中國工程院院士曲久輝:未來凈水技術(shù)——低碳與風(fēng)險控制協(xié)同
7月14日,清華經(jīng)管EMBA“未來科技·未來思維”系列講座聚焦環(huán)保產(chǎn)業(yè)、凈水技術(shù),舉辦了第十八講“未來凈水技術(shù)——低碳與風(fēng)險控制協(xié)同”,本次講座邀請到中國工程院院士曲久輝教授作主講嘉賓。考慮到疫情防控的相關(guān)要求,活動采用在線方式進行,百余名清華經(jīng)管EMBA同學(xué)及校友一同聆聽了本次講座,并進行互動交流。
曲久輝,中國工程院院士,美國國家工程院外籍院士,發(fā)展中國家科學(xué)院院士,清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院特聘教授,清華大學(xué)水質(zhì)與水生態(tài)中心主任,兼任國家生態(tài)環(huán)境專家咨詢委員會副主任等職。主要從事水質(zhì)科學(xué)與技術(shù)研究。
本次講座,曲院士從水污染控制的策略、趨勢、方向三個視角介紹了水污染治理技術(shù)的發(fā)展方向。曲院士表示,當(dāng)前,水污染控制的新策略是減污降碳與風(fēng)險控制協(xié)同;水污染控制的新趨勢是低碳安全、資源循環(huán);技術(shù)研發(fā)的新方向是材料、生物、信息技術(shù)及其耦合。
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為什么要實施低碳戰(zhàn)略?這是因為,能源、工業(yè)、交通、建筑、農(nóng)業(yè)和土地利用等方方面面都與環(huán)境息息相關(guān),環(huán)境碳排放的貢獻,涉及工業(yè)、農(nóng)業(yè)、生活的排放過程,也與相關(guān)產(chǎn)業(yè)關(guān)系密切。
1為什么要控制風(fēng)險,要控制哪些方面的風(fēng)險呢?首先是化學(xué)污染及風(fēng)險。環(huán)境中污染物來源復(fù)雜,比如燃燒過程產(chǎn)生的多鹵代污染物,各種工業(yè)過程產(chǎn)生的副產(chǎn)物或雜質(zhì),污染控制過程產(chǎn)生副產(chǎn)物;其次是生物污染及其風(fēng)險。水的生物污染無處不在,水的生物污染可能導(dǎo)致霍亂等疫情發(fā)生,且環(huán)境生物污染比化學(xué)污染更為復(fù)雜,90%以上的微生物未知,病源微生物對人類飲水安全構(gòu)成巨大潛在風(fēng)險;最后是復(fù)合污染及其風(fēng)險,自然界沒有一種生物是暴露在單一化學(xué)品下的。
2治水的未來技術(shù)方向是凈水、低碳和控制風(fēng)險三者協(xié)同調(diào)控。
3飲用水凈化三個趨勢:一,毒害物質(zhì)極限控制與自然凈化;二,污水再生,資源化與能源化;三,工業(yè)廢水治理減污降碳,資源循環(huán)。
04工業(yè)廢水如何減污?一是減量化,近零排放;二是無害化,極限脫毒;三是資源化,高值利用。
05工業(yè)廢水如何降碳?一是碳減排,分為二氧化碳減排和非二氧化碳減排;二是碳利用,即環(huán)保利用,生產(chǎn)利用;三是碳回收,即物質(zhì)回收和能量回收。
06工業(yè)廢水循環(huán)利用的六大重點行業(yè):石化化工、鋼鐵、有色、紡織、造紙、食品。
07支撐環(huán)境技術(shù)發(fā)展三大方向是材料技術(shù)、生物技術(shù)和信息技術(shù)。材料技術(shù)是生物技術(shù)的重要支撐,材料技術(shù)是信息技術(shù)的重要基礎(chǔ)。
08水處理材料與人工智能、生物技術(shù)、納米技術(shù)、信息技術(shù)息息相關(guān)。水處理材料研究的熱點問題有:智能膜材料、靶向吸附材料、定向轉(zhuǎn)化催化材料、介(微)尺度材料、微生物偶聯(lián)功能材料、自然能為驅(qū)動力的長效水體修復(fù)材料。
09減污降碳與風(fēng)險控制協(xié)同技術(shù)體系構(gòu)建的技術(shù)突破要點:近零排放技術(shù)體系,極限脫毒技術(shù),高值使用的資源化技術(shù),高效可行的能量轉(zhuǎn)化技術(shù),環(huán)境治理過程的排放控制技術(shù),多過程協(xié)同調(diào)控技術(shù)。
10曲院士對支撐環(huán)境技術(shù)發(fā)展三個方向進行了詳細的介紹。
首先,曲院士從水處理技術(shù)發(fā)展史、納米水處理材料研究成為全球熱點和水處理材料研究的熱點問題三個角度切入,通過基于分子結(jié)構(gòu)認知的低動力膜材料、毒害污染物極限去除的吸附新材料和同步實現(xiàn)污染物去除/產(chǎn)能/資源化新材料三個例子的講解,向同學(xué)們闡釋了水環(huán)境綠色治理的新材料技術(shù)。
隨后,曲院士通過“解碼生物暗信息:生物過程主導(dǎo)的水處理系統(tǒng)”和“功能菌干預(yù):提高土壤和水中氮的轉(zhuǎn)化效率”兩個案例講解了水環(huán)境低碳治理的生物新技術(shù)。
最后,曲院士從數(shù)字孿生技術(shù)在城市水智慧管理中的應(yīng)用——管網(wǎng)系統(tǒng)講起,向同學(xué)們介紹了水環(huán)境智慧化管控的信息技術(shù)以及流域水環(huán)境智慧管理平臺支撐精準(zhǔn)管理與精準(zhǔn)決策問題。
講座之后,曲院士與同學(xué)校友們進行互動交流。同學(xué)校友們積極踴躍,就中國水污染控制指標(biāo)、工業(yè)污水處理成本、陶瓷膜的優(yōu)勢、石墨烯與膜材料結(jié)合的工業(yè)化前景等方面的問題向曲院士請教。曲院士針對同學(xué)校友們提出的問題,做了進一步深入、精彩的解答,講座在熱烈的氣氛中結(jié)束。
習(xí)近平總書記強調(diào),要提高環(huán)境治理水平,·要充分運用市場化手段,完善資源環(huán)境價格機制,采取多種方式支持政府和社會資本合作項目,加大重大項目科技攻關(guān),對涉及經(jīng)濟社會發(fā)展的重大生態(tài)環(huán)境問題開展對策性研究。曲院士曾在一次論壇中說道:“產(chǎn)業(yè)需求與技術(shù)融通任重道遠,企業(yè)要在其中發(fā)揮創(chuàng)新主體的角色,期待環(huán)保企業(yè)家都有創(chuàng)新的情懷和智慧,創(chuàng)新一定會成為產(chǎn)業(yè)的命脈和未來。”清華經(jīng)管EMBA的同學(xué)們定將秉強國之情懷,持創(chuàng)新之智慧,戰(zhàn)環(huán)境治理之挑戰(zhàn),突破產(chǎn)業(yè)難關(guān),推動技術(shù)革命。