编者按：“硬实力、软实力，归根到底要靠人才实力”“广大科技工作者要把论文写在祖国的大地上”，党的十八大以来，习近平总书记在多个重要场合深刻阐明科技人才的重要作用，为科技人才成长、科技队伍建设指明了前进方向。2020年，北京建筑大学成立科学技术发展研究院，以创新驱动发展战略为引领，以推动科技进步、促进城乡可持续发展、服务人类和谐宜居福祉为使命，立足于服务首都北京城市战略定位和全国建筑业转型升级，紧密围绕国家重大需求和科技创新发展改革需求，开展前瞻性科学研究和系统性技术研发。近年来，学校持续深化科技体制改革，创新发展模式，加强科教融合，学校科技创新综合能力显著增强，服务国家和首都经济社会能力稳步发展，在服务首都城市战略定位、服务国家城乡科技发展方面取得了一系列标志性成果，涌现了一批优秀科技工作者。

面向“十四五”，我校科技工作者们将继续对标国家和北京市重大战略需求，潜心研究、勇于创新，继续为提升学校的科技硬实力和服务首都经济社会发展能力而奋发有为、建功立业。

2021年2月起，党委宣传部和科学技术发展研究院联合推出“科技工作者风采”专栏报道，以展示他们在各自专业领域做出的成绩与贡献，敬请关注。

郝晓地：助力碳中和  汇聚国际智力 做可持续污水处理行业的领路人

郝晓地，北京建筑大学讲席教授，中-荷未来污水处理技术研发中心负责人、环境与能源学院市政工程系学科学术带头人。2001年10月获荷兰代尔夫特理工大学博士学位，同年12月通过北京市“绿色通道”人才计划引进至我校工作。目前担任水处理领域顶尖期刊《Water Research》区域主编（Editor）。研究领域专注于污水处理碳中和技术集成，可持续污水处理技术研发，擅长污水脱氮除磷及其模拟技术、污水处理资源化技术，著有《蓝色经济下的水技术策略》、《污水处理碳中和技术》、《可持续污水-废物处理技术》、《磷回收概观与磷回收技术》等著作。截止目前，承担了8项国家级项目和十几项省部级及横向项目；发表论文近300篇，其中国际刊物发表90篇。2020年美国斯坦福大学（Stanford University）发布了世界排名前2%科学家排行榜（World’s Top 2% Scientists 2020），郝晓地教授入选环境科学领域榜单。

郝晓地教授在专注污水处理与资源回收等科学研究，其研究具有前瞻性和方向引领作用。早在2006年，针对我国污水特点，提出了“一个中心（可持续）、两个基本点（碳中和和磷回收），最终全面变蓝色”的可持续污水处理理念，并为此著书立说。随着习近平总书记最近提出了我国争取2060年实现碳中和目标，其污水处理碳中和理论已成为污水处理领域的旗帜。此外，“学术国际化，技术社会化”乃郝晓地研发座右铭，不仅理论研究国际建树，而且技术落地开花。他曾与北京排水集团合作开发污水处理数学模拟技术多年，完成对北京高碑店等污水处理厂问题诊断、运行优化等模拟工作，亦对太原等地多座污水处理厂基于数学模拟技术进行升级改造。2016年，他牵头推动北京建筑大学、荷兰代尔夫特理工大学与北京首创股份有限公司联合成立“中—荷未来污水处理技术研发中心”，在提升学术能力的同时，推动污水资源化、好氧颗粒污泥、数学模拟等等技术在国内开展工程应用，获得了社会各界的广泛认可。

郝晓地教授和Mark van Loosdrecht教授指导学生实验

提出“一个中心（可持续）、两个基本点（碳中和与磷回收），最终全面变蓝色”的污水处理技术发展理念

良好环境是社会发展的载体，而水资源在社会发展各个单元间起着连接性和不可替代性的作用。纵观我国环保事业发展，在过去几十年粗放式发展中，水环境遭到了严重破坏，而水环境恶化和水资源短缺则是制约社会可持续发展的瓶颈。结果，我国水环境治理重复了发达国家先污染、后治理的老路。2015年，国务院发布了《水污染防治系统计划》，大力推进生态文明建设，以改善水环境质量为核心，按照“节水优先、空间均衡、系统治理、两手发力”原则，强化源头控制，水陆统筹、河海兼顾，系统推进水污染防治、水生态保护和水资源管理。该行动计划实施近5年以来，尽管总量减排数据呈现明显下降趋势，但水环境质量似乎并没有根本好转迹象。一方面，在水环境治理过程中，环境遗留和水环境质量改善的延迟效应导致了实际效果滞后。另一方面，水环境治理理念和技术落后也导致了我国现阶段水环境治理效果不佳或出现二次污染现象。以我国污水处理厂提标改造为例，所应用的升级工艺仍是基于“污水乃废弃物”之传统观念，不注重资源回收，一味以高能耗、高药耗实现达标排放。根据我们最新合作研究成果表明，传统污水处理提标改造技术，以能耗能，虽然可获得出水达标，但因巨大电耗和药耗，对总环境的负面影响实际上在增大，水质达标实际上是以温室气体排放和污染土壤为代价的。

为此，郝晓地教授早在2006年就提出了符合我国污水特点和污水处理发展实际的可持续污水处理方案，即“一个中心（可持续）、两个基本点（碳中和与磷回收），最终全面变蓝色”的污水处理技术研发理念与思路，具有前瞻性和方向性。在这一思路指导下，郝晓地教授相继提出并发展了“京标A”水污染物排放标准的资源化工艺，以最小资源、能源消耗实现污水处理达到“京标A”排放标准的同时，最大限度地回收污水中的营养元素，实现剩余污泥资源/能源化转化，逼近污水处理厂“碳中和”运行目标，以解决北京市污水处理厂面临的提标改造问题。另外，针对磷资源单向流动特性和我国优质磷矿储量日益减少的实际情况，郝晓地教授在污水处理层面探究了磷回收的最佳方式和位置，包括生物厌氧池上清液的侧流化学沉淀鸟粪石回收技术。这一技术不仅可以高效地取得对磷资源的回收，还能够减轻生物池的处理负荷，强化出水水质，一举两得。最近，郝晓地教授在国内首次提出了污水热能回收实现污水处理厂“碳中和”运行的技术思路。市政污水余温是一种低品位能源（不能用于发电），可用于污水处理厂自身和周边（3-5km）建筑供热/制冷、温室供暖，甚至还可直接用于厌氧消化器加热、污水冬季加热、污泥干化等目的。这部分热能储量远高于化学能，实际可回收热能是化学能的9倍之多。

污水处理碳中和与能量平衡（来自文章原图）

汇聚国际智力，为我国水环境治理出谋献策

自2015年颁布“水十条”以来，我国开始了整治城市黑臭水体、改善流域水环境的攻坚战，其中污水处理厂提标改造是很重要的一环，尽量减少流入水体环境的污染物总量，提升水环境自净化能力和弹性，甚至可以实现污水中能源和资源提取回收，构建循环经济，推动可持续发展。而这一目标的实现均依赖于智力支持，即可持续污水处理技术的发展和进步。2017年11月初，《Water Research》时任总编Mark van Loosdrecht教授、区域主编郝晓地教授在北京就合作出版中国特刊的可能性，与《中国给水排水》杂志负责人进行了初步讨论。这期特刊的初衷是基于中国本土努力和（或）全球合作，通过智力集聚，聚焦帮助中国解决现存的严重的水问题。

就联合出版特刊一事，郝晓地教授数次与艾思唯尔（Elsevier）出版公司《Water Research》杂志主管Gilles Jonker先生密切沟通；并在2018年格鲁吉亚Tbilisi举行的《Water Research》年度编委会上，与对方交流，获得积极的响应；2018年7月底Mark van Loosdrecht教授、郝晓地教授与《中国给水排水》杂志负责人确定中国特刊主题：Water in China；最终，于2018年9月东京IWA水大会期间，Mark van Loosdrecht教授、郝晓地教授、陈光浩教授、袁志国教授、Gilles Jonker等正式确定中国特刊事宜。特刊由郝晓地教授作为主编，邀请澳大利亚昆士兰大学袁志国教授和香港科技大学陈光浩教授作为客座主编共同进行审稿编辑。这是《Water Research》第一次以国家或地区为名出版特刊，也是《Water Research》第一次与国外期刊合作，更是开创了中文水专业期刊与国际顶尖杂志合作出版的先例，帮助中国期刊登上国际舞台，可以说创造了新的历史，值得铭记。

《Water Research》“中国之水”特刊

合作技术研发，打破国外技术垄断

好氧颗粒污泥技术被誉为“下一代”污水处理技术，由荷兰公司产业化并工程化推广，目前已应用于10余个国家的70多座污水处理工程中。然而，由于技术封锁，我国目前尚未有好氧颗粒污泥工程化应用。目前我国正进行老旧污水处理厂升级改造，城市紧缺的土地面积限制了污水处理厂扩容，好氧颗粒污泥为解决这一问题可以“另辟蹊径”。依托“中—荷未来污水处理技术研发中心”，郝晓地教授联合荷兰代尔夫特理工大学，依托北京首创股份有限公司中试场地，进行了好氧颗粒污泥技术自主研发。中试装置（50 m3/d）设计、调试、运行与结果分析取得了良好进展，并被命名为CREATE，中国拥有自主知识产权，打破了国外的技术封锁，实现了在中国低碳源水质条件下的颗粒污泥的培养。在此基础上，首创股份在2020年3月份在河南南阳淅川开展了500 m3/d规模示范工程项目，并于当年9月份通水运行。经过几个月培养，顺利实现了污泥颗粒化且成型比例良好稳定，在不投加药剂的情况下已完全达到一级A标准，成为中国自主研发好氧颗粒污泥技术产业化的典范。在该技术推广后，可实现污水处理技术的跨越式发展，为城市污水处理厂节省生物反应器占地75%、节约电耗25%，节约碳源50%，可显著提升出水水质，提高运行管理的稳定性，长期直接经济效益数以亿计。绿水青山就是金山银山，对于城市发展来说，水环境的优劣不仅关系到民众的福祉，更关系到一个城市的承载力和发展的可持续性。

中-荷中心成立签约

中-荷中心邀请荷兰专家进行污水处理数学模型交流

郝晓地教授与Markvan Loosdrecht 教授在中试基地

好氧颗粒污泥工艺工程示范现场（南阳淅川）

中-荷中心团队成员在好氧颗粒污泥示范工程基地实习

实用技术助力企业技术进步

早在2018年，“中-荷中心”便着手开始“摸底”污水处理碳排放（碳足迹）情况，并从全生命周期（LCA）角度建立评价污水处理对总环境影响的模型方法。这与目前国内强调的“碳达峰”、“碳中和”战略目标不谋而合。日前，污水处理碳足迹模型与全生命周期环境影响评价模型已完成构建，并以应用软件方式呈现于首创股份运营管理服务器。该项研究成果受到生态环境部重视，前不久应邀前往生态环境部水司，与首创股份一同前往进行了专题汇报，受到好评。

此外，应对水业高速发展的“智慧水务”、“大数据分析”等形势，“中-荷中心”提出对生物处理过程工艺过程精准模拟与运行优化才是“智慧水务”的核心。为此，“中-荷中心”早在4年前便开展了卓有成效的数学模拟技术研发与实践工作。经长达4年之久研发与实践，不仅在首创股份公司内部完成了对A2/O、CAST、氧化沟、MBR等工艺数个污水处理厂模型构建和运行优化工作，而且首创股份还开始对外承接生物建模与优化业务。到目前为止，已完成厦门环科公司下属前埔污水处理厂（20 万m3/d）运行优化建模项目，后期还将继续为厦门水务其它4个污水处理厂提供运行优化建模服务和智慧运行平台技术支持。与此同时，还有更多公司外建模业务也正处于商谈之中。

编辑：李小虎