郝曉地，北京建筑大學(xué)講席教授，中-荷未來(lái)污水處理技術(shù)研發(fā)中心負(fù)責(zé)人、環(huán)境與能源學(xué)院市政工程系學(xué)科學(xué)術(shù)帶頭人。2001年10月獲荷蘭代爾夫特理工大學(xué)博士學(xué)位，同年12月通過(guò)北京市“綠色通道”人才計(jì)劃引進(jìn)至我校工作。目前擔(dān)任水處理領(lǐng)域頂尖期刊《Water Research》區(qū)域主編（Editor）。研究領(lǐng)域?qū)Ｗ⒂谖鬯幚硖贾泻图夹g(shù)集成，可持續(xù)污水處理技術(shù)研發(fā)，擅長(zhǎng)污水脫氮除磷及其模擬技術(shù)、污水處理資源化技術(shù)，著有《藍(lán)色經(jīng)濟(jì)下的水技術(shù)策略》、《污水處理碳中和技術(shù)》、《可持續(xù)污水-廢物處理技術(shù)》、《磷回收概觀與磷回收技術(shù)》等著作。截止目前，承擔(dān)了8項(xiàng)國(guó)家級(jí)項(xiàng)目和十幾項(xiàng)省部級(jí)及橫向項(xiàng)目；發(fā)表論文近300篇，其中國(guó)際刊物發(fā)表90篇。2020年美國(guó)斯坦福大學(xué)（Stanford University）發(fā)布了世界排名前2%科學(xué)家排行榜（World’s Top 2% Scientists 2020），郝曉地教授入選環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域榜單。
郝曉地教授在專注污水處理與資源回收等科學(xué)研究，其研究具有前瞻性和方向引領(lǐng)作用。早在2006年，針對(duì)我國(guó)污水特點(diǎn)，提出了“一個(gè)中心（可持續(xù)）、兩個(gè)基本點(diǎn)（碳中和和磷回收），最終全面變藍(lán)色”的可持續(xù)污水處理理念，并為此著書立說(shuō)。隨著習(xí)近平總書記最近提出了我國(guó)爭(zhēng)取2060年實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)，其污水處理碳中和理論已成為污水處理領(lǐng)域的旗幟。此外，“學(xué)術(shù)國(guó)際化，技術(shù)社會(huì)化”乃郝曉地研發(fā)座右銘，不僅理論研究國(guó)際建樹，而且技術(shù)落地開花。他曾與北京排水集團(tuán)合作開發(fā)污水處理數(shù)學(xué)模擬技術(shù)多年，完成對(duì)北京高碑店等污水處理廠問(wèn)題診斷、運(yùn)行優(yōu)化等模擬工作，亦對(duì)太原等地多座污水處理廠基于數(shù)學(xué)模擬技術(shù)進(jìn)行升級(jí)改造。2016年，他牽頭推動(dòng)北京建筑大學(xué)、荷蘭代爾夫特理工大學(xué)與北京首創(chuàng)股份有限公司聯(lián)合成立“中—荷未來(lái)污水處理技術(shù)研發(fā)中心”，在提升學(xué)術(shù)能力的同時(shí)，推動(dòng)污水資源化、好氧顆粒污泥、數(shù)學(xué)模擬等等技術(shù)在國(guó)內(nèi)開展工程應(yīng)用，獲得了社會(huì)各界的廣泛認(rèn)可。
郝曉地教授和Mark van Loosdrecht教授指導(dǎo)學(xué)生實(shí)驗(yàn)
提出“一個(gè)中心（可持續(xù)）、兩個(gè)基本點(diǎn)（碳中和與磷回收），最終全面變藍(lán)色”的污水處理技術(shù)發(fā)展理念
良好環(huán)境是社會(huì)發(fā)展的載體，而水資源在社會(huì)發(fā)展各個(gè)單元間起著連接性和不可替代性的作用�？v觀我國(guó)環(huán)保事業(yè)發(fā)展，在過(guò)去幾十年粗放式發(fā)展中，水環(huán)境遭到了嚴(yán)重破壞，而水環(huán)境惡化和水資源短缺則是制約社會(huì)可持續(xù)發(fā)展的瓶頸。結(jié)果，我國(guó)水環(huán)境治理重復(fù)了發(fā)達(dá)國(guó)家先污染、后治理的老路。2015年，國(guó)務(wù)院發(fā)布了《水污染防治系統(tǒng)計(jì)劃》，大力推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，以改善水環(huán)境質(zhì)量為核心，按照“節(jié)水優(yōu)先、空間均衡、系統(tǒng)治理、兩手發(fā)力”原則，強(qiáng)化源頭控制，水陸統(tǒng)籌、河海兼顧，系統(tǒng)推進(jìn)水污染防治、水生態(tài)保護(hù)和水資源管理。該行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施近5年以來(lái)，盡管總量減排數(shù)據(jù)呈現(xiàn)明顯下降趨勢(shì)，但水環(huán)境質(zhì)量似乎并沒(méi)有根本好轉(zhuǎn)跡象。一方面，在水環(huán)境治理過(guò)程中，環(huán)境遺留和水環(huán)境質(zhì)量改善的延遲效應(yīng)導(dǎo)致了實(shí)際效果滯后。另一方面，水環(huán)境治理理念和技術(shù)落后也導(dǎo)致了我國(guó)現(xiàn)階段水環(huán)境治理效果不佳或出現(xiàn)二次污染現(xiàn)象。以我國(guó)污水處理廠提標(biāo)改造為例，所應(yīng)用的升級(jí)工藝仍是基于“污水乃廢棄物”之傳統(tǒng)觀念，不注重資源回收，一味以高能耗、高藥耗實(shí)現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放。根據(jù)我們最新合作研究成果表明，傳統(tǒng)污水處理提標(biāo)改造技術(shù)，以能耗能，雖然可獲得出水達(dá)標(biāo)，但因巨大電耗和藥耗，對(duì)總環(huán)境的負(fù)面影響實(shí)際上在增大，水質(zhì)達(dá)標(biāo)實(shí)際上是以溫室氣體排放和污染土壤為代價(jià)的。
為此，郝曉地教授早在2006年就提出了符合我國(guó)污水特點(diǎn)和污水處理發(fā)展實(shí)際的可持續(xù)污水處理方案，即“一個(gè)中心（可持續(xù)）、兩個(gè)基本點(diǎn)（碳中和與磷回收），最終全面變藍(lán)色”的污水處理技術(shù)研發(fā)理念與思路，具有前瞻性和方向性。在這一思路指導(dǎo)下，郝曉地教授相繼提出并發(fā)展了“京標(biāo)A”水污染物排放標(biāo)準(zhǔn)的資源化工藝，以最小資源、能源消耗實(shí)現(xiàn)污水處理達(dá)到“京標(biāo)A”排放標(biāo)準(zhǔn)的同時(shí)，最大限度地回收污水中的營(yíng)養(yǎng)元素，實(shí)現(xiàn)剩余污泥資源/能源化轉(zhuǎn)化，逼近污水處理廠“碳中和”運(yùn)行目標(biāo)，以解決北京市污水處理廠面臨的提標(biāo)改造問(wèn)題。另外，針對(duì)磷資源單向流動(dòng)特性和我國(guó)優(yōu)質(zhì)磷礦儲(chǔ)量日益減少的實(shí)際情況，郝曉地教授在污水處理層面探究了磷回收的最佳方式和位置，包括生物厭氧池上清液的側(cè)流化學(xué)沉淀鳥糞石回收技術(shù)。這一技術(shù)不僅可以高效地取得對(duì)磷資源的回收，還能夠減輕生物池的處理負(fù)荷，強(qiáng)化出水水質(zhì)，一舉兩得。最近，郝曉地教授在國(guó)內(nèi)首次提出了污水熱能回收實(shí)現(xiàn)污水處理廠“碳中和”運(yùn)行的技術(shù)思路。市政污水余溫是一種低品位能源（不能用于發(fā)電），可用于污水處理廠自身和周邊（3-5km）建筑供熱/制冷、溫室供暖，甚至還可直接用于厭氧消化器加熱、污水冬季加熱、污泥干化等目的。這部分熱能儲(chǔ)量遠(yuǎn)高于化學(xué)能，實(shí)際可回收熱能是化學(xué)能的9倍之多。
污水處理碳中和與能量平衡（來(lái)自文章原圖）
匯聚國(guó)際智力，為我國(guó)水環(huán)境治理出謀獻(xiàn)策
自2015年頒布“水十條”以來(lái)，我國(guó)開始了整治城市黑臭水體、改善流域水環(huán)境的攻堅(jiān)戰(zhàn)，其中污水處理廠提標(biāo)改造是很重要的一環(huán)，盡量減少流入水體環(huán)境的污染物總量，提升水環(huán)境自凈化能力和彈性，甚至可以實(shí)現(xiàn)污水中能源和資源提取回收，構(gòu)建循環(huán)經(jīng)濟(jì)，推動(dòng)可持續(xù)發(fā)展。而這一目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)均依賴于智力支持，即可持續(xù)污水處理技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步。2017年11月初，《Water Research》時(shí)任總編Mark van Loosdrecht教授、區(qū)域主編郝曉地教授在北京就合作出版中國(guó)特刊的可能性，與《中國(guó)給水排水》雜志負(fù)責(zé)人進(jìn)行了初步討論。這期特刊的初衷是基于中國(guó)本土努力和（或）全球合作，通過(guò)智力集聚，聚焦幫助中國(guó)解決現(xiàn)存的嚴(yán)重的水問(wèn)題。
就聯(lián)合出版特刊一事，郝曉地教授數(shù)次與艾思唯爾（Elsevier）出版公司《Water Research》雜志主管Gilles Jonker先生密切溝通；并在2018年格魯吉亞Tbilisi舉行的《Water Research》年度編委會(huì)上，與對(duì)方交流，獲得積極的響應(yīng)；2018年7月底Mark van Loosdrecht教授、郝曉地教授與《中國(guó)給水排水》雜志負(fù)責(zé)人確定中國(guó)特刊主題：Water in China；最終，于2018年9月東京IWA水大會(huì)期間，Mark van Loosdrecht教授、郝曉地教授、陳光浩教授、袁志國(guó)教授、Gilles Jonker等正式確定中國(guó)特刊事宜。特刊由郝曉地教授作為主編，邀請(qǐng)澳大利亞昆士蘭大學(xué)袁志國(guó)教授和香港科技大學(xué)陳光浩教授作為客座主編共同進(jìn)行審稿編輯。這是《Water Research》第一次以國(guó)家或地區(qū)為名出版特刊，也是《Water Research》第一次與國(guó)外期刊合作，更是開創(chuàng)了中文水專業(yè)期刊與國(guó)際頂尖雜志合作出版的先例，幫助中國(guó)期刊登上國(guó)際舞臺(tái)，可以說(shuō)創(chuàng)造了新的歷史，值得銘記。
《Water Research》“中國(guó)之水”特刊
合作技術(shù)研發(fā)，打破國(guó)外技術(shù)壟斷
好氧顆粒污泥技術(shù)被譽(yù)為“下一代”污水處理技術(shù)，由荷蘭公司產(chǎn)業(yè)化并工程化推廣，目前已應(yīng)用于10余個(gè)國(guó)家的70多座污水處理工程中。然而，由于技術(shù)封鎖，我國(guó)目前尚未有好氧顆粒污泥工程化應(yīng)用。目前我國(guó)正進(jìn)行老舊污水處理廠升級(jí)改造，城市緊缺的土地面積限制了污水處理廠擴(kuò)容，好氧顆粒污泥為解決這一問(wèn)題可以“另辟蹊徑”。依托“中—荷未來(lái)污水處理技術(shù)研發(fā)中心”，郝曉地教授聯(lián)合荷蘭代爾夫特理工大學(xué)，依托北京首創(chuàng)股份有限公司中試場(chǎng)地，進(jìn)行了好氧顆粒污泥技術(shù)自主研發(fā)。中試裝置（50 m3/d）設(shè)計(jì)、調(diào)試、運(yùn)行與結(jié)果分析取得了良好進(jìn)展，并被命名為CREATE，中國(guó)擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，打破了國(guó)外的技術(shù)封鎖，實(shí)現(xiàn)了在中國(guó)低碳源水質(zhì)條件下的顆粒污泥的培養(yǎng)。在此基礎(chǔ)上，首創(chuàng)股份在2020年3月份在河南南陽(yáng)淅川開展了500 m3/d規(guī)模示范工程項(xiàng)目，并于當(dāng)年9月份通水運(yùn)行。經(jīng)過(guò)幾個(gè)月培養(yǎng)，順利實(shí)現(xiàn)了污泥顆粒化且成型比例良好穩(wěn)定，在不投加藥劑的情況下已完全達(dá)到一級(jí)A標(biāo)準(zhǔn)，成為中國(guó)自主研發(fā)好氧顆粒污泥技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的典范。在該技術(shù)推廣后，可實(shí)現(xiàn)污水處理技術(shù)的跨越式發(fā)展，為城市污水處理廠節(jié)省生物反應(yīng)器占地75%、節(jié)約電耗25%，節(jié)約碳源50%，可顯著提升出水水質(zhì)，提高運(yùn)行管理的穩(wěn)定性，長(zhǎng)期直接經(jīng)濟(jì)效益數(shù)以億計(jì)。綠水青山就是金山銀山，對(duì)于城市發(fā)展來(lái)說(shuō)，水環(huán)境的優(yōu)劣不僅關(guān)系到民眾的福祉，更關(guān)系到一個(gè)城市的承載力和發(fā)展的可持續(xù)性。
中-荷中心成立簽約
中-荷中心邀請(qǐng)荷蘭專家進(jìn)行污水處理數(shù)學(xué)模型交流
郝曉地教授與MarkvanLoosdrecht教授在中試基地
好氧顆粒污泥工藝工程示范現(xiàn)場(chǎng)（南陽(yáng)淅川）
中-荷中心團(tuán)隊(duì)成員在好氧顆粒污泥示范工程基地實(shí)習(xí)
實(shí)用技術(shù)助力企業(yè)技術(shù)進(jìn)步
早在2018年，“中-荷中心”便著手開始“摸底”污水處理碳排放（碳足跡）情況，并從全生命周期（LCA）角度建立評(píng)價(jià)污水處理對(duì)總環(huán)境影響的模型方法。這與目前國(guó)內(nèi)強(qiáng)調(diào)的“碳達(dá)峰”、“碳中和”戰(zhàn)略目標(biāo)不謀而合。日前，污水處理碳足跡模型與全生命周期環(huán)境影響評(píng)價(jià)模型已完成構(gòu)建，并以應(yīng)用軟件方式呈現(xiàn)于首創(chuàng)股份運(yùn)營(yíng)管理服務(wù)器。該項(xiàng)研究成果受到生態(tài)環(huán)境部重視，前不久應(yīng)邀前往生態(tài)環(huán)境部水司，與首創(chuàng)股份一同前往進(jìn)行了專題匯報(bào)，受到好評(píng)。
此外，應(yīng)對(duì)水業(yè)高速發(fā)展的“智慧水務(wù)”、“大數(shù)據(jù)分析”等形勢(shì)，“中-荷中心”提出對(duì)生物處理過(guò)程工藝過(guò)程精準(zhǔn)模擬與運(yùn)行優(yōu)化才是“智慧水務(wù)”的核心。為此，“中-荷中心”早在4年前便開展了卓有成效的數(shù)學(xué)模擬技術(shù)研發(fā)與實(shí)踐工作。經(jīng)長(zhǎng)達(dá)4年之久研發(fā)與實(shí)踐，不僅在首創(chuàng)股份公司內(nèi)部完成了對(duì)A2/O、CAST、氧化溝、MBR等工藝數(shù)個(gè)污水處理廠模型構(gòu)建和運(yùn)行優(yōu)化工作，而且首創(chuàng)股份還開始對(duì)外承接生物建模與優(yōu)化業(yè)務(wù)。到目前為止，已完成廈門環(huán)科公司下屬前埔污水處理廠（20 萬(wàn)m3/d）運(yùn)行優(yōu)化建模項(xiàng)目，后期還將繼續(xù)為廈門水務(wù)其它4個(gè)污水處理廠提供運(yùn)行優(yōu)化建模服務(wù)和智慧運(yùn)行平臺(tái)技術(shù)支持。與此同時(shí)，還有更多公司外建模業(yè)務(wù)也正處于商談之中。
