對理工科大學(xué)教師而言,必須開展相應(yīng)的科研工作,才能有課題指導(dǎo)研究生。科研分理論研究與應(yīng)用研究,理論研究貴在發(fā)現(xiàn),表達(dá)形式是高水平的學(xué)術(shù)論文;應(yīng)用研究則將學(xué)習(xí)掌握的理論知識應(yīng)用到實(shí)踐中去,解決生產(chǎn)實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)的新問題。國家號召我們“將論文寫在祖國的大地上”,也就是要求我們開展研究必須理論聯(lián)系實(shí)際,尋找和發(fā)現(xiàn)生產(chǎn)實(shí)踐中存在的技術(shù)問題,并通過研究加以解決,從而指導(dǎo)生產(chǎn)實(shí)踐。
對于搞應(yīng)用研究為主的科研人員而言,人人都希望自己的研究成果能得到實(shí)際工程化應(yīng)用,但事實(shí)上真正能將研究成果推廣應(yīng)用的比例是比較小的,總體來講科研轉(zhuǎn)化率并不高。要讓科研成果能得到實(shí)際工程化應(yīng)用,有兩個(gè)因素最重要:一是市場因素,二是技術(shù)的先進(jìn)性。
搞技術(shù)的人,往往容易忽視市場因素,而市場因素有時(shí)在新技術(shù)推廣過程中具有決定性的影響和作用。中國傳統(tǒng)文化往往強(qiáng)調(diào)“內(nèi)秀”,即“酒香不怕巷子深”,但在市場經(jīng)濟(jì)激烈競爭的環(huán)境下,酒香不吆喝,酒就可能會因沒人買而發(fā)酸發(fā)臭。
蘋果手機(jī)能成為全球手機(jī)的第一品牌,首先質(zhì)量確實(shí)不錯(cuò)。另外,蘋果的硬廣告比較多,還有許多吹噓蘋果的軟文。十多年前我到美國出差,在紐約第五大道,記得只走了幾百米的路段,就看到4個(gè)裝修豪華的蘋果體驗(yàn)店,F(xiàn)在大家知道,國產(chǎn)手機(jī)品牌華為等在國內(nèi)也有不少體驗(yàn)店了,但用體驗(yàn)店的方法推銷自己的高科技產(chǎn)品應(yīng)是蘋果首創(chuàng),且這個(gè)重要的市場營銷模式促進(jìn)了蘋果的銷售量,可蘋果在宣傳中卻將這一重要內(nèi)容掩藏了。
新技術(shù)的推廣,市場重要,技術(shù)也同樣重要。一個(gè)新技術(shù)要能成功地代替舊技術(shù),必須具備以下三個(gè)條件。一是科學(xué)原理清楚,并經(jīng)過反復(fù)驗(yàn)證是正確的;二是新技術(shù)操作簡單,可靠性高;三是新技術(shù)的應(yīng)用成本小于原來的舊技術(shù)。
近年來,國家對環(huán)保的要求越來越高,對脫除廢水中的營養(yǎng)物質(zhì)氨氮也提出更高要求。新近開發(fā)的厭氧氨氧化生物脫氮技術(shù),相對于傳統(tǒng)的硝化反硝化脫氮,其能減少曝氣量,節(jié)電60%~65%,無需消耗碳源,從而大幅削減廢水的處理成本,產(chǎn)生的污泥量少,具有明顯的節(jié)能降耗優(yōu)勢。經(jīng)測算,處理1公斤氨氮,用新技術(shù)可以減少約6~8公斤二氧化碳排放。新技術(shù)的推廣應(yīng)用,將在水處理領(lǐng)域?qū)ξ覈鴮?shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)作出貢獻(xiàn)。綜上,采用新的厭氧氨氧化技術(shù)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的硝化反硝化脫氨氮技術(shù),在碳/氮比低的氨氮廢水處理過程中應(yīng)是歷史的必然。
這項(xiàng)新技術(shù),從發(fā)現(xiàn)到現(xiàn)在也只有短短20多年的時(shí)間。2001年,世界上第一座利用此原理設(shè)計(jì)建造的工程誕生于荷蘭。相對于已有100多年歷史的活性污泥法,厭氧氨氧化算是比較新的廢水處理工藝,要讓社會接受并推廣應(yīng)用,技術(shù)交流與宣傳就顯得尤為重要。
目前,我們課題組正在全力推廣應(yīng)用厭氧氨氧化脫氨氮技術(shù)。課題組的研究始于2017年,彼時(shí)在《中國環(huán)境科學(xué)》與Bioresource Technology各發(fā)表了一篇文章。從此,課題組絕大部分博士生與碩士生畢業(yè)論文研究課題都與厭氧氨氧化相關(guān)。同時(shí),實(shí)驗(yàn)室規(guī)模的中試裝置也開始建設(shè)與試運(yùn)行,中試規(guī)模從8升增加到50升,后來又制作了一套200升的中試裝置。
華南理工大學(xué)為促進(jìn)教師開展科研成果轉(zhuǎn)化,成立了華南理工大學(xué)科技園,鼓勵(lì)教師在科技園中開辦創(chuàng)新型科技企業(yè),學(xué)校只占很少的股份,但在辦公場所及實(shí)驗(yàn)室等方面給予優(yōu)惠和支持。于是,為了應(yīng)用推廣這項(xiàng)低碳節(jié)能的脫氮技術(shù),我們在華工科技園成立了科技公司,不僅解決了普遍存在的高校實(shí)驗(yàn)室緊張問題,而且依托公司大幅增加了新技術(shù)推廣與應(yīng)用的動力,從而促進(jìn)科研成果的轉(zhuǎn)化與推廣。雖然創(chuàng)業(yè)是一項(xiàng)“九死一生”的苦差事,但為了加速科研成果轉(zhuǎn)化,還是值得一試的。
200升的中試裝置成功運(yùn)行后,通過學(xué)校和公司對外的產(chǎn)學(xué)研合作,我們開始全力以赴為新技術(shù)尋找應(yīng)用的機(jī)會。2019年,我們在廣東一家鐵紅廠建設(shè)了一套10噸的中試裝置,且現(xiàn)場中試獲得成功,一位博士研究生也憑借這項(xiàng)中試研究成果通過博士論文答辯。之后鐵紅廠要搬遷,我們獲得承諾,新的鐵紅廠將使用我們的新工藝處理廢水。兩年后,新工廠如期搬遷,采用我們新工藝的廢水處理裝置也在同步建設(shè)中。
2019年,我們在一家印染企業(yè)建設(shè)了一套30噸的液氨絲光廢水中試系統(tǒng)。通過中試系統(tǒng)的成功運(yùn)行及穩(wěn)定運(yùn)行1年的數(shù)據(jù),我們于2020年底在競爭中贏了最先將厭氧氨氧化技術(shù)引入我國的帕克公司,最終拿到了500噸的工程項(xiàng)目,該工程于2021年通過了嚴(yán)格的工程驗(yàn)收。
2022年7月,我們與西湖大學(xué)合作的厭氧氨氧化處理養(yǎng)殖高氨氮廢水項(xiàng)目啟動。為了盡快將菌種送到現(xiàn)場、保持菌種的活性,同時(shí)也為將來的工程做準(zhǔn)備,我?guī)现峙c一位博士研究生,從廣州驅(qū)車1300公里到南京。南京的事做完后,又開車經(jīng)合肥到武漢。在武漢有一個(gè)垃圾滲濾液的脫氨氮中試,由于中試設(shè)備已在廣州將微生物培養(yǎng)好,設(shè)備運(yùn)到現(xiàn)場后,接上管道與電源,原定兩個(gè)月達(dá)到的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn),半個(gè)月就達(dá)到了。業(yè)主對新技術(shù)有點(diǎn)不信任,我提出可以讓甲方操作并做第三方檢測,以此確保裝置的有效性。
但對我來說,更希望在中試成功后,后面的大規(guī)模工程項(xiàng)目能早日確定下來。之后,我從武漢飛往昆明,再從昆明開車前往重慶,路上經(jīng)過兩家大型化肥生產(chǎn)企業(yè)。到了重慶,乘坐高鐵去宜昌,又與另一家合成氨企業(yè)進(jìn)行了技術(shù)支流。這一趟行程走完,我們已與兩家氮肥生產(chǎn)企業(yè)初步達(dá)成了合作意向。
目前,國內(nèi)做厭氧氨氧化研究的團(tuán)隊(duì)非常多,甚至不乏比我們早開展研究的以及發(fā)表文章比我們多的團(tuán)隊(duì)。但我知道,這其中大多數(shù)團(tuán)隊(duì)的研究成果仍只停留在論文階段,而我們除了發(fā)表一些文章,培養(yǎng)了一批博士研究生與碩士研究生,2021年還驗(yàn)收了4個(gè)厭氧氨氧化工程項(xiàng)目,預(yù)計(jì)今年驗(yàn)收的項(xiàng)目更多。
要想將論文寫在祖國的大地上,除在實(shí)驗(yàn)室開展研究外,更重要的是要了解市場和客戶的需求,要讓社會和用戶了解我們的研究成果。而這些都要跑市場,要行萬里路,走遍祖國的大地!
(作者系華南理工大學(xué)教授)