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任洪强院士:中国污水处理领域的科技创新浏览数:68次
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全球气候变化与环境污染给人类带来了前所未有的挑战,而“双碳”战略等新政策为污水处理领域赋能,是引领科技创新的重要抓手。 任洪强院士团队结合国情,阐述了污水处理科技创新的新需求,并聚焦科技前沿和热点,提出未来污水处理领域应构建“降碳-减污-健康-智慧”协同的新体系,并注重与以材料基因组学、合成生物学及人工智能等为代表的新技术的融合,从而在高水平科技创新引领高质量水环境保护和产业健康发展、共同迈向零污染地球中贡献力量。
污水处理科技创新需求联合国环境规划署(UNEP)发布的《为了人类和地球:联合国环境规划署2022—2025年应对气候变化、自然与生物多样性丧失、污染与废弃物战略》与近年提出的“Planetary Boundaries”概念,为解决全球环境问题提供了新视角,加强水环境管理、加快数字化转型迫在眉睫。 当前,中国污水处理领域面临碳达峰和碳中和、减污降碳协同增效、新污染物治理、产业标准化和智慧化等新形势,系列新政的出台正加速推动技术低碳化、装备原创化、管控智慧化和工程简集化。
图1 中国最新的污水处理政策 污水处理科技前沿团队通过文献计量学分析,发现水环境修复技术、机器学习是目前水处理领域的研究热点,进一步地,物化处理的研究聚焦高级氧化技术(尤其是光催化、纳米材料的应用),而氨氮的高效脱除、绿色水处理药剂、短流程工艺和废水资源化是未来的重要发展方向; 微污染水、微生物组学、多污染物协同降解、氮磷去除、毒性削减则是生物处理的研究热点,而应用于复杂污染物降解和毒性削减的功能菌群构建、高传质生物反应器、生物处理智慧化管控是重要的发展方向。 当前,以材料基因组学、合成生物学及人工智能等为代表的新技术不断融入水处理科技研究。 材料基因组学融合高通量材料计算设计、高通量材料实验和材料数据库三大组成要素,助力新材料的“按需设计”; 合成生物组学用于设计和改造生物体系,构建典型环境污染物的高效降解菌群; 人工智能技术利用现代信息技术和智能算法模型,为污染物的精准识别、控制修复与系统治理提供重要支撑,在污水处理领域均具有广阔的应用前景。
图2 废水处理研究热点: (a)物理化学处理; (b)生物处理 污水处理科技创新路径污水处理降碳应从源头减碳、过程控碳、末端固碳三方面考虑:可从污水管网改造修复、污水处理工艺优化、高能耗设备更替、智慧化管理等方面实施源头减碳,从污水和污泥处理中的热能及有机质利用、再生水循环利用等方面替代部分供热、供电过程碳排放,从生态缓冲带、湿地等水生态系统方面增强末端固碳能力。 满足高水质标准需求的工艺往往难以实现低碳,因此应注重降碳与减污的协同,团队构建了“进水碳转向回收甲烷+藻-生物膜复合反应器脱氮除磷+自养反硝化深度脱氮+工艺智慧化管控”的集成工艺(如下图),通过降(转碳、捕碳、固碳)、减(减能耗物耗)、回(回收化学能、水热)、协(水/泥/气处理协同),实现污水处理降碳与减污高效耦合。
图3 废水处理减碳减排耦合技术工艺重构示例 为进一步解决污水处理出水毒性升高以及低浓度复合污染物长期暴露带来的水质风险问题,需将重点聚焦于环境污染、气候变化及其双重影响下水质风险防控机制的核心问题,在降碳、减污目标的基础上,增加“风险防控”的内涵,耦合形成“降碳-减污-健康”协同的技术体系,将研究重心从应对新污染物控制提质转向水质健康风险控制。 通过梳理发现,污水处理工程、质量和管理类标准数量偏少,而低碳污水处理方面的标准更尤为缺乏,未来应着力推动构建涵盖“碳排核算-碳污协同技术-装备-材料-工程-评估-管理”的低碳污水处理全链条标准体系,引领支撑污水处理降碳减污协同增效。 应重点推动大数据驱动的污水处理功能材料及工艺优化研究:以常规污染物、特征污染物、新污染物高效去除为导向,运用人工智能技术对新材料潜在结构及功能进行预测、构建具有高吸附性、催化性、无二次污染的新功能材料,重点攻克多目标、短流程工艺,重构双碳背景下的污水处理新工艺。 展 望我国污水处理领域应抢抓历史机遇,充分借鉴新一轮科技革命成果,探索构建“污水处理+”、即“降碳-减污-健康-智慧”协同的新体系,加快与材料基因组学、合成生物学及人工智能等的融合,努力推动自主科技创新步伐,共同迈向零污染地球。
任洪强 环境工程专家,中国工程院院士。现任南京大学教授、博士生导师、环境学院院长,国家卓越工程师团队“工业废水治理技术与装备”负责人、国家自然科学基金基础科学中心“水质风险控制工程学”项目负责人等。长期从事工业废水、工业园区水污染防治方向的创新研究,发表论文300余篇(SCI收录200余篇),出版专著5部;获授权中国发明专利120余件、美国和欧盟等发明专利40余件;主持研制国际/国家/行业/地方标准等100余项,共获国家及省部科技奖17项,包括国家技术发明二等奖3项、国家自然科学奖二等奖1项、何梁何利基金科学与技术创新奖1项、省部级科技奖一等奖7项、国际ISO卓越贡献奖1项及中国标准创新贡献奖1项等。 (来源:FESE Message 本文内容来自FESE期刊2024年第18卷第6期发表的Perspectives文章“Scientific and technological innovations of wastewater treatment in China”。通讯作者为南京大学任洪强院士。) 各有关单位: 排水与污水处理既是深入打好污染防治攻坚战的重要抓手,也是推动温室气体减排的重要领域。2024年是新中国成立75周年,是实现“十四五”规划目标任务的关键一年,也是全面推进美丽中国建设的重要一年。 为全面提高污水处理综合效能,提升环境基础设施建设水平,推进水装备更新改造,助力实现碳达峰碳中和目标,加快美丽中国建设;着力推介交流分享长三角地区排水与污水处理经验成果,在前六届长三角地区排水与污水处理行业交流经验基础上,中国环保机械行业协会水污染防治装备专业委员会联合上海城投水务(集团)有限公司共同主办,在上海市、江苏省、浙江省、安徽省等三省一市相关排水行业协会的大力支持下定于2024年6月4—5日在上海市召开“第七届长三角排水与污水处理研讨会” (第一届至第三届在昆山市,第四届在杭州市、第五届在常州市、第六届在合肥市)。 会议将围绕协同推进污水处理全过程污染物削减与温室气体减排,源头节水增效、污水处理过程节能降碳、污水污泥资源化利用、水装备更新改造路径、绿色低碳标杆厂等展开交流研讨。现将有关事宜通知如下: 1 会议组织 指导单位: 中国环保机械行业协会 主办单位: 中国环保机械行业协会水污染防治装备专业委员会 上海城投水务(集团)有限公司 支持单位: 世环会-上海国际水展组委会 上海市排水行业协会 浙江省城市水业协会污水处理专业委员会 江苏省城镇供排水排水专业委员会 安徽省市政工程协会排水专业委员会 华东地区给水排水技术信息网 《中国市政工程》 《供水技术》 water8848 协办单位: 上海凯泉泵业(集团)有限公司 智汇流体(北京)科技有限公司 英格瓷(天津)新材料技术有限公司 北京北排装备产业有限公司 美尚生化环境技术(上海)有限公司 新兴铸管股份有限公司 南京贝特环保通用设备制造有限公司
参展单位: 浙江沃特水处理设备股份有限公司 上海复洁环保科技股份有限公司 2 会议内容 (一)协同推进污水处理全过程污染物削减与温室气体减排,源头节水增效、污水处理过程节能降碳、污水污泥资源化利用、绿色低碳标杆厂案例与经验交流。 (二)水处理装备更新改造路径、防汛新装备、管网建设、养护与维修新装备、绿色低碳污水处理新装备、水资源的再生利用与资源化新装备、污泥处理处置新装备等展示互动。 (三)中国环保机械行业协会专家委员会(水装备组)第一次工作会议 拟邀请出席的专家、演讲嘉宾(排名不分先后) 彭永臻 中国工程院院士、北京工业大学教授 任洪强 中国工程院院士、南京大学环境学院教授 马 军 中国工程院院士、哈尔滨工业大学环境学院教授 周 维 原国务院三峡办正司级巡视员、副司长,研究员 王亦宁 中国环保机械行业协会名誉会长 于鸿立 中国环保机械行业协会秘书长 周 骅 上海城投水务(集团)有限公司党委副书记、董事长 张荣兵 北京城市排水集团有限责任公司党委副书记、总经理 朱向东 长江环保集团党委副书记、总经理 梁伟刚 中原环保股份有限公司党委书记、董事长 许光明 常州市排水管理处处长 张 辰 上海市政工程设计研究总院(集团)有限公司总工程师 李 艺 北京市市政工程设计研究总院有限公司总工程师 高 琼 北京北排装备产业有限公司董事长 赫俊国 广州大学 教授 洪申平 亿昇科技(天津)有限公司董事长 姜桂廷 景津装备股份有限公司董事长 赵志诚 新兴铸管股份有限公司销售公司总经理 万年红 中国市政工程中南设计研究总院有限公司 副总工研究院院长 唐建国 上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司 总工 高 旭 中国市政工程东北设计研究总院有限公司 总院副总工 李 军 北京工业大学 教授 马小蕾 中国市政工程西北设计研究院有限公司总工 李 军 浙江工业大学 教授 陈 广 上海城投污水处理有限公司党委副书记、执行董事、总经理 郑兴灿 中国市政工程华北市政总院 总工 赵乐军 天津市政工程设计研究总院技术总监,正高级工程师 持续更新中…… 拟报告题目: 流域生态环境保护的思考 周 维 原国务院三峡办正司级巡视员
污泥发酵强化AOA工艺城市污水深度脱氮:短程硝化+厌氧氨氧化 彭永臻 中国工程院院士、北京工业大学教授
水处理科技内涵焕新的思考 任洪强 中国工程院院士、南京大学环境学院院长
新质生产力“赋能”环保装备 王亦宁 中国环保机械行业协会名誉会长、国家战略新兴产业专家委员会专家
特征因子法在管道外水排查中的应用和思考 周 骅 上海城投水务集团 董事长、总经理
以创新驱动打造低碳水厂——北排碳中和规划和实施路径 张荣兵 北京排水集团 总经理、中国环保机械行业协会 副会长
城镇污水管网系统改造技术研究 张 辰 中国环保机械行业协会水污染防治装备专业委员会副主任委员、全国工程勘察设计大师
德国2024年IFAT展览观摩记 唐建国 上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司 总工程师
球墨铸铁管全生命周期成本分析 李华成 新兴铸管股份有限公司销售总公司 技术总监
大型排水管网修缮实例分析与展望 丁 敏 上海城市排水有限公司 总工程师
凯泉市政排水用泵系统解决方案及应用分析 王俊华 上海凯泉泵业(集团)有限公司 市政事业部总经理
韧性城市 水脉相连—生态清洁小流域实践之路 黄 瑾 上海市城市建设设计研究总院(集团)有限公司 总工程师
市政污水基础结构防腐材料新选择-- 英格瓷特种铝酸盐产品性能及应用介绍 李文平 英格瓷(天津)新材料技术有限公司 博士、技术经理 基于AI技术的智慧化污水处理终端构想及实践 陈 广 上海城投污水处理有限公司党委副书记、执行董事、总经理
污水处理厂减污降碳、提质增效之全过程智能调控与优化系统 陈敏芳 美尚生化环境技术(上海)有限公司 总经理
智慧型搅拌推流设备在水处理工艺中的应用 汪文生 南京贝特环保通用设备制造有限公司 副总经理
应用精细除砂工艺助力污水厂节能降碳 刘 梁 智汇流体(北京)科技有限公司 博士、技术总监
减污降碳协同增效背景下污水厂强化二级处理新工艺及应用 万年红 中国市政工程中南设计研究总院 总院副总工程师
污水治理与排放水平绩效分级关键指标分析 侯红勋 安徽舜禹水务股份有限公司 总工程师
待定 杭州市水务集团 待定 北京北排装备产业有限公司
上海城镇污水处理厂减污降碳技术探索与思考 王丽花 上海城投污水处理有限公司 副总经理
3 会议时间与地点 2024年6月3日—5日 (3-4日全天报到,欢迎参观上海世环会-国际水展,5日全天会议研讨) 会场:上海洲际酒店(上海市诸光路1700号(3号门),会议价格1000元/大床或标间)协议房间有限,报满即止;备用酒店:上海虹桥绿地铂瑞酒店550元/大床或标间)协议房间有限,报满即止; 4 会议报名 会务费1200元/人(含会务、资料、场地、用餐、参观考察等费用),“参会回执表”见附件;会议期间住宿统一安排,费用自理。请参会代表将参会回执表及所需要开具《增值税专用发票》开票信息内容按照要求填写完整后发送至53228239@qq.com邮箱报名。请参会人员务必于5月20日前将参会回执发电子邮件至会务组邮箱。 5 参展、申请报告、会议联系 中国环保机械行业协会水污染防治装备专业委员会 宋 超 13681351252 高 飞 13811934032 宋 凯 15022358405 钟明明 13683158391 董兴震 13391593993
往届参与单位 中国环保机械行业协会 哈尔滨工业大学继续教育学院 哈尔滨工业大学环保装备制造业(水装备)企业家领军人才高级研修班招生简章 制造业是国民经济的主体,是立国之本、强国之基。环保装备制造业是绿色环保产业的重要组成部分,为生态文明建设提供重要物质基础和技术保障。为深入学习贯彻习近平生态文明思想,把握新发展阶段,践行新发展理念,构建环保装备制造业高质量发展新格局,不断提升行业绿色竞争力,支撑生态文明建设再上新台阶。哈尔滨工业大学继续教育学院依托中国环保机械行业协会,整合环保装备产业链资源,推出第一期面向水处理领域环保装备制造业(水装备)企业家领军人才高级研修班。 ![]() 【特色优势】 ◆高端交流平台。 依托国家工程中心、国家重点实验室、国家级环保装备与材料建设基地、创新中心等开展对接交流与合作。 ◆水装备产业链生态伙伴。 围绕水装备产业链,搭建生态合作服务平台,为每位学员构建自身链条优势、链接资源。 ◆顶级师资团队。 邀请中国科学院院士、中国工程院院士、哈工大优势学科专业带头人、企业管理与运行等知名专家、企业家授课。发挥哈工大校友资源优势,邀请部委、协会、学会、高校、企业权威专家解读最新政策、介绍前沿技术、讲授经营理念、交流项目运营经验,进行案例互动授课。 ◆量身定做课程。 采用理论阐述—案例分析—实践考察—网络交流先进教育模式,紧密结合工业废水节水、城市污水处理污泥低碳化路径、黑臭水体与海绵建设、地下管线与防汛安全、智慧水务等实际需求,根据培训对象需要设计课程,提供产学研合作平台,促成成果落地转化,加速企业成长。 ◆丰富考察实践。 结合课程安排,定期考察行业领军企业、典型项目,参加国际展会等。参加各类给水排水技术研讨和水处理相关研讨论坛。 ◆培训地点灵活。 利用哈工大一校三区便利条件,可在哈尔滨、威海、深圳授课。并采取移动课堂模式在北京、上海等地授课。 ![]() 【学习收益】 ◆ 参加校友活动。参加校友会活动,结交更多的良师益友和事业伙伴。协助对接当地校友会资源。 ◆ 终身学习机制。课程每年不断迭代升级,持续更新,学员可免学费参加后续领军人才班相关的课程学习。 ◆ 高端咨询服务。由顶级专家组成顾问团,按企业需求提供咨询建议或方案至少2次;根据企业发展需求,安排与资深企业高管深入交流等活动至少1次。 ![]() 【学习对象】 ◆水装备制造业、水务运营及相关设计、工程总包、工艺技术等水装备产业链条的优势企业董事长、总裁、总经理等决策层领导; ◆有志于进入或投资环保装备制造业的企业创始人等。 ![]() 【学习方式】 ◆学制:12个月,共9次集中授课(144学时)、2次国内外游学考察(可选)。每月集中上课1次,2天(周六、周日)。 开学典礼暨首次授课拟于2024年7月27日至28日,(26日报到)在哈尔滨工业大学校本部举行。 ◆模块设计:主要包括政策解读、环保技术、经管管理、项目运营等授课版块,根据打好污染防治攻坚战总体思路(七大战役),围绕蓝天保卫战、城市污水处理与再生水利用、城市黑臭水体治理、重点工业行业废水治理与再利用、长江与黄河保护、环渤海、农业农村污染治理、新污染物治理、水处理材料与药剂、PPP项目实施、战略管理与商业模式创新、资本运营与股权激励等设计精品课程,将理论梳理和案例教学相结合,讲清楚“是什么、为什么、怎么做”,并安排实地考察、企业家交流、产学研对接等实践板块,实现学以致用。 ◆第二课堂:成立班委会,配备高水平班主任和导师,每年组织不少于2次班级活动;邀请学员高水平论坛和校友会活动等。 ![]() 【证书颁发】 完成规定课程并考核合格者,由哈尔滨工业大学终身教育处统一颁发加盖“哈尔滨工业大学非学历教育证书专用章”的结业证书。 ![]() 【收费标准】 领军人才班培训费70000元/人,含课程设计费用、讲师课酬、教学场地、设备使用费、教务管理费用、学习资料费用、证书费用、学校及学院管理费等。食宿统一安排。往返交通费、住宿费及餐费自理。限30人,报满即止; ![]() 【退费要求】 (1)学员已完成全部课程1/3及以下学时的,核退培训费的50%。 (2)学员已完成全部课程1/3以上至1/2学时的,核退培训费的30%。 (3)学员已完成全部课程1/2以上学时的,不退培训费。 (4)凡超过当期研修项目学习周期的,或未经批准缺课达全部课程1/3学时的,视为自动退学,不退培训费。 ![]() 【报名方式】 培训费需6月30日前完成汇款,由学校开具发票。如汇款或有其他缴费问题请与校方工作人员金老师联系。 户名:哈尔滨工业大学 开户行名称:工行哈市大直支行 账号:3500040109008900513 汇款请注明“环保装备企业家班”字样,便于及时查询。 为便于安排工作,请填写培训报名表(附件),并于招生截止日期前,电邮至招生联系人。 (1)招生联系人: 宋超 13681351252 高飞 13811934032 曲玲 13521335700 宋凯 15022358405 (2)哈工大继续教育学院联系人: 金 垚 13796075635(微信同号) 亚太水汇聚了在线、论坛、和标准服务为一体的全媒体服务平台,为合作伙伴提供高质量的信息服务和产品推广服务。
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