問水哪得清如許

專家簡介

楊慶，北京工業大學研究生院副院長，環境與能源工程學院副教授，工學博士。1979年出生于哈爾濱市；2002年于哈爾濱工業大學獲給水排水專業工學學士學位；2005年于哈爾濱工業大學獲得環境工程專業工學碩士學位；2009年于北京工業大學獲得環境工程專業博士學位。《Environmental Science and Technology》、《Journal of Chemical Technology and Biotechnology》等國外英文刊物的審稿人。主要研究方向為污水生物脫氮除磷新工藝及其過程控制，主持國家自然科學基金1項，教育部博士點基金新教師基金1項，出版專著1部《序批式活性污泥法原理與應用》（55萬字），發表論文70余篇，其中第一、二作者25篇，被SCI檢索9篇、被EI檢索4篇；申請專利8項，其中發明專利5項（均獲得授權）、實用新型專利3項。獲獎20余項，2009年作為第四完成人獲得國家科技進步獎二等獎，2012年作為第五完成人獲國家科技進步獎二等獎。

憑著對科研的熱愛和執著，他在一次次試驗中不輕言放棄，總能抓住創新機遇：憑借對學科的博學和慎思，他在實踐的彎路中總結問題，尋找突破。在環境污染嚴重影響人民生活的今天，有一位年輕的學者，他將所有的熱血傾注于污水生物脫氮除磷新工藝及其過程控制中，所取得的突破性成績更令國內外審評專家贊嘆不絕。

他就是北京工業大學環境與能源工程學院楊慶博士：一位在試驗中回答“問水哪得清如許”的科研新秀。

銳意進取：用技術證明實力

楊慶博士認為做學問需要“博觀約取，厚積薄發”，而他也是這樣要求自己的，正是在對國際前沿知識的廣泛積累中，他不斷超越自己，也超越他人。近年來，楊慶博士都做了哪些創新性突破呢？

首先是在污水短程生物脫氮技術方面。短程硝化反硝化技術對于節省能源和碳源具有重要意義，楊慶博士通過前期實驗室研究，提出了通過實時控制實現短程硝化的方法，并在此基礎上，在北京北小河城市污水處理廠建立中試基地。2006年，中試研究取得了突破性進展，在國內外首次采用實際城市污水，在平均溶解氧大于2mg/L的條件下，溫度為11.8～25℃的范圍內，在中試規模中（有效容積54m³）實現了穩定的常溫、低溫短程硝化反硝化：系統在保證總氮去除率在98.2%的基礎上，亞硝化率保持在95%以上。該成果發表在環境工程領域最重要的權威學術刊物《Environmental ScienceTechnology》（影響因子5.23）上，相關研究成果得到了多位審稿人的高度評價，目前該文章已被引用54次，一位審稿人認為“該文章反映了在污水處理廠節能與安全穩定運行，這一十分重要領域內的優良原創性技術成果”，另一位審稿人認為，“這篇投稿和這項研究的新穎性具有重要意義……作者較好地進行了這項研究的試驗，并且得出了新穎的研究結果”。北京市科學技術委員會鑒定認為“利用實時過程控制實現低溫城市污水短程生物脫氮”的研究成果達到了國際領先水平。同時，以該成果為創新點之一的項目獲2009年國家科技進步獎二等獎。

其次，在對于脈沖SBR工藝深度脫氮的研究成果中，楊慶博士也已取得了階段性成果。通過采用分段進水交替好氧缺氧的運行方式，結合實時智能控制方法，既可以有效利用原水中的碳源反硝化，又節約了氧化有機物所需的供氧量。在充分利用原水中有機碳源的前提下，可使出水TN小于10mg/L。通過對工藝過程DO、ORP和pH值的在線檢測，建立的脈沖式SBR法深度脫氮智能控制體系，更有效地控制SBR法多段進水的運行方式，提高運行系統的穩定性，為開展城市污水處理脫氮除磷運行優化關鍵技術研究奠定了基礎。

再次，在關于污水生物脫氮過程中N20產生與釋放的研究中，通過理論分析和試驗，他們初步考察了生活污水脫氮過程中N20產生途徑及其影響因素，初步認為N20可能由氨氧化菌以氨氮為電子受體，在亞硝酸鹽的還原過程中產生。分段進水的運行方式降低了產生N20的兩種底物氨氮和亞硝酸鹽的濃度，強化了缺氧反硝化作用，成功地降低了短程脫氮過程中N20的產生量。該方面發表在環境工程領域最重要的權威學術刊物《Envi ronmental ScienceTechnology》上的相關研究論文，得到了編輯和多位審稿人的高度評價。目前該論文已被引用22次，他引19次。外審專家對N20產生及減量研究給予了高度評價，論文的責任編輯認為“幾位審稿人都認為該文完成了一項及時的研究，為污水處理過程中N20產生量方面，提供了一些新的見解……”，一位審稿人認為“分段進水運行模式是一種有效降低生活污水脫氮過程中N20的生成量的方法，具有很高的實際價值……”，另一位審稿人認為“這是一篇及時而有價值的稿件，對于理解和降低廢水處理系統中N20產生量來說是非常重要的稿件。”

同時在學術交流方面，楊慶博士也表現出了積極活躍的一面。他先后于2005年10月參加了在北京舉辦的中國城鎮水務發展戰略國際研討會，并發表論文；2005年11月參加了在上海舉辦的亞洲國際過程自動化技術研討會：2005年7月-8月曾赴日本前橋工業大學訪問學習1個月，期間參加了中日水環境污染防治與修復學術研討會及國際給排水設備與技術交流會；2009年6月赴澳大利亞凱恩斯參加IWA國際會議，并作口頭發表；2012年9月赴韓國參加IWA水大會。

春蠶吐絲：在教學中探索新法

除了科研工作，楊慶博士在教學模式的探討與實踐中也做出了不俗的成績。他認為，如何使學生在課堂學習中既抓住重點又能了解豐富的相關知識，是每一門課都需完成的基本任務。因此針對學校開設的《水質工程學》課程涉及的知識面廣、學科交叉內容多的特點，楊慶博士提出了“兩點一線”的教學模式，即在每一堂課上都按“重點”、“難點”和內容主線的模式來展開。

他提出提綱挈領抓“主線”，即對于復雜事物的理解，如果能找到其內在的聯系和規律，建立其發展脈絡或主體線索，將最主干的內容總結出來，就能在整體方向上將復雜問題簡單化，形成邏輯性較強的系統結構，并加深了理解和認知。由于《水質工程學》課程內容豐富，涉及到的原理、工藝非常多，為了使學生在學習過程中，有一個清晰的思路，楊慶博士就在講授每一個大的章節前總結一下該章節的課程內容“主線”，使學生對該章內容有一個整體的把握。“這樣既加強了學生對內容的理解也鍛煉了他們的思維方式。”楊慶博士說。

其次是“突出重點、難點”楊慶博士說，在把握了課程主線的基礎上，在教學中還突出了“重點”內容的講解，并通過反復強調、運用多媒體課件豐富、形象的可視化資源等方式，加深學生的記憶。通過備課時對“難點”的把握，用最簡單、明了的語言、形象的比喻、多媒體演示等方法把難點講透。

而在多媒體教學課件制作中，他們則堅持“1：10”原則。楊慶博士說，一套結構清晰、重點突出、內容豐富的教學課件體現了教師在備課準備工作上的辛勤付出，因此他認為講課的時間與在備課過程中制作多媒體課件的時間應至少滿足“1：10”的原則，即制作課件備課的時間要10倍于課堂授課的時間。開展多媒體教學以來，楊慶博士完成“水質工程學”課程全部的PowerPoint，不僅攝制、下載了大量的圖片資料，更重新制作了大量的動畫納入其中。他們還與“北京東方仿真控制技術有限公司仿真培訓教學事業部”聯合，結合《水質工程學》教材，開發了污水處理系統的仿真控件（以FLASH的形式）。在課堂教學和實驗教學中，該仿真控件起到很好的效果。

從楊慶博士在對教學模式的研究和實踐中，我們可以看出這位年輕的教師對學生培養的重視和所付出的心血之多。……“業精于勤，行成于思”，楊慶博士就是這樣在勤勉中做學問，在慎思中抓教學，這一優良品質將不斷激勵他在科研的道路上鏗鏘前行！