2023年6月5日,国际环境工程与科学界泰斗、斯坦福大学教授Perry L. McCarty先生因心脏病逝世,享年91 岁。
Perry L. McCarty,是生物处理技术学科的奠基人、厌氧技术的开拓者。
他的一生都在致力于解决清洁水方面的挑战。他的早期研究主要集中在厌氧处理过程、脱氮和水再利用的生物过程等方面,1969年,Perry L. McCarty提出用厌氧滤池的模型来实现水力停留时间和污泥停留时间的分离,开启了未来厌氧技术更高阶段的发展;提出的Lawrence-McCarty方程,使人们对废水生物处理的认识从经验上升到理论,并率先将污泥龄SRT应用于活性污泥系统的设计和运行;后又在废水中痕量有机物生物处理、再生水利用以及地下水污染物控制等方向,产出诸多跨越式成果。
他留下了宝贵的科学成果。发表学术论文341篇,著有11本教材,其中包括著名的《Environmental Biotechnology, Principles and Applications》,为生物技术在环境领域中的应用做出了无与伦比的贡献,也为环境生物技术的发展奠定了科学基础。
他师德高尚,桃李满天下。吸引一大批顶尖环境工程人才聚于旗下,他的学生就任于斯坦福、康奈尔、加州大学伯克利分校等高校,其中多位当选为美国国家工程院院士。
Perry L. McCarty为中国水处理事业贡献智慧。在概念厂筹备阶段,Perry L. McCarty出席在北京腾达大厦的概念厂国际研讨会,与Glen Daigger、Mark van Loosdrecht、中国污水处理概念厂专家委员会一起,为概念厂未来发展献计献策。
▼ 部分照片(左右滑动)
“斯坦福大学的McCarty教授,在一次会议上提出‘污水处理是要产能还是耗能’的观点,他通过数字来比较,将活性污泥法、活性污泥法 + 膜处理、活性污泥法 + 膜处理 + 反渗透处理一立方水要消耗多少能量,与采用厌氧生物处理可以产生多少能量来做对比,提出了到底是要产能还是耗能,这个想法让我印象深刻。”——摘自第21期《环保产业:厌氧必大行于世》,JIEI访中国工程院院士钱易——《蕴含自然智慧的厌氧技术未来污水处理的主力军》。
McCarty教授与钱易院士
(钱易院士提供)
一天,UASB之父Gatze Lettinga偶然看到不知谁遗忘在他书桌角落上一本JWPCF杂志,发现Perry L. McCarty的一篇讲述厌氧生物水处理技术的文章。“McCarty令人着迷的文章,尤其是背后所蕴含的观点,我的视野完全打开了……我在这篇文章中读到的每一个字都说进了我的心坎里。”Lettinga在《通往可持续环境保护之路》一书中讲他研究厌氧水处理技术的原因时,如是说道。
大约在1980年,Lettinga与激发他灵感的Perry L. McCarty愉快会面
McCarty教授与中国渊源深厚,很多行业专家与同仁都表达了惜别不舍的感情。
在撰写此文的过程中,我们也采访了王凯军与俞汉青两位教授,并获得他们授权,在此表达对McCarty教授的崇敬与哀悼之情,俞汉青老师特地发给我们他先前整理的McCarty教授的资料,供行业了解和学习,在此特别向老师们表示感谢!
俞汉青教授:
中国科学技术大学环境科学与工程系
早上获此消息,不胜感伤。我简单整理了一份材料,供大家参考。
Perry McCarty教授:论文三百篇 净水六十年
1953年
获韦恩州立大学土木工程学士
1957年
获麻省理工学院卫生工程硕士
1959年
获麻省理工学院卫生工程博士
1962-1967年
斯坦福大学任副教授
1967年起
斯坦福大学教授
1977年
被授予美国国家工程院院士
1996年
被授予美国国家艺术与科学院院士
1992年
获John and Alice Tyler奖
1997年
获Athalie Richardson Irvine Clarke奖
2007年
获获斯德哥尔摩水奖(Stockholm Water Prize,这是一个在环境领域内相当于诺贝尔奖的最高荣誉)Athalie Richardson Irvine Clarke奖
自1962年加入斯坦福大学开创环境工程专业至今,McCarty教授共发表学术论文341篇,著有11本教材,其中包括著名的《Environmental Biotechnology, Principles and Applications》,为生物技术在环境领域中的应用做出了无与伦比的贡献,也为环境生物技术的发展奠定了科学基础。
下图为McCarty教授论文的引用量
图1 Perry McCarty教授论文被引量
斯坦福大学环境工程专业极富盛名,与McCarty教授卓越的科研和管理能力密不可分,他吸引一大批顶尖环境工程人才聚于旗下,培养出了环境工程领域的杰出人物。图3显示他的学生就任于斯坦福、康奈尔、加州大学伯克利分校等高校,其中多位当选为美国国家工程院院士。
图2 McCarty教授的学生们
主要学术贡献:
▢ 1960-1969年,利用热力学分析废水生物处理过程。根据不同电子受体和供体的反应自由能建立了微生物生长和消耗的能量之间的关系,进而根据能量部分的半反应组合成为生物合成总反应,成为废水生物处理的重要基础理论。
▢ 1965年,通过示踪元素法确定了甲烷产生来源及路径,发现70%左右的甲烷来自于乙酸的脱羧反应,其余的甲烷则来自于二氧化碳的还原反应,从而提出了厌氧发酵三阶段理论。
▢ 1969年,发明了厌氧滤器,实现了固体停留时间和水力停留时间完全分离,为第二代厌氧反应器研发奠定了基础。
▢ 1969年,提出利用价格低廉的甲醇作为碳源强化反硝化过程。
▢ 1970年,提出了Lawrence-McCarty方程,使人们对废水生物处理的认识从经验上升到理论,并率先将污泥龄SRT应用于活性污泥系统的设计和运行。
▢ 1976-1980年间,McCarty教授的工作开始逐渐转向废水中痕量有机物生物处理、再生水利用等方向。
▢ 1985年,McCarty教授发明了一种厌氧挡板反应器(ABR)。
▢ 1981-2000年,McCarty教授的研究工作集中在地下水处理、废水中卤代有机化合物降解,并在卤代物的厌氧降解方面取得了突破,证实了厌氧微生物脱卤,筛选出好氧脱卤微生物,并应用于地下水脱卤,是地下水原位生物修复技术的开拓者。这20年中发表了百篇论文,并于1997年以 “Breathing with Chlorinated Solvents”为题发表了一篇Science论文。
▢ 2002年退休之后受其学生邀请,在韩国开展了生活污水厌氧生物处理新技术的研究,研发了两阶段厌氧流化膜生物反应器,使其在常温条件下以极低的能耗有效处理生活污水,其出水的COD值与好氧处理技术相当,为生活污水厌氧生物处理技术打开了新的大门。
王凯军教授:
清华大学环境学院
McCarty是生物水处理技术学科的泰斗、奠基人。
McCarty确立了生物水处理技术学科的基础理论、基础数学模型和基础概念,将人们对污水处理的认识从经验上升到理论,比如污泥龄、Lawrence-McCarty方程等理论的提出和应用,开创了一个新时代。
从他研究的内容和路径来看,他又是非常讲究实际、接地气的国际著名学者。
在20世纪60年代,他率先开始了厌氧处理生活污水的研究,而国际上另外一个著名的厌氧大师Gatze Lettinga教授——也是我的博士生导师——他一直非常尊敬的称McCarty是厌氧水处理技术的先驱,是他在厌氧技术领域的启蒙老师。他说,正是因为他读到了一篇McCarty著名的关于厌氧滤池的论文,他才走上了厌氧研究的道路,才有了后来的故事和成果。
另外,在很长时间内,McCarty是水回用的倡导者和推动者,包括对污水中的营养物质进行回收利用、污水处理可用于农用等,都是他在这方面的主导思想。
我记得大概十年前,一个国内著名行业杂志主编,请我代为邀请荷兰的Mark和美国的McCarty教授作为外籍编委,McCarty回信婉转的拒绝了我的邀请,讲他年事已高逐步减少专业活动。但是,我们看到正是在他退休的最后几年到了韩国的大学任教,带了一个团队重新研究采用厌氧技术处理生活污水。技术路线与时俱进,采用了厌氧膜生物反应器和厌氧流化床的技术,发表了十几篇文章,充分证明采用厌氧技术处理生活污水是完全可行的。
McCarty的去世,应该说是整个世界环境学界的重大损失,代表着一个时代的结束。