12月16日，央視新聞經濟頻道《經濟半小時》節目，走進由中鐵上海工程局EPC總承包的國內規模最大的鄂爾多斯零碳產業園光伏廢水回用及零排放項目，關注光伏廢水處理。

但與此同時，光伏產品在生產過程中產生的廢水，也給當地生態環境保護帶來了不小的挑戰。

為這個產業園區配套建設的污水處理項目正在緊張建設中，作為項目建設的主要負責人——中鐵上海工程局市政環保公司內蒙古區域項目黨支部書記高偉已經承受了兩年多的巨大壓力。

奔騰不息的黃河在中國的尾部勾勒出一個巨大的幾字灣，而內蒙古的鄂爾多斯便坐落于這一灣湖的懷抱之中。作為全國黃河流經第二長的地級市，鄂爾多斯市擁有728公里的黃河岸線，占全市國土總面積的近10分之1，達8點7萬平方公里。鄂爾多斯既是重要的經濟發展地帶，更是重要的生態屏障。這里48%的土地為沙漠沙地，生態環境脆弱。根據當地環保要求，污水廠處理后的水不能直接排入黃河周邊水域，所以工業園區內每家企業的生產污水實行零排放。

高偉向記者介紹，這個地方也有一些特殊性的要求，就是除了六月份到9月份這個雨水豐富的季節，其他基本上都是枯水期，光伏廢水處理完就不能排放，如果排放的話，容易造成鹽堿地，對這個生態環境造成一個不可逆的損壞。

從污水廠選址開始，高偉團隊最為關注的就是如何將處理后的水全部回用于園區生產，實現水資源的循環利用。

高偉表示，首先要考慮到這個園區的地勢相對低的地方，目前我最終我們選的是這個地方，這個地方離我們這個生產企業排污口的落差，達到了將近五六十米。這是我們污水處理廠，光伏企業產生的廢水進入到污水處理廠大概是3公里的長度。

這個污水處理項目總占地487畝，相當于45個足球場，分兩期進行建設。項目一期已于今年10月投產，每天可處理10萬噸工業廢水。

中國市政華北院西安分公司院長助理雷海東表示，光伏廢水中硅比較高，氟化物還有藍降解CLD，還有常規指標，比如說氮磷，包括這個SS總共大概有十來項。

光伏工廠在硅片切割、脫膠和清洗等環節會產生大量廢水，這些廢水鹽分高硬度大，有機物難以降解，因此廢水如何循環利用一直是公認的難題。但是在鄂爾多斯這一家污水處理廠，記者看到，經過一整套先進的處理工藝后，原本污染嚴重的廢水已經變身為清澈可用的中水。

雷海東介紹，經過處理后，現在出水的TDS（總溶解固體含量）每升300多毫克。

這個數據意味著經過處理的光伏廢水已經達到中水用途的標準。雷海東算了一筆賬，按照每天處理光伏廢水48000噸計算，每天可回收中水46000噸，一年可節省大約1600萬噸，水循環利用率達95%。

那么，這些光伏廢水是如何從污染水變成可再利用的清水呢？又是如何實現零排放循環利用的呢？

中鐵上海工程局集團有限公司環境工程技術創新中心總工程師董志強表示，我們前后是整合了十多種國際國內領先的技術。包括我們的除硅除硬、多模式的AO、除氟等。

如何處理光伏廢水？難度比較大的一個就是除硅，即除去水中二氧化硅的化學反應。董志強所在團隊常試了多種方法，他們采用了大規模超濾加反滲透裝配式設計，并結合了高濃度鈣鹽和膠體硅酸鹽去除技術，終于將廢水中的硅離子去除。

伊金霍洛旗澎源供水有限責任公司常務副總經理張雯淇介紹，我們這邊進水的硅離子它是120毫克每升，經過我們這個工藝段去除后，能達到30毫克每升。

除硬，即去除水中的水垢，它們大幅降低了廢水的硬度。

張雯淇介紹，進水的硬度在每升1000毫克左右，經過除硬階段，能降到每升100到200毫克左右。

接下來，光伏廢水將進入多模式AO處理環節。在這個過程中，廢水分段進入生物池內的厭氧區、缺氧區、先氧區和好氧區，通過在不同反應階段，利用微生物的不同代謝特征，逐步分解去除水中的有機物和其他污染物。

伊金霍洛旗澎源供水有限責任公司技術員劉開介紹，總氮進水是50毫克每升，出水是15毫克每升。氨、氮在進水時是15毫升每克，出水時是2毫升每克。總磷是進水時1毫升每克，出水時為0.1毫升每克。

除氟是光伏廢水處理中的一大難點。董志強告訴記者，含氟廢水如果直接排放，將影響土壤和水體的生態平衡，破壞微生物活性。要有效除服，首先必須準確檢測光伏廢水中氟離子的數量、分布以及它們的存在形式。然而，在氟離子的檢測上，董志強所在的團隊遇到了挑戰。

董志強表示，我們常規的檢測手段只能檢測出廢水中氟離子的某一種狀態，但實質上水體中的氟離子是呈現出多種不同的狀態，這是我們聯合南京大學共同進行科學研究的一個關鍵點。

檢測出光伏廢水中的氟離子到底有多難呢？又用什么去除氟呢？帶著疑問記者來到了南京大學。在南京大學的實驗室里，我們看到了用來檢測和除氟的裝置。

南京大學環境學院副教授、博士生導師張孝林表示，有大概三分之一到二分之一的氟始終測不出來。我們在想，這一部分它是不是已經鉆到了懸浮物內部，懸浮物就像一個巨大的鎖，把氟給鎖在里面。那么為了驗證我們的猜想，我們又用了一種特殊的“化學鑰匙”把這個鎖給打開。打開之后，本來測不出來那部分氟，也暴露出來了。

氟離子檢測后，接下來的難題是如何去除光伏廢水中的氟。為此，南京大學科研團隊研發了一種復合納米材料，直徑小于1毫米，含有數以億計的納米粒子，粒徑相當于人類頭發絲的六萬分之一。然而，這些納米粒子活躍度非常高，極其不穩定，容易流失和團聚，失去作用。為了解決這些問題，張孝林借鑒了織毛衣時毛線球的原理。

張孝林表示，把它想象成是一個巨大的一個毛線球。那么我們把它繼續放大，放大之后發現這個毛線球內部有很多的一個孔，而在這個孔里面填充了數以億計的納米粒子，可以在空間上阻隔它們之間的相互作用，也可以在空間上來防止他們的流失。

那么這些像毛線球結構的復合納米材料，是不是能有效去除光伏廢水中的氟呢？

張孝林介紹，除氟的過程中，納米粒子就像是一只饑餓的老虎，氟相當于是它的食物。那么我們的這個復合材料就相當于把老虎給鎖進籠子里面，放到籠子里面去。這樣的話既不影響肉從籠子孔孔眼當中進入老虎嘴中，又不會讓老虎出來。就靠這樣的一個方式，可以很好的把氟離子從水中去除。

從復合納米材料的研發到除氟過程，實際上是一場科研人員與氟離子斗智斗勇的拼搏，這背后凝聚了南京大學五十多年來幾代科研人員攻堅克難的心血。

南京大學環境學院教授、博士生導師張煒銘表示，半個世紀以來，我們四五代人在這方面持續的努力。每一代都在前面這一代的基礎之上進行融合，然后再發展。我們主要涉及的有環境、材料等五六個專業的共同融合。我們的研究團隊實際上是由一二百號人組成的，其中國家資金的投入也有大幾千萬。

為了將新型復合納米材料除氟的新技術、新工藝盡快落地，南京大學還專門搭建了一個產學研的中式系統平臺。

張煒銘介紹，有了中間這個過程，可以使我們試錯的次數由原來的一百多次，轉為只要十幾、二十次就夠了。有了這么一個鏈條的話，應該說可以節省經濟成本90%以上，科技轉化時間大概也可以壓縮到一兩年，就可以落地。

得益于南京大學五十多年的科研探索，在幾百公里外的鄂爾多斯，采用這種納米材料新技術和新工藝的除氟車間已經運行超過兩個月，水質處理效果顯著提升。

伊金霍洛旗澎源供水有限責任公司技術員張偉表示，再經過半小時的沉淀，使達到8毫克每升的氟化物含量降至1毫克每升以下。

這是膜處理環節，它主要選用兩種膜來過濾光伏廢水，一種是微米級的超濾膜，主要是去除廢水中的膠體、細菌、懸浮物等污染物。另一種是納米級的反滲透膜，它可以去除水中的離子、溶質等物質。通過這一道工藝處理之后，可以把光伏廢水中75%的水進行水資源再生利用。COD、有機質從進水250毫克每升可以降到20毫克每升，氨、氮從進水15毫克每升可以降到1毫克每升。

光伏廢水經過處理后，75%的廢水可以回收利用。那么這些回收的中水都能用在哪里呢？

內蒙古百川光熱科技有限公司是鄂爾多斯工業園區里生產光熱發電設備的一家企業，生產過程中，需要用大量的超純水，也就是過濾后的高品質中水來清洗光熱反射鏡的玻璃。以前，他們每天需要用掉1100噸水，而現在他們就使用經過光伏廢水處理后的中水，節省不少水費。以前大概一天花個7000到8000塊錢，現在僅花費3000塊錢左右。

75%的水被生產企業回收利用了，那剩下25%的光伏廢水去哪兒了？

在蒸發預處理車間中，雙模車間產生的25%的光伏廢水，經過蒸發入預處理車間。一方面它能夠提高整場的水自然回收率達到95%以上，另外一方面，它能夠為蒸發結晶器分鹽，保證鹽的品質以及處理規模。

伊金霍洛旗澎源供水有限責任公司技術總監郭宇鵬介紹，經過蒸發預處理后，25%的光伏廢水可以進一步提高中水回收利用率達到95%，剩下的5%通過蒸發提煉后，除了極少部分產生雜鹽，按固體危險廢物處理外，絕大部分能夠提煉出氯化鈉，也就是工業鹽。

負責人表示，舉一個例子，按氯化鈉的市場行情的話，一噸大概在70塊錢左右，我們每天按90噸產量來算的話，產生收益就在6300塊錢左右。氯化鈉目前我們是主要用在制造溶雪劑，主要銷售在我們北方區域。

通過除硅、除硬、納米除氟，光伏廢水從污水變成了可回收利用的中水，并且能夠提煉出工業鹽，增加了經濟價值，最終實現了光伏廢水的零排放和水資源的循環使用。

郭宇鵬表示，從光伏廢水到清水，中間要經過十二三個環節，然后經過36個小時，就變成可利用的再生中水。

伊金霍洛旗澎源供水有限責任公司執行董事牛彥鵬介紹，現在每天收集的污水大概51800噸，處理完以后的污水回供給企業，每天大概是51400噸，回用率達到了99.2%。

如今，鄂爾多斯這個光伏廢水零排項在投資規模、回用標準、分鹽量上刷新了國內光伏廢水處理領域的三項記錄，成為光伏廢水處理領域的新標桿。

鄂爾多斯蒙蘇經濟開發區管委會副主任薛振宇認為，這保護了黃河流域生態環境和高質量發展，同時這個污水處理廠作為園區最大的基礎設施保障工程，它保障了園區這十多家企業的一個正常運行，保障了零碳產業園的一個正常運行。

雖然我國水資源總量豐富，但是人均水資源量僅為全球平均水平的四分之一，是世界上嚴重缺水的國家之一。工業是我國用水的重要領域，如何讓工業廢水變活水是一項長期艱巨的任務。

在該項目中我們看到，工業園區正通過一系列技術改造和創新，實現工業廢水的零排放，推動工業廢水循環利用。同時也在大力推廣節水技術裝備，降低工業的用水量。

最新的數據顯示，2023年規模以上工業用水重復利用率達到94%。我們相信，隨著更多水資源循環利用智慧實踐的深入推進與發展，新型工業化將在逐綠征程中穩步邁進。