025-85283059
210003
025-85283059
210003
江南,回归祖国后，香港1000多万人的饮水安全与同济大学这位教授的科研突破息息相关 本文选自《治水人生——高廷耀访谈录》（口述 高廷耀 执笔 黄艾娇 洪蕾洁）
时间：2024-08-10
焦点提醒：回归故国后，喷鼻港1000多万人的饮水平安与同济年夜学这位传授的科研冲破互相关注 本文选自《治水人生——高廷耀访谈录》（口述 高廷耀 执笔 黄艾娇 洪蕾洁） 
本文选自《治水人生——高廷耀访谈录》（口述 高廷耀 执笔 黄艾娇 洪蕾洁）
本年7月1日，是喷鼻港回归20周年，仅以此文献给我们亲爱的故国。
一股股清流自东江跃出，奔腾不息，流进深圳，供给港九。同济环保科技，让这条肩负非凡任务的供水项目，化浊为清，成为治污的示范项目。
我担任的第一个年夜项目是东深供水项目项目，是上世纪90年月最先动手的，2003年获上海市科技前进一等奖，次年获国度科技前进二等奖。这是一个特年夜型原水生物预处置项目，那时喷鼻港刚回归不久，政治影响很年夜。说起来那其实源在一个很偶尔的机遇。
大要是1995年，我从校长位置上刚退下来不久，城市污染节制国度项目研究中间已成立，我任主任。有一次我乘火车去北京出差，火车软卧车箱是四人一间，大师旅途上就座在一路聊天。此中一人是东深水务局的局长，他问我做甚么工作，我说是做水处置工作的，此刻担任同济年夜学城市污染节制国度项目研究中间。他一听我曩昔当过校长，此刻退下来特地做水处置，爱好就很是年夜。
他说本身此刻正有一件令他很是头痛、懊恼的工作，甚么环境呢？他说他们何处有个东江深圳供水项目，是60年月周恩来总理亲身拍板核准扶植的，特地用来处理喷鼻港和深圳成长的用水。三面环海的喷鼻港，曾饱受淡水奇缺之苦。虽然有本身的水库但库容量无限，完全要靠天吃饭，雨水一旦下得少，即告水荒。
并且跟着喷鼻港经济成长，生齿愈来愈多，用水更加紧缺。从久远着想，喷鼻港政府跟广东省谈判，要求从东江引入淡水资本，供给喷鼻港。东江水量充分，比黄浦江还年夜，所以就从东莞桥头镇地点的东江边斥地出了一条引沟渠道，把水引到深圳水库，再经输水管道投递喷鼻港，以解喷鼻港用水之困。供给着喷鼻港所用淡水近八成的这一东江深圳供水项目，也被誉为“喷鼻港人的生命线”。
由于东����APP江的水比力清洁，所以水库最后的水质不错。但到了90年月，跟着东深供水项目沿途城市工业快速成长，生齿延续增加，东江的水质不竭变差。别的，斥地的这条引沟渠道是敞开式的，跟着周边的乡镇企业成长，生齿愈来愈多，养殖业也成长，养猪养鸡场的污废水都流进渠道里，间接致使水库的水质日渐恶化，有了异味。喷鼻港有本身的自来水厂，东江的源水输送到喷鼻港的水厂处置。两边最后约定了供水的水质要求，但因为沟渠里的水质不竭变差，他们的自来水厂对这类源水进行处置今后，仍不克不及到达出水水质尺度，特殊是水里的无机物和氨氮浓度高、超标。所谓“氨氮”，现实上是人与动物巨细便中的尿素、氮化合物在水平分解出来的，卫生间里的臭味其实就是氨。假如氨在水里边浓度高了，一消毒，氯气一加就跑出来了，一股怪味道。
“水处置”的重点起首必然是来水，只要源水到达了自来水厂的进水尺度，出水才有可能达标。东江的源水水质已变差了，严酷来说不合适饮用水水源的尺度，但也没有其他法子，只要这个水能够用。水库天天供水量达400万吨，这个水输送到喷鼻港，喷鼻港人是要付钱的，一吨水要两个多港元。两个港元蛮利害的，不是买自来水，而是河里没有同意处置的原水。因而喷鼻港人急了，一年花几十亿来买这个“臭水”？所以他们起诉告到国务院，东深水务局的压力很年夜。
这位水务局长问我有无可行的处理法子，我年夜致领会了一下这个环境后就告知他：法子老是有的，把再脏的水处置到能够饮用的手艺，国际上已有了，问题是处置这么年夜的水量，要找到既简单、高效，又廉价的法子。假如用高级处置法，处置一吨水的本钱就要好几块钱，那必定不划算。我说我要先领会环境。他立即约请我，让我帮忙他们研究，以处理这个辣手的困难。因而，我们就如许告竣了和谈。
接下来，我们放置了项目研究中间的一批教员和研究生赴深圳水库实地领会环境，我本身也去了。颠末我们频频会商、挑选，认为处置这么年夜范围的水量而且污染物中以氨氮为主，利用生物处置法（专业名词叫“生物膜法”）应当是最公道的。弄得很复杂、本钱很高不成行，在四周再造一个洪流厂来进行预处置也不实际，所以只能在水库上面做文章。
因而我们先在现场做调研，取水样到尝试室阐发。把水的前因后果和水质环境查询拜访清晰后，我们就提出来：问题有可能处理，但必需采纳必然的办法，再不克不及采取此刻敞开式的渠道，把东江的水往深圳水库引，从久远来看必需建一条公用的、封锁式的引水管道。并且，斟酌到将来成长趋向，东江的水仍有可能继续恶化，所以我们还必需估计未来的环境。后来，广东省当局启动东深供水革新项目，兴修了从东江中转深圳水库的封锁管道。
我们在尝试室里做小试，做下来证实用生物处置法是有可能的，计较后处置本钱也比力低，每吨水1、两分钱摆布。其实每吨本钱一分钱都不得了，400万吨水量一年的运转费用就要一千多万元。借使处置本钱到达一块钱一吨的话，那一年的运转费用就十几亿了。生物处置法跟化学法分歧，化学反映很快，但生物处置是依托微生物，必需颠末春夏秋冬的考验，没有几个月是出不告终果的。等我们小试做完，心里根基有底了，清晰了利用的工艺线路、根基参数、材料、范围、逗留时候等等。
图为1998年高廷耀传授与周增炎传授在东深供水项目模子前
但接下来，颠末一番周到的思虑，大师认为，对如许特年夜的项目只做小试不可，由于特年夜项目与小项目分歧，范围一年夜，很多项目化方面的问题就出来了。好比造房子，造一个斗室子很简单，布局、道理早清晰了。可是造一个上海中间就不轻易了，你要斟酌到建筑那末高，假如强风来了它会不会被吹倒？即便不倒上面也会摇摆，最高的处所晃悠最年夜到达几米，只是我们肉眼看不出罢了。所以年夜型建筑毫不仅仅是一个道理上的问题，而是牵扯到很多项目化方面的具体问题。
举例来说，东江引水中含有年夜量泥沙，水进入生物处置池后流速会减慢。那末问题来了：泥沙必然会沉下来，那要怎样避免沉泥和排泥呢？做小试很简单，池底下排排就出去了。可是天天四百万吨的水量，借使逗留一小时城市发生年夜量沉泥，假如疑惑决这个问题，处置池里一两年就满是泥巴了。别的，处置池里面有填充料，应当怎样固定、怎样放，怎样维修、更新？所以，范围一年夜就陪伴着一系列的项目问题。我们认为必然要在现场做一个中型实验，这傍边牵扯到一个摹拟问题，如何按比例缩小才可以或许合适未来的实在环境？这里面都有一套理论。只要中试做完，我们才能够上项目，不然间接上就有潜伏的很年夜风险。
我们从尝试室小试做到现场中试，处理了一系列未来项目上可能会碰着的问题。有哪些处理法子？举例来讲，第一，在全部安插上先设一个沉砂池，使水流进生物处置池前速度减缓，让粗砂沉降。沉砂池完满是个空池子，所以泥沙沉在这里不妨，弄个挖泥船每一年挖几回就行。第二，在具体的处置池中要尽量不让泥沙沉下来。由于处置池里摆放了各类各样的装备，是没法子挖泥的。因而我们就动脑子了。有一个概念叫“自清流速”，就是在排沟渠道中只需水流到达必然的速度，水中小直径的沙子就不会沉降下来，会随水流一路流走。所以要找出如许一个能自行清洗的“自清流速”。
那末，我们就要做一个可以或许反应未来实在环境的摹拟性实验。并且，池子里面全部断面上的水流速度是不平均的，要使得全部池子里的水流尽量平均，而且流速不低在我们要求的速度，如许沙子才不会沉下来。别的，这个流速还不克不及太年夜，否则在安插上又会有问题。甚么事理呢？你要使水从某个处所流曩昔，两端一定要有个高差——水头差，水头差越年夜，流速天然越年夜。可是几十万平米的生物处置池，假如两端高差很年夜的话，一米以下还能够用闸门处理，那再年夜了该若何放置呢？并且高差一年夜，水池的库容也就减小。所以设想上既要连结流速，又不克不及让处置池两端的高差太年夜，是以我们花了很鼎力气做尝试。
接下来，处置池后面再要有个沉淀池，由于生物膜更新后会失落下来，并且螺蛳排出去也要有沉降的处所。沉淀池也要按期地用挖泥船清算。所以，处理项目问题常常是处理项目上的细节问题。在中试阶段可以或许想到的问题，我们根基上都斟酌到了，而且都经由过程中试想出了一个个可行的处理方案。
那时这类年夜型项目国内还没人做过，不但是国内，全球都没有。由于中国生齿多，国外发财国度的源水水质好，生齿又少，没有那末年夜的用水需求，无年夜范围集中预处置的实例。并且，我们是硬要把一个不及格的源水酿成及格，所以只能由我们本身来设想，问题只能由我们自行处理。全部项目由同济年夜学建筑设想院、上海市政院、广东水利科学研究所等多家单元结合设想建筑。工艺是龙头，以我们为主，所以全体上是由我们担任。
图为高廷耀传授团队在东深供水项目施工现场
从1996年做小试最先，到项目真正投入运转前前后后差不多有五年时候。我们中试做完以后，跟带领报告请示，认为没问题了，项目能够上马了。东深水务局约请全国的专家来对方案进行评审，请他们稳重把关，看是不是可行。专家们现场考查后分歧经由过程，认为我们做得很是细心，能想到的问题都斟酌到了，所以最初项目的审查、上马都很顺遂。
我们从这傍边也体味到，像我们这类弄项目的人，必需踏结壮实地事前把每个问题都斟酌到，然后想法子经由过程实际的尝试来处理。特别是生物处置法，它跟化学、物理处置方式纷歧样，生物的问题转变太年夜、太复杂。我们有的化学、物理处置方式那时已最先用计较机摹拟了，水利方面确切能够用数学方式进行摹拟，但生物的工具光靠数学摹拟太难。我们从小试到中试，现实上履历了春夏秋冬一全部周期的考验，所以正式上项目后比力顺遂，一投入运转就很一般。但是即便如许，真正运转的时辰仍是碰着了问题——一个专业的、很希奇的工作。
“生物膜法”就是想法子在必然前提下在池子里培育一些微生物，让微生物长成一个生物膜，靠这个生物膜把水中的氨氮转化为硝酸盐，一部门硝酸盐再转化为氮气跑失落。所以它是靠微生物来转化水中的污染物。可是生物的工具很希奇、也很成心思，生物之间必然是恶马恶人骑的，某种生物发展出来后，必定会有另外一种生物也长出来吃失落它。
举个例子，转化水中氨氮的微生物一旦年夜量滋生，一种吃生物膜的小螺蛳也会随之年夜量滋生，把膜吃失落了，所以必需要除失落这类螺蛳。我们研究后发觉，装备上面的生物膜需要氧气，但螺蛳是一种微型动物，更需要氧气，没有氧气不克不及存活。假如一段时候缺氧，它忍耐不了就会从生物膜上失落下来，浮在水面上。浮在水面上就好办了，能够经由过程排水把它排失落。因而，我们就找到了一种很简单有用的法子：按期住手曝气，住手曝气后，年夜量螺蛳会由于缺氧而浮上水面，然后顿时排水，把螺蛳排到后面的沉淀池就不消担忧了。生物是如许的，养分太好它疯长，到水库里一旦没有工具吃，它天然就被按捺了。
我们找出一个纪律，处置池里有一点螺蛳不妨，生物一定是处在一条生物链中，假如是动态均衡就不妨，但不克不及让它疯长。所以，我们此刻强调不要过度干涉干与天然界的生物链，由于粉碎一种生物后，可能连续串生物都被你粉碎了。曩昔有些生物未被我们充实熟悉之前，我们认为它是无害的，千方百计覆灭它，成果一旦它被覆灭，因生物链中缺掉了这个，可能影响到连续串的物种都要灭尽。对这一点，在之前我们不太理解，此刻看来，其实只需能到达一种相对适合的动态均衡便可以了。除螺蛳还另外一个法子：后面水处置池里的水很清洁，就在里面养点专吃螺蛳的鱼。这些鱼长得又年夜又胖，工人们能够按期把鱼捞出往来来往卖，顺路弄点副业。
几年做下来，东深供水项目的源水水质得以显著晋升，有用确保了喷鼻港一千多万居平易近的饮水平安。它的情况效益比力凸起，在东深供水项目中，氨氮多年平均去除率达80-85%（通常是70%），每一年可削减约3200吨的氨氮污染物。这个项目可说是弥补了年夜型源水生物处置手艺的利用研究和手艺开辟的空白，为城市的源水处置供给了手艺和经验，已编入高校教材和设想手册，具有杰出的示范效应。继2003年获上海市科技前进一等奖后，2004年获国度科技前进二等奖。环保范畴到今朝为止所获国度最高奖，就是二等奖，还没有一等奖。
这个项目由于小试、中试做得充实，所以在基建阶段就比本来的预算节流了一两个亿，正式运转时费用也节流了很多，年夜约每一年节流运转费用2万万元。这个课题严酷地讲，所谓“立异”不是道理上的立异，而是比力好地处理了特年夜型项目利用上的问题。后来把这个方式做了推行，在上海浦东自来水厂中就用到了，可是国内再没有像东深供水项目如斯年夜范围的。所以，年夜型项目的问题处理以后，小型项目天然就不在话下了。后来在天津、广州、深圳、武汉等全国十余个城市获得推行利用。
此刻想来，那时经由过程这个项目也确切培育、熬炼出了一批人。那时我们良多教员、研究生都介入进来，好比周增炎、李怀正、陈洪斌等等。在现场工地上做，跟在尝试室做是完全纷歧样的，对科学问题的熟悉和感触感染都纷歧样。曩昔不像此刻是市场经济，我们教员都是本身在单元拿工资，加入这个项目根基上算是权利劳动，那时也不会有太多经济报答方面的概念。那时也不成能发给大师几多钱，对方供给装备、药品，处理车资、伙食、住宿，研究生有一个相当在勤工俭学的补助。固然做设想，有正轨的设想费，签合同有研究费，但不是给小我，是给国度项目研究中间。
全部进程很是辛劳，但大师干劲实足，一是本身有爱好，二是经由过程团队的配合尽力，能处理辣手的实际困难，既加强了小我的专业本事，又对国度做出了进献。我们那时在工地上或污水厂做实验，都习惯了，年夜粪该捞的也要捞。可是我们给学生们立下几条端方：一是到尝试室禁绝吃任何食物；二是尝试做完后，必然要用药水消毒双手，频频清洗，换失落工作服，在分开尝试室后才能吃工具。所以，我们这个团队至今无一人得肝炎。
这个项目到此刻还在运转，快二十年了，全体运营环境是能够的。傍边维修过几回，由于装备里边让微生物发展的填充料，在运转一段时候后必然要改换，一般五六年换一次。
此刻看起来，做任何工作必然要合适它本身的纪律性。假如遵守这个纪律，可能就事半功倍；违反这个纪律，可能就事倍功半。科研有科研的方式，处理项目问题有处理项目问题的方式，只需方式把握了，再碰着其他坚苦，就晓得应当若何做了。碰着问题后，先要会判定，要找准问题处理的标的目的。假如标的目的错了，后面就很难进行；即便标的目的对了，本身也必然要心中稀有，由于项目上必然会碰到一系列项目问题，但假如标的目的是对的，就算有坚苦，整体上只需专心一步步踏踏实实去做，都是能够水到渠成的。
那时我们团队里根基上所有的教员、研究生每周都有一个下战书坐在一路交换会商，大师配合进修一套做科研、处置项目问题的方式，这对我们全部团队的成长很有帮忙。
