水是生命的源泉,在現(xiàn)代社會,工業(yè)的發(fā)展給我們的生活提供了莫大的便利,但一系列的問題也隨之而來,水污染便是其中之一。隨著利用和不合理浪費越來越劇烈,水資源缺乏問題日益明顯,處理水污染的問題早已刻不容緩。
有一位老人,在他充滿崎嶇、坎坷的人生履歷中,有長達58年的時間與水結(jié)緣、相伴。他就是李圭白院士,在治理水污染的領(lǐng)域他不畏艱辛,創(chuàng)新思路,開創(chuàng)了多項國際領(lǐng)先的水處理技術(shù)與工藝。
坎坷少年經(jīng)歷 成功路上基石
人生從來都不是一帆風(fēng)順的,1931年出生的李圭白院士在那個動亂的年代,居無定所,屢次搬遷,痛苦與磨難讓他堅定了自己想要做一名飛行員的愿望。1943年,12歲的李圭白小學(xué)畢業(yè),毅然考入設(shè)于四川灌縣的空軍幼年學(xué)校,校址位于城郊的蒲陽鎮(zhèn),那里山清水秀,環(huán)境優(yōu)美,在當(dāng)時條件算是不錯的。
但是,人生總會有各種意外,成績好起來的李圭白近視了,已經(jīng)不能成為一個飛行員了,于是他決定考大學(xué)?墒羌彝l件卻無力供養(yǎng),希望再次破滅,他只好去了親戚家的藥鋪做店員。
1949年10月1日,中華人民共和國宣告成立;12月14日,廣元解放,這對正處于社會底層的失學(xué)青年李圭白來說,的的確確是一次真正的解放。李圭白的心中,重新燃起了希望的火花。
創(chuàng)新水污染處理 多個國際領(lǐng)先
1950年夏,李圭白輾轉(zhuǎn)來到了向往已久的北京,考上了哈爾濱工業(yè)大學(xué)土木系。他選擇土木系專業(yè),是因為父親是一個土木工程師。1952年,來了蘇聯(lián)專家,李圭白被分配去學(xué)習(xí)新成立的給水排水專業(yè),從此與之結(jié)下了不解之緣。
建國初期,我國集中建設(shè)東北工業(yè)基地,在東北大量開采地下水源,東北地區(qū)地下水多含過量的鐵和錳。那時主要是引用蘇聯(lián)的自然氧化鐵工藝,使含鐵地下水曝氣,再經(jīng)反應(yīng)沉淀和砂濾,將水中的鐵質(zhì)除去。該工藝設(shè)備龐大,水在其中停留時間長,設(shè)備投資高,且易受多因素影響,除鐵效果還不穩(wěn)定。
李圭白是我國最早研究地下水除鐵除錳技術(shù)的學(xué)者,在地下水除鐵除錳領(lǐng)域,他大膽引入了催化技術(shù),成功研究開發(fā)出一種高效的接觸催化除鐵除錳新工藝。這種工藝不需要投加藥劑,經(jīng)濟有效,特別適合我國國情,所以十幾年內(nèi)就迅速推廣到全國80%以上的水廠,成為我國有代表性的一項工藝,并使我國地下水除鐵除錳技術(shù)進入世界先進行列。
在飲用水除污染領(lǐng)域,國外普遍采用臭氧氧化和活性炭吸附聯(lián)用的方法,但由于價格昂貴,難以在我國推廣。李圭白通過反復(fù)的論證和多次的試驗,發(fā)現(xiàn)高錳酸鉀能有效地去除水中的微量有機污染物,特別是去除水中致突變物質(zhì)也非常有效,從而開發(fā)出高錳酸鉀除微污染新工藝。這種工藝只需要向水中投加少量高錳酸鉀,不需增設(shè)大型設(shè)備,不需改變凈化處理流程,經(jīng)濟有效,簡便易行,為我國進行飲用水除污染開辟了一條新途徑。在該成果基礎(chǔ)上,李圭白又開發(fā)出成套系列產(chǎn)品,在我國推廣中深受用戶歡迎。
凝聚和絮凝是水處理中應(yīng)用最廣的方法,但它又是一種復(fù)雜的物理化學(xué)過程,影響因素眾多而難于自動控制,成為長期困擾工程技術(shù)界的一個難題。目前國內(nèi)外流行的是采用多因子檢測、建立數(shù)學(xué)模型的計算機控制法,但由于參數(shù)多,投資大,精確度和可靠性低而未獲普遍推廣。1980年代末國際上出現(xiàn)的流動電流控制法,是一次重大突破,它只需檢測一個因子——流動電流,就能實現(xiàn)精確控制。
李圭白領(lǐng)導(dǎo)的課題組及時抓住這個前沿課題開展研究,并于1991年研制出我國第一臺流動電流檢測儀,使我國成為第二個掌握該技術(shù)的國家。李圭白了解到國際上有一種顆粒在線檢測技術(shù),就果斷地將這項技術(shù)引入凝聚和絮凝控制,開發(fā)出一種全新的絮凝粒子檢測單因子控制法,這是一項重要的發(fā)明成果。流動電流控制法一般只適宜用于給水處理,而絮凝粒子檢測控制法則可適用于一切給水、污水和工業(yè)廢水處理過程。在這兩項成果基礎(chǔ)上,他又研制出成套的系列產(chǎn)品,在科研成果向生產(chǎn)力轉(zhuǎn)化方面取得重要進展。
勤耕不輟 育時代英才
執(zhí)教幾十年的時間里,李圭白院士培養(yǎng)了數(shù)千名給水排水工程技術(shù)優(yōu)秀人才,數(shù)十名博士和碩士,可謂“桃李滿天下”,有些學(xué)生已成為教授,學(xué)者和著名專家。他培養(yǎng)的研究生中有2名國家杰出青年科學(xué)基金獲得者,多人已成為博士生導(dǎo)師,構(gòu)成了市政環(huán)境學(xué)院市政工程學(xué)科的學(xué)術(shù)骨干隊伍,且形成了兩大博士群,分別是以中科院生態(tài)中心主任曲久輝院士和長江學(xué)者馬軍教授為領(lǐng)頭人的除污染方向博士群和以崔福義教授為領(lǐng)頭人的給水系統(tǒng)數(shù)字化方向博士群。
更難能可貴的是,李圭白不僅重視對研究生的培養(yǎng),對本科生他也傾注了大量心血。他每年都積極參與市政工程專業(yè)給新生安排的專業(yè)介紹,每年都給本科生舉辦專業(yè)講座,受到了學(xué)生們的一-致好評。他參編教材三部,成為學(xué)生學(xué)習(xí)的參考,在國內(nèi)外刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文400余篇,寫出學(xué)術(shù)專著六部,為學(xué)生提供了很好的科研材料。
李圭白院士是中國高濁度水處理技術(shù)的奠基人之一,他注重實踐,勇于開拓,他用實踐檢驗理論,修正理論,不斷創(chuàng)新,在水處理領(lǐng)域提出許多新概念、新理論、新工藝和新技術(shù),著書立說,為發(fā)展中國給排水科學(xué)技術(shù)和教育事業(yè)做出了突出貢獻。
人物資料
李圭白 (1931.9.25- )市政工程專家,河南省偃師縣人。生于沈陽,1955年畢業(yè)于哈爾濱工業(yè)大學(xué)。哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授,博士生導(dǎo)師。
1995年當(dāng)選為中國工程院院士。全國高等學(xué)校給水排水工程專業(yè)指導(dǎo)委員會顧問,建設(shè)部科技委員會顧問,中國水工業(yè)學(xué)會副理事長等。
長期從事水處理技術(shù)的科研和教學(xué)工作,在地下水除鐵除錳領(lǐng)域,開發(fā)出了一種高效的接觸催化除鐵除錳新工藝,使我國地下水除鐵除錳技術(shù)進入世界先進行列;在高濁度水處理工藝方面做了大量工作,是我國高濁度水處理技術(shù)的奠基人之一;他研究成功的高濁度水透光脈動單因子絮凝自動控制技術(shù)在國際上處于領(lǐng)先地位;他還參與水上一體化水廠的研究工作,使水廠建造工廠化取得了很大經(jīng)濟效益;研究開發(fā)成功的高錳酸鹽飲用水除污染技術(shù)、流動電流混凝控制技術(shù)等,都是具有國際領(lǐng)先水平的成果;近年來,提出第三代城市飲用水凈化工藝的概念,倡導(dǎo)將超濾膜用于城市水廠等,推動了我國給水處理技術(shù)的發(fā)展。
科研成果獲全國科學(xué)大會獎1項,國家級發(fā)明獎二等2項、三等1項,國家級科技進步獎二等1項、三等1項,以及省、部級獎十余項。在國內(nèi)外刊物上發(fā)表學(xué)術(shù)論文400余篇,寫出學(xué)術(shù)專著六部,參編教材三部,多年來培養(yǎng)了博士后、博士、碩士研究生近百名,為我國給水排水科學(xué)技術(shù)和教育事業(yè)作出了突出貢獻。