中国水业科技创新之路上的杰出践行者

——记中国市政工程华北设计研究总院郑兴灿总工程师

本刊记者  张欣浪     

    30年前，大学毕业生统一分配中的意料之外与情理之中，让他进入了陌生而又似曾相识的水行业。儿时的蓝天白云、碧水青山，夜晚的繁星满天、潺潺溪流，深印脑海，冥冥之中，保护我们的环境，保护人民的用水安全，成为他矢志不移的职业。

    他就是科学中国人（2012）年度人物获奖者——中国市政工程华北设计研究总院总工程师郑兴灿。

    在30年水业科技的跋涉中，他如绵延的流水一般浸润着科技的园林，也在这片园林中收获了无数科研果实。

还城市清洁用水

    1983年，郑兴灿从厦门大学生物系毕业后便入职中国市政工程华北设计研究院，一直从事城市给水排水和水环境领域的研究开发和工程设计工作。在30年的科研生涯中，他曾先后主持完成国家及省部级研究开发项目（课题）和工程设计项目60多项，参与审定评审研究开发项目（课题）和工程设计项目600多项。

    伴随这一惊人数字的，是他所取得的一系列成果。城市污水治理便是郑兴灿科研积累30年取得的成果。

    氮磷污染物的有效控制是一个世界性的难题。上世纪80年代中期，郑兴灿所负责的课题组便在国内率先开展了污水除磷脱氮技术研究与工程应用。在历时20多年的除磷脱氮基础理论研究、工艺技术创新开发和工程设计实践中，他们开发出一系列针对我国城镇污水水质特点、满足不同发展阶段城镇污水处理厂出水排放标准的污水除磷脱氮改进工艺流程，有效解决了污水碳氮比低、水质变动大、回流污泥携带硝酸盐影响工艺运行效果的技术难题。

    如今，这项技术在低碳氮比污水除磷脱氮工艺开发和工程应用方面居国际领先地位，并出版了具有行业影响力的学术专著，研究成果为我国不同地域、不同水质条件下的污水除磷脱氮工艺技术选择提供了系统可靠的理论依据、设计计算方法和工程化经验，技术成果在上千座城镇污水处理厂中成功推广应用。

    2007年5月，无锡出现供水危机和蓝藻大爆发事件，引发了全国的关注。为此，郑兴灿率领团队，对污水处理一级A稳定达标所面临的技术难题及时进行了试验研究，通过多种工艺及设备的集成和工程验证，形成了包括强化预处理、强化除磷脱氮、深度处理在内的整套污水处理工艺设计运行参数和技术经济指标，成果在全国各地污水处理厂得到推广应用。其中，无锡芦村污水处理厂提标改造工程集成应用了具有自主知识产权的“高效初沉（发酵）池＋回流污泥反硝化改良A2/O＋悬浮填料强化硝化＋化学协同除磷＋机械过滤”工艺流程，成为我国第一座完全按一级A标准提标建设的工程项目。

    除了对城镇污水进行工艺流程和工艺设备的创新开发，多年来，郑兴灿还不遗余力地推动着城市污水再生利用技术的研究开发与工程应用。他在国内首次从政策、标准和技术示范三个层面上提出了城市污水再生利用的综合性解决方案及技术指标体系，着重发展战略、政策体系、标准体系、工艺技术、配套设备和工程示范的系统研究与集成。

    通过课题研究和工程设计建设，形成了污水再生处理成套工艺技术及工程实施方案，完成了国家城市污水再生利用系列标准的编制。通过二级强化处理、混凝沉淀、过滤等系列单元技术的整合与集成，以及膜生物反应器、微滤等设备产品的研发，提供了适合不同区域经济发展状况及需求的污水再生处理技术及配套设备，形成规模化生产能力，应用于市政杂用、园林绿化、景观水体和工业用水，引领了国内城市污水再生利用的技术发展与工程应用。

为污水处理工艺注入新活力

    在城镇污水处理领域，郑兴灿不仅要充当危急时刻的消防员，更要成为前瞻未来需求的先知者。他一直在探索新的技术、新的工艺、新的应用。这种探索也为他带来了巨大的收获。

    针对我国合流制（混流制）城镇污水普遍水量波动明显、水质浓度变化大、SS/BOD5比值偏高、BOD5/TN比值偏低、水质水量的季节性及昼夜变化显著等特点，郑兴灿研究开发了以环沟型改良A2/O高效除磷脱氮工艺系统为核心的改进型污水除磷脱氮工艺流程，重点解决出水氮、磷、COD、BOD5、SS等水质指标的一级A稳定达标问题。明显缩短了整个污水处理工艺流程的总体水力停留时间，提高生物反应池的污泥活性及反硝化速率、优质碳源所占的比例及内碳源利用效率，降低工程造价、占地面积、能耗物耗和运行成本。

    同时，针对我国城镇污水碳氮比偏低、进水无机悬浮固体比例偏高的水质特点，郑兴灿开发了改善污水除磷脱氮性能的初沉发酵预处理方法及系统，集生物絮凝沉淀和水解发酵作用于一体，改善进水水质构成特性，实现了城镇污水有机碳源的充分利用和无机悬浮固体的有效分离，提高进水中的优质碳源比例，相应提高了污泥活性、除磷脱氮效果和运行稳定性，大大降低了碳源不足对处理效果的影响，同时降低了工程建设投资、运行费用和能耗物耗水平，为碳源严重不足污水处理厂的氮磷稳定达标提供了可能。

    在引进消化AB工艺的基础上，紧密结合国内实际情况、市场需求和工程建设中遇到的实际问题，郑兴灿又对该技术进行深入细致的开发研究、改进和提高。根据试验，他提出初沉污泥活化形成生物絮凝作用的机理及影响因素；提交成套工艺技术、性能测试数据和示范工程；在机理和特性研究方面达到国际领先水平。这一技术成果已在20余座大中型城市污水处理厂建设中应用。在此基础上开发的化学—生物联合絮凝强化一级处理新工艺，在国内最大规模的上海竹园第一污水处理厂一期（170万m3/d）工程中得到应用。

科技为国家民生服务

    近年来，郑兴灿在忙碌于科研的同时，主持完成了“863”计划城市污水处理关键设备研制等重大项目，在国家层面，将技术转化为造福未来民生的工具。

    据他介绍，项目围绕我国城镇污水处理厂除磷脱氮功能提升和出水稳定达标的技术瓶颈，在污水机械预处理设备、新型初沉池设备、悬浮填料强化硝化系统、曝气成套设备、深度处理新型过滤设备的研制与工程应用方面，形成了一系列达到国际先进技术水平、具有自主知识产权或专有技术的设备产品。其中，超细格栅实现了100%国产化，新型初沉池及砂水分离器解决了高SS/BOD问题，应用规模达60万m3/d；悬浮载体填料完全替代进口产品，规模100万m3/d。

    此外，郑兴灿还将自己的技术成果运用到了工程实践中。他主持完成的海河流域典型城市水环境整治技术研究与综合示范，针对北方典型缺水城市季节性水量变化不均、内外污染源交替污染、上游过境与下游地产污染物相互作用、复合型污染现象突出问题，选择代表性城市开展城市水污染控制和水环境整治关键技术的研究开发和集成应用，形成了包括城市与工业园区污染负荷削减、再生水利用与安全保障、非常规水源开发利用、景观水系统功能恢复与滨海盐碱湿地修复等方面内容的集成技术体系，建立了各类示范工程26项，形成关键技术（点）58项，研发设备18台套，申请发明专利63项。

    厚积30年，郑兴灿因其出色的工作收获了国家科技进步奖三等奖1项、省部级科学技术奖一等奖4项、二等奖6项，全国优秀工程勘察设计行业奖一等奖1项、二等奖2项、省市级优秀设计奖一等奖3项。

作    为国家重大专项总体组专家、“863”领域专家、科技支撑项目主持人，结合自身长期潜心研究成果和实践经验，郑兴灿又需主持制定国家“863”计划、科技支撑计划和重大专项的各类项目计划及实施方案，终日奔忙却乐此不疲。

    水利万物而不争。郑兴灿如流水滋润干涸的田地般，哪里有技术需要便流向哪里，埋首耕耘，不问荣誉。诚如静水流深，他的成果在积淀中向更深的领域发展，带领人们进入更加清洁澄澈的未来。