海歸力量 “圳”在閃耀｜王文昭：死磕污水處理的“微生物調(diào)控師”
深圳新聞網(wǎng)2023-12-14 10:01北京
【編者按】
萬川匯海，又聚鵬城。作為人才隊伍的重要組成部分，海歸已成為推動深圳經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的新銳力量。他們朝氣蓬勃，凝聚前沿的思想與智慧，為“鵬城號”破浪前行注入了不竭的創(chuàng)新動力。
2023年，深圳歐美同學(xué)會聯(lián)合深圳新聞網(wǎng)推出“海歸力量 ‘圳’在閃耀”專欄，聚焦海歸的成長、創(chuàng)業(yè)、奮斗過程，講述他們在深圳閃閃發(fā)光的人生故事。本期采訪嘉賓是福瑞萊環(huán)�？萍迹ㄉ钲冢┕煞萦邢薰綜EO王文昭。
深圳新聞網(wǎng)2023年12月13日訊（記者 趙文碩）“微生物技術(shù)應(yīng)用非常廣泛，為什么要死磕污水處理這個領(lǐng)域？”在這些年的研發(fā)和市場拓展中，王文昭不斷地被問到這個問題。
“污水處理是污染物進(jìn)入環(huán)境后降低其帶來影響的必經(jīng)過程，是守護(hù)生物安全的重要屏障，也是提升人居環(huán)境的有效措施。人居環(huán)境提升是國家的戰(zhàn)略需求，然而，受氣候變化的影響，人類社會受到生物安全相關(guān)的威脅越來越頻繁，因人居環(huán)境改善和生物安全防護(hù)的關(guān)系密不可分，導(dǎo)致人居環(huán)境改善工作的壓力也越來越大，而且我國相關(guān)方面的起步較晚，基礎(chǔ)設(shè)施相對薄弱，行業(yè)創(chuàng)新技術(shù)與科研人員較缺乏。”王文昭堅定地說，“通過生物科技，重塑污水處理這個傳統(tǒng)行業(yè)，為韌性城鄉(xiāng)建設(shè)、人居環(huán)境提升提供新的基礎(chǔ)和選項，就是難且對的事情。”
在從事微生物領(lǐng)域研究近二十年間，王文昭專注于微生物群體調(diào)控技術(shù)在環(huán)境、農(nóng)業(yè)、健康等領(lǐng)域的研發(fā)與應(yīng)用。經(jīng)過多年的研發(fā)與探索，王文昭帶領(lǐng)團(tuán)隊將微生物群體調(diào)控技術(shù)率先應(yīng)用在環(huán)境領(lǐng)域，解決了中小微型污水處理設(shè)施生物穩(wěn)定性差、泥水分離難等行業(yè)痛點(diǎn)、難點(diǎn)問題。
奇妙的微生物領(lǐng)域研究生涯
2007年3月，三位來自日本宇都宮大學(xué)的教授來東華大學(xué)環(huán)境學(xué)院開展講座，其中一位極具日本外貌特征的年輕教授-池田教授操著流利的日式英語，生動地講述細(xì)菌之間是如何相互交流，單細(xì)胞的低等微生物如何通過信號發(fā)送與感知識別周邊是伙伴還是敵人，并改變發(fā)光與否、聚集或散開等一系列行為。那是正在攻讀碩士學(xué)位的王文昭第一次接觸微生物學(xué)，他立刻被這個極其有趣的現(xiàn)象和池田教授極富吸引力的演講深深地攫住了。半年后，王文昭踏上了飛往東京的飛機(jī)，開啟了自己的微生物調(diào)控研究生涯。
從日本宇都宮大學(xué)博士畢業(yè)后，王文昭赴賓夕法尼亞州立大學(xué)生物膜工學(xué)實驗室，繼續(xù)研究基于微生物群落的三維調(diào)控的立體智能生物反應(yīng)器，進(jìn)一步提高微生物調(diào)控精度和自由度。
2013年9月，王文昭回國加入中科院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院（簡稱“深圳先進(jìn)院”），致力于把微生物群體調(diào)控技術(shù)推向?qū)嶋H應(yīng)用場景。為了響應(yīng)國家雙創(chuàng)的號召，進(jìn)一步打通研究人員從科研到產(chǎn)業(yè)化的路徑，深圳先進(jìn)院成立了創(chuàng)客學(xué)院。深圳濃厚的創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)氛圍深深地影響著王文昭，2015年，在創(chuàng)客學(xué)院的支持和孵化下，王文昭創(chuàng)立了福瑞萊公司。
一直以來，小微型污水處理生物反應(yīng)器存在生物穩(wěn)定性差、泥水分離難等行業(yè)瓶頸問題，以至于污水處理率、有效運(yùn)維率都不高，這也導(dǎo)致污水處理行業(yè)難以脫離其工程屬性。
那有沒有可能通過微生物行為調(diào)控來控制污水處理反應(yīng)器的不同階段，從而增強(qiáng)其系統(tǒng)穩(wěn)定性呢？這個大膽的想法讓王文昭非常興奮。然而，國內(nèi)外對這方面的研究還處于理論階段，實踐經(jīng)驗非常少。
不畏困難，說干就干！王文昭帶領(lǐng)科研團(tuán)隊從污水處理廠、土壤、植物、海洋等篩選出數(shù)千種具備信號干預(yù)能力的微生物。通過進(jìn)一步反復(fù)地培養(yǎng)、檢測、評估、驗證，最終成功篩選出100余種具有廣泛適應(yīng)性且適合基因改造的目標(biāo)功能菌株，王文昭稱其為“指揮官”微生物，再通過高分子材料對這些“指揮官”微生物進(jìn)行充分的保護(hù)和固定。王文昭團(tuán)隊驚喜地發(fā)現(xiàn)，通過調(diào)整、控制微生物的聚集、分散行為，再輔助以特定的流道設(shè)計，能夠非常突出地改善污水處理反應(yīng)器的生物穩(wěn)定性。
如今，王文昭的團(tuán)隊已經(jīng)積累了數(shù)千株能夠適應(yīng)不同水質(zhì)特點(diǎn)的“指揮官”，調(diào)控最終成功將微生物群體調(diào)控技術(shù)引入水處理行業(yè)，使小微污水處理設(shè)施在較為粗獷的情景下穩(wěn)定運(yùn)行成為可能。
王文昭研發(fā)工作中。
微生物固定技術(shù)取得重大突破并獲得權(quán)威認(rèn)可
從技術(shù)上來講，微生物應(yīng)用技術(shù)主要靠經(jīng)驗進(jìn)行精準(zhǔn)地控制，“如何將實驗室的功能系統(tǒng)應(yīng)用到宏觀的工程環(huán)境”則變成了一個巨大的挑戰(zhàn)。這個挑戰(zhàn)中最重要的一個環(huán)節(jié)就是，微生物如何在一個半開放的環(huán)境當(dāng)中穩(wěn)定地生存下來。
經(jīng)過大量的研究、實驗，王文昭團(tuán)隊最終通過微生物菌群固定化技術(shù)實現(xiàn)微生物在宏觀環(huán)境的穩(wěn)定固定。該項固定化技術(shù)的突破，為微生物群體調(diào)控技術(shù)推向?qū)嶋H應(yīng)用奠定了堅實的基礎(chǔ)，將污水中難降解的有機(jī)物、氨氮、總氮高效去除，推動污水治理降本增效，更是高效解決了小微型污水處理設(shè)施生物穩(wěn)定性差、泥水分離難的瓶頸問題。
在歐美同學(xué)會首屆“雙創(chuàng)”大賽全國總決賽上，離網(wǎng)式污水處理智慧解決方案榮獲一等獎，這項殊榮給王文昭團(tuán)隊帶來了極大的鼓勵，也是對環(huán)保行業(yè)、鄉(xiāng)村振興產(chǎn)業(yè)的支持和肯定。王文昭相信，這將會鼓舞更多創(chuàng)業(yè)者基于技術(shù)創(chuàng)新，滿足國家戰(zhàn)略性需求，創(chuàng)造社會價值和商業(yè)價值。
用顛覆以往的技術(shù)挑戰(zhàn)固有思維
過去，污水處理主要采用傳統(tǒng)管網(wǎng)集中的方式統(tǒng)一收集、統(tǒng)一處理，從設(shè)計規(guī)范、建設(shè)施工、運(yùn)營維護(hù)等都有嚴(yán)格、完善的流程。這種管網(wǎng)集中收集、處理的方式非常適合大中城市這種高密度居住區(qū)，但以農(nóng)村為代表的地區(qū)，大多居住區(qū)比較分散，有些地區(qū)地勢落差大，管網(wǎng)建設(shè)存在成本高、建設(shè)周期長、施工難度較大的難題，且拿資金、征地等環(huán)節(jié)也令人棘手。除此之外，還有城市中老舊城中村、山體公園、別墅區(qū)等區(qū)域，同樣存在管網(wǎng)建設(shè)難、污水收集難的難題。
如何打通污水處理系統(tǒng)的“最后一公里”？針對農(nóng)村、城市等中低密度居住區(qū)的人居環(huán)境提升問題，王文昭在行業(yè)內(nèi)首次提出了離網(wǎng)式污水處理智慧解決方案，為簡化、優(yōu)化“污水處理”的難題，提供了破題路徑。
王文昭研發(fā)工作中。
何為離網(wǎng)式污水處理智慧解決方案？王文昭介紹說，“即盡可能主動地在污水產(chǎn)生源頭、在最小單元進(jìn)行就地處理后達(dá)標(biāo)排放或回用的污水處理方式，連通前期規(guī)劃、建設(shè)實施、運(yùn)營維護(hù)全過程管理。”
離網(wǎng)式污水處理是不同于以往的新概念，要面對的是一個行業(yè)思維定式。
在創(chuàng)業(yè)的初期，王文昭把大量的時間和精力投入到與行業(yè)固有思維定式的挑戰(zhàn)中，每當(dāng)向客戶介紹離網(wǎng)式污水處理時，他收到更多的回復(fù)是“用管網(wǎng)集中收集吧”“我們不計劃采用新的解決方案”……而王文昭能做的就是通過產(chǎn)品創(chuàng)新、技術(shù)創(chuàng)新、模式創(chuàng)新，用一個個成功實踐的案例去說話，逐步讓客戶接受新的理念與模式，讓市場認(rèn)可。
王文昭還帶領(lǐng)團(tuán)隊開發(fā)了基于GIS和AI智能規(guī)劃系統(tǒng)的“紅蜂系統(tǒng)”，自主研發(fā)融合物聯(lián)網(wǎng)、云計算、大數(shù)據(jù)、人工智能等技術(shù)的“鳳巢運(yùn)維系統(tǒng)”，以Panda-Box、Bee-Box兩個系列生物反應(yīng)器為核心處理單元，促進(jìn)污水處理行業(yè)從“工程設(shè)計”主導(dǎo)向真正的“智能裝備”主導(dǎo)進(jìn)化。
在深圳創(chuàng)業(yè)氛圍影響下誕生的企業(yè)家
王文昭說，“如果沒有來到深圳，沒有加盟深圳先進(jìn)院，我可能就只是一名科研人員，不會選擇創(chuàng)業(yè)。”
“深圳市是一個對創(chuàng)新非常包容的城市，對于新技術(shù)的包容度很高，能讓新技術(shù)得到快速的應(yīng)用，這一點(diǎn)對于創(chuàng)新型企業(yè)而言是非常重要的支持。”王文昭介紹說，除以上之外，深圳的市政建設(shè)、配套服務(wù)以及便民設(shè)施等各個方面都相對完善，也讓他感受到了較高的居民幸福指數(shù)。
王文昭表示，深圳的營商環(huán)境一直都走在全國前列，鼓勵創(chuàng)新與自主創(chuàng)業(yè)，為人才提供了豐富的科技創(chuàng)新支持、貸款貼息支持、租金優(yōu)惠等，還提供各種各樣的知識獲取渠道、傳播宣講、創(chuàng)新展示的平臺與機(jī)會，包括對外交流的機(jī)會。“深圳擁有更加完善的法治環(huán)境、更加開放的國際環(huán)境、更富競爭力的城市環(huán)境，而那些頗具吸引力的人才引入制度，都為科研人員深入國家實際需求開展創(chuàng)業(yè)給予了極大的支持，讓創(chuàng)業(yè)者非常有信心與底氣。”
2023年廣東青年海歸嘉年華活動主題演講。
王文昭介紹說，當(dāng)前，環(huán)境領(lǐng)域正在快速地從“設(shè)計－施工”主導(dǎo)型向“技術(shù)－裝備”主導(dǎo)型進(jìn)化，小型化、分布式、標(biāo)準(zhǔn)化的大規(guī)模盛行給小微型生物反應(yīng)器帶來前所未有的機(jī)遇。
接下來，王文昭將把工作重心聚焦于研發(fā)領(lǐng)域，將“AI+微生物”深度融合，重點(diǎn)開展微生物大規(guī)模菌群高通量分離和重構(gòu)的科研工作，讓生物反應(yīng)器進(jìn)一步智能、精準(zhǔn)、可控，“把生物反應(yīng)器做得更小，讓污水處理效率實現(xiàn)10倍、100倍、1000倍數(shù)量級提升！”
（本文圖片由受訪者提供）
