用科技的力量支撐起“美麗中國夢”

楊揚

華南理工大學環境與能源學院汪曉軍教授堅守科研第一線，在廢水處理工程與水處理藥劑的教學與研究方面取得了斐然的成績，僅在化學氧化與曝氣生物濾池及其組合方式相關領域，就申請了20余項發明專利，有效解決了廢水處理成本高、生物降解有機物處理難等問題，創造了巨大的經濟效益和社會效益，為我國的環保事業發展做出了重要貢獻。

創新工藝，經濟環保

汪曉軍教授介紹說，我國人口密度大，產業結構以工業產品輸出為主，水污染的污染負荷總量大，要改進我們的總體水環境狀況，必須以最經濟的方式，最大限度地削減污染總負荷。然而，目前我國最便宜的廢水處理工藝是生化處理工藝，在生化處理工藝中，廢水經處理后，往往會殘留一些不可生物降解的有機物，對這些不可生物降解的有機物，不能再用生化法作進一步的深度處理，只能采用各種化學氧化或電化學氧化，物理吸附等方法處理。但完全采用化學氧化處理廢水，又需要較高的經濟成本。

為了有效解決傳統廢水處理工藝中存在的問題，并降低經濟成本，汪曉軍教授帶領科研團隊進行了深入的研究并查閱了大量文獻資料。他們發現，在對工業廢水進行化學氧化過程中，一些不可生物降解的有機物被直接氧化脫除，此外，還有部分不可生物降解的有機物轉化為可以生物降解的有機物。于是，他們創新發明了“化學氧化-曝氣生物濾池工藝”這一廢水深度處理技術，并于2005年申請了國家專利。

該專利（專利號：200510035132.9）技術選用了目前可以大規模工業化應用的化學氧化技術，芬頓氧化或臭氧氧化技術。同時，在后續的處理過程中，汪教授等人選用對低濃度有機廢水處理比較高效的曝氣生物濾池工藝，可以將這些已經轉化為可生物降解的有機物進一步生化處理，使出水達到更高的環境標準。該方法的最大優點就是：采用了化學氧化的有效性，與曝氣生物濾池生化處理的經濟性能有效地完美地結合起來，有效且經濟地脫除廢水中難生物降解的有機物。隨著近年來廢水排放標準的不斷提標升級，該技術得到越來越廣泛地應用。

另外，汪曉軍教授帶領科研團隊發明的“臭氧氧化與曝氣生物濾池-體化工藝”是“化學氧化-曝氣生物濾池工藝”的進一步發展，并于2007年申請了國家專利（專利號：200710028132.9）。這一專利技術首次提出并成功實施了在一個反應器中完成化學氧化與生化反應，是廢水處理技術的又一大進步。

目前，大多數研究學者認為，臭氧的氧化殺菌性太強，在臭氧氧化系統中不可能發生生化作用。但使用過臭氧進行水處理的人也知道，臭氧氧化處理后的水，更容易引起微生物的爆發性增長。于是，汪曉軍教授帶領科研團隊巧妙的利用了臭氧在水中的半衰期短，在污水中，由于還原性物質的存在，其降解速度更快，故在“臭氧-曝氣生物濾池一體化工藝”中，曝氣生物濾池采用上流式的結構，臭氧先與廢水發生化學氧化反應。同時，殘留的臭氧，可以抑制曝氣生物濾池最容易引起堵塞的濾板濾頭部分的微生物增長，減緩了濾池的堵塞，且臭氧分解的副產物-氧氣，又提高了好氧生化系統的供氧能力。中試試驗裝置與工程實踐表明，在臭氧-曝氣生物濾池一體化工藝中，濾板以上0.5米的范圍內，幾乎沒有微生物滋長，濾板以上0.5～1.5米的范圍內，微生物開始出現并迅速增長，濾板以上1.5米處，微生物的量達到最大，微生物的活性甚至超過普通曝氣生物濾池最高活性，從而保證了臭氧-曝氣生物濾池一體化系統的生化反應的高效。

通過國家自然科學基金的資助，汪教授等人的研究結果是：在適宜的條件下，“一體式臭氧-曝氣生物濾池反應系統”總的處理效率大于首先臭氧氧化，然后進入曝氣生物濾池進行生化處理的兩步處理系統。目前該技術已成功地應用于多家大型印染廠日處理廢水數萬噸的深度處理工程中。

科技支撐，促產業化發展

科技創新只有真正轉化成生產力，才能真正體現其價值。面對我國當前專利技術轉化率不足8%的現象，汪曉軍教授表示：“這是正常的，因為申請專利時只要求想法是創新的，真的要實施時，還存在其它許多問題，如市場需求、經濟性與可行性等等。”而汪教授團隊積極促進科研創新的生產力轉化，其轉化率能達到15%～20%。

汪教授介紹說，他帶領團隊已經成功將“芬頓化學氧化與曝氣生物濾池組合”研究成果應用于垃圾滲濾液的深度處理（江門垃圾填埋場滲濾液處理，杭州天子嶺垃圾滲濾液處理），以及應用于制藥廠廢水的深度處理（珠海聯幫制藥廠廢水的深度處理），而且很多國內環保公司在未經專利許可的情況下也使用了這些技術。另外，“臭氧氧化與曝氣生物濾池一體化工藝”也已經成功地大規模工程化應用于紡織印染廢水的深度處理制革廢水的深度處理等工程（廣東溢達紡織公司3萬噸/日深度處理工程，廣東互太紡織有限公司4萬噸/日深度處理工程，東莞德永佳6萬噸/日深度處理工程等）。

為了提高臭氧的氧化效率，汪曉軍教授帶領科研團隊開發了以陶粒為基質的臭氧氧化催化劑，并申請了兩項發明專利，獲得專利授權。該催化劑具有催化氧化效果穩定，使用壽命長，價格低廉等優點。目前，該專利產品已經大規模工業化生產，并成功地應用于煤制油廢水的深度處理、石化企業廢水深度處理以及印染廢水的深度處理。

同時，汪曉軍教授率領的團隊還開展了對“氧化鐵紅”這一傳統基礎無機化工產品的研究，并申請了三項發明專利，已經有兩項在江門光大化工廠的氧化鐵紅生產裝置上成功地工業化應用。

言傳身教，共筑“美麗中國夢”

作為教授、博士研究生導師，汪曉軍教授在培養學生過程中，非常注重學生的實際工作能力的培養，包括實驗設計、工程設計、現場調試、論文的寫作，以及與相關人員的溝通能力等。談到如何能夠成為一位他這樣出色的學者時，汪教授謙虛地說：“我不算出色，可能我的興趣就是工作，同時，我更喜歡深入基層，了解市場和工程的實際需求，以解決實際工程中存在的問題為樂趣！”正是這樣的言傳身教，讓汪教授培養的學生個個都是國家的棟梁之才。

“聰者聽于無聲，明者見于未形。”科技創新永無止境。汪曉軍教授帶領科研團隊站在科研一線，為祖國的環保事業貢獻著自己的力量，為實現“美麗中國夢”正在一路耕耘。