利用創新科技 營造“碧水藍天”——記南京大學廢水處理新技術與裝備創新團隊

◎ 文/段雨默 王 鵬

碧水藍天無疑是展示人類生態文明建設成果的一個重要窗口。

根據近期國務院下發的《國務院關于加快發展節能環保產業的意見》，節能環保產業到2015年總產值將達到4.5萬億元，成為國民經濟新的支柱產業。

節能環保產業，正由過去的“配角”變身為“主角”。這對我國節能環保產業的發展無疑是個利好消息，也表明了黨和政府的決心。

南京大學廢水處理新技術與裝備創新團隊，專注于廢水處理與資源化新技術研究17年，形成了適應我國廢/污水高標準排放、分質再生、健康回用系列工程實用化新技術，并在產學研合作中積累了許多具有借鑒意義的成功經驗。

17年科學探索之路，該團隊成員歷經風雨。然而，回首科研路上收獲的果實，團隊成員的欣慰之情溢于言表：“我們的創新技術已形成一個完整體系，這些新技術可有效擴大再生水應用，緩解我國工業發展面臨的污染物減排與用水限額的雙重壓力。”

悠悠17載，創新路上成果豐碩

悠悠17載的探索征程，南京大學廢水處理新技術與裝備創新團隊成員翻越了太多外人難以想象的“大山”，而科研路上迎風綻放的一個個亮眼成果，無疑是對他們最大的安慰。

——高效工業廢水高標準排放提標新技術。生物處理技術因成本低、污染物降解徹底等特點，成為目前工業廢水達標處理工程應用最廣泛的技術之一。由于工業廢水水質的復雜性導致生物處理過程微生物的代謝產物、微生物菌群生長基因變異等毒害污染物的生理、生態作用效應異常明顯，生物處理后出水中溶解性微生物產物成為影響廢水深度處理效率和出水水質的重要因素。

南京大學廢水處理新技術與裝備創新團隊借助現代大型分析手段的系統解析，揭示了典型工業廢水處理工藝過程SMP的組分特征、變化規律和產生機制，研發出二級生化出水深度凈化實用化新工藝，進而為提高廢水生物處理效能和深度處理新技術水平提供了支撐。

在廢水處理過程中，生物處理工程的穩定性主要受水質、環境因素影響。工業廢水具有典型的高鹽度、高毒害性等水質特征，團隊借助現代分子生態學研究方法，通過對典型廢水處理工藝過程微生物菌群特征、低溫(5℃～15℃)環境下微生物代謝途徑和分子水平增效機制的系統研究，探索出廢水生物處理過程人工調控強化新方法；研發了基于微生物增效機制的廢水生物膜處理技術和反應器，為極端條件下生物處理工藝穩定化運行提供了技術支撐。

團隊還基于工業廢水高鹽度、高色度、高氨氮、大雜環類等重污染復雜水質特征，以典型污染物(氮、磷、有機物)的深度凈化為核心，研發了污水處理廠升級減排新技術、新工藝和新裝備；開發出以新型功能微生物菌劑、新型微生物固定化新材料等為核心生物強化工藝與裝備，并完成了有機毒害綜合廢水超低排放關鍵技術工程示范和系列標準化裝備產業化生產示范。

——工業廢水分質再生利用新技術。再生是實現廢水高品質回用的基礎，團隊圍繞工業廢水多級回用水質(雜用水、生產用水、循環冷卻補充水等)目標，研究并開發出催化氧化、催化絮凝、膜分離等組合深度處理工藝，發明了適應典型工業行業再生源水水質特點的分質再生新工藝，研發出適應不同水質要求的高效空間功能分區式生物膜反應器和安全消毒一體化裝置等關鍵技術與裝備，并成功應用于工程實際。

圍繞再生源水水質特點及多級回用水質指標需求，團隊重點研究并獲得了多級膜分離技術單元的優化組合、濃縮液專用有機物-無機鹽分離膜組件及應用關鍵控制參數；揭示了經過生物處理后的再生源水中的中微粒、膠體粒子或溶質大分子物質的分布特征、與膜發生物理化學相互作用機制以及在膜表面(或膜孔內)的吸附、沉積作用規律，并開發出適應不同再生源水水質的膜組件最優化組合方法和減緩膜通量下降的自動維護控制系統。

——工業廢水高品質健康回用新技術。工業廢水經過處理過程后的尾水中存在著微痕量高風險(環境激素、持久性有毒物質、毒害基因等)溶解性物質，團隊通過系統研究典型的工業廢水(化工、印染等)和典型處理工藝(A/O、A/A/O、SBR等)的高風險污染物的過程發生機制和遷移轉化規律，建立了多用途再生水健康風險評價方法。

團隊還基于電催化法、臭氧氧化、二氧化氯消毒技術對典型微痕量溶解性高風險毒害物質凈化機理，研究了單元或組合深度凈化工藝對含有高風險毒害物質凈化的規律，研發出基于工業廢水中典型高風險毒污染物安全控制的廢水再生健康生態水質保障技術，并實現了工程化示范應用。

這些新技術的應用，顯著提升了我國廢水再生回用技術水平，具備突出的環境和社會效益。

守護碧水藍天，“水醫院”在行動

南京大學廢水處理新技術與裝備創新團隊，是南京大學首批走出校園探索校府合作共建校外科技平臺、服務企業的團隊。多年的執著探索，使團隊在廢水處理過程微生物強化機制、水處理新材料、水質毒理學、生物反應器成套裝備、廢水分質再生利用和有機污染物生物催化與轉化機理等方面取得了豐碩的研究成果，目前已成為南京大學環境工程學科的特色科研團隊之一。

為促進成果轉化，打造公共技術服務平臺，為環保企業提供科技支撐，團隊開展了廣泛的產學研合作。2005年，團隊與中國宜興環保科技工業園共建了南京大學首個校外政產學研用科技平臺——南京大學宜興環保研究院。研究院定位于“面向技術創新源頭、產學研人才培養基地、網絡化信息交流平臺”， 利用南京大學和自身的科技研發優勢，以 “廢水處理與資源化新技術、面源污染控制與生態工程技術、水資源保護及修復技術、有毒物質生態安全評價技術、水污染防治技術政策與標準研究”等為研究重點，結合目前我國的水環境治理技術需求，開展環境產業核心共性技術的攻關和關鍵工藝的研制、高技術產業的產業化技術開發、產業結構優化升級的戰略性前瞻性技術研發，提升我國環保科技的水平。宜興環保科技工業園環保產業集群優勢明顯、產業鏈較為完善、產業人群和環保產品密集，有利于高端環保科技成果高效產業化。

經過8年時間的努力，南京大學宜興環保研究院在江蘇省、無錫市和宜興市政府的大力支持下，構筑了具有技術研發、技術服務、技術咨詢、技術交流、人才培訓功能的開放式共享平臺，具備提供“水質檢測與分析、治理診斷與模擬、現場中試研究、工程方案”全過程技術服務的能力，被當地譽為“水醫院”，在行業內享有一定知名度。

這一公共技術服務平臺的建成，對提高區域環保產業技術創新水平發揮了顯著的支撐作用。自成立以來，平臺已建成了200多家緊密型產學研合作群，并成立了7個聯合實驗室，參與企業承擔省部級重大成果轉化和面上項目9項，企業聯合技術攻關30多項，為500多家環保企業開展了專項技術服務，成果實現產值新增200億元以上，提高了企業的競爭力和技術創新水平。不僅如此，平臺還創建了“政府扶持、貼近產業、企業受益、學科發展”的科技服務新模式，贏得世界環境署、各級政府部門以及多國政府要員和同行的贊譽。

環保科技和產業的發展關乎每個人的生存環境和生命質量，在這場曠日持久的環境保衛戰中，沒有人可以置身事外。希望南京大學廢水處理新技術與裝備創新團隊在以后的工作中能有更多的創新成果呈現，并投入到實際應用，為水源的清澈作出更大的貢獻。