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固废资源化利用与节能建材国家重点实验室宣战“第二矿产”

日期:2015-7-10 查阅:1018

固体废弃物弃之为害,用之为宝,素有“第二矿产”之称。目前全国固体废弃物累积堆存量已超过200亿吨,它不仅侵占耕地、污染土壤、水体与大气,影响环境卫生,更直接危害着人类的键康。

与此同时,我国人口众多、资源能源严重短缺,资源、能源与社会发展的供需矛盾十分突出,五位一体的现代化建设工作面临着资源能源约束和环境污染问题的双重压力,可持续发展困难重重。

产业升级为何瞄准“第二矿产”

现在回头看,当年布局研究固体废弃物的资源化利用颇具瞻前性。

最新数据显示,目前全国固体废弃物累积堆存量已超过200亿吨,它不仅侵占耕地、污染土壤、水体与大气,影响环境卫生,更直接危害着人类的键康。与此同时,我国人口众多、资源能源严重短缺,资源、能源与社会发展的供需矛盾十分突出,五位一体的现代化建设工作面临着资源能源约束和环境污染问题的双重压力,可持续发展困难重重。

“固体废弃物弃之为害,用之为宝,素有‘第二矿产’之称。”王肇嘉说,对固体废物进行资源化利用研究开发,可降低资源能源的消耗,发展循环经济,推动我国建材产业及相关产业的可持续发展,实现“建设生态文明,基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式”的发展战略。

上世纪80年代,在全国建材行业仍处于粗放式发展的时期,北京建材研究总院已觉察到传统发展模式的压力和机遇,提前布局产业转型升级,研发固体废弃物综合利用就是这一“局”的重要“棋子”。

2006年,以北京建材总院为总部的金隅技术中心重新构建了金隅科技创新体系,进一步整合了集团内部科技资源,并在2007年被国家发改委、科技部等五部委认定为国家级企业技术中心,这些为国家重点实验室的发展打下了坚实的基础。

2010年,没有多少悬念,固体废弃物资源化利用与节能建材国家重点实验室落户北京建材总院,成为科技部批准建设的全国第二批企业国家重点实验室,也是北京市国资委系统唯一的国家重点实验室。

成立之初,实验室就给出了清晰定位:为主要固废资源化利用领域前沿技术研究和共性关键技术研究,促进基础研究成果的转化和科研成果的产业化,研究制定国际、国家、行业技术标准等工作,以固体废弃物的减量化、无害化和资源化为目标,构筑新型建筑材料技术新体系,引领行业技术进步,推动我国建材产业的可持续发展。

固体废物凭什么身价倍增

“我们希望借助国家重点实验室科技平台,把城市的固体废弃物建筑垃圾、工业尾矿、化学石膏、生活垃圾、污泥、粉煤灰等都作为课题,为城市无公害垃圾运行做出贡献。”王肇嘉说,实验室成立后,北京建材总院投资数千万元,完善科研基础硬件建设,先后购置了数百套先进的实验仪器设备,完成了固废重点实验室大楼建设和化学分析实验室、墙体材料研究室、建筑垃圾实验室、生活垃圾处置实验室等专业实验室建设,同时建有市级科研中试基地2个,拥有中试线5条,整体硬件条件达到国内先进水平。

短短几年,实验室交出了一份漂亮的答卷:

——在脱硫石膏资源化利用方面,通过对脱硫石膏代替天然石膏的应用基础与资源化利用关键技术研究,解决制约脱硫石膏综合利用的瓶颈,形成了一套完整的产业化关键技术。目前该技术在30多家水泥企业、10多家纸面石膏板厂推广使用,共利用脱硫石膏1058万吨,相当于吸收二氧化硫348.5万吨,减少天然石膏开采950万吨。此外还带来了丰厚的利润,新增利润13.2亿元,间接新增利润达到33.68亿元。

——在水泥窑协同处置城市污泥技术研究方面,提出污泥预处理和干化的应用理论体系,发现了污泥改性技术和干化技术的普遍规律,研制出了一整套低成本污泥干化后代替水泥原燃料制备水泥的成套关键装备。

“我们在北京水泥厂建成了一条技术水平国内领先的水泥窑协同处置污泥环保示范线,可处置污水厂生活污泥17万吨,占当前北京市生活污泥全年排放总量的1/5。”王肇嘉说。

——在水泥窑协同处置生活垃圾焚烧飞灰技术研究方面,通过垃圾飞灰基本性能研究,发现了水泥窑协同处置生活垃圾飞灰技术的普遍规律,找到了水泥窑协同处置生活垃圾飞灰的理论基础和方法,形成了一整套水泥窑协同处置生活垃圾飞灰关键集成技术,并建设了国内唯一的水泥窑协同处置垃圾飞灰产业化示范线。

“垃圾飞灰是非常让人挠头的危险废弃物,以前主要采用填埋方法。”北京建材总院副院长、实验室副主任陈旭峰说,如今实验室研发了水泥窑协同处置垃圾飞灰特殊工艺和系统,解决了垃圾飞灰安全处置问题。每年可消纳北京市产生的垃圾飞灰3万吨,节省矿产资源3万吨,带动生活垃圾发电项目日处置生活垃圾5000吨,年发电量5亿多度。

用建筑垃圾作为干粉砂浆原料是北京建材院的另一个重要的环保化课题。过去,建筑垃圾主要是通过填埋来处理,北京建材总院的研究将使建筑垃圾资源化,利用建筑垃圾代替硅砂,已在30万立方米的工业生产线上制出加气混凝土砌块、加气混凝土板材等较高附加值的产品。

“通过对以上几个方面的研究,实验室形成了一批具有自主知识产权的研究成果和产业化成套集成技术,在国内外刊物上发表了一批高质量的论文,拥有一批自主知识产权的专利,同时取得了良好的经济效益、环境效益和社会效益。”王肇嘉说。

80%的成果转化率怎样实现

在北京建材总院采访,两组数字让人印象深刻:一是通过培养了一支30多岁的年轻队伍,20多个研发团队。二是80%的成果实现了产业化落地,远远高于一般科研院所。

王肇嘉分析,这当中不仅仅因为北京建材总院的研究课题立足于市场,还因为金隅集团有很好的产业化平台,能使科研成果很快实现中试和产业化,在集团内落地很顺畅。

在这个富有金隅特色的“1+N+X”的科技研发体系中,“1”是北京建材总院/金隅中央研究院,“N”是针对不同专业,在集团所属企业设立若干个研发分中心,“X”是金隅中央研究院大厂现代工业园区分院、河北尾矿研究院等多个直属分支机构。

此外,北京建材总院还探索“产学研用”创新模式,积极开展与大型企业、国内外著名高校和科研院所的科技合作。通过利用北京工业大学、中国地质大学、北京建筑大学等单位先进的测试仪器与设备,开展共建实验室,搭建项目合作与研究平台,实现资源共享。与北京交通大学等院校建立教学科研实习基地及研究生教育基地,成立武汉科技大学的耐火材料与高温陶瓷国家重点实验室培育基地北京研发中心,与清华大学、武汉理工大学等学校定向培养硕士、博士研究生的科技人才基地等。与北京科技大学在尾矿综合利用方面展开合作,研发成果已成功应用于高性能混凝土与加气混凝土。

王肇嘉说,实验室将始终围绕国家的战略目标,立足固废资源化利用与节能建材创新的应用基础研究,加强实验研究与应用理论研究的结合,聚集和培养固废领域优秀科技人才,开展固废领域科技交流,探索固废资源化利用共性关键技术,增强固废资源化利用技术辐射能力,尽快实现固废资源化利用科技成果的转化,成为推动以固废利用制备新型节能建材的产学研用相结合的重要平台,为固废资源化利用与节能建材的发展做出更大贡献。


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