將工業(yè)廢水“激濁揚清”
——記“國家卓越工程師團隊”南京大學工業(yè)廢水治理技術(shù)與裝備團隊
【國家工程師】
◎本報記者 金 鳳
“水中有哪些新污染物，界定新污染物的指標體系該怎么建立，如何判斷它們對人類健康和生態(tài)環(huán)境的影響？”近日獲評“國家卓越工程師團隊”后，南京大學工業(yè)廢水治理技術(shù)與裝備團隊(以下簡稱“團隊”)又瞄準新污染物開展攻堅。
2月3日，在南京大學環(huán)境學院的實驗室外，團隊負責人、中國工程院院士、南京大學教授任洪強語速飛快地與科技日報記者分享了他們最近的研究動態(tài)。
30多年來，任洪強帶領(lǐng)團隊在我國復(fù)雜廢水生物處理增效調(diào)控技術(shù)與工程應(yīng)用方面持續(xù)深耕，累計凈化上億噸工業(yè)廢水。如今，他又帶領(lǐng)團隊開辟新的戰(zhàn)場，力求在水質(zhì)風險控制方面取得突破。
“我們希望，用科技自立自強，解決水污染、守護水健康，為我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供充沛的‘水動力’。”這是任洪強的學術(shù)信仰，也是團隊的奮斗目標。
從豬糞里“淘寶”，用微生物幫企業(yè)解決治污難題
任洪強與工業(yè)廢水的“短兵相接”，始于20世紀90年代。
“當時，國內(nèi)對付工業(yè)廢水的最好生物武器來自豬糞。豬糞中有厭氧微生物，這些微生物可以把廢水中的污染物降解為沼氣和二氧化碳。”任洪強介紹，當年團隊研發(fā)厭氧生物處理技術(shù)充滿鮮為人知的艱辛。
在正式處理工業(yè)廢水前，要先將豬糞攪拌均勻。寒冬時節(jié)，任洪強時常會披著一件軍大衣，握著一把鎬頭，在水槽旁一點點地攪拌。寒風夾著臭氣，將他熏成一個“味道濃郁”的人，“每次上公交車，大家都捂著鼻子躲著我。”他說。
工業(yè)廢水和豬糞在反應(yīng)器里的混合比例及液體流速頗為講究。為了掌握豬糞在反應(yīng)器里的濃度，任洪強經(jīng)常徒手爬上高高的厭氧反應(yīng)器，從不同高度的取樣口，逐一抽取水樣進行檢驗。
“工業(yè)廢水處理最大的難題是‘一事一議’。”任洪強解釋，“食品廢水、化工廢水、制藥廢水中的污染物千差萬別，而且不同廠家的生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)原料、附加物都不同，所以產(chǎn)出的污染物也就不同。我們要從豬糞里篩選、分離、培養(yǎng)不同的微生物，對付各種污染物。”
為了讓微生物“克敵制勝”，任洪強和團隊成員就24小時守在工廠里監(jiān)測反應(yīng)數(shù)據(jù)。“實驗一旦啟動就不能停。我們經(jīng)常下半夜爬起來，調(diào)試注入廢水的溫度、進水量、流速等參數(shù)，監(jiān)控微生物與污染物的反應(yīng)效率。”任洪強介紹。目前團隊已為100多家企業(yè)提供了工業(yè)廢水解決方案，幫助不少企業(yè)化解了治污難題。
經(jīng)驗疊加大數(shù)據(jù)，讓廢水治理更高效
隨著時代發(fā)展和技術(shù)迭代，工業(yè)廢水中的污染物越來越復(fù)雜。這對廢水處理技術(shù)也提出挑戰(zhàn)。
2013年，浙江一家藥企在環(huán)保督察中被亮起紅牌，企業(yè)輾轉(zhuǎn)找到了任洪強。
治病要知道病因。團隊首先根據(jù)藥物生產(chǎn)流程，在生產(chǎn)線上布設(shè)取樣點。研究人員每隔兩小時取一次水樣，再結(jié)合數(shù)據(jù)分析不同生產(chǎn)階段廢水中的污染物。他們花了約3個月進行取樣分析，積累了大量數(shù)據(jù)。
搞清楚“病因”后，團隊開始“開藥方”。“我們采取了不同工藝來預(yù)處理廢水。對于高鹽、高毒性的廢水，用電化學法；對含有小分子懸浮物的廢水，用膜分離法；對含有大分子殘留物的廢水就加化學試劑混凝……”任洪強說。
這次技術(shù)升級，也讓任洪強看到了數(shù)據(jù)的價值。2013年，團隊基于多年積累的污染物、微生物、處理工藝的數(shù)據(jù)，構(gòu)建了“廢水全息數(shù)據(jù)平臺”。
“2003年至今，我們已經(jīng)系統(tǒng)解析了全國200多家自來水廠、500多家污水處理廠、300多處自然水體中典型污染物的分布特征，累計解析獲取了活性污泥中4000余種具有群感功能的微生物。”任洪強團隊成員、南京大學副教授王瑾豐介紹，目前團隊獲取的生物污染物數(shù)據(jù)已超過6000萬條，典型化學污染物數(shù)據(jù)超過91萬余條。
“有了這些數(shù)據(jù)，我們就可以將污染物的信息錄入系統(tǒng)，與功能微生物進行匹配分析，找到最合適的微生物和工藝條件。”任洪強解釋。
30多年來，團隊的成果已應(yīng)用于21個省(市)近百項廢水處理限控達標、增效提標、再生回用的工程實踐中。前不久，他們主導(dǎo)研制的智慧水務(wù)領(lǐng)域首項國際標準獲批正式發(fā)布。這項標準為未來全球飲用水、污廢水、雨水、地表水、地下水、流域水等水系統(tǒng)智慧管理提供了遵循。
眼下，任洪強正準備將團隊30多年的經(jīng)驗寫入教材，讓學生們知道中國的工業(yè)廢水治理從何處來，到何處去。(科技日報)
