致力科研创新 打造碧水蓝天

2015-01-08 20:50刘丹
海峡科技与产业 2014年12期
关键词:工程菌工业废水菌剂

刘丹

随着经济的飞速发展,水污染问题愈加严重,各种水污染控制技术和工程项目如雨后春笋般出现在社会的各领域。哈工大城市水资源与水环境国家重点实验室常务副主任马放教授,在水污染控制研究领域兢兢业业,创造了一个又一个佳绩,不仅让自己的个人价值得到了无限放大,同时,也为祖国的环境保护作出了重要贡献。

专心科研,致力水污染控制研究

1986年7月,马放毕业于辽宁大学生物系,获得本科学位,从此便与水资源研究结下不解之缘。随后,他又在哈尔滨建筑大学环境工程系先后完成硕士、博士研究生学业,因其优异的成绩而留校任教。2000年8月,他开始在哈尔滨工业大学环境科学与工程系担任副教授,并晋升为教授、博士生导师。这期间,他一直致力于从事环境生物技术、污染控制理论与应用,微生物生理生态学与分子生态学等方面的研究。

谈到马放教授的工作,他说,“简单地说,我做的工作就是如何将污水处理成符合达标排放到自然界里的水的过程,除此之外就是延长城市里水的循环使用,从而达到节省水资源总量的目的。”殊不知,马教授简单的描述下却包含着众多国际先进成果的开发,包括他在国内外率先开发出复合型生物絮凝剂理论与技术应用、工程菌的构建及生物增强技术、固定化生物活性炭技术、生物相分离技术、污染环境的生物修复、污水处理全流程资源化、特种工业废水生物处理及生物强化等技术,并已取得显著成果,均已达到国际领先或先进水平。尤其是在复合型生物絮凝剂及环境工程菌剂的开发与应用和特种工业废水生物处理及生物强化研究方面已取得了显著的成果,形成产学研一条龙,并将自主知识产权的高技术成果实现了产业化。

具体来讲,马教授多年的主要研究方向及研究成果包括以下几个方面:

——复合型微生物絮凝剂的研究与开发应用,率先提出了复合型微生物絮凝剂的概念,该技术获得7项发明专利,2004年该技术通过鉴定,此技术填补了国内在此领域的空白,达到国际领先水平,2005年获得国家重点新产品推广证书,2012年完成国家863计划课题——生物复合絮凝剂的制备和应用关键技术与工程示范(SQ2009AA06XK1482412),此技术现正广泛应用于污水处理厂、给水处理、废水处理和发酵工业等领域。

——特种工业废水生物处理及生物强化,针对难降解有机工业废水,开发了生物强化工程菌剂、高效生物强化载体填料、臭氧催化氧化、高效流化床fenton等系统技术,形成了特种工业废水生物处理物化生化组合成套工艺技术,解决了难降解工业废水处理的诸多技术和工程问题,该技术获发明专利8项,2010年国家科技进步二等奖,2012年黑龙江省科技进步二等奖,此技术已广泛应用于制药、石化、印染、焦化、糖精等特种工业废水处理领域。

——固定化生物活性炭生物增强理论与技术,率先提出固定化生物活性炭(IBAC)的概念,针对水中不同有机污染物筛选、驯化出高效的工程菌通过复配研究构建高效的工程菌,运用分子生物学手段证明了固定的工程菌可在活性炭上长期存在,发明了快速检测炭上微生物活性的方法,并开发了一系列以固定化生物活性炭为核心技术的净水装置。获得1项发明专利和4项实用新型专利,2004年获黑龙江省科技进步二等奖,2007年获河北省科技进步二等奖。

——寒冷地区污水生物强化处理理论与技术,率先提出“菌丝球”作为生物质载体这一创新理论,阐明了菌丝球的成球过程、机理和影响因素,建立了菌丝球成球、降解、结构和传质四种模型。阐明了各菌群之间的作用关系,构建了系列功能菌剂。首次采用将功能菌群和菌丝球同步培养的新型固定化方法,实现工程菌的固定化。该技术以石化废水和城市污水为对象,以生物强化为手段,加速低温污水厂启动、提高污染物净化效能、改善污泥降解能力,强化了系统的冲击负荷能力。目前已经成功应用于哈尔滨制药总厂臭气处理工程、哈尔滨气化厂。该课题获2006年度黑龙江省杰出青年基金资助。

——环境生物制剂的开发与应用,经研究开发出一系列高效生物工程菌剂,经人工筛选反复驯化得到的工程高效菌种,同时经生态复合构建成生物体系,其具有优良的机制,能长期适应生境。已开发出成型的产品及配套技术,高效生物工程菌剂正广泛应用于哈尔滨太平污水厂、佳木斯污水厂、琅琊台污水处理厂、天津新开河水厂的示范工程上。目前开发出的系列产品:城市污水厂低温快速启动工程菌、污水处理厂化工废水工程菌剂、给水微污染工程菌剂、同步硝化反硝化除磷工程菌、污水处理系统活性污泥再生工程菌剂,出版《环境生物制剂开发与应用》著作1部,获专利4项。

成果转化,促产业化发展

党的十八大提出:创新驱动发展战略。任何科技成果的研制,其最终目的都是转化成生产力,创造更大的价值,才能真正驱动社会不断发展。2010年,马放教授受宜兴政府邀请,带领其科研团队在宜组建了哈宜环保研究院,并出任常务副院长职务。如今,哈宜研究院已经打造成为国内领先、国际知名的环保研发平台和产业基地。集政、产、学、研、用于一体的“哈宜模式”在马教授的带领推动下已经成为业内环保口碑品牌。马放教授专注科学研究,敢于体制创新,在科技成果转化中起了突出贡献。

同时,马放教授在将技术成果向成套产品和设备转化方面,也取得了喜人的成绩。首先,他根据城市污水处理厂提标改造与脱氮除磷工艺提升的技术和市场需求,以多项生物载体填料专利技术为核心,基于生物强化技术,开发了“表面改性聚氨酯软性填料”、“悬浮多孔环状活性生物填料”等系列新型生物载体填料。这些系列生物载体填料,可根据情况选择不同的填料填充率,并可在好氧、厌氧、缺氧池内投加,提高系统整体的处理能力,节能降耗,不同系列填料可实现悬浮投加、悬挂添加、固定床接触氧化等不同方式布置,更可方便的用于污水厂的升级改造过程。该技术产品,已用于多个城市污水处理厂的提标改造工程,此外还广泛应用于纺织印染、啤酒、食品、化工、医院等工业废水处理工程。

其次,马教授针对各类不同特征污染物筛选出各类工程降解菌,并构建出包括脱酚菌、除油菌、破乳菌等各类菌种在内的工程菌种库。针对不同种类污染物,复配强化出专属高效环保工程菌剂,利用此类工程菌剂可以大幅度提高生物处理效率,降低处理成本。成功解决低温污水处理厂快速启动、城市污水处理脱氮除磷生物强化,以及糖精废水、焦化废水、印染废水、煤气废水、糖蜜酒精废水等难降解工业废水的处理难题。基于哈工大宜兴环保研究院平台已在江苏哈宜戴沃思生物技术有限公司实现产业化生产,完成水处理絮凝剂、破乳剂、低温工程菌剂、难降解物质专用降解菌剂等系列环保工程菌剂和生物制剂的产品化和推广。endprint

最后,针对小城镇和农村地区分散型污水收集处理困难的技术和市场需求,马方教授开发了一系列小城镇分散型污水处理实用技术,包括:“强化污泥过滤一体化A/O污水处理技术”、“喷射环流高负荷生物处理技术”、“高效潜流人工湿地处理技术”等。基于哈工大宜兴环保研究院平台已在江苏哈宜美科面源污染治理技术有限公司实现产业化生产,形成系列化、标准化的成套装备,目前已完成20吨/天、50吨/天、100吨/天、200吨/天、500吨/天、1000吨/天等系列一体化处理设备的产品化生产和工程建设。

不断实践,硕果累累

凭借着在水污染控制研究领域的丰富经验和科研硕果,马放教授先后主持或参加了国家自然科学基金、国家科技攻关、国家“973”、国家“863”、国家水体污染治理重大专项等省部级重大科研项目60余项。曾两次获得国家科技进步二等奖,获得黑龙江省科技进步一等奖和二等奖、黑龙江省环境保护科学技术一等奖、华夏科技进步奖、一等奖等省部级奖励17项。先后被评为“十一五”国家环境保护科技工作先进个人、“环境保护先进个人”,2002年获得华维教育奖金,2006年获得黑龙江省杰出青年科学基金。

在主持“十二五”国家水体污染控制与治理科技重大专项——松花江水污染防治与水质安全保障关键技术及综合示范项目、“阿什河流域水污染综合治理技术及工程示范”期间,马放教授从2012年开始,从源头农业的清洁生产入手,利用生物技术对已经产生污染的土壤进行修复,从源头上对农药、化肥等面源污染进行控制。同时,他们在农田至水域的过程中种上可以过滤污染的植物进行过滤,叫做过程阻断。建设城镇的小污水处理厂,在污染末端进行控制。并且在区域内建立沼气发电设备,将农村畜禽粪便等垃圾进行回收再利用变成有机肥料和能源,形成了区域内资源的循环利用。逐渐将阿什河流域水污染综合治理打造成为区域综合治理的范本。

马放教授在从事环境工程专业科研与教学工作二十多年的时间里,笔耕不缀,发表论文300余篇,其中SCI、EI收录150余篇,申请及授权专利75项,出版著作12部。先后为本科生、硕士生和博士生开设三个层次共10余门专业基础课程,为国家输送了诸多高新人才,同时,由其主讲的《污染控制微生物学》还获得了国家精品课程、省级精品课程及校级优秀课程,该教材被列为国家“十一五”规划教材。

多年的努力,换来了硕果累累,但是这并未阻止马放教授前进的步伐,他深知脚下的路还很长。对于未来,他将继续在水污染控制等领域贡献自己的力量,为祖国的经济建设提供强大的科技支撑,为还人类一个碧水蓝天而不遗余力。endprint

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