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变废为宝,为不毛之地建设绿色银行
加入时间:2019-09-28        来源:中国环境报


  进入9月,内蒙古自治区乌拉特前旗先锋镇红旗村杨贵组十余户村民脸上露出难掩的喜悦之情。村里数百年来没法种植的200亩盐碱地,迎来了今年的第三茬苜蓿草大丰收,每亩收益700元,全年每亩收入达2000多元。
  
  这是DS循环经济技术钢渣法脱硫副产物改造盐碱沙荒地示范项目给村民们带来的实实在在的好处。这一项目的成功,为我国15亿亩盐碱地变废为宝带来了绿色的希望。同时,也为一百多万平方公里沙漠及众多尾矿区萌生出绿色希望。
  
  盐碱地变良田,昔日荒山可成“金山银山”
  
  身处河套平原的乌拉特前旗先锋镇红旗村杨贵组,因缺地少粮长年背负着生活的艰辛。虽人均拥有土地的数字不小,可大部分都是白花花的盐碱地,无法通过辛勤劳作向土地要生存。
  
  转机发生在两年前。宁波太极公司与包钢煤化工厂合作,把他们生产的富硫钢渣粉作为盐碱地土壤改良剂,通过铺设约50公分厚的钢渣粉,与盐碱地进行离子交换改造,硬地变得酥松,氧气得以增加,雨水能被涵养,9-10的PH值在改造后变成了6.8-7.5,寸草难生的盐碱地当年就成了理想的农田,种出的苜蓿草茂盛浓密,高达一米多,且富含各种营养,是牛羊的理想饲料。

上图为改造后的盐碱地新长出的又一茬苜蓿草;下图为改造前的这一片盐碱地。

  苜蓿草属于多年生开花植物,可一次种植10年收割,只须拔草、浇肥,每年便能稳定收获3茬。一亩地每茬可产300-400公斤,按2000元一吨计,每亩一茬可有700元左右收入。而改造盐碱地的一次性成本却是每亩2000-3000元,1年多便可收回成本。
  
  记者在现场看到,被改造过的土壤,不但苜蓿草长得好,哈密瓜长势也挺好,大菜碗粗的哈密瓜诱人地躺在地里。据该项目的科技指导员冀彦军介绍,玉米、小麦、南瓜等其他农作物,都能在改良过的土壤里获得丰收。

 

  这一变废为宝的实践,突破了世界治理盐碱地的难题,引发各方关注。被誉为“中国盐碱地改造第一人”的清华大学教授陈昌和曾慕名来到这儿考察后,由衷地赞叹,史汉祥才是“真正的盐碱地改造第一人”。联合国粮农组织专家、来自巴基斯坦的Dr.MazharH.Naqvi去年也来该基地考察,当他看到地里活跃着蚯蚓、蝼蛄等小虫时,充分肯定改造过的盐碱地用活了起来。
  
  宁波太极公司总经理史跃展解释改造的原理:“盐碱地的土壤就像胶质体一样,盐分一直被锁在里面。脱硫副产物加入后,先将盐碱地的盐分钝化,再通过富含的硫、钙、铁等元素,把土壤中的钾、钠、镁等离子置换出来。置换后再浇上水就能够将盐分带出来。我们采取一些措施确保地下和周边土地的盐分不回流。盐分降低,pH值调整,土地就适合种经济作物了。”
  
  这里的脱硫副产物,是指将工业废渣作为脱硫吸附剂,然后加工而成的土壤改良剂。浙江省农业厅鉴定为富硫生物肥,为其颁发了名为“硫硅配方肥”的证书。据悉,如果我国采用这种“硫硅配方肥”改造盐碱地,每年可新增优质耕地面积几十万亩,长远计划,15亿亩盐碱地有望变为良田。并且,这种脱硫副产物,经过新技术处理后改良改造,将使矿山尾矿和沙漠变成青山绿洲。
  
  这种土壤改良剂是如何生产出来的?记者来到包钢煤化工厂一探究竟。
  
  在那儿,记者看到有3组进行尾气处理的脱硫塔(专业名称叫高分子多相反应器),高约30米,直径约4米,中部与尾气排出口相接,这些含硫、锌等有害物质的尾气,经过与从地下管道强力吸上去的钢渣粉在水的作用下充分发生化学反应,使得排出气体的二氧化硫从超过2560亳克/立方米降到40亳克/立方米以下,达到国家超低排放标准。而这些吸附了硫锌等元素的钢渣粉,则在被干燥后通过一个专门出口排了出来,这就是盐碱地改良剂的基础原料。

 

包钢煤化工厂脱硫工程全貌。图为钢渣法脱硫技术发明者史汉祥向工人讲解相关事项。

  包钢煤化工厂脱硫用的废钢渣,是生产时的废弃物,本该被填埋起来,但通过碾碎作为脱硫剂后,富硫的钢渣粉放到盐碱地土壤中,经过一定的技术处理,就能使荒地变良田了。通过这样的改造,河北德龙钢铁厂的道路两边,房前屋后,几百亩都曾是盐碱地,改造后现在全是绿意葱葱的绿化带。

 

 

河北德龙钢铁厂盐碱地改造绿化前后对比。

  乌拉特前旗先锋镇红旗村村长张二喜向记者介绍,目前全村共有3000多亩盐碱地,“要是这些盐碱地也都改造好了,村里的生活就富裕起来了。”他期待着通过国家的生态扶贫,解决他们短缺的改造资金问题。
  
  以废治废,国内首创国际领先
  
  把废钢渣、粉尘等变废为宝的关键,是一项国内首创、国际领先的技术——以“高分子多相反应器”为核心的废渣脱硫法。多相反应器脱硫率高达99%以上,脱硫后的废渣用于盐碱地及沙荒地等的改造,实现了“工业-农业-畜牧业-生态环境-经济发展”的综合良性循环。
  
  二氧化硫治理是困扰全球的难题。“钢渣怎么处理是世界性难题。我国钢铁年产量11亿吨左右,一吨钢出150公斤渣,也即每年产约1.5亿吨钢渣,而钢渣利用率低,不到30%,还有约一亿吨钢渣没有去处。除此以外,全国每年工业产生废渣12亿吨,仅露天堆放加上历年遗存就占用土地几千万亩。这些脱硫不彻底甚至没有脱硫的废渣还会形成二次污染。”北京科技大学钢铁冶金新技术国家重点实验室主任郭占成说。
  
  自筹资金3亿多元、研发20多年获得国际国内60余项专利、当选为“中国十大科技新闻人物”的浙江宁波民间科学家史汉祥发明的“高分子多相反应器”钢渣脱硫法,正好既解决了工业废渣的去处问题,又解决了二氧化硫等废气治理问题。
  
  目前采用的主流设备脱硫塔鳞片使用寿命一般为1-3年,需要定期防腐维护与更换,工艺复杂,还需停产,有些甚至因锈蚀无法使用只好拆除重建,有时还出现局部含硫的“烟囱雨”,喷嘴易堵塞。而新技术钢渣脱硫法克服了这些不足。其脱硫塔采用高分子材料制作,具有五大优势:耐高温、耐磨、防老化、防静电、耐腐蚀,成功地破解了脱硫成本高、高硫矿无法利用等难题,使用寿命长达15-30年,大大提高了经济效益。
  
  “‘高分子多相反应器’优于花费几千万甚至是上亿元从国外进口的技术。”郭占成非常推崇钢渣脱硫法,在他看来,用废钢渣脱硫,原料几乎零成本,而且解决了废钢渣无处堆放问题;脱硫率高,对于石灰石法无法脱硫的高硫矿,照样有效且可削减成本50%,从而用活矿产资源,让低价高硫矿替代高价低硫矿,经济效益明显;脱硫后的废钢渣粉更是成了“宝”——可作为水泥调凝剂与生料配料剂供给水泥厂,成为高质量水泥原材料,不能用作水泥材料的,经过简要技术处理,可做成生物肥料,用于盐碱地与沙漠改良,可以为我国新增不少耕地。我国钢厂主要分布于沿海地带,从地理上来说,比较方便对海洋盐碱地进行生态化利用。
  
  综合施策,循环经济产业链前景诱人
  
  在史汉祥看来,建立环保高效的“工业-农业-畜牧业-生态环境-经济发展”大循环经济圈,只要综合施策,是完全可行的。深谙辨证法的他,反复强调,“废物从哪里来,就该到哪里去”,通过循环经济的综合发展,让污染环境、侵占土地资源的工业固废回归到大自然中造福人类,完全可行。
  
  这样,“我国每年产生的12亿吨工业废渣成了可以利用的12亿吨优质资源。”史汉祥信心满怀地说。
  
  据了解,我国粉煤灰、钢渣加上脱硫石膏数量巨大,各类尾矿、煤矸石等长期堆放。而如果采用钢渣法(或粉煤灰)脱硫新技术,就能搬掉粉煤灰、钢渣及脱硫石膏这三座工业污染的大山,并使盐碱地和尾矿山等废弃地经改造成为良田和绿地。另外,还可带来可观的经济收入和生态效益。
  
  史汉祥向记者算了一笔账:“以钢铁企业230M2烧结机(相当于火电30万机组)脱硫工程为例,新技术年脱硫运行成本仅为1250万元,比其他脱硫方法节省50%以上。目前全国有烧结机约900台,如果全面推行钢渣法(或粉煤灰)技术脱硫,年可节省脱硫运行成本约63亿元,而且副产物全部用作水泥原料或改造盐碱地、沙漠地新材料。火电厂采用粉煤灰为脱硫剂,每年可减少6000万吨石灰石的开采,仅此一项,年节省运行成本360亿元,还可减少二氧化碳排放1400多万吨,副产物可提炼50%的明矾。按年消耗原煤25亿吨、产生的粉煤灰约6.5亿吨计,每年可从中提炼出约3亿吨明矾,可创造经济效益约5000亿元。”
  
  目前,内蒙古包钢、湖南湘钢、河北唐钢等地采用钢渣脱硫技术已有几年,效果理想,3家企业年减排二氧化硫18100吨,二氧化碳7.2万吨,消耗废钢渣6.8万吨,产生可用副产物13万吨,新增与可增改造盐碱地2000余亩。目前,已有全国10多个省、市、自治区的钢铁、电力及其他工业共300多家企业采用了这一技术,共投运335套装备。
  
  我国目前耕地面积仅存18亿亩,而城市建设与经济发展每年都要减少大量耕地,当脱硫废渣用于盐碱地及沙漠、尾矿等改造后,盐碱地与沙漠都可成为耕地,种植苜蓿等作物,既带动畜牧业发展,又反哺生态,为我国农业生产与经济建设打开了一扇潜力不可估量的窗。
  
  史汉祥坦言,希望这一新技术能被更多企业采用,从根本上解决大气、土壤、水源、环境污染问题,同时,通过综合治理把我国的盐碱地和沙漠早日变成良田绿洲。“如果能把这一新技术与‘无废城市’建设对接起来,必将为循环经济的发展打造出理想样本。” 


(责任编辑:李铁民)
 
 
 
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