卓龙环净：护航绿水青山 助力绿色发展

  检测水质。■ 图片由受访者提供

“钢铁生产过程中，酸洗是必不可少的生产工序，在实际工业生产过程中，硝酸、盐酸、硫酸都是常见的酸。钢铁酸洗硝酸废水含有大量的硝酸盐氮，是导致总氮超标的重要原因之一，若直接将钢铁酸洗硝酸废水排放处理，会造成严重的氮污染。”山西卓龙环净有限公司技术总监余杰对《科学导报》记者说。

水是生命的源泉，是生命存在与经济发展的必要条件。习近平总书记曾指出，要深入实施水污染防治行动计划，还给老百姓清水绿岸、鱼翔浅底的景象。

科技力量破难题

科学治理水资源，要依托强有力的技术支撑。5月26日，记者走进位于山西综改示范区龙盛街孵化基地的山西卓龙环净有限公司（以下简称卓龙环净），采访中了解到，卓龙环净拥有纳米光电催化水处理技术、生物反应器、污泥破壁耦合生物酶技术等全球领先核心技术6项，致力于生活污水资源化利用和工业废水近零排放。联合创始人为亚太材料科学院孙卓院士，正是有了雄厚资历的研发团队，才能助卓龙环净在环保方面拥有乘风破浪的气势。

据了解，1967年，日本研究人员发现，在光的照射下光催化剂可将有机污物彻底降解为二氧化碳与水，同时自身无损耗，光催化PC（Photo Catalytic）技术诞生。2006年，孙卓院士发明了光电耦合催化PEC（Photo Electro Catalytic）技术，研制出可实用化的PEC器件和系统，并于2012年开始将PEC技术实现水处理的工程化应用。

除此之外，20世纪60年代初，CDI（Capacitive Deionization）电容去离子原理被发现，技术的第一次突破是在20世纪90年代，采用碳气凝胶作为电极材料，由美国劳伦斯利弗莫尔国家实验室进行研发。2003年，孙卓院士再次创造奇迹，研制出纳米碳CNT/CNF复合电极用于CDI模块，5年后又研制出高效率低成本的膜电容去离子（MCDI）模块，并实现了工程化应用，通过企业开始规模产业化应用。

余杰告诉记者：“基于创新PEC和MCDI的光电净化技术作为一种高效、安全的环境友好型净化技术，被环保界认为是21世纪环境净化领域的革命性突破，被誉为‘当今世界最理想的环境净化技术’。”

降低成本零排放

水资源短缺制约了中国经济和社会的发展，实现工业废水近零排放势在必行。山西太钢不锈钢股份有限公司（以下简称太钢）是太原市的用水大户。据了解，钢铁生产表面处理主要采用退火酸洗工艺，在酸洗过程中会产生大量的含酸废水。目前常用的废水处理方法为“酸碱中和+生化”处理工艺，处理时需投加石灰等碱性药剂，与酸根离子及金属离子反应产生含水率为50%的污泥，污泥还需要专项处理。此外，这项工艺排水量大，处理后的水需盐处理后才能回用，处理成本高。这是钢铁行业共同面临亟待解决的问题。

在采访中，余杰向记者介绍：“目前，普遍使用的水处理技术有生化技术、膜结构处理、电化学和纳米光电技术。这4种技术各有利弊，而就PEC和MCDI光电净化技术来说，它具备低耗、高效、安全、减排等优势，是环境友好型的净化技术。而纳米光电技术，在城镇污水、河道水净化处理领域集快速、高效、低成本、无二次污染和空间利用率高等特点，与已有水处理工艺具有互补性和兼容性，领跑水环境治理。”

一家企业有难题，一家企业有解决难题的技术，两者结合，突破难题，守护了祖国的绿水青山！余杰告诉记者，“太钢超高浓度的酸洗水污染指标是生活污水的上万倍。”2020年7月，卓龙环净的光电催化技术进入太钢，经过为期3个月的现场中试，实现了全国首例钢厂酸洗水零排放中试案例。经过处理后，太钢含酸废水，电导率为3000~7000uS/cm，pH值为2~4，出水水质达到太钢工业新水标准，电导率小于1200uS/cm。

“下一步，我们公司将与太钢进一步合作，将彻底实现酸洗水零排放。”余杰说。

助力水污染治理

纳米光电技术到底是什么概念呢？它是以怎样的方式存在从而解决水污染问题呢？就这个疑问，余杰为记者做了如下解答。

有些城市河道水流经居民区，恶臭和蚊虫滋生对附近居民影响很大，PEC技术具有快速（30分钟内）去除有机物、除臭、杀菌、无二次污染的特点，同时在反应过程中会产生大量的活性氧，增加水中的含氧量。此外，因河道占地面积小，可用空间较少，固处理设施要与现有的空间可匹配，PEC装置占地空间不到传统生化处理设施的十分之一。

孙卓院士是研究半导体的，他侧重于催化剂的研究，经过多次试验，他把电催化转变为光电催化，再将光电催化最核心的组件极板变成玻璃极板。原本这个核心组件是钛的，因为钛属于稀有金属，成本相对高一些。而玻璃的成本明显低一些，经过半导体技术的加持，把芯片嵌入玻璃极板中，再将催化材料涂在上面。余杰感慨道：“这是一场技术的变革！把水处理的成本降低，突破了纳米光电技术。”

从环保角度来讲，目前提倡“生活污水资源化利用，工业废水近零排放循环利用”。如何能在降低成本的前提下，有效地解决水处理问题是亟待解决的问题。山西卓龙还将继续前行，为守护山西的绿水青山贡献出自己的一份力量。

责任编辑：赵彩娥