李愛民：幫排污企業從廢水裡撈錢

北極星環保網訊:導讀：一克大孔樹脂它的比表面積鋪開來相當於幾個籃球場那麼大，而這些不起眼的「小顆粒」卻是處理有機有毒廢水的「秘方」。

李愛民

打開門，見上面，彼此伸出手還沒來得及握上，南京大學環境學院副院長李愛民教授的手機就響了。十多分鐘內，李愛民一連接了好幾通電話，但他仍一邊打著電話一邊為你泡好茶，還不忘揮手招呼你落座。

翻開李愛民的簡歷，上面是這樣寫的：南京大學教授、博士生導師、國家首批萬人計劃科技領軍人才，教育部長江學者特聘教授、享受國務院政府特殊津貼。國家「十二五」水體污染控制與治理重大專項淮河項目負責人，現任南京大學環境學院副院長、國家有機毒物污染控制與資源化工程技術中心主任、南京大學鹽城環保技術與工程研究院院長。

出生於素有「百河之城」美譽的鹽城，李愛民從小就對水有著特殊的感情。他時常回憶起自己兒時在家鄉的河水中游泳、捉魚的情景。

在「魚越來越少，游泳已不可能」的今天，李愛民說自己夢想著有朝一日能夠重新回到孩提時代那樣的生態環境里去。

懷揣著這份對水的特殊感情，李愛民一直從事著化工污染的控制技術的研究與應用。在李愛民看來，化工污染如若得不到控制，經濟是很難可持續發展的。

化學工業是我國的支柱產業，佔到中國國民經濟比重的12%，最高時佔到18%。化學工業也是污染嚴重的行業，在工業污染物排放量中，有毒有害污染物的排放更是位居首位。

據不完全統計，目前在我國，僅化工、輕工、紡織等行業每年產生的廢水就達上百億噸，其中農藥、染料、醫藥及中間體等生產廢水因其濃度高、毒性大、色澤深、酸鹼性強、含鹽量高、難以生物降解，成為污染治理中最難的一環。

這麼些年來，李愛民帶領著團隊一直在啃著環境污染治理中「最難啃的一塊骨頭」。

2017年1月9日，北京。國家科學技術獎勵大會當天在人民大會堂舉行。李愛民帶領團隊完成的「難降解有機工業廢水治理與毒性減排關鍵技術研究與應用」項目榮獲2016年度國家科技進步二等獎。

李愛民說，「我沒有專業，祖國的需要就是我的專業」。這句話既是著名科學家錢偉長先生的名言，也是李愛民的座右銘。

高濃度有機廢水成套處理技術與裝備工藝流程

從廢水裡撈錢

「一是調整能源結構，發展清潔能源;二是化工污染的控制。」李愛民告訴鳳凰網江蘇這是目前江蘇省最急迫的兩大環保需求。

化學工業也是江蘇省重要支柱產業，在江蘇省經濟中佔比很高。在江蘇不少縣市，化工工業產值佔到其整個工業產值的50%以上。

在江蘇規劃的未來2年~3年的「生態治理路線圖」中，將「減化工」納入「兩減」目標。並出「硬招」，通過「關停一批、轉移一批、升級一批、重組一批」，來淘汰落後化工產能。

在李愛民看來，化工產業的發展，帶來了經濟的繁榮也帶來了嚴重的污染，「特別是我們從我們國家水體中檢測出來的有毒有害污染物種類是越來越多。」李愛民擔憂地說。

目前，工業廢水的排放佔到我國廢水排放量的一半左右，還有一半則是來自城鎮污水。但工業污水比城鎮污水危害大得多，「因為它裡面含有很多重金屬和有毒有害的有機物污染物。」

李愛民介紹，高濃度有機廢水主要是精細化工產出的。精細化工產生的高濃度有機廢水，毒性大、鹽的濃度高、成分非常複雜。相比冶金、煤化工排放的物質比較單一，精細化工排放出來的污染物，「別說每個廠跟每個廠不一樣，就是每個車間跟每個車間、甚至每個時段排出的廢水都不一樣。」李愛民補充道。

「我們原來的思路，就是有污染物就消滅污染物。」李愛民說。但他們漸漸發現，消滅污染物這需要花很大的代價。

「關鍵在於成本的控制，在於污染處理的費用能不能被企業所接受。」李愛民說。

原國家環保局局長解振華曾說過，污染物是放錯位置的資源。「把污染物資源化，讓污染物回收利用。」回收的價值可以不僅抵償企業廢水處理的成本，甚至還有盈餘，讓排污的企業「原來是往廢水裡扔錢，現在是要幫他們從廢水裡撈錢。」

這把解決問題的「秘鑰」最終被他們牢牢地握在手上。而使得污染處理的費用顯著下降，則是得益於「樹脂吸附」這項「黑科技」。

南京大學環境學院有機實驗室

從上世紀80年代末開始，著名環境工程學家張興全院士就以敏銳的眼光將大孔樹脂的研究及應用率先引入環境工程領域，開創了「樹脂吸附法處理有毒有機工業廢水及資源化」的新領域，並投入到環境問題的治理與改善中。

大孔吸附樹脂是一類不含交換基團且有大孔結構的高分子吸附樹脂，具有良好的大孔網狀結構和較大的比表面積。由於比表面積比較大，一克大孔樹脂它的比表面積鋪開來相當於幾個籃球場那麼大，它可以有選擇地通過物理吸附水溶液中的有機物，從而達到分離提純的目的。

「樹脂跟活性炭比較像」李愛民舉例解釋道，大孔吸附樹脂通過必要媒介、分子間的作用力來吸附污染物。和活性炭相比，大孔吸附樹脂可反覆使用、再生，從而防止二次污染。加之其理化性質穩定，不溶於酸、鹼及有機溶劑，對有機物選擇性好，不受無機鹽類及強離子、低分子化合物存在的影響，在水和有機溶劑中可吸附溶劑而膨脹。

這一創新成果在全國十餘個省份、30多家企業得到很好應用，每年處理化工廢水300萬噸，從廢水中回收化工原料約4萬噸，價值2億元左右。

自2000年師從張全興院士攻讀博士學位起，李愛民一直追隨導師的腳步，在毒害有機污染物控制與資源化的方向不懈地奮鬥著。

2002年博士畢業後，李愛民繼續在張全興院士大團隊從事高鹽份廢水中水溶性有機污染物治理與資源化技術研發及產業化。

李愛民告訴鳳凰網江蘇，「大孔吸附樹脂」技術最大的難點還是在樹脂的製造方面，「污染物不一樣，吸附樹脂的孔結構、表面化學也就不一樣。」李愛民解釋道。

最早張全興院士開創樹脂法處理有機有毒廢水，主要是針對疏水性的、水溶性差的污染物，通過合成樹脂來吸附它。李愛民後來發現，許多有機物污染物並非都是疏水性的，還有親水性的集團。「這就需要在樹脂表面進行結構調控，在樹脂表面增加一些極性基團。」

針對商品化的樹脂吸附材料對水溶性有機污染物吸附容量小、吸附能力弱的缺陷，李愛民通過樹脂功能化修飾，研發具有離子交換與吸附雙重功能的新型複合功能樹脂及高比表面積、高吸附容量酯基吸附材料，實現了水溶性有機污染物的資源化和產業化。並被評為國家重點新產品，申報的「水溶性、難降解有機污染物治理與資源化新技術」項目獲國家技術發明二等獎。

李愛民主持完成的「難降解有機工業廢水治理與毒性減排關鍵技術及裝備」榮獲國家科技進步二等獎。

十年治淮

「這十年來，我們主要的精力就在淮河上。」李愛民說。

2009年3月，新中國成立以來環保領域最大的科研項目——水體污染控制與治理科技重大專項(下面簡稱「水專項」)正式啟動。淮河作為國家重點治理的「三河三湖」之首，自然是水專項的重點關注對象之一。

作為中國第三大河流的淮河，流域面積約27萬平方公里，主要流經河南、安徽、山東、江蘇四省的40多個地(市)，180多個縣(市)，供養著流域內的1.7億人，人口密度是全國平均人口密度的4.7倍。

從上世紀80年代開始，圍繞著淮河以及各支流，造紙、釀造、製革、化工等行業迅速發展，嚴重的污染問題也接踵而至。加之，淮河上游長期以來因水資源短缺，造成閘壩眾多，基流匱乏，更是加重了淮河流域的水污染。

「50年代淘米洗菜，60年代洗衣灌溉，70年代水質變壞，80年代魚蝦絕代，90年代身心受害。」這段民謠也真實反映了淮河沿岸人民經受著的切膚之痛。

「要治大河必先治小河」，李愛民和他的團隊首先將治理的目標鎖定為賈魯河。

賈魯河是淮河的支流，也是淮河污染最重、最難治理的河流。賈魯河的特殊在於天然徑流缺乏，河道補給水源中80%都來自鄭州及下轄區、縣的排放污水。這樣一來，儘管流域面積只佔到淮河的1/49，污染負荷卻佔到淮河的七分之一。

「賈魯河治理好後，鄭州市就解決了治淮的一塊『心病』。」2007年，時任環保部原部長的周生賢視察淮河時曾這樣說道。

「把這條河流治好了，淮河治理就會有一個很好的範例。」然而，類似賈魯河此類基流匱乏型重污染黑臭河流的治理，一直是一個世界性難題，找准「藥方」並不容易。

李愛民和團隊幾經調研，最終提出了「三三三」的治理模式。

「現在治污企業都有排放的標準，但企業達標了河流卻不達標。」面對企業達標和水質達標脫節的問題，李愛民團隊制定的「三三三」的治理模式則是基於水質的達標為前提，「首先是從河流的達標的目標出發，然後我們再制定企業的排污標準。」

該模式通過工業與工業園區廢水處理與資源化能源化利用，形成「點、面、線」的「三級控制」;並以「行業間接排放標準、區域排污標準、流域排污標準」的「三級標準」為管控手段，形成「點、面、線、管」控制技術體系，使工業廢水和城市污水逐級凈化處理與資源化能源化利用;通過構建「工業園區(企業)內部廢水循環利用—區域污水再生利用—流域水資源生態利用」的水資源「三級循環」再生利用技術體系，實現廢水資源最大限度的再生利用，以維持河流的基本生態流量，保障河流水體達到水生態功能區劃的水質目標。

經過5年的努力，李愛民和團隊在控源減排上突破了13項關鍵技術，申請國家發明專利34項(其中PCT國際專利3項)，獲得授權11項。其中，以磁性樹脂吸附為核心的再生水回用技術打破了國外對我國的壟斷，以效率高、能耗低、抗衝擊負荷能力強等優勢躍居國際先進行列。

此外，他們還完成了2項廢水排放標準的制定，建立了5項廢水深度處理與回用工程示範，處理水量20萬噸/天，回用水達2000萬噸/年。以賈魯河陳橋斷面為例，COD從2009年51mg/L降至2011年的45mg/L，氨氮從2009年8.8mg/L降至2011年5.9mg/L，水質持續顯著改善。

以賈魯河研究成果為基礎，相關技術在淮河流域近200餘家企業得到推廣，支撐了淮河流域水質的持續改善。

李愛民利用模型講解污泥發電原理。

急難先鋒

2009年2月20日，因自來水水源受到酚類化合物污染，江蘇省鹽城市區發生大範圍斷水，至少20萬居民的生活受到影響。

據調查，製造這起污染事件的「禍首」是當地的一家化工廠，該廠為減少治污成本，居然趁大雨天偷排了30噸含高濃度揮發酚的化工廢水。廢水流入鹽城市飲用水取水河蟒蛇河，使鹽城市城西水廠、越河水廠水源遭受嚴重污染。

作為江蘇省環境污染應急首席專家，李愛民常常在危機發生時，被賦予「急難先鋒」的角色。

在李愛民看來，突發重大污染事故就好比國難，「國家有困難的時候，我們科學家必須要挺身而出。」

「突發污染事故，最大的難題往往是污染源、污染地點、污染物、污染方式的不確定，而社會的關注度又比較高。」

第一時間趕到現場的李愛民立馬感受到問題的棘手。

此次污染物主要是對氯苯酚，毒性大、水溶性低，大部分吸附在底泥中。此時，污水已經攔截，被攔截在河道里的水量高達7萬多立方米，受污染的底泥大約5000立方米。棘手的是，若是遇到一場暴雨，受污染的河水就可能被沖刷到下游區域，造成更大面積的污染。

「野外不比實驗室，實驗室藥劑一加就解決問題，而野外那麼大的水量，你計量怎麼加、怎麼加得進去，怎麼攪拌均勻讓它很好的反應，這對我們是一個考驗。」

面對如此緊迫的境遇，李愛民提出了三級治理的方法。先把被污染的水域分隔成多個單元格，然後利用污染的河道作為反應器，通過物理吸附和化學氧化對污水進行處理，處理後水質主要指標達到地表水三類水質後,再利用水生植物對水體進行進一步凈化;而底層的污泥，則需要視污染程度對河道進行清淤，將挖出的污泥就地進行無害化處理，儘可能地防止污泥在運輸過程中造成二次污染。

這個解決方案在經過反覆論證後，被國家環保部及江蘇省環保廳現場指揮部採納，由此成功地完成了鹽城水源污染的治理，並且還產生出了三項專利

2010年2月6日，徐州礦業集團下屬旗山礦發生透水災害，由於在搶險救災過程中排出的礦井水中含有高濃度的錳和鐵，導致周邊主要河道中鐵錳濃度超出地表水質標準近200倍，受污染河水總量近800萬立方，這不僅嚴重影響周圍30萬百姓的生活和生產，還直接威脅大運河這一重要飲用水源地的安全。為此，李愛民再次挺身而出。

回顧參與的突發污染事件的應急處置經歷，李愛民認為，目前我國在這方面最缺的是應急的技術和措施。

南大鹽城環保技術與工程研究院

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