王愛(ài)杰：污水處理系統(tǒng)碳中和的行動(dòng)與思考
全康環(huán)保:“2021首屆環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)工程發(fā)展論壇”于9月3―5日在內(nèi)蒙古包頭市順利舉行。論壇由《環(huán)境工程》編審委員會(huì)策劃組織，旨在更好地應(yīng)對(duì)當(dāng)前生態(tài)環(huán)境保護(hù)的新機(jī)遇和新挑戰(zhàn)，推動(dòng)我國(guó)生態(tài)文明建設(shè)行穩(wěn)致遠(yuǎn)。
此次論壇依托工業(yè)建筑雜志社打造的“知播?云上星光”知識(shí)服務(wù)項(xiàng)目，邀請(qǐng)了行業(yè)內(nèi)多名院士專家做客直播間，幫助讀者更多地了解國(guó)內(nèi)外環(huán)境科學(xué)類領(lǐng)域的最新研究前沿和應(yīng)用進(jìn)展。
本期的“知播?云上星光：科學(xué)家訪談”邀請(qǐng)哈爾濱工業(yè)大學(xué)王愛(ài)杰教授，暢談“污水處理系統(tǒng)碳中和：行動(dòng)與思考”主題，寄語(yǔ)期刊發(fā)展。訪談?dòng)烧搲M委會(huì)委員、中國(guó)人民大學(xué)副教授穆云松主持。
王愛(ài)杰
《環(huán)境工程》編委
王愛(ài)杰，女，哈爾濱工業(yè)大學(xué)教授，國(guó)家杰青，長(zhǎng)江學(xué)者，國(guó)家萬(wàn)人計(jì)劃領(lǐng)軍人才，國(guó)際水協(xié)會(huì)會(huì)士，國(guó)際水協(xié)會(huì)厭氧專委會(huì)主席，中國(guó)傳感器與物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟智慧環(huán)境與水務(wù)專委會(huì)理事長(zhǎng)，Environmental Research主編，Environmental Science & Ecotechnology執(zhí)行主編。長(zhǎng)期從事污水深度處理與資源化研究，以第一或通訊作者發(fā)表SCI收錄論文230余篇，入選ESI高被引學(xué)者，申請(qǐng)和授權(quán)專利81件；以第一完成人獲國(guó)家技術(shù)發(fā)明二等獎(jiǎng)2項(xiàng)和國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。
主持人：
尊敬的王教授您好，首先非常感謝您參加“2021首屆環(huán)境與生態(tài)系統(tǒng)工程發(fā)展論壇”，在此次論壇上您給我們帶來(lái)了關(guān)于“雙碳”話題的精彩報(bào)告“水處理系統(tǒng)碳中和：行動(dòng)與思考”，能否借助“知播”的平臺(tái)進(jìn)一步分享一下呢？
王愛(ài)杰教授：
這個(gè)報(bào)告主要是從水處理系統(tǒng)的角度，談目前降碳的潛力和路徑，我認(rèn)為大家面臨了共同的瓶頸問(wèn)題，比如本底問(wèn)題，應(yīng)該如何量化？降碳到底要怎么降？什么路徑降？能降多少？這個(gè)可量化的數(shù)據(jù)還不完善。數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的口徑差異很大，尤其是像有邊界的體系，比如污水處理廠、給水處理廠、工業(yè)園區(qū)和廢水的處理體系等，統(tǒng)計(jì)起來(lái)很難，再開(kāi)放一點(diǎn)的體系，比如說(shuō)江河湖庫(kù)統(tǒng)計(jì)起來(lái)就更難，所以我認(rèn)為這件事情確實(shí)是很重要的。
我們不能盲目地追求碳中和，而應(yīng)該以碳中和為目標(biāo)導(dǎo)向。面向“雙碳”這樣的目標(biāo)，那么我們水行業(yè)應(yīng)該在什么角度進(jìn)一步地思考發(fā)展出路，需要理性地設(shè)計(jì)。在頂層設(shè)計(jì)上，咱們國(guó)家可能還是需要有一批專家真正站出來(lái)去思考，包括我提的碳流設(shè)計(jì)和一些智慧手段，怎么能夠真正支撐這個(gè)過(guò)程，如何面向減碳的目標(biāo)去做事情，這些都需要認(rèn)真地思考。
從新技術(shù)的角度，可能會(huì)出現(xiàn)一些比較顛覆性的技術(shù)，我們應(yīng)該允許存在一段探索時(shí)間。一方面我們要理性地發(fā)展我們的行業(yè)，但同時(shí)顛覆性的技術(shù)，包括學(xué)科不斷融合可能會(huì)派生出來(lái)的一些創(chuàng)新理念和引領(lǐng)性策略、技術(shù)方法、裝備等，還是需要我們積極鼓勵(lì)，使得大家真的有百花齊放的思想，能夠在這樣的關(guān)鍵時(shí)期能夠迸發(fā)出來(lái)。
主持人：
在“十四五”期間減污降碳協(xié)同增效是生態(tài)文明建設(shè)的重點(diǎn)戰(zhàn)略方向，同時(shí)也可能是我們生態(tài)環(huán)境保護(hù)科技創(chuàng)新的一個(gè)新動(dòng)能，那么請(qǐng)您談一談“十四五”在水環(huán)境治理方面還存在哪些瓶頸性的問(wèn)題，或者我們還需要重點(diǎn)關(guān)注那些研究方向？
王愛(ài)杰教授：
目前大家已經(jīng)意識(shí)到了智慧化的重要性，其實(shí)智慧化本身也像碳中和一樣，給我們提供了一個(gè)思考角度和方法支撐，如何從更為智能、更為智慧的一個(gè)角度上滿足水系統(tǒng)在我們真正發(fā)展過(guò)程中可能所需的技術(shù)和方法，實(shí)際上差異度是非常大的。
但無(wú)論如何，我們共同的認(rèn)知是從工業(yè)化時(shí)代向智能化時(shí)代的邁進(jìn)，一定是向著大數(shù)據(jù)、人工智能和更智慧的角度發(fā)展，所以像水的系統(tǒng)如何更加智慧化就存在很多需要探索的問(wèn)題。我認(rèn)為最為重要的就是大數(shù)據(jù)，水系統(tǒng)相比于能源系統(tǒng)和交通系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其實(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)談不上大數(shù)據(jù)，但是如果真正地發(fā)展智慧化，就必然需要大數(shù)據(jù)，那么大數(shù)據(jù)如何獲得？肯定要從傳感的原理、方法、裝備入手，進(jìn)一步地推動(dòng)。因?yàn)槲覀兯f(shuō)的大數(shù)據(jù)，是指不能通過(guò)常規(guī)的方法獲得、管理或者處理的數(shù)據(jù)，它需要新的方法，然后我們才能有更強(qiáng)的決策力，才有可能有更好的流程優(yōu)化能力。所以從這個(gè)角度上，我認(rèn)為大數(shù)據(jù)就是水系統(tǒng)現(xiàn)在面臨的瓶頸，可能也恰恰是我們共同去追求突破的一個(gè)突破口。
主持人：
是的，您說(shuō)的非常關(guān)鍵，其實(shí)從我們數(shù)據(jù)的智慧采集、數(shù)據(jù)的分析再到最后的決策，包括對(duì)未來(lái)規(guī)律的預(yù)測(cè)，這些其實(shí)都得依賴于大數(shù)據(jù)的支持。在剛剛結(jié)束的中央深化改革的第 11次會(huì)議上，減污降碳協(xié)同增效是被重點(diǎn)提及的，這也是我們本次會(huì)議的一個(gè)非常重要的議題。我了解到您在生物的定向轉(zhuǎn)化方面做了大量工作，想請(qǐng)您分享一下，在生物的定向轉(zhuǎn)化方面，目前存在著哪些優(yōu)勢(shì)？您的團(tuán)隊(duì)取得了哪些重要進(jìn)展？
王愛(ài)杰教授：
我覺(jué)得定向轉(zhuǎn)化只是一種思路，也可以說(shuō)是一種發(fā)展的策略或者路徑。對(duì)于水處理系統(tǒng)，全球有5萬(wàn)多座污水處理廠甚至更多，其中90%以上采用的是生物法；我國(guó)有5千多座污水處理廠，如果從脫氮除磷的角度來(lái)說(shuō)，99%采用的都是生物法。生物過(guò)程的優(yōu)勢(shì)是特別明顯的，但是我國(guó)歷經(jīng)了工業(yè)文明這么長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，最大的問(wèn)題就是我國(guó)市政污水并非嚴(yán)格意義的市政污水，它實(shí)際上接納了不同程度的工業(yè)園尾水，這個(gè)與其他國(guó)家的差異度是非常大的，尤其是一些工業(yè)集聚區(qū)，很多集中水處理廠接納工業(yè)園的來(lái)水占30%甚至更高，有的工業(yè)尾水占到50%以上，60%以上甚至90%，這樣的體系采用生物法，生物處理系統(tǒng)又面臨著受沖擊的最大風(fēng)險(xiǎn)，所以強(qiáng)化生物處理的這個(gè)路徑一定是需要的。
生物強(qiáng)化包括內(nèi)源強(qiáng)化和外源強(qiáng)化。內(nèi)源強(qiáng)化單純地依靠生物本身，比如生物制劑、生物菌劑都有一定的作用。外源強(qiáng)化可能是需要我們?nèi)ゲ粩嗯Φ姆较颍覀儼l(fā)現(xiàn)了一些通過(guò)外源的（電、光）強(qiáng)化方法都很有效，包括大家最熟悉的載體，這些都是外源強(qiáng)化的措施。外源強(qiáng)化無(wú)非就是有了這個(gè)路徑，讓系統(tǒng)中的生物定向馴化，使得生物量和生物活性更高。我個(gè)人還是非常建議在外源強(qiáng)化方面應(yīng)該有大力的推動(dòng)。因?yàn)槟壳八到y(tǒng)，不管是從節(jié)能降碳的角度，還是從多快好省的角度，這些技術(shù)都是我們完全可以去追求的，這里面也存在了很多科學(xué)問(wèn)題和顛覆性問(wèn)題。我們?nèi)ツ旮幂x院士組織的專家組在做“十四五”的一些規(guī)劃，考慮了很多由生物過(guò)程引發(fā)的顛覆性技術(shù)，包括我去年在水大會(huì)上講生物岸信息，毫無(wú)疑問(wèn)我們的水系統(tǒng)生物信息就是嚴(yán)重缺失的，如果能夠?qū)⒁恍┰鰪?qiáng)增效的措施引入進(jìn)來(lái)，我認(rèn)為還是會(huì)有很大改觀的。
主持人：
我們也非常期待在“十四五”您能帶來(lái)更多的引領(lǐng)性成果。本次發(fā)展論壇得到了您的大力支持，因?yàn)檫@次論壇是首屆，對(duì)于未來(lái)論壇的發(fā)展，您有什么建議或者希冀呢？
王愛(ài)杰教授：
昨天編委會(huì)大家還聊了這個(gè)話題，我覺(jué)得首屆論壇搞得這么好，真的是令人很振奮。主辦單位工業(yè)建筑雜志社有三本期刊《環(huán)境工程》《工業(yè)建筑》《鋼結(jié)構(gòu)》，我認(rèn)為是一個(gè)特別好的平臺(tái)，可以發(fā)起一些跨學(xué)科的主題?，F(xiàn)在學(xué)科交叉是必須的，如果能夠通過(guò)這樣的平臺(tái)，把更多的學(xué)科思想通過(guò)頭腦風(fēng)暴融合，對(duì)于我們本學(xué)科的發(fā)展是有很大助力的。比如另外兩本《工業(yè)建筑》《鋼結(jié)構(gòu)》中涉及的智慧城市、建筑材料和城市規(guī)劃等，對(duì)于水系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，實(shí)際上都是Urban Water中很重要的層面。如果與更大的平臺(tái)上進(jìn)行一些交叉互動(dòng)，那么不同領(lǐng)域的專家給水領(lǐng)域、環(huán)境領(lǐng)域所帶來(lái)的思想，會(huì)有進(jìn)一步融會(huì)貫通的可能性，我們也特別期待。另一方面我覺(jué)得青年力量是非常重要的，昨天我也提到了青年編委的事情，此次會(huì)議的舉辦非常不容易。青年學(xué)者，例如博后的隊(duì)伍、甚至博士生的隊(duì)伍，將來(lái)都是這個(gè)領(lǐng)域青年才俊的重要來(lái)源。如何讓青年學(xué)者在這個(gè)平臺(tái)上發(fā)揮重要作用，可以通過(guò)設(shè)置一些獎(jiǎng)項(xiàng)，選拔一些優(yōu)秀的報(bào)告等，可能會(huì)讓人耳目一新。
主持人：
謝謝您非常好的建議?！董h(huán)境工程》是一本具有40年歷史的期刊，對(duì)于期刊的未來(lái)，您有什么樣的建議或期待嗎？
王愛(ài)杰教授：
昨天楊穎芳社長(zhǎng)講得特別好，我覺(jué)得不忘初心是最重要的，一個(gè)期刊在創(chuàng)刊之初一定有很高的定位，同時(shí)，與時(shí)俱進(jìn)也是非常必要的。創(chuàng)刊之初的目標(biāo)可能隨著時(shí)代的發(fā)展在不斷發(fā)生變化，希望期刊能夠打開(kāi)環(huán)境工程之門，把環(huán)境工程更開(kāi)放地面向生態(tài)系統(tǒng)和環(huán)境系統(tǒng)。與時(shí)俱進(jìn)就是不斷地探索和創(chuàng)新，不僅僅是期刊，對(duì)所有從事這個(gè)專業(yè)的人來(lái)說(shuō)這都是一個(gè)奮斗目標(biāo)。
主持人：
好的，感謝您不忘初心、與時(shí)俱進(jìn)的激勵(lì)。今天的專訪就到這里，謝謝。