鄭聲宇



“深入打好污染防治攻堅戰,建立健全環境治理體系,推進精準、科學、依法、系統治污,協同推進減污降碳,不斷改善空氣、水環境質量,有效管控土壤污染風險。”新出爐的《第十四個五年規劃和2035年遠景目標綱要(草案)》中,對持續改善環境質量提出如上要求。
從“十三五”期間我國提出“堅決打好污染防治攻堅戰”,到“十四五”要求“深入打好污染防治攻堅戰”,“堅決”到“深入”,一詞之差,信心更堅定,程度更深入,要求也更高。
精準治污、科學治污,早已成為主流方向。不斷創新減污降碳技術與設備,用科技的力量守護藍天碧水,是每一位新時代環保科技工作者面臨的重大挑戰。
徐海濤,南京杰科豐環保技術裝備研究院院長,南京工業大學環境科學與工程學院副院長、教授,就是一位潛心攻關多年,用創新技術與成果守衛藍天凈土的新時代“環保人”。
入行17年,他扎根科研一線,堅持致力于工業煙氣脫硫、脫硝成套關鍵技術和裝備的開發及工程應用,助力我國工業煙氣治理技術走出了“無—有—優—精”的發展之路。
面對未來,他大膽拓展,成功開發高效率、低能耗、模塊化、可移動的有機污染場地熱脫附修復技術及成套裝備,可有效消除土壤中的污染隱患。
疫情之下,他勇于承擔,及時開發“醫療廢物處置方艙”并送往抗疫一線,為武漢醫療方艙的醫療垃圾焚燒處理作出貢獻。
保藍天、爭凈土,推進精準治污、科學治污,徐海濤一直在路上。
戰煙氣,保藍天
工業污染一直為人詬病,其中煙氣脫硫、脫銷技術因長期從國外引進始終受制于人,影響了企業的綠色發展。
自2003年起,徐海濤就在孫克勤教授的帶領下進行煙氣脫硫、脫硝技術的研究與探索工作。OI2技術研發模式,就產生于他們深耕多年的火電行業煙氣脫硫脫硝治理技術研發過程中。
OI2即精準優化(Optimization)、個性化(Individuation)、集成化(Integration)。這一模式的特別之處在于,它是將工程系統論思維和其他行業最新技術引入了環保領域,以全方位、多尺度、系統級的數值模擬為基礎,以要點實驗和工程實測為校正,進行相關環保技術的研發。
這一模式正符合精準治污的要求。
2004年,我國第一個自主知識產權的煙氣脫硫工程——國華太倉2×135MW建成;兩年后,我國第一個煙氣脫硝工程——國華太倉2×600MW建成。
這兩個工程都是填補國內空白的重要成果,它們的落地應用,幫助我國火電行業實現了自主脫硫脫硝技術的“從無到有”。
而這兩個工程所應用的OI2-WFGD煙氣脫硫、OI2-SCR煙氣脫硝成套技術及裝備,正是對OI2技術研發模式的切實踐行與檢驗。經國家發改委后評估,確認其各項指標均達到或超過國際先進水平。
在實踐中錘煉出的OI2研發模式,伴隨工程應用的增多不斷完善。它成功完成了火電行業煙氣脫硫脫硝過程工藝、關鍵設備、系統集成及優化、工程設計及項目實施四大關鍵技術的開發和研發、設計、工程管理三大平臺的構筑,打破了國內無大型試驗裝置、缺乏工程積累的障礙,突破了“設計-小試-中試-工程應用”的傳統模式及相似理論等限制,實現了技術和裝備與計算機仿真模擬的高度一致,裝置一次投運合格率100%,解決了大型過程工藝開發大型化難、周期長、成熟慢、一次設計達標精度低等世界性難題。
經過努力,徐海濤帶領團隊還將火電行業煙氣脫硫脫硝技術,成功拓展應用到了供熱鍋爐煙氣治理中。
2009年3月,我國第一個城市集中供熱煙氣脫硝工程在北京順義城北供熱中心建成。經過幾年平穩運行,煙氣脫硝指標達到了北京市鍋爐污染物排放標準,脫硝效率達到75%以上。2012年2月項目通過了環境保護技術成果鑒定,總體達到國內領先水平。
此后,徐海濤又成功將技術應用于垃圾焚燒、鋼鐵燒結、危廢處置等非電行業領域,實現了工業煙氣治理技術的“從有到優”。
近年來,徐海濤又帶領團隊研發出了工業煙氣脫硫副產、焦亞硫酸鈉工藝,為硫的資源化利用提供了技術基礎。
這一工藝通過氣體洗滌、高效濾袋除塵、改性陶瓷管過濾等工藝創新,可對不同來源煙氣進行深度高效預處理,并可針對不同產品生產進行靈活切換,形成了撬裝模塊化工藝裝備和智能響應控制系統集成。基于工藝創新與裝備集成,他領導建成了東海、鳳寶、德龍、萊鋼等合計10萬噸/年副產焦亞硫酸鈉裝置,開發了工業煙氣SO2碳熱還原制硫磺、脫硫石膏硫熱分解制SO2工藝包,為工業煙氣中硫的高值化利用探索了新途徑。
截至目前,系列技術成果已成功推廣至蘇源環保(現中建中環)、中鋼天澄、泛亞環保、衛東科技、西山環保等70余家工程公司,應用于大唐、協鑫、國信等企業600多臺鍋爐的煙氣脫硫、脫硝工程中,取得了顯著的經濟和社會效益,大幅提升了我國煙氣脫硫脫硝的整體技術水平,幫助其逐步實現“從優到精”的跨越。
治“死土”,護碧草
工業廢水、廢氣及固體廢棄物的排放,很容易造成周邊土壤的有機污染,其發生隱秘,危害深遠,往往等到土壤變為“死土”危害到了植物或人體健康才被發覺。
在污染防治攻堅戰中,土壤污染的防治與修復是重要一環。近年,長期關注工業污染的徐海濤,將自己的研究視線拓展到了土壤修復領域,他希望將“死土”救“活”。
為此,他帶領團隊搞出了一個能“吃土”的“大房子”,可“吃”掉受污染土壤,分解干凈后再“吐”出來。
2020年6月22日到26日,這個“大房子”出現在了南京創新周“云游南京灣”系列中,反響熱烈。南京和沿長江流域,存在不少因重化工導致有機污染嚴重、亟需高效修復的場地,這個“大房子”正是為此而研發。
徐海濤介紹,這個房子的內核其實是團隊成功開發的有機污染場地熱脫附修復技術及成套裝備,具備高效率、低能耗、模塊化、可移動的特點。
所謂熱脫附,就是通過熱量交換的方式,使污染土壤中的有機污染物等受熱揮發而分離出去,并對揮發出的污染物進行有效收集并處理。這是該設備的核心技術。“使有機物揮發分解出來不難,難的是怎么樣用最低的溫度、最短的停留時間、最低的成本使其分解出來。同時,還要保證揮發及冷凝產生的水、氣的二次污染得到有效控制。”徐海濤解釋。
自2011年從國外引進學習開始,經過多年反復潛心研究,到現在,相關核心設備已升級到第三代,與第一代相比,不僅處理污染土壤量翻了一番,能耗還降了20%。
目前已經完成南京小南化部分地塊安全再利用保障工程項目有機污染場地修復,工程進展順利,已累計修復有機污染土壤近1萬噸,有效消除了所處地區的污染隱患。
攻醫廢,盼平安
在國家危險廢物名錄中,醫療廢物排在第一位。作為一種特殊垃圾,醫療廢物因可能具有感染性、病毒性或其他潛在危害,須特殊處置。平時就已小心對待的醫廢處置工作,在重大疫情發生時,更應謹慎再謹慎。
2020年新冠疫情暴發初期,徐海濤團隊就接到了一個特殊的命令——緊急改造用于武漢醫療廢物處置的方艙。
當時武漢疫情仍不明朗,伴隨搶救工作的晝夜開展,十家定點醫院、十多家方艙醫院里,帶有強感染性、容易引發二次污染的醫療廢物也在不斷產生。如何及時、安全、有效處置這些增長極快的“帶毒”醫療廢物,是一個難題。
徐海濤深知這項工作的重要性,在時間緊任務急的情況下,頂著壓力一口應下,誓要背水一戰,為最美逆行者提供有力保障。
徐海濤團隊并非一時沖動,此前他曾主持“高原高寒地區災害現場安置裝備關鍵技術與裝備研究及應用示范”項目攻關,也曾參加2003年“非典”醫療廢物應急處置,積累了不少經驗和成果。經驗和技術積累是他的利劍,團隊協作是他的鎧甲,八天奮戰夜以繼日,他們在這場“疫情大考”中交出了出色的答卷。
研究中,他們結合船用焚燒爐相關技術,大年三十接到任務,初八便研發改造好了產品。6套醫療廢物處置方艙被運往武漢,分別“堅守”在火神山醫院、江夏區、黃陂區和新洲區醫療廢物處置點,共處置醫療廢物50余噸,為前線醫務工作提供了堅實的保障。
由于出行審批手續等原因,徐海濤未能同行,但他還是通過視頻會議等遠程方式,實時參與設施建設和運行,為相關設施的高效運行提供了技術支持。
工作后期,他又把前期研發、設計和現場運行的一系列成果,寫成了《新冠肺炎疫情醫療廢物應急焚燒處置70問》,由中國環境集團出版,有力指導了各地區新冠疫情防控工作。
“這次任務用最直接的方式檢驗了團隊長期積累的技術能力。平戰結合,寧可備而不用,不可用而不備,對重大疫情應對如此,對技術研發迭代創新亦是如此。”徐海濤總結經驗。
現在,徐海濤帶領著團隊又開始了新的研究。他們在努力擴大相關裝置的廢物處理范圍,期望用于固定場景,“雖然不會帶來較大的經濟效益,但對社會將有著重要的推動意義”。
探轉化,辟新路
長久以來,由于技術創新缺乏與產業需求之間的“呼應”和“互動”,我國高校的不少科研成果自誕生之日起就被束之高閣。
徐海濤認為科技成果轉化不順,本質上是因為創新和轉化各個環節銜接不夠緊密,導致科技研發對經濟和社會的支撐作用沒有得到充分發揮。
為此,他開始積極探索中間平臺建設,于2018年聯合南京工業大學、江寧開發區管委會和社會資本方共同創建了南京杰科豐環保技術裝備研究院,并出任院長。
研究院主推OI2微創新生態模式。不同于技術研發模式,這里的OI2指的是開放(Open)、創新(Innovation)、激勵(Incentive)。即通過開放的思維,創新的手段,金融的激勵,將“政產學研金介用”等各種要素集成于組織內部,降低交易成本,并實現創新鏈條的全覆蓋。
徐海濤介紹,與常規微創新生態模式不同的是,OI2微創新生態模式的打造是基于研發能力的,是技術能力的商業化開發。其中研發能力是核心能力,圍繞研發能力擴展投資、孵化等其他能力,最終形成微創新生態的科技成果轉化和企業孵化育成模式,才是疏通從科研到市場“任督二脈”的關鍵一招。
作為一家高校背景的新型研發機構,徐海濤深知研究院的優勢在科研能力,這也是研究院尋求差異化發展的最好突破口。
為此,研究院打造了一支在業內較有影響力的專家團隊,建成了大氣污染控制、土壤及地下水修復、環境功能材料、環境監測及大數據四個研究所,為研究院提供持續不斷的創新動力。
2018年,研究院還與加拿大、韓國相關技術轉移機構建立了戰略合作,同時已著手在加拿大、瑞典打造海外創新中心。
截止目前,研究院已取得一系列階段性成果——申請專利83件,形成了“一個產業、兩個維度、三分之一法則、四個一促進五個化”的成果孵化育成模式,成立2年多來累計孵化企業30多家,其中有3家企業入選創業南京高層次人才項目,5家企業入選省高新技術企業培育庫,1家企業通過國家高新技術企業認定。
他們希望能夠通過自己的努力,為我國的科技成果轉化探索出一條行之有效的新路徑。
從業17年,徐海濤有欣慰有警醒。欣慰的是看到了優良天數和PM2.5濃度的“一升一降”,看到了我國空氣質量的持續改善。而讓他時刻警醒的是防污治污仍然是一場持久戰,仍然需要科技工作者們不斷創新思想與技術支撐污染防治工作。
徐海濤表示,他將秉持初心,繼續研發經濟效益和生態效益兼備的創新技術,以更主動的姿態、更自覺的精神、更大膽的突破服務于新時期精準治污、科學治污的戰略要求,為我國污染防治攻堅戰的最終勝利貢獻力量!