将工业废水“激浊扬清”
——记“国家卓越工程师团队”南京大学工业废水治理技术与装备团队
【国家工程师】
◎本报记者 金 凤
“水中有哪些新污染物，界定新污染物的指标体系该怎么建立，如何判断它们对人类健康和生态环境的影响？”近日获评“国家卓越工程师团队”后，南京大学工业废水治理技术与装备团队(以下简称“团队”)又瞄准新污染物开展攻坚。
2月3日，在南京大学环境学院的实验室外，团队负责人、中国工程院院士、南京大学教授任洪强语速飞快地与科技日报记者分享了他们最近的研究动态。
30多年来，任洪强带领团队在我国复杂废水生物处理增效调控技术与工程应用方面持续深耕，累计净化上亿吨工业废水。如今，他又带领团队开辟新的战场，力求在水质风险控制方面取得突破。
“我们希望，用科技自立自强，解决水污染、守护水健康，为我国产业发展提供充沛的‘水动力’。”这是任洪强的学术信仰，也是团队的奋斗目标。
从猪粪里“淘宝”，用微生物帮企业解决治污难题
任洪强与工业废水的“短兵相接”，始于20世纪90年代。
“当时，国内对付工业废水的最好生物武器来自猪粪。猪粪中有厌氧微生物，这些微生物可以把废水中的污染物降解为沼气和二氧化碳。”任洪强介绍，当年团队研发厌氧生物处理技术充满鲜为人知的艰辛。
在正式处理工业废水前，要先将猪粪搅拌均匀。寒冬时节，任洪强时常会披着一件军大衣，握着一把镐头，在水槽旁一点点地搅拌。寒风夹着臭气，将他熏成一个“味道浓郁”的人，“每次上公交车，大家都捂着鼻子躲着我。”他说。
工业废水和猪粪在反应器里的混合比例及液体流速颇为讲究。为了掌握猪粪在反应器里的浓度，任洪强经常徒手爬上高高的厌氧反应器，从不同高度的取样口，逐一抽取水样进行检验。
“工业废水处理最大的难题是‘一事一议’。”任洪强解释，“食品废水、化工废水、制药废水中的污染物千差万别，而且不同厂家的生产工艺、生产原料、附加物都不同，所以产出的污染物也就不同。我们要从猪粪里筛选、分离、培养不同的微生物，对付各种污染物。”
为了让微生物“克敌制胜”，任洪强和团队成员就24小时守在工厂里监测反应数据。“实验一旦启动就不能停。我们经常下半夜爬起来，调试注入废水的温度、进水量、流速等参数，监控微生物与污染物的反应效率。”任洪强介绍。目前团队已为100多家企业提供了工业废水解决方案，帮助不少企业化解了治污难题。
经验叠加大数据，让废水治理更高效
随着时代发展和技术迭代，工业废水中的污染物越来越复杂。这对废水处理技术也提出挑战。
2013年，浙江一家药企在环保督察中被亮起红牌，企业辗转找到了任洪强。
治病要知道病因。团队首先根据药物生产流程，在生产线上布设取样点。研究人员每隔两小时取一次水样，再结合数据分析不同生产阶段废水中的污染物。他们花了约3个月进行取样分析，积累了大量数据。
搞清楚“病因”后，团队开始“开药方”。“我们采取了不同工艺来预处理废水。对于高盐、高毒性的废水，用电化学法；对含有小分子悬浮物的废水，用膜分离法；对含有大分子残留物的废水就加化学试剂混凝……”任洪强说。
这次技术升级，也让任洪强看到了数据的价值。2013年，团队基于多年积累的污染物、微生物、处理工艺的数据，构建了“废水全息数据平台”。
“2003年至今，我们已经系统解析了全国200多家自来水厂、500多家污水处理厂、300多处自然水体中典型污染物的分布特征，累计解析获取了活性污泥中4000余种具有群感功能的微生物。”任洪强团队成员、南京大学副教授王瑾丰介绍，目前团队获取的生物污染物数据已超过6000万条，典型化学污染物数据超过91万余条。
“有了这些数据，我们就可以将污染物的信息录入系统，与功能微生物进行匹配分析，找到最合适的微生物和工艺条件。”任洪强解释。
30多年来，团队的成果已应用于21个省(市)近百项废水处理限控达标、增效提标、再生回用的工程实践中。前不久，他们主导研制的智慧水务领域首项国际标准获批正式发布。这项标准为未来全球饮用水、污废水、雨水、地表水、地下水、流域水等水系统智慧管理提供了遵循。
眼下，任洪强正准备将团队30多年的经验写入教材，让学生们知道中国的工业废水治理从何处来，到何处去。(科技日报)
