科学治污 让污水变身可用资源

近十年来，北京市年均水资源不足21亿立方米，却需要维持着36亿立方米的用水需求，每年水资源缺口高达15亿立方米。用“智慧”来节水，用“科学”来治污已经刻不容缓。作为致力于攻克治污难关的科研团队，北京工业大学水污染控制团队自2000年成立以来，紧跟首都经济社会发展需求，坚持与时俱进、研以致用、教研结合，走出了一条富有特色的服务北京和科技创新之路。

2014年底，南水北调中线一期工程正式通水。近日，南水也已千里迢迢来到北京。这对于缓解北京“水危机”无疑是一则喜讯，然而水污染控制团队带头人彭永臻教授却难以沉浸在此份幸福之中。“调入水资源总量有限”和“难以确保水质始终满足使用标准”等实际问题，让彭永臻教授对于治污的研究不敢有丝毫的懈怠。

目前，北京市日均生活污水排放总量接近300万立方米。“如何实现有效治污？让污水成为‘新水源’。”是彭永臻教授带领团队反复思考和力求攻克的难题。有效治污，一方面是提高现有污水处理厂的处理效果，另一方面也可以对处理后的污水进行深度处理，即通过提高再生水的利用率来实现节约水资源。双管齐下即可从长远上化解北京“水危机”，并在全国缺水城市广泛推广应用。


“污水是水资源的一部分。”正是这样的共识，让北工大水污染控制团队义无反顾地扛起“攻坚治污”的大旗，努力追求节能降耗、提高水质，为国家，特别是首都经济社会科学持续发展提供了有力的支持。

与时俱进 成就提高水质与节约能耗“双响炮”

十年前，彭永臻教授带领团队在污水厂反复蹲点取样、分析水质，在实验室反复试验，以加大对污水供氧抑制丝状菌的繁殖，成功解决酒仙桥污泥膨胀问题。

六年前，团队与北京市水利科学研究院合作承担国家重大科技专项，成果为北京奥运前全面改善北京市的水环境质量，提供了可靠的技术支持和工程示范。

如今，随着污水处理技术的不断更新和城市发展需求的不断调整，污水处理再也不是只追求效果好的“独角戏”，而是更加注重高质量且低能耗的“双响炮”。水污染控制团队与时俱进，将重点研究方向转向厌氧氨氧化，力求在保证水质的基础上，将城市污水处理能耗降至最低。而降耗的关键，正在“厌氧”二字。

当前，我国的污水处理厂几乎全部应用微生物处理技术，而并非所有微生物都具有相同的属性。它们在各自适宜的环境条件下生长，有特别喜欢氧气的好氧微生物，也有完全排斥氧气的厌氧微生物。利用好氧微生物处理污水虽然处理效果较好，然而却需要持续以鼓风机向污水中供给氧气，所需能耗甚至超过整体能耗的一半以上。为了解决节能降耗的问题，水污染控制团队瞄准国际前沿，开展厌氧氨氧化技术研究，无需向水中鼓风曝气，也能实现相同甚至更好的处理效果，同时大大降低处理能耗。这样“低能耗、省费用、高质量”的污水处理技术，更有价值在全国范围内推广应用。

在诸多厌氧氨氧化研究成果之中，水污染控制团队在与北京市排水集团合作的项目成果中找到了富集一种神奇的“红菌”的方法。这种“红菌”是针对生活污水中主要含氮污染物的“杀手”，每个“红菌”可以吃掉10倍于自身质量的氨氮污染物。将其应用于污水处理工程，则可大幅减少曝气池容积。据测算，如果推广到全市，可节约建设费用5亿元。基于良好的应用前景，国内首个工程菌种基地顺利落户高碑店污水处理厂，且“红菌”成果在典型高氨氮有机废水处理中得以成功应用，总处理量2.5万吨/天，近3年为北京创税共计3000万元。

多年来，水污染控制团队虽然承担了不同层次的科研项目30余项，然而“节能降耗、提高水质”却是水污染控制团队不变的追求。在彭永臻教授的带领下，团队研究成果获得省部级及以上科技进步奖10余项，特别是先后3次获得国家科技进步二等奖。

研以致用 助推成果转化“迈大步”

想要做到科技服务社会“迈大步”，首先要做到科学研究“起好步”。这一点，在水污染控制团队服务社会的实践中得到了很好的应证。

走进水污染控制团队的实验室，大大小小总计几十套污水处理装置，全部用于研究不同的污水处理工艺，摸清除污之道，破解治污之门。实验用的污水均来自北工大家属区，采用真实的生活污水作为研究对象，使研究更加具有针对性。与普通实验室中的反应器相比，它们绝对堪称“大码”，容量少则几十升，最大达400多升。实际生活污水加之超大号反应器的配置，让实验所得数据更加贴近污水处理厂的实际情况。

正是因此，水污染控制团队的研究成果不仅成功走出了实验室，而且遍布了大半个中国。通过与北京排水集团、中信水务等企业的合作，团队的研究成果已经为国内50余座城市污水处理厂高效稳定运行和节能降耗提供了技术支持，降低平均处理能耗达12%以上。在这些水厂之中，也不乏一些“行业明星”。其中，计划于明年5月底完工的北京稻香湖再生水厂新建工程是北京市第一个地埋式城市污水处理厂、北京市第一个采用分段进水的大型污水处理厂；2012年完成的青岛城阳污水处理厂升级改造工程是迄今为止，中国环保产业协会评出的唯一一项城市污水处理达一级A标准的示范工程。

在水污染控制团队成员的眼中，面向国际前沿的顶尖科研成果固然重要，而面向实际应用的科研成果则更“接地气”，更有实践价值。团队从未止步于将新技术应用于实践，经常安排专人“常驻”重点工程现场，以此作为放大技术和检验技术的新开始。近期，团队在西安第四污水处理厂应用新技术的过程中又有了新的发现，正计划进一步强化理论与技术集成创新，继续深化推广与应用。

如果说水污染控制团队的成员是“治污达人”，那么他们的科技成果则转化为各种“治污神器”。在“治污神器”的作用下，城市污水摇身以再生水这种“新水源”的形式出现。尽管没有直接成为饮用水，然而它们却应用于城市运行的诸多领域，走进每个人的日常生活。以北京市的各大污水处理厂为例，再生水可用于绿地浇灌、厕所冲洗、道路保洁、洗车、城市喷泉等，也可用于排放到城市河湖之中，用作河湖补水。城市河道内再也没有发黑发臭的污水，更多的饮用水被节约下来供市民饮用，企业通过引入再生水冷却节省大量成本……再生水在服务城市发展中发挥了不可或缺的作用。这些都是水污染控制团队最乐于见到、最引以为傲的事情，也转化为他们继续攻克治污难关的新动力。

更让水污染控制团队欣喜的是，在科学治污的路上他们并不孤单，而且队伍越来越壮大，现已形成拥有国家教学名师、全国模范教师、国家高层次人才特殊支持计划入选者、全国优秀科技工作者、全国优秀教育工作者、教育部新世纪优秀人才等高层次教学科研团队。该团队主持2门国家精品课程，1门中国大学视频公开课，出版专著和教材16部，曾被评为首批“国家级教学团队”，于近日获得“国家级教学成果二等奖”1项。团队自己培养了博士和硕士毕业生200余名，包括2名“全国百篇优秀博士论文奖”获得者，4名“全国百篇优秀博士论文提名奖” 获得者。虽然上述毕业生有不同的工作岗位，但无一不是奋战在水环境保护领域，继续发扬团队“至臻完善，永创新”的精神，涌现出一批又一批优秀代表和高水平科研成果。

或许正是因为“科学治污”是一场没有终场的战役，水污染控制团队始终都保持着超强的“战斗力”。作为团队带头人，彭永臻教授期待更多的人能够成为“科学治污”的参与者，同时也期盼着日新月异的“治污神器”发挥更大的作用，服务于社会发展。他为能够从事一项让每一名“地球人”都从中受益的事业而骄傲自豪。