和经验,但完全不必妄自菲薄。

本报记者李灿、蔡玉高、朱旭东、孙彬