水处理最新科研成果是什么？王凯军、施汉昌等8位专家告诉你
4月26日，由江苏省（宜兴）环保产业技术研究院与清华大学环境学院主办，E20环境平台、环境保护部环境保护对外合作中心、南京环保产业创新中心协办的水处理科技成果推介会首站走进清华大学。
来源：中国水网 作者：徐冰冰
在水处理领域，系列化的研究成果不断被推出，如何使技术与资本、技术与市场相结合，更好实现水专项科技成果产业化？唯有搭建技术与产业的高效链接平台，让技术与产业携手，才可打通科技与产业耦合之路径，推动水处理行业健康发展。
4月26日，由江苏省（宜兴）环保产业技术研究院与清华大学环境学院主办，E20环境平台、环境保护部环境保护对外合作中心、南京环保产业创新中心协办的水处理科技成果推介会首站走进清华大学。
水处理科技成果推介会现场
作为国内一流大学及环境领域的引领者，清华大学具有一流的科技创新资源，在水处理领域诞生了一大批极具引领性和创新性的水处理科技成果，为水处理科技成果的高效转化与产业化推广提供了引领与示范。
会上，八位清华大学水处理领域的顶级专家通过技术路演和产业解读，展示了清华大学的多项水专项科技创新成果。
王凯军：城市污水污泥热解技术的开发与推广
王凯军
清华大学环境学院王凯军教授阐述了城市污水污泥热解技术的开发与推广，他特别强调，污泥焚烧技术是污泥处理处置的主流技术之一，介绍了喷雾干燥－回转窑焚烧技术的开发及热解工艺作为重大共性技术的推广应用。
国人对污泥干化焚烧工艺存在误读现象，普遍认为是一种高能耗工艺，是一种高碳排放工艺，是二噁英排放源。
日本土地资源紧张，以焚烧资源利用为主，但逐渐向清洁性的热解炭化方式转变。我国目前仍以填埋处理为主，但新建的资源化处理方式以焚烧和土地利用为主体。
王凯军指出，污泥喷雾干化－焚烧技术工艺流程简单，易实现机械化、自动化，是应用最广泛的干燥技术；热效率高，物料干燥时间很短(以秒记)；表面湿润的物料温度不超过干燥介质的湿球温度，特别适用于热敏性物料。
污泥喷雾干化－焚烧工艺技术不断升级，不断开发出高效园柱式布袋除尘器，紫外臭氧氧化去除嗅味物质和气-气介质脱白装置工艺，完成系统的系列化、标准化，依托水专项建立了新的500t/d的示范工程。北方药业的800t/d废物、浓缩液分离喷雾干化焚烧是国内首次将MVR-喷雾干燥焚烧技术应用于浓缩废液的工程，同时也是“国家水体污染控制与治理科技重大专项”的示范工程之一。
热解气化技术被认为废物第三代处理技术，有五大发展趋势：污泥焚烧技术向热解技术发展，生活垃圾由焚烧向热解技术发展，生物废物处理采用热解技术的趋势，工业废物处理采用热解技术的趋势，农业生物炭发展趋势。
热解工艺不断在污泥处、油田油泥的无害化处理处置、餐厨垃圾、高盐高浓度废水零排放、生物质热解与乡镇区域性热-电-气-炭联产模式上得到推广应用。
施汉昌：高密度水质监测系统及其仪器装备
施汉昌
清华大学环境学院施汉昌教授针对高密度水质监测系统及其仪器装备展开论述，他指出，原有国控断面（点位）972个，调整后国控断面（点位）为2767个。目前我国对污染监测在空间和时间密度上明显不足，监测技术是环境保护的眼睛，面对如此复杂的环境监测需求，需要发展快速灵敏的新型监测技术。发展高密度水环境监测和非常规水环境监测技术，对于沿河污染源的排查非常有效。
高密度水质监测系统具有监测频率高、使用试剂少和造价低廉的优点，是一种适合我国国情的水环境自动监测技术。它是现有水环境监测技术的有效补充，可弥补断面监测布点稀疏和检测频率较低的不足。
另外，船载移动水质监测系统，将水质自动监测仪器、GPS卫星定位系统和通讯设备集成为一个系统安装在航船上，在移动过程中进行检测，得到实时、连续、快速的水质监测数据，并及时传送相关部门。施汉昌表示，高密度水质监测技术与物联网技术相结合具有广阔的发展前景。
黄霞：膜生物反应器污水处理与优化控制技术
黄霞
清华大学环境学院黄霞教授讲述了膜生物反应器污水处理与优化控制技术，她指出，目前水污染和水短缺问题严重，膜技术是解决水危机重要手段之一。MBR具有污染物去除率高、运行稳定出水水质好、污泥浓度高，占地面积小等特点。
她分别介绍了城镇污水MBR处理与优化控制技术、分散性污水MBR处理技术与成套装置、厌氧MBR技术与整套装置等相关研究成果。
针对太湖等地区低碳/氮比污水，黄霞团队提出强化内源反硝化A/A/O/A-MBR，具有抗冲击负荷能力强，冬季低温硝化能力强，膜截留胶体磷，除磷效果稳定等特点。分散性污水处理技术市场潜力巨大，气升环流低能耗MBR技术与装备供氧、推动混合液循环、膜污染控制，比传统MBR能耗降低30%以上。采用CFD优化的结构和流态，传质效率高，且不需设置污泥循环泵，装置高度集约，比传统MBR占地节省30%以上。实现深度脱氮，比传统MBR出水总氮降低30%以上。
厌氧MBR技术具有出水水质好、截留甲烷菌，提高产甲烷效率，在污水处理与能源回收中，应用潜力巨大的技术优势。厌氧MBR技术与整套装置适用于城镇污水处理与能源回收、高浓度有机工业废水及含难降解有机物工业废水等领域。
邓述波：吸附去除水中全氟化合物的技术与应用
邓述波
清华大学环境学院邓述波教授分享了吸附去除水中全氟化合物的技术与应用。我国是生产和使用PFAS大国，镀铬废水中普遍存在高浓度PFAS。
邓述波团队研制出了对氟代POPs吸附量高和选择性强的系列材料，氟代POPs吸附量高、吸附速度快、选择性强。率先提出基于静电吸引和形成胶束的吸附新机理，为解释环境过程、开发高效吸附剂提供了理论依据。形成活性炭高效吸附+过硫酸盐氧化再生处理镀铬废水中PFAS的工艺，PFOS和F53B去除率大于90%，吸附床层大于1000；再生液中PFOS和F53B浓度均小于0.1μg/L。
其中，吸附装置处理水量1483 t，折算成每吨水的处理成本为2.84元/吨。吸附去除水中全氟化合物技术改性吸附剂成本比商业活性炭高20%，吸附效果是商业活性炭的2倍以上，原位再生避免了产生大量的危废，降低总处理成本。
巫寅虎：再生水协同高效净化技术
巫寅虎
再生水将成为城市第二水源，工业第一水源。清华大学环境学院胡洪营教授团队副研究员巫寅虎围绕再生水协同高效净化技术进行了解读，并重点推介了他们团队的三个核心成果，分别为过滤式电极安全消毒技术、微气泡臭氧氧化技术及臭氧-紫外-氯协同增效消毒工艺。
过滤式电极安全消毒技术基于纳米线电穿孔灭菌机理，采用3D氧化铜电极或碳纤维毡电极，利用“过滤式”布水方式强化细菌与电极表面的接触机会，仅需1节5号电池即可实现低能、快速、安全的消毒。
微气泡臭氧氧化技术气泡比表面积大、水中停留时间长、传质速率高，臭氧利用效率高。反应器高度可降低2/3，反应速率快。
臭氧/紫外线/氯协同增效消毒技术和工艺通过不同消毒剂对微生物的多重损伤，扩宽微生物灭活图谱，以实现再生水高标准消毒（总大肠菌群<3个/L），突破了大型再生水厂消毒效率难保证、毒害消毒副产物难控制的技术难题。
吴静：多尺度水污染预警溯源技术及仪器
吴静
清华大学环境学院副研究员吴静介绍了多尺度水污染预警溯源技术及仪器，她表示，水水环境治理进入攻坚阶段，污染源头治理是关键，国家急需解决污染预警和排放源快速识别（溯源）的问题。
她介绍了水污染预警溯源技术——水纹识别，荧光光谱与污染源对应，被称为“水质指纹”。水污染预警溯源技术具有特异性好、灵敏、快速、简便、无二次污染等优点。
目前该技术实现全面产业化。在太湖流域、珠江流域、长江流域、巢湖流域等建立示范工程，形成区域辐射能力，仪器已稳定运行7年以上；初步建立起基础研究-技术研发-产业化（生产-技术服务-售后）团队；生产能力50台套以上/a；建立立体复合销售渠道。
如今已研发了系列水污染预警溯源仪，建立了全链条区域水环境安全保障体系，能识别出区域内重点污染河段和主要污染来源，找到治理和管理的重点以及责任主体，促进实现源头治理。此外，还可以促成高效的预警-溯源-执法/应急联动机制，提高水环境监管与应急水平，长久保持水环境治理的效果。
污染预警溯源仪是目前国内外唯一的在线溯源仪，具有独特的在线溯源和污染留证功能。较同类技术具有能溯源、溯源准、溯源快的优势，产生了独特的经济、环保和社会效益。
她还介绍了污染水纹库的建立情况，针对水污染预警溯源技术及仪器在工业园区污染源智慧监管、城市小流域污染源溯源等领域的应用情况进行了阐述。
于中汉：管道管家
于中汉
目前管网爆管、管道老化渗漏问题严重，清华大学环境学院左剑恶教授团队硕士于中汉围绕管道管家展开阐述，分别介绍了管道检修机器人、短管原位修复技及管道健康状况综合评价等内容。
管道检修机器人可对400 mm以上管道进行50 m的连续检测，形成管道检测视频。修补气囊搭载不锈钢套管和硅胶圈到达缺陷位置,对修补气囊充气，使钢管解除扣带束缚，延展至贴合管道内壁。模糊综合评价法简化模型，精简统计工作，使评价方法便于推广，可形成管道缺陷综合量化值Q。管道健康状况综合评价基于GIS平台，管网状况可视化，为养护决策提供支持。
于中汉表示，接下来他们团队要围绕以下四个方面展开：管道图像采集设备、人工智能+管道评价、管道云平台的建立及可视化、智能化管道管理。
常风民：管式O3/UV协同氧化废水深度处理技术
常风民
清华大学环境学院王凯军教授团队博后常风民分享了团队研究的管式O3/UV协同氧化废水深度处理技术，目前有机物污染成为水处理领域的难点，CODcr、色度、类大肠菌、有机物等的提升，促进提标改造步伐，急需深度处理技术。以宜兴为例，废水排放量不到100t的占60%，不到30t的46%。且污水污染事件递增，每年大型污水事件10次以上。水质的复杂化与要求的提高，具有杀菌消毒、去除微污染物的基于臭氧高级氧化技术未来必成为主流技术。
常风民介绍，O3/UV/对有机物母体降解时间在3-5分钟；O3工艺时间约为30分钟以上；O3 /UV完全降解时间几分钟到十几分钟（投加量增加），而O3工艺需1小时以上或难以直接完全氧化。管式O3/UV设备经历从小试、中试、示范工程至工程规模，不断升级。
为使科技与产业更好对接，推介会现场还设置了互动问答环节，大家针对各位老师们的主讲技术和水处理科技成果进行了深入讨论。
现场互动
据悉，为实现水处理科技成果实现产业化落地，有效发挥其市场化、产业化价值，江苏省（宜兴）环保产业技术研究院承担了水专项技术成果转化与产业化推广机制的任务。继4月26日走进清华大学站之后，水处理科技成果推介会还将陆续走进南京大学、中科院生态中心、哈尔滨工业大学、同济大学等国内一流科研院校，全面展示水处理科技成果，促进水处理行业发展。
本文作者
编辑 | 洪翩翩、刘影
统筹 | 谷林