將工業(yè)廢水“激濁揚(yáng)清”
——記“國家卓越工程師團(tuán)隊”南京大學(xué)工業(yè)廢水治理技術(shù)與裝備團(tuán)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(biāo)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(tuán)隊”后，南京大學(xué)工業(yè)廢水治理技術(shù)與裝備團(tuán)隊(以下簡稱“團(tuán)隊”)又瞄準(zhǔn)新污染物開展攻堅。
2月3日，在南京大學(xué)環(huán)境學(xué)院的實(shí)驗室外，團(tuán)隊負(fù)責(zé)人、中國工程院院士、南京大學(xué)教授任洪強(qiáng)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(qiáng)帶領(lǐng)團(tuán)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(tuán)隊開辟新的戰(zhàn)場，力求在水質(zhì)風(fēng)險控制方面取得突破。
“我們希望，用科技自立自強(qiáng)，解決水污染、守護(hù)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(qiáng)的學(xué)術(shù)信仰，也是團(tuán)隊的奮斗目標(biāo)。
從豬糞里“淘寶”，用微生物幫企業(yè)解決治污難題
任洪強(qiáng)與工業(yè)廢水的“短兵相接”，始于20世紀(jì)90年代。
“當(dāng)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(qiáng)介紹，當(dāng)年團(tuán)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(qiáng)時常會披著一件軍大衣，握著一把鎬頭，在水槽旁一點(diǎn)點(diǎn)地攪拌。寒風(fēng)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(qiáng)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(jìn)行檢驗。
“工業(yè)廢水處理最大的難題是‘一事一議’。”任洪強(qiáng)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(qiáng)和團(tuán)隊成員就24小時守在工廠里監(jiān)測反應(yīng)數(shù)據(jù)。“實(shí)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(jìn)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(qiáng)介紹。目前團(tuán)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(qiáng)。
治病要知道病因。團(tuán)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(diǎn)。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(jìn)行取樣分析，積累了大量數(shù)據(jù)。
搞清楚“病因”后，團(tuán)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(xué)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(xué)試劑混凝……”任洪強(qiáng)說。
這次技術(shù)升級，也讓任洪強(qiáng)看到了數(shù)據(jù)的價值。2013年，團(tuán)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(qiáng)團(tuán)隊成員、南京大學(xué)副教授王瑾豐介紹，目前團(tuán)隊獲取的生物污染物數(shù)據(jù)已超過6000萬條，典型化學(xué)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(jìn)行匹配分析，找到最合適的微生物和工藝條件。”任洪強(qiáng)解釋。
30多年來，團(tuán)隊的成果已應(yīng)用于21個省(市)近百項廢水處理限控達(dá)標(biāo)、增效提標(biāo)、再生回用的工程實(shí)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(biāo)準(zhǔn)獲批正式發(fā)布。這項標(biāo)準(zhǔn)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(qiáng)正準(zhǔn)備將團(tuán)隊30多年的經(jīng)驗寫入教材，讓學(xué)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)
