发布时间:2020-05-10
——记福建工程学院生态环境与城市建设学院院长刘心中
王德通
近30多年来,随着人类社会的发展,人们在创造空前巨大的物质财富和前所未有的社会文明的同时,也在不断破坏其赖以生存的环境。废弃物不断增加,资源不断减少……世界各国所面临的经济发展和资源短缺的矛盾,正在日益凸显。在这一现状之下,如何有效地提高再生资源综合利用与废弃物资源化水平,防止环境污染,改进生态环境,促进社会和经济健康、稳定、协调、可持续发展,成为困扰当前国家与社会发展的当务之急。
“用之不觉,失之难存”,这便是人们对于环境资源的最大感受。作为一名长期坚守在环境工程领域的研究学者,福建工程学院生态环境与城市建设学院院长、环境工程学科学术带头人刘心中对此体会尤为深刻。30余载的环境工程研究领域的探索攻坚路,他领导团队在废弃物资源化工程、环境污染化学、环保材料等方向中,做出了一系列有代表性的科研成果,为福建省乃至全国的环境工程领域问题提供了技术借鉴。
积累历练,从北至南孜孜不倦
凡是走过,必留痕迹。从武汉到山东再到福建……刘心中的研究脚步遍布了中国的多个城市。虽然地点一直在变换,但是他对科研的热情却历久弥坚。从研究中汲取营养,积累科学经验,刘心中在30余年的科研之旅中形成了深厚的积淀,这些经历装点了他的生活,让他更明确了自己未来的奋斗方向。
1980年9月,刘心中以优异的成绩考入武汉理工大学非金属选矿专业。本科毕业后,刘心中选择步入工作岗位,他先后在山东建材学院、淄博学院、山东理工大学从事教学以及科研工作,并担任教研室主任、资源与环境工程研究所所长、科研科科长、系副主任、副院长等职。这段期间,刘心中将研究方向扩展到了环境工程领域,通过多年的研究历练,他在科研技能及科研视野方面有了长足的进步,因其优秀的创新成果,还获得了淄博市十大科技启明星、淄博市第六届青年科技奖、山东省千名知名技术专家等荣誉称号。
科学研究需要更为广阔的天地来施展抱负,从事科研以来,刘心中一直在挑战着自己的无限可能。2004年9月,刘心中决心南下追逐科研梦想,来到了福建工程学院展开了全新的科研征程。
“结合地方发展所需,致力于产学研结合,将研究成果利用最大化”一直是刘心中前行的目标。依托福建省室内环境工程技术研究中心和绿色节能环境材料福建省高校工程研究中心2个省级科研创新平台,针对福建省在环境工程领域所存在的一系列问题,刘心中在福建工程学院开展了环境材料制备、固体废弃物资源化、水和气中污染物去除等实验研究。15年有余,他一直在这一方向中持续奔跑着。
产学结合,废物利用与绿色节能并行
随着我国工业进程的逐渐加快,污水、污泥等污染物也开始大幅增长。如何将这些污染物进行科学化处理,将其变废为宝,实现资源利用的最大化,是刘心中及其研究团队多年来的重点研究方向。
我国市政污泥年产量3015.9万吨,当前主要处置方式为填埋、堆肥、焚烧等,80%未能资源化利用,一直是污水处理厂的沉重负担、环境治理的顽疾。2016年,我国墙材用量约10亿立方米,利用污泥制备保温墙材,既能消纳市政污泥、改善建筑性能,还可利用污泥热值、节省烧结燃料,是市政污泥处置的优选策略。
在这一现状之下,刘心中领导团队展开了“市政污泥均化制备自保温绿色墙材的关键技术与产业化”研究。在这一项目中,他们围绕污泥脱水改性难、均化配料难、薄壁成型难的3个关键问题,展开了相关探索。经过多年产学研联合攻关,他们创新开发了原料制备的核心技术,攻克了砌块配料设计、薄壁大孔洞率成型机组及成套工艺技术,突破了市政污泥制备自保温绿色墙材的技术障碍。
功夫不负有心人,项目成果获国家发明专利8项,实用新型专利2项;编制国家、地方、行业和企业标准9项;公开发表学术论文8篇(SCI收录5篇)。自2014年起,整体技术在福建、山东、黑龙江3省4家企业应用,取得了可观的经济效益与社会效益:年消纳市政污泥、粉煤灰和建筑废弃物120余万吨,节省占用土地100亩以上,创造直接产值4.8亿元,新增利润1.2亿元,成为污水处理厂、建材生产和装备制造业的新生效益增长点。这一项目,还获得了2017年度福建省科技进步奖二等奖。
绿色室内环境的营造与多种因素相关,其中绿色节能建材便是关键的一环。一方面,当前建筑能耗占全社会总能耗的40%,且逐年上升;另一方面,居民住宅和商业用房的刚性需求不断攀升,这都对绿色节能建材制造提出更高要求。
循环流化床燃烧是新兴洁净燃煤技术,因其适应性广、污染排放低、热效率高等优势,必将取代传统燃煤方式。当前,我国每年排放的流化床粉煤灰量约8000万吨,需超2万亩的存放土地,利用该类粉煤灰制造蒸压多孔砖和加气混凝土砌块,不仅能减少环境污染,而且更能有效减少建筑能耗。但是,循环流化床粉煤灰与传统粉煤灰相比较,粒径大、二氧化硅和氧化铝活性低,且含有较多硬石膏,导致水化过程中形成大量钙矾石,造成砌块体积膨胀、强度降低等问题,而国内相关技术研究滞后,被国外公司技术垄断。破解循环流化床粉煤灰建材化技术,是国内该类企业的迫切期望,也是刘心中等环境工程领域科研人员的目标所在。在“循环流化床粉煤灰建材资源化关键技术及应用”项目中,他们就这一问题展开了持续攻关。
在这一项目中,他们在取得循环流化床粉煤灰特性、水硬化机理的基础上,着力研发了新型节能建材核心技术。经过多年的技术攻关与产学合作,他们突破了循环流化床粉煤灰资源化的技术瓶颈,多项创新技术达到业界先进水平,形成系列自主知识产权。编制标准6项,申请专利10项,获得国家授权发明专利5项,实用新型专利2项。整体技术自2010年起与相关公司合作应用以来,产值约10亿元,仅近3年,合计新增产值超5亿元,新增税收约4000万元。每年消纳循环流化床粉煤灰超70万吨、节省约200亩存放土地,经济效益和社会效益显著。相关研究成果获得了2016年度福建省科学技术进步奖二等奖。
有志于此,乘风破浪不懈前行
心中有梦,砥砺前行。转眼间,刘心中已来到福建近10余个年头。漫漫科研攻坚路,到底遇到过多少困难,刘心中也早已记不清了。其实,从最初选择步入科研的道路以来,刘心中就做好了一切准备。在他看来,一切困难与磨难,都是自己成长之路上不可多得的财富,这些磨砺,让他能更快速地成长,并将他成功锻造成为了一名更为成熟的科研人。
多年来,刘心中时刻坚守着身为一名环境工程领域科研人的使命,结合福建省在废弃物资源化及环境污染化学领域的现状,他先后承担了国家自然科学基金、福建省重点项目、福建省自然科学基金、企业横向科研项目30余项。在国内外学术刊物和会议上发表论文30余篇,申请国家专利19项。相关成果获省科技进步奖二等奖2项,省教学成果奖一等奖1项、省级精品在线共享课程1门,为福建省环境工程领域的发展做出了积极贡献。
心系环境至高远,千帆过尽守初心。现如今,作为福建工程学院生态环境与城市建设学院院长,环境工程学科学术带头人,博士生导师,福建省新世纪百千万人才工程人选,国务院政府特殊津贴专家……刘心中肩上的责任也愈发沉重了。虽然已过知天命的年纪,但他心中的科研热情与能量依旧旺盛,今后,他还将领导团队在福建这片沃土之上,在废弃物资源化利用及环境污染化学方向中做出更多原创性科研成果,用科研来为社会发展以及人民生活做出贡献!
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