執著科研 書寫精彩

施漢昌教授為環境模擬與污染控制國家重點聯合實驗室主任，有著厚重的求學和科研經歷——畢業于清華大學土木與環境工程系；曾是英國水研究中心訪問學者；美國密西根大學高級訪問學者；加拿大Alberta大學訪問教授；2003年在美國Stanford大學作訪問教授。

作為一個環境工程專家，施漢昌教授長期以來將自己的智慧專注于水處理理論與技術的研究，在廢水生物處理的反應器、反應動力學和生物傳感器方面積累了大量的研究成果和經驗，始終用他的創新思維在科技領域中書寫著精彩的篇章，為我國環境污染的控制做出了一個科學家應有的貢獻。

施漢昌教授的科研歷程同樣厚重：承擔了國家863課題“高效好氧生物反應器研究”、“十五”科技攻關課題“小城鎮污水處理高效生物流化復合反應器的研究開發”和國家自然科學基金課題“生物載體內部特性的測試與脫氮模型的研究”等課題的負責人，在科研實踐中取得了多項創新性成果：

（一） 高效好氧生物流化復合反應器

本成果屬于環境保護中污水處理裝置與技術領域。該創新成果對反應器升降流區分別進行了約束，能夠更好地均勻流化，降低能耗并且提高氧轉移效率；反應器不僅能使COD的去除達到快速、高效、低能耗，而且可以實現硝化與反硝化的一體化，滿足脫氮的要求；可以調整高徑比，在保證反應器高效的基礎上使反應器高度有所降低，從而降低了運行能耗；反應器上部采用的溶氣氣浮代替三相分離器，提高了固液分離效果，使反應器更趨近于經濟合理，有效地降低了運行費用。因此，高效好氧生物流化復合反應器具有廣泛的應用前景。

該創新成果的技術特點：好氧高效生物反應器不僅能使COD的去除達到快速、高效、低耗，而且可以實現硝化與反硝化的一體化和化學強化的生物除磷，滿足了脫氮除磷的要求。反應器負荷達到5－15kgCOD/m3?d，COD去除率大于80－90%，占地面積僅為傳統工藝的1/5－1/10。反應器的能耗和運行成本低于傳統好氧工藝。對水污染的控制具有重要的意義，并具有廣闊的應用前景。

該研究創造性地提出了五項新技術，解決了技術難點，并實現了這些新技術的整體集成。在國際上首次成功地將氣浮/過濾技術與生物流化床成功地耦合，形成了具有自主知識產權的新型高效好氧生物流化反應器。

（二）污水處理廠運行技術支持系統

污水處理廠運行技術支持系統（ODSS）由專家系統、模擬系統和培訓系統組成，各子系統的獨立功能和系統的整體功能可用于對城市污水處理廠日常運行的指導。專家系統具有預警功能，故障診斷分析和故障檢索的功能，面向多種不同污水處理構筑物進行診斷；模擬系統以活性污泥系列模型(ASM1/ ASM2/ASM2D/ASM3)為基礎，能對污水處理工藝過程進行實時模擬和預測；培訓系統向用戶提供專業知識培訓和軟件使用培訓。系統最大特點是將專家系統的診斷信息和解決策略與模擬系統的模擬計算結合，用模擬計算數據驗證專家系統診斷分析結果，并通過溶解氧、回流比和排泥量等單元控制模塊實現前饋－反饋控制策略，指導污水處理廠的運行管理和優化。ODSS首次采用單元模塊化的設計思想，使ODSS專家系統和模擬系統的功能結合在底層數據庫中奠定基礎。

（三）多指標環境污染物分析儀

施漢昌教授研發的該儀器擁有完全自主知識產權，且極具創新性。

多指標環境污染物分析儀系統包含了光路、流路和電路等，采用模塊化方案將特定功能的元件，結構緊湊合理。內部集成了微型反應池、光纖采集光路、自動進樣系統、樣品溫控模塊、鎖相放大模塊、分析軟件、微型PC等，使用方便，用戶可在短時間內掌握其測定程序。

在實踐應用中，該分析儀有著良好的效益。目前，該技術成果已在太湖、巢湖、天津工業區等我國環境污染的典型區都有應用，實踐中的應用和市場的反響也證明了這些儀器的確處于國際先進水平。

（四）便攜式微量有機污染物快速檢測儀

便攜式微量有機污染物快速檢測儀利用光波在光纖內，以全反射方式傳輸時在光纖探頭所處的介質中產生倏逝波，該倏逝波可以激發光纖探頭表面連接的抗體或抗原分子上標記的熒光物質，同時結合免疫反應原理，實現待測目標物質的定量檢測。其將倏逝波原理、熒光免疫分析原理及光纖檢測優勢結合于一體，可實現靈敏、準確、快速和經濟檢測。

該創新成果最大的特點是經濟廉價、高效實用。用傳統方法測量，測出一個樣本至少半天時間，需要幾百塊錢，如果用這種可以便攜帶到現場的儀器去測量，一個樣本10分鐘，成本僅20元。測量時所需樣品量少，樣品無需預處理。而更重要的是，該儀器特異性強，在如此便捷的操作下并沒有影響精度，靈敏度高可達10-9g/L。

該儀器應用非常廣泛，除了應用于環境監測外，還可在臨床診斷、生物醫學研究、食品安全、生物與爆炸物反恐、口岸檢驗檢疫等領域應用。

執著前行在科技創新一線的施漢昌教授取得了豐碩的研究成果，已經申請和被授權國家發明專利30余項，在國內外發表論文200余篇，曾獲教育部科技進步獎一等獎、二等獎各一項，教育部技術發明獎二等獎一項和北京市科技進步二等獎三等獎各一項，曾獲中國環境科學學會環境科學優秀科技工作者稱號。

施漢昌，1950年2月生，工學博士，環境工程專業，清華大學環境學院教授，現任環境模擬與污染控制國家重點聯合實驗室主任，長期以來從事水處理的理論與技術研究，在廢水生物處理的反應器、反應動力學和生物傳感器方面積累了大量的研究成果和經驗。他擔任國家863課題“高效好氧生物反應器研究”、“十五”科技攻關課題“小城鎮污水處理高效生物流化復合反應器的研究開發”和國家自然科學基金課題“生物載體內部特性的測試與脫氮模型的研究”等課題的負責人。他與美國斯坦福大學、加拿大Alberta大學、比利時根特大學等開展了多項國際合作研究。“九五”期間開展了酵母菌對水中BOD的原位檢測方法和大腸桿菌對水中苯的原位檢測方法的研究，同時還開展了對廢水生物處理系統中微生物活性測定的生物傳感器以及自動檢測與數據采集系統的研究。并于1995年開發了國內第一個以IAWQ模型為核心的漢化的廢水生物處理過程模擬軟件。他曾作為專題負責人負責國家“九五”科技攻關專題（96-909-05）和國家自然科學基金重點項目（29637010）專題的研發。