利用创新科技 营造“碧水蓝天”——记南京大学废水处理新技术与装备创新团队

◎ 文/段雨默 王 鹏

碧水蓝天无疑是展示人类生态文明建设成果的一个重要窗口。

根据近期国务院下发的《国务院关于加快发展节能环保产业的意见》，节能环保产业到2015年总产值将达到4.5万亿元，成为国民经济新的支柱产业。

节能环保产业，正由过去的“配角”变身为“主角”。这对我国节能环保产业的发展无疑是个利好消息，也表明了党和政府的决心。

南京大学废水处理新技术与装备创新团队，专注于废水处理与资源化新技术研究17年，形成了适应我国废/污水高标准排放、分质再生、健康回用系列工程实用化新技术，并在产学研合作中积累了许多具有借鉴意义的成功经验。

17年科学探索之路，该团队成员历经风雨。然而，回首科研路上收获的果实，团队成员的欣慰之情溢于言表：“我们的创新技术已形成一个完整体系，这些新技术可有效扩大再生水应用，缓解我国工业发展面临的污染物减排与用水限额的双重压力。”

悠悠17载，创新路上成果丰硕

悠悠17载的探索征程，南京大学废水处理新技术与装备创新团队成员翻越了太多外人难以想象的“大山”，而科研路上迎风绽放的一个个亮眼成果，无疑是对他们最大的安慰。

——高效工业废水高标准排放提标新技术。生物处理技术因成本低、污染物降解彻底等特点，成为目前工业废水达标处理工程应用最广泛的技术之一。由于工业废水水质的复杂性导致生物处理过程微生物的代谢产物、微生物菌群生长基因变异等毒害污染物的生理、生态作用效应异常明显，生物处理后出水中溶解性微生物产物成为影响废水深度处理效率和出水水质的重要因素。

南京大学废水处理新技术与装备创新团队借助现代大型分析手段的系统解析，揭示了典型工业废水处理工艺过程SMP的组分特征、变化规律和产生机制，研发出二级生化出水深度净化实用化新工艺，进而为提高废水生物处理效能和深度处理新技术水平提供了支撑。

在废水处理过程中，生物处理工程的稳定性主要受水质、环境因素影响。工业废水具有典型的高盐度、高毒害性等水质特征，团队借助现代分子生态学研究方法，通过对典型废水处理工艺过程微生物菌群特征、低温(5℃～15℃)环境下微生物代谢途径和分子水平增效机制的系统研究，探索出废水生物处理过程人工调控强化新方法；研发了基于微生物增效机制的废水生物膜处理技术和反应器，为极端条件下生物处理工艺稳定化运行提供了技术支撑。

团队还基于工业废水高盐度、高色度、高氨氮、大杂环类等重污染复杂水质特征，以典型污染物(氮、磷、有机物)的深度净化为核心，研发了污水处理厂升级减排新技术、新工艺和新装备；开发出以新型功能微生物菌剂、新型微生物固定化新材料等为核心生物强化工艺与装备，并完成了有机毒害综合废水超低排放关键技术工程示范和系列标准化装备产业化生产示范。

——工业废水分质再生利用新技术。再生是实现废水高品质回用的基础，团队围绕工业废水多级回用水质(杂用水、生产用水、循环冷却补充水等)目标，研究并开发出催化氧化、催化絮凝、膜分离等组合深度处理工艺，发明了适应典型工业行业再生源水水质特点的分质再生新工艺，研发出适应不同水质要求的高效空间功能分区式生物膜反应器和安全消毒一体化装置等关键技术与装备，并成功应用于工程实际。

围绕再生源水水质特点及多级回用水质指标需求，团队重点研究并获得了多级膜分离技术单元的优化组合、浓缩液专用有机物-无机盐分离膜组件及应用关键控制参数；揭示了经过生物处理后的再生源水中的中微粒、胶体粒子或溶质大分子物质的分布特征、与膜发生物理化学相互作用机制以及在膜表面(或膜孔内)的吸附、沉积作用规律，并开发出适应不同再生源水水质的膜组件最优化组合方法和减缓膜通量下降的自动维护控制系统。

——工业废水高品质健康回用新技术。工业废水经过处理过程后的尾水中存在着微痕量高风险(环境激素、持久性有毒物质、毒害基因等)溶解性物质，团队通过系统研究典型的工业废水(化工、印染等)和典型处理工艺(A/O、A/A/O、SBR等)的高风险污染物的过程发生机制和迁移转化规律，建立了多用途再生水健康风险评价方法。

团队还基于电催化法、臭氧氧化、二氧化氯消毒技术对典型微痕量溶解性高风险毒害物质净化机理，研究了单元或组合深度净化工艺对含有高风险毒害物质净化的规律，研发出基于工业废水中典型高风险毒污染物安全控制的废水再生健康生态水质保障技术，并实现了工程化示范应用。

这些新技术的应用，显著提升了我国废水再生回用技术水平，具备突出的环境和社会效益。

守护碧水蓝天，“水医院”在行动

南京大学废水处理新技术与装备创新团队，是南京大学首批走出校园探索校府合作共建校外科技平台、服务企业的团队。多年的执着探索，使团队在废水处理过程微生物强化机制、水处理新材料、水质毒理学、生物反应器成套装备、废水分质再生利用和有机污染物生物催化与转化机理等方面取得了丰硕的研究成果，目前已成为南京大学环境工程学科的特色科研团队之一。

为促进成果转化，打造公共技术服务平台，为环保企业提供科技支撑，团队开展了广泛的产学研合作。2005年，团队与中国宜兴环保科技工业园共建了南京大学首个校外政产学研用科技平台——南京大学宜兴环保研究院。研究院定位于“面向技术创新源头、产学研人才培养基地、网络化信息交流平台”， 利用南京大学和自身的科技研发优势，以 “废水处理与资源化新技术、面源污染控制与生态工程技术、水资源保护及修复技术、有毒物质生态安全评价技术、水污染防治技术政策与标准研究”等为研究重点，结合目前我国的水环境治理技术需求，开展环境产业核心共性技术的攻关和关键工艺的研制、高技术产业的产业化技术开发、产业结构优化升级的战略性前瞻性技术研发，提升我国环保科技的水平。宜兴环保科技工业园环保产业集群优势明显、产业链较为完善、产业人群和环保产品密集，有利于高端环保科技成果高效产业化。

经过8年时间的努力，南京大学宜兴环保研究院在江苏省、无锡市和宜兴市政府的大力支持下，构筑了具有技术研发、技术服务、技术咨询、技术交流、人才培训功能的开放式共享平台，具备提供“水质检测与分析、治理诊断与模拟、现场中试研究、工程方案”全过程技术服务的能力，被当地誉为“水医院”，在行业内享有一定知名度。

这一公共技术服务平台的建成，对提高区域环保产业技术创新水平发挥了显著的支撑作用。自成立以来，平台已建成了200多家紧密型产学研合作群，并成立了7个联合实验室，参与企业承担省部级重大成果转化和面上项目9项，企业联合技术攻关30多项，为500多家环保企业开展了专项技术服务，成果实现产值新增200亿元以上，提高了企业的竞争力和技术创新水平。不仅如此，平台还创建了“政府扶持、贴近产业、企业受益、学科发展”的科技服务新模式，赢得世界环境署、各级政府部门以及多国政府要员和同行的赞誉。

环保科技和产业的发展关乎每个人的生存环境和生命质量，在这场旷日持久的环境保卫战中，没有人可以置身事外。希望南京大学废水处理新技术与装备创新团队在以后的工作中能有更多的创新成果呈现，并投入到实际应用，为水源的清澈作出更大的贡献。