问渠哪得清如许——记过程污染控制环境工程创新团队
江钨集团江西金世纪新材料有限公司建成的稀土行业氨氮废水资源化治理示范工程
一项技术最终实现产业化肯定会遇到这样那样的困难，但“办法总比困难多”。中科院过程工程所在与企业合作过程中，双方互助互信、同舟共济，才使得一个个困难迎刃而解。
水是生命之源，是人类生产、生活必不可少的自然资源。我国的“水”存在两大主要问题：一是水资源短缺，成全球人均水资源最贫乏的国家之一；二是水污染严重，工业化、城镇化的加速推进造成水体污染矛盾日益凸显。
中国科学院过程工程研究所（以下简称“过程工程所”）以国家的重大需求为己任，走出一条高浓度氨氮废水源头治理的新路。该项目目前已在有色冶金、稀土、氮肥等行业成功实现产业化。
矢志不渝勇往直前
全国水体氨氮污染问题非常突出，氨氮成为影响我国地表水水环境质量的首要指标，现已超过环境容量8倍，是造成长江、黄河、珠江、松花江、海河、辽河等全国主要流域水系水质超标的主要污染物，同时导致了我国太湖、巢湖、滇池等湖泊水体产生水华、蓝藻等富营养化问题。
目前，生活废水和低浓工业废水的氨氮处理工艺主要采用生化法，技术经济水平和推广应用情况较好。但是，化工、有色等以高浓度氨氮废水为主的8个行业的氨氮排放量占全国工业氨氮排放总量的85.9％，处理状况不容乐观，氨氮去除率不到68%。
这类高浓度氨氮废水的氨氮往往来源于生产原料，资源化回收、循环利用价值大是我国氨氮排放总量控制的关键污染源。由于这些高浓度氨氮废水组成复杂、对处理设备要求高，一直缺乏绿色、高效的规模处理技术与装置。
作为过程工程科技的国家队，过程工程所定位于大规模资源转化利用及替代的绿色过程的基础与引用研究，突破过程工程的共性理论、关键技术、关键装备及系统集成，建立资源高效转化或替代的过程工程研究平台，为国家过程工业发展提供强有力的科技支撑。
面对高浓度氨氮废水排放给自然界水环境造成的严重危害，过程污染控制环境工程创新团队毅然承担了研发高浓度氨氮废水资源化处理技术的艰巨任务。团队经过常年的不懈努力，终于攻克了这块“难啃的硬骨头”。
锐意创新变废为宝
过程工程所在国内率先提出了源头治理、废弃物资源化和废水零排放的三废全过程治理模式。在废水治理方法上，过程工程所彻底改变传统“达标排放”的环境治理模式，通过开发新工艺、新过程或新设备，最大限度地从废水中回收资源，并最大可能开发废水零排放的工艺技术，使治理过程具有环境—经济双重效益。
其中，“强化解络合—汽提精馏脱氨”新技术突破了传统工艺处理重金属—氨络合物效果差的技术瓶颈，氨氮污染物削减率、资源利用率均大于99%，实现了氨氮废水的资源化处理，填补了我国此项技术空白，对我国“十二五”期间氨氮污染物排放的约束性控制指标完成，提供可靠技术支撑。
以稀土行业为例，氨氮废水一直是制约稀土行业发展的瓶颈问题。稀土高氨氮高盐废水产生量大、资源化回收价值高，但一直缺乏有效的处理技术。传统的处理方法主要是空气吹脱法、蒸氨法、精馏法、生物硝化—反硝化法等。然而，这些方法存在二次污染、能耗高、处理能力有限、设备内部易结晶结垢影响操作等问题，难以满足冶金和化工等重污染行业的废水处理需求，且很难回收氨资源。
2011年10月，利用“强化解络合—汽提精馏脱氨”新技术，江钨集团江西金世纪新材料有限公司建成的稀土行业氨氮废水资源化治理示范工程顺利投运，成为稀土行业率先实现氨氮废水稳定达标处理并全部资源化回收利用氨的企业。
项目运行后，从生产源头减少氨氮排放、提高生产过程的氨循环利用率，全流程无固体废弃物排放，水中99％以上的氨被回收制备高纯氨水，可回用于生产、降低氨原料的消耗，也可直接作为产品销售。废水处理后氨氮指标达到国家一级排放标准，可直接排放，也可回用于生产，实现废水的资源化处理。
据统计，江西金世纪稀土氨氮废水资源化处理项目运行一年后，累计减排氨氮1200吨，回收氨水7500吨，一年为公司节约氨/铵原料成本450万元、节约排污费近百万元。该工程的实施不仅形成环保效益，为企业节约了生产成本，还大幅度提升了企业形象，应该自日本、欧洲的客户对企业的环保意识十分认可，使企业在与同行的国际竞争中取得主动权。
追求卓越攻坚克难
一项技术最终实现产业化肯定会遇到这样那样的困难，但“办法总比困难多”，在与企业合作过程中，双方互助互信、同舟共济，才使得一个个困难迎刃而解，团队的卓越表现让企业竖起了大拇指，江西金世纪新材料股份有限公司赠送了“诚信鼎”以示感谢。
根据环境保护部对稀土行业的核查进度，江西金世纪新材料股份有限公司希望项目能在90天内完工。因为此类项目都是单独设计、制造、安装的行业示范工程，所以时间紧、任务急、难度高，团队提出多线程同时工作的方法，通过对处理装置的一体化集成设计与制造、系统自动化集成，实现了核心设备的离线组装、现场一次吊装，大大减少了设备现场安装、组对、调试时间。
相比之前生产好各种组件到现场组装调试的方法，现在则是整机在北京组装调试，设备到现场后连上管道、控制电路直接工作，通过多线程任务的同时进行，不仅缩短了工期，还提高了系统的集成度、稳定性。周密细致的策划、事半功倍的成效体现了这支队伍的凝聚力、战斗力、创造力。
在科技攻坚过程中，过程工程所团队在基础研究和应用研究方面做到了“两手抓，两手都要硬”。例如鉴于有色、稀土行业的废水成分复杂，防腐要求特殊，同时环保设备对稳定性、使用年限要求高，业内没有类似案例。团队在防腐材质的选择方面，通过与国际主要特材公司、国际材料协会、国际镍协会等单位技术交流，在充分实验论证的基础上，大胆采用新特材料，在造价增加不多的情况下，将设备使用年限提高一倍，为业主提供物美价廉的设备，同时赢得了国际特材厂商对有色行业应用领域的关注，曾多次受邀介绍经验。
过程污染控制环境工程创新团队仍不遗余力地将此技术拓展应用于传统有色冶炼技术的绿色化升级。近期，团队已拓展应用至钨钼冶炼过程，改造升级后的生产流程，不仅能满足国家环境保护部的行业核查要求，而且大幅降低了生产成本。同时，团队还在金属新材料的研发制造中得到广泛应用，如在电动汽车的三元电池正极材料前驱体行业已建成投运4套示范工程，通过源头减排、资源循环利用，大幅减少了氨资源的消耗，实现了氨氮源头减排。
