彭永臻是中國工程院院士、北京工業(yè)大學教授、城鎮(zhèn)污水深度處理與資源化利用技術(shù)國家工程實驗室主任。他現(xiàn)年75歲,與新中國同齡。
▲彭永臻院士(左二)帶領學生做污水處理實驗
從1968年到1973年,彭永臻響應國家知識青年上山下鄉(xiāng)號召,來到黑龍江生產(chǎn)建設兵團53團工程連參加生產(chǎn)建設。通過五年艱苦生活和工作的錘煉,他深刻體會到,堅韌不拔、不畏艱難困苦、竭力去完成每一項任務,是無產(chǎn)階級先進分子——共產(chǎn)黨員的精神品質(zhì)。1973年,彭永臻在入黨志愿書中寫下錚錚誓言,光榮入黨:“我一定用黨員的五條標準嚴格要求自己、衡量自己,更加自覺地發(fā)揚共產(chǎn)黨人那種吃大苦、耐大勞的精神,努力爭取為黨和人民做出更大的貢獻。”
1973年9月,彭永臻在53團的文化考試中獲得并列第一的好成績,成為工農(nóng)兵大學生,進入哈爾濱建筑工程學院,也就是今天的哈爾濱工業(yè)大學給水排水工程專業(yè)學習。這個選擇決定了彭永臻未來幾十年的奮斗方向。
1984年,作為新中國第一屆獲得碩士學位的年輕學者,彭永臻到日本京都大學留學2年。日本的污水處理技術(shù)和先進設備,讓彭永臻感到格外震撼,也讓他更加堅定地選擇在這一領域深耕。
2000年,彭永臻被調(diào)入北京工業(yè)大學。他和學生們與污水為伴,為了實驗,有時全天在污水處理試驗設備旁取樣與檢測。如今,彭永臻已在城市污水處理領域?qū)W⒀芯?0余載。
能有如此堅持,因為在他看來,污水處理能夠真正“干到老,學到老”。總有新問題、新技術(shù)出現(xiàn),而如何去攻克、去研究,就成了彭永臻一生的學習課題。
2023年1月,深圳市寶安區(qū)福永水質(zhì)凈化廠二期工程提前46天完成竣工驗收。這個日污水處理能力22.5萬噸的項目投產(chǎn),意味著彭永臻團隊開發(fā)的AOA工藝技術(shù)開始穩(wěn)步地從實驗室走向市場。
不止深圳,北京、?凇⒅猩……如今,一座座污水處理中型試驗裝置在全國遍地開花,為更大規(guī)模的投產(chǎn)運行積累經(jīng)驗。彭永臻將論文寫在祖國大地上的夙愿,正一步步變?yōu)楝F(xiàn)實。
所謂AOA,即厭氧反應(A)、好氧硝化(O)以及后置缺氧反硝化(A),是通過短程反硝化耦合厭氧氨氧化途徑進一步脫氮的一種新工藝。也就是說,通過控制不同的反應條件,使微生物最大限度發(fā)揮作用,達到污水深度除氮的目的。
“國際上慣用的工藝是AAO,我們就是調(diào)整了一下順序。”彭永臻說。雖然只是順序變了一下,但是生物化學的反應機理卻大不相同,污水處理脫氮效率大幅度提高。對比提標改造前,同一項目日平均處理水量增長17%,噸水污泥產(chǎn)生量減少26%,出水總氮濃度降低42%左右。
說起來,這一新工藝技術(shù)的發(fā)現(xiàn)有些偶然。2010年,在垃圾滲濾液處理的實驗中,本該進行實驗條件切換時,看守的學生睡過了頭,沒想到實驗效果卻出奇得好。彭永臻沒有放過這一絲意外,將實驗過程在城市污水處理上進行了驗證,并逐漸梳理、拓展出新的工藝技術(shù)。圍繞這一成果,他帶領團隊在國際期刊上陸續(xù)發(fā)表了10篇SCI論文。
將厭氧氨氧化技術(shù)應用在城市污水處理中,也是彭永臻團隊的首創(chuàng)。“厭氧氨氧化是世界上最經(jīng)濟高效的污水生物脫氮技術(shù)。然而,如此高效的技術(shù)此前并未在城市污水處理領域得到應用。”彭永臻解釋,參與厭氧氨氧化過程的厭氧氨氧化菌,最喜歡高氨氮的環(huán)境,因此此前被廣泛運用在高氨氮的工業(yè)污水處理中。
一組數(shù)據(jù)讓人一目了然:每升工業(yè)污水的氨氮含量可達數(shù)千毫克,而城市污水只有四五十毫克。“氨氮含量少,難于培養(yǎng)和富集厭氧氨氧化菌,厭氧氨氧化菌技術(shù)就很難在城市污水處理中發(fā)揮作用。”彭永臻說。團隊通過長期實驗研究,掌握了厭氧氨氧化菌的增長規(guī)律,為厭氧氨氧化菌打造出適宜的生長環(huán)境,讓它在城市污水中也能大顯身手。
在改革開放四十余年的歷程當中,中國的污水處理技術(shù)幾乎從零起步,逐步發(fā)展到了世界先進水平,彭永臻及其團隊在其中作出了重要貢獻。“我們在一些方向上已經(jīng)做到了行業(yè)領先。例如污水脫氮除磷,在國內(nèi)外率先提出‘主流城市污水部分厭氧氨氧化’思想與新技術(shù),并在國內(nèi)外率先實現(xiàn)短程反硝化耦合厭氧氨氧化。”彭永臻說。
幾十年來,彭永臻團隊堅持研究方向不變,他堅信,再過50年甚至更長的時間,研究依然還會有新的突破。這個經(jīng)典與傳統(tǒng)的科研方向,如今為中國城市的污水處理貢獻了更穩(wěn)定、更高效、更經(jīng)濟的新工藝。
“我從不擔心學生與我競爭,而且希望他們能青出于藍而勝于藍。有的學生在一些具體研究領域,文獻讀得比我都多,對專業(yè)的理解很深刻,未來能作出更大的貢獻。”彭永臻希望把自己所有的畢業(yè)生,都培養(yǎng)成優(yōu)秀的科技人才。
他對學生的關心,從學術(shù)研究里,一直延伸到課堂外。只要不出差,每周他都與學生們進行兩到三次的籃球較量,已經(jīng)成為北京工業(yè)大學里一道獨特的風景。“打球,也是更近距離地與學生們交往的過程,能夠更準確地把握學生的思想脈搏。”彭永臻用這種方式,拉近了與學生們的距離。
桃李不言,下自成蹊。學生們平時雖然叫著“苦”,說老師“要求太嚴,壓力大”,還哭訴著“論文改七八遍是常事”,但背地里,大家不約而同地說他“如父如友”。
高強度的工作、矯健的身姿,配上洪亮的嗓門,讓人們幾乎忘記,彭永臻已年過古稀。
“我與共和國同齡。”彭永臻話語鏗鏘。新中國走過波折、發(fā)展、輝煌的75年,作為同齡人,他憑借著勤奮和拼搏,走上了自己期望的科研之路,并取得了傲人的成績。
回顧來時路,彭永臻感慨萬千,但科學家的眼光總是看向前方:“我希望,科研人員都能腳踏實地,把論文寫在祖國大地上,爭取早日實現(xiàn)我國科技強國的偉大目標。”
參考資料:
1.光明日報.彭永臻院士:污水能還清,應該謝謝他
2.中國組織人事報.【人物專訪】彭永臻:“科研工作必須把國家重大需求放在第一位”
3.北京日報.北京市先進科技工作者彭永臻:污水還清
4.科技日報.彭永臻院士:“污水變清流”背后的魔術(shù)師
制作:北京市科協(xié)融媒體中心
整理:段大衛(wèi)