
3月20日,《揚子晚報》A39版頭條大篇幅報道了河海大學的新型污水處理技術,這引起了社會的廣泛關注,本報記者對此進行了進一步了解,深入采訪后不禁“大吃一驚”,原來這項技術誕生的背后有著更為令人折服的故事。
一套突破傳統水處理工藝理念的水質自凈設備的誕生,經過5位教授長達20年的不懈努力、無數次受挫和失敗、7代設備的改進更新,終于獲得國家環(huán)境保護部的肯定,獲得了“環(huán)境保護科學技術獎三等獎”。二十年前,“秦淮未清,玄武已臭”,古城南京的兩大明珠秦淮河和玄武湖神采盡逝,河海大學環(huán)境院和水文院的陳鳴釗教授等人為此痛心不已,立志要研究出一種投資少、運行費用低的污水處理方法來讓兩大明珠恢復昔日的光彩;二十年后,他們自主研發(fā)的“水力増氧水質自凈屏”污水處理技術在歷經重重考驗后應世而生,受到國內外同行的高度認可。它不單單是一項榮獲2008年環(huán)保部三等獎的具有國際先進水平的環(huán)保技術,更凝聚了河海人立足專業(yè)、服務社會的責任感,也再一次詮釋了河海人“艱苦樸素、實事求是、嚴格要求、勇于探索”的十六字精神。節(jié)能環(huán)保引領潮流最近幾年,全球范圍內都在提倡節(jié)能環(huán)保,我國也高度重視。今年的“兩會”,節(jié)能環(huán)保依然是熱點話題之一,引起全社會的重點關注。河海大學研制的“水力増氧水質自凈屏”是一套利用水能進行大氣復氧、有效利用生物填料在原地處理污水并促進生態(tài)恢復的高效水處理設備,其最大亮點就是節(jié)能環(huán)保。根據專家測算,如果我國的污水處理全部啟用并采取現行的“鼓風曝氣”技術,那么全國所有電廠正常發(fā)電一年所生產的電量的使用就十分緊張。應用傳統“鼓風曝氣”方法按照出水水質達到排放一級B標準(出水COD為60mg/l)處理污水每立方米需耗電0.45度,而河海大學研制的“水力増氧水質自凈屏”利用水能動力和生物生態(tài)原理,處理每立方米污水只需≤0.09度電,節(jié)能效果達到80%以上。而這只是對于達到現行的水質標準而言,如果要求出水水質達到更高的一級地表水Ⅲ類標準,則節(jié)能效果更巨大。生活污水經過“水力増氧水質自凈屏”處理后可以得到再生,能達到地表水Ⅲ類,甚至直接達到自來水標準;在天然河流中利用該設備進行原位生態(tài)修復處理可使地表水水質大大提高;應用到湖泊中也能夠明顯改善湖泊的生態(tài)環(huán)境、恢復湖泊的生態(tài)食物鏈。另外,該設備沒有復雜的機械設備,管理簡單,全部自控,一次性建成后5—10年內無需專人管理和人工操作,大大降低了維護成本。該設備研制的帶頭人、河海大學環(huán)境工程系陳鳴釗教授的課題組告訴我們,目前該項技術已在南京白鷺洲公園湖水處理工程、南京建鄴區(qū)泵站河道管理處河水處理工程、江蘇省省軍區(qū)第二干休所洗車廢水中水再回用工程等12處得到初步運用,受到好評。由于該設備是利用勢能,處理規(guī)模放大不能垂向放大,勢能下降后就上不來了,所以就把單元模塊設置為并聯方式,這樣可以適應不同水量的處理要求,無論是小水溝還是大江河,都可應用,具有十分廣闊的應用前景。陳教授等人自豪地介紹說,該項技術的出現將使污水生物處理工藝徹底告別“鼓風曝氣”,迎來“勢能利用”時代。
以往和現行的污水處理設備在形態(tài)設計上偏重實用性,不講究美觀。陳教授等人認為,水本身是個很雅的事物,是大自然給我們人類的美麗恩賜,所以在改善水質恢復水生態(tài)的同時,也該充分考慮它的自然性之美?;诖耍麄冊谘兄啤八堁跛|自凈屏”時,就在這方面花了很多心思。一次偶然的校園漫步,陳教授看見路邊的景觀燈箱,頓時茅塞頓開,想到了采用屏幕方式設計自己的自凈屏,這樣既擴大了涉水面積,增強了自凈屏的功能,同時又有了非常好的美觀性,該屏不但可以做成景觀牌坊,也可以做成宣傳廣告欄等等,可謂一舉多得。廿年打磨七次蛻變“臺上一分鐘,臺下十年功”,中國古有“十年磨一劍”之說。陳教授等人的該項發(fā)明整整歷經了20年的研發(fā)和改進,從第一代“被動生物轉盤”到如今的第七代“水力増氧水質自凈屏”,一次次的推廣———改進———再推廣———再改進。沿途的心酸和辛苦,一路的喜悅和成就,不僅是課題組也是河海人共同擁有的寶貴財富———因為他們用實際行動再次詮釋了河海人的優(yōu)良品質。
1988年10月24日,《南京日報》刊登了《古城明珠飽受污染失去光彩》一文,時任南京市政協主席的方明說:“秦淮未清,玄武已臭?!碑敃r身為河海大學環(huán)境工程系教研室主任的陳鳴釗教授看到這則新聞萬分痛心。作為一名環(huán)境專業(yè)的老師,他深感身負的社會責任。于是,在陳鳴釗教授的帶領下,河海大學環(huán)境工程教研室開始了為治理南京秦淮河和玄武湖的污水而進行研究的漫長征程。研究工作一開始就立足于建立有河海大學水利特色的污水治理方法的方針,20年來不斷改進和創(chuàng)新,最終不僅研發(fā)了該項技術以“水力増氧水質自凈屏”為代表的實體試驗設備,還形成了一套具有河海特色的“勢能大氣復氧理論”,并出版了相關著作———《勢能大氣復氧理論與實踐———污水生物處理新臺階》(化學工業(yè)出版社)。
研究初期,課題組就提出了被動生物轉盤的應用。生物轉盤是污水生物處理的一種常用方法,在轉盤上附有由微生物組成的生物膜,微生物在有氧的條件下能夠利用水中的有機物進行生命活動,從而達到水質凈化的目的。在生物轉盤轉動的過程中,露出水面的部分與大氣接觸,大氣中的氧氣迅速被水溶解———這一過程稱為大氣復氧。被動生物轉盤利用水的沖力帶動其轉動,改變了利用電動機帶動生物轉盤的傳統方法。該設備的優(yōu)勢在于它可安裝在船體底部,在船的行進過程中利用船體產生的水力沖力帶動生物轉盤運轉,從而進行污水處理———這便是第一代研究產品。然而船體在安裝了被動生物轉盤后其負荷也隨之增加,這不僅沒有達到當初的節(jié)能目的,更為被動生物轉盤技術的推廣帶來了不小的麻煩。為此,陳教授等人陷入了苦惱中。
對于智者而言,問題只意味著新的開始,挫折并沒有讓陳教授等人止步。他們馬上開發(fā)了第二代、第三代直至第七代產品:浮動生物濾清器、轉籠式生物反應器等先后在南京夫子廟、烏龍?zhí)豆珗@、情侶園、玄武湖公園等地投入試驗;生物氧化發(fā)生器更是在水利部重點項目———江蘇省海安縣曲塘鎮(zhèn)大陳村農村改水項目中大顯身手;勢能増氧生態(tài)床從“造紙黑液氧化塔”階段經歷“厭氧/増氧滴濾池階段”層層改進后在揚州煤氣總公司焦化煤氣廢水處理工程和南京白鷺洲公園湖水處理工程投入應用,并獲得了2008年江蘇省科技進步三等獎。
科技成果“勢能增氧生態(tài)床”方法于2007年4月21日由江蘇省科技廳組織專家進行了鑒定。以南京林業(yè)大學張齊生院士為首的鑒定委員會經過分析對該方法作出這樣的結論:該科技成果經長期研究和改進,將水利科學和環(huán)境科學有機融合,開發(fā)成功“勢能增氧生態(tài)床”新工藝,這是一種利用可用勢能或水泵提升形成的勢能、通過虹吸排水并產生水位變化進行大氣復氧的水處理方法。該技術節(jié)能效果明顯,符合循環(huán)經濟理念,有很好的應用前景和現實意義。鑒定委員會一致認為該成果富有創(chuàng)新性,總體達到國際先進水平。南京電視臺18頻道的《標點》欄目分別在1998年、1999年和2004年對陳教授課題組的發(fā)明進行了報道。堅守真理等候陽光產品的每一次更新換代都歷經著磨難和曲折,換代后投入使用得到的有好評也有諷刺和批評。對于各階段的研究成果在實際應用中所能取得的效果以及可實施性,不少人提出了質疑。在技術的推廣過程中,更是困難重重。在2007年第六代產品———“勢能増氧生態(tài)床”推廣時,正值太湖藍藻爆發(fā),丹陽市污水處理廠為適應新形勢而必須進行改造,將污水排放標準從排放一級B標準提高到排放一級A標準。當時陳教授等人的“勢能増氧生態(tài)床”技術已經十分完善。在技術交流過程中,陳教授等人的新技術與現行采用的曝氣生物濾池相比,以初次投資節(jié)省800萬、每年運行費用節(jié)省100萬的優(yōu)勢得到了當時丹陽市建設局相關領導和負責人的青睞。但不久陳教授因病住院,出院后丹陽市建設局新領導上任,新技術存在的風險使新任領導不敢采用陳教授等人的研究成果———一個日處理水量4萬噸的新技術推廣示范點“流產”了。2004年5月,與陳教授等人合作的上海市秀瑞水處理科技開發(fā)公司在上海東南模板廠運用“勢能増氧生態(tài)床”技術建立了一個生活污水處理為自來水的小樣板工程,出水已達自來水標準。然而,在上海市城區(qū)擴建過程中,該試點恰恰位于外環(huán)上,被強制拆除。類似的案例同樣發(fā)生在揚州煤氣總公司焦化煤氣廢水處理工程中,2003年揚州市因改用天然氣不允許生產焦化煤氣而致使設備被拆除??粗约旱难芯砍晒t遲不能大顯身手,陳教授等人心如刀割。特別是在第七代產品“水力増氧水質凈化屏”參與2008年環(huán)境保護科學技術獎的評審過程中,因為成果轉化效益稍遜而屈居三等獎首位。但陳教授對自己研發(fā)的技術充滿自信。在環(huán)保問題日益被人們所重視的今天,國際社會對水處理的要求將日漸提高,該項技術打破了污水生物處理“鼓風曝氣”法去除有機物能力的瓶頸,能更好地適應高要求的水處理標準。我們期待該項技術在污水生物處理的“勢能利用”時代中大展宏圖,也祝愿著明媚的陽光早日照耀在這項新科技上!
臨結束時,陳教授語重心長地告訴我們:“我一直堅信一句話:‘科研道路曲折,需要百折不撓,艱苦攀登。必須能承受99次的失敗和來自各方面的指責、羞辱和壓力,才能得到第100次的成功?!痹趩柤瓣惤淌跒楹瓮诵莺筮€仍然如此熱心于該項技術時,已經72歲的陳教授風趣地說:“等你干了研究這一行之后你就會明白了,這搞科研就和現在青年們沉溺于網絡一樣,有癮的!”陳教授這癮還不小,接下來他還將和課題組的同事們一起將“水力増氧水質自凈屏”推廣到更多領域,包括在旅游景點利用自凈屏虹吸勢能帶動游船行進,使用太陽能電池為自凈屏水泵提供能量等。我們期待他們的第八代、第九代產品的誕生,為古城明珠神采再奕奉獻河海人的一份情,為污水生物處理“勢能利用”開拓更廣闊的前景,為能量節(jié)約型水處理模式樹立典范,更為了造福環(huán)境、造福子孫后代?。ê揖陱埓浩剑?