彭永臻是中国工程院院士、北京工业大学教授、城镇污水深度处理与资源化利用技术国家工程实验室主任。他现年75岁,与新中国同龄。
从1968年到1973年,彭永臻响应国家知识青年上山下乡号召,来到黑龙江生产建设兵团53团工程连参加生产建设。通过五年艰苦生活和工作的锤炼,他深刻体会到,坚韧不拔、不畏艰难困苦、竭力去完成每一项任务,是无产阶级先进分子——共产党员的精神品质。1973年,彭永臻在入党志愿书中写下铮铮誓言,光荣入党:“我一定用党员的五条标准严格要求自己、衡量自己,更加自觉地发扬共产党人那种吃大苦、耐大劳的精神,努力争取为党和人民做出更大的贡献。”
1973年9月,彭永臻在53团的文化考试中获得并列第一的好成绩,成为工农兵大学生,进入哈尔滨建筑工程学院,也就是今天的哈尔滨工业大学给水排水工程专业学习。这个选择决定了彭永臻未来几十年的奋斗方向。
1984年,作为新中国第一届获得硕士学位的年轻学者,彭永臻到日本京都大学留学2年。日本的污水处理技术和先进设备,让彭永臻感到格外震撼,也让他更加坚定地选择在这一领域深耕。
2000年,彭永臻被调入北京工业大学。他和学生们与污水为伴,为了实验,有时全天在污水处理试验设备旁取样与检测。如今,彭永臻已在城市污水处理领域专注研究40余载。
能有如此坚持,因为在他看来,污水处理能够真正“干到老,学到老”。总有新问题、新技术出现,而如何去攻克、去研究,就成了彭永臻一生的学习课题。
2023年1月,深圳市宝安区福永水质净化厂二期工程提前46天完成竣工验收。这个日污水处理能力22.5万吨的项目投产,意味着彭永臻团队开发的AOA工艺技术开始稳步地从实验室走向市场。
不止深圳,北京、海口、中山……如今,一座座污水处理中型试验装置在全国遍地开花,为更大规模的投产运行积累经验。彭永臻将论文写在祖国大地上的夙愿,正一步步变为现实。
所谓AOA,即厌氧反应(A)、好氧硝化(O)以及后置缺氧反硝化(A),是通过短程反硝化耦合厌氧氨氧化途径进一步脱氮的一种新工艺。也就是说,通过控制不同的反应条件,使微生物最大限度发挥作用,达到污水深度除氮的目的。
“国际上惯用的工艺是AAO,我们就是调整了一下顺序。”彭永臻说。虽然只是顺序变了一下,但是生物化学的反应机理却大不相同,污水处理脱氮效率大幅度提高。对比提标改造前,同一项目日平均处理水量增长17%,吨水污泥产生量减少26%,出水总氮浓度降低42%左右。
说起来,这一新工艺技术的发现有些偶然。2010年,在垃圾渗滤液处理的实验中,本该进行实验条件切换时,看守的学生睡过了头,没想到实验效果却出奇得好。彭永臻没有放过这一丝意外,将实验过程在城市污水处理上进行了验证,并逐渐梳理、拓展出新的工艺技术。围绕这一成果,他带领团队在国际期刊上陆续发表了10篇SCI论文。
将厌氧氨氧化技术应用在城市污水处理中,也是彭永臻团队的首创。“厌氧氨氧化是世界上最经济高效的污水生物脱氮技术。然而,如此高效的技术此前并未在城市污水处理领域得到应用。”彭永臻解释,参与厌氧氨氧化过程的厌氧氨氧化菌,最喜欢高氨氮的环境,因此此前被广泛运用在高氨氮的工业污水处理中。
一组数据让人一目了然:每升工业污水的氨氮含量可达数千毫克,而城市污水只有四五十毫克。“氨氮含量少,难于培养和富集厌氧氨氧化菌,厌氧氨氧化菌技术就很难在城市污水处理中发挥作用。”彭永臻说。团队通过长期实验研究,掌握了厌氧氨氧化菌的增长规律,为厌氧氨氧化菌打造出适宜的生长环境,让它在城市污水中也能大显身手。
在改革开放四十余年的历程当中,中国的污水处理技术几乎从零起步,逐步发展到了世界先进水平,彭永臻及其团队在其中作出了重要贡献。“我们在一些方向上已经做到了行业领先。例如污水脱氮除磷,在国内外率先提出‘主流城市污水部分厌氧氨氧化’思想与新技术,并在国内外率先实现短程反硝化耦合厌氧氨氧化。”彭永臻说。
几十年来,彭永臻团队坚持研究方向不变,他坚信,再过50年甚至更长的时间,研究依然还会有新的突破。这个经典与传统的科研方向,如今为中国城市的污水处理贡献了更稳定、更高效、更经济的新工艺。
“我从不担心学生与我竞争,而且希望他们能青出于蓝而胜于蓝。有的学生在一些具体研究领域,文献读得比我都多,对专业的理解很深刻,未来能作出更大的贡献。”彭永臻希望把自己所有的毕业生,都培养成优秀的科技人才。
他对学生的关心,从学术研究里,一直延伸到课堂外。只要不出差,每周他都与学生们进行两到三次的篮球较量,已经成为北京工业大学里一道独特的风景。“打球,也是更近距离地与学生们交往的过程,能够更准确地把握学生的思想脉搏。”彭永臻用这种方式,拉近了与学生们的距离。
桃李不言,下自成蹊。学生们平时虽然叫着“苦”,说老师“要求太严,压力大”,还哭诉着“论文改七八遍是常事”,但背地里,大家不约而同地说他“如父如友”。
高强度的工作、矫健的身姿,配上洪亮的嗓门,让人们几乎忘记,彭永臻已年过古稀。
“我与共和国同龄。”彭永臻话语铿锵。新中国走过波折、发展、辉煌的75年,作为同龄人,他凭借着勤奋和拼搏,走上了自己期望的科研之路,并取得了傲人的成绩。
回顾来时路,彭永臻感慨万千,但科学家的眼光总是看向前方:“我希望,科研人员都能脚踏实地,把论文写在祖国大地上,争取早日实现我国科技强国的伟大目标。”
参考资料:
1.光明日报.彭永臻院士:污水能还清,应该谢谢他
2.中国组织人事报.【人物专访】彭永臻:“科研工作必须把国家重大需求放在第一位”
3.北京日报.北京市先进科技工作者彭永臻:污水还清
4.科技日报.彭永臻院士:“污水变清流”背后的魔术师
制作:北京市科协融媒体中心
整理:段大卫