陳福明：從化工分離到綠色環(huán)保，持續(xù)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)創(chuàng)新

　　【化工機(jī)械設(shè)備網(wǎng) 專家觀點(diǎn)】 近日，清研環(huán)境科技股份有限公司首席科學(xué)家陳福明教授當(dāng)選俄羅斯工程院“工程生態(tài)和資源節(jié)約方向”外籍院士。此消息一出，引發(fā)了行業(yè)內(nèi)的關(guān)注和討論。俄羅斯工程院是具有重要國(guó)際學(xué)術(shù)影響力的科學(xué)機(jī)構(gòu)，陳福明的成功當(dāng)選，不僅是對(duì)他技術(shù)研發(fā)成果的肯定，也是對(duì)我國(guó)在該領(lǐng)域技術(shù)研發(fā)實(shí)力的認(rèn)可。

 

　　
      中國(guó)水網(wǎng)特此專訪了陳福明。隨著他的講述，學(xué)生時(shí)代的熱血與理想，科研時(shí)的艱辛與喜悅，以及如今對(duì)青年科技工作者的期盼一一展現(xiàn)。在他身上，我們看到了清研環(huán)境人對(duì)“匠人精神”的詮釋。
 

　　01　從化工分離到綠色環(huán)保，堅(jiān)守科技創(chuàng)新的初心
 

　　陳福明是文革后第一批參加高考的學(xué)生，“77級(jí)”這個(gè)數(shù)字他印象很深刻。特殊的歷史背景讓他那一代人在成長(zhǎng)過(guò)程中分外珍惜讀書的機(jī)會(huì)，樸素又強(qiáng)烈的愛(ài)國(guó)情懷成為影響其擇業(yè)的關(guān)鍵因素。“我那時(shí)候的夢(mèng)想是成為一名科學(xué)家，為祖國(guó)建設(shè)‘添磚加瓦’。”陳福明笑著聊起這件事，當(dāng)然，后來(lái)他也真的實(shí)現(xiàn)了這個(gè)夢(mèng)想。陳福明考上了哈爾濱工業(yè)大學(xué)，被錄取到電化學(xué)專業(yè)。在畢業(yè)之際，他成功考取了環(huán)境化學(xué)專業(yè)的研究生，獲得了繼續(xù)深造的機(jī)會(huì)。
 

　　1982年，陳福明成為了教育部第一批公派到日本留學(xué)的研究生之一。在東京工業(yè)大學(xué)學(xué)習(xí)期間，他的導(dǎo)師研究方向是化工領(lǐng)域，在導(dǎo)師的影響下，陳福明將化工和環(huán)境兩個(gè)方向有機(jī)結(jié)合，并順利取得了博士學(xué)位。學(xué)生時(shí)代在化工和環(huán)保等領(lǐng)域扎實(shí)的學(xué)術(shù)研究經(jīng)歷為陳福明之后從化工轉(zhuǎn)型環(huán)保行業(yè)打下了基礎(chǔ)。
 

　　在日本留學(xué)期間，陳福明親眼見(jiàn)識(shí)了當(dāng)時(shí)日本科學(xué)技術(shù)的發(fā)達(dá)程度。“在日本嘗試了新的技術(shù)探索，促使我下定決心回國(guó)建設(shè)祖國(guó)。”陳福明解釋道：“雖然當(dāng)時(shí)聽(tīng)著像在說(shuō)大話，但心里真的是這種想法。”那時(shí)候我國(guó)提倡“四個(gè)現(xiàn)代化”目標(biāo)，陳福明是學(xué)工科的，所以就奔著“科學(xué)技術(shù)現(xiàn)代化”的方向努力。1988年，陳福明回國(guó)后最先選擇的是回母校發(fā)光發(fā)熱，進(jìn)入了哈爾濱工業(yè)大學(xué)做了博士后，從事教育和科研工作，專攻環(huán)境化學(xué)方向。1994年，陳福明又來(lái)到清華大學(xué)任教，繼續(xù)深扎化工領(lǐng)域。兩所大學(xué)的科研教學(xué)經(jīng)歷給了陳福明極大的精神浸潤(rùn)，奠定了他求真務(wù)實(shí)、自強(qiáng)不息的特質(zhì)，也讓他找到了技術(shù)創(chuàng)新這條道路要行進(jìn)的方向—— “我想將技術(shù)落地，把科技成果或新技術(shù)運(yùn)用到實(shí)際生產(chǎn)中。” 陳福明談到。
 

　　陳福明沒(méi)有等待太久，他迎來(lái)了一個(gè)轉(zhuǎn)折點(diǎn)。
 

　　為響應(yīng)國(guó)家號(hào)召，加速科技成果產(chǎn)業(yè)化的進(jìn)程，清華大學(xué)與深圳市政府創(chuàng)建了深圳清華大學(xué)研究院。研究院“以技術(shù)帶動(dòng)產(chǎn)業(yè)，以產(chǎn)業(yè)服務(wù)社會(huì)”的宗旨為陳福明產(chǎn)業(yè)化技術(shù)創(chuàng)新提供了平臺(tái)和機(jī)遇，他調(diào)來(lái)了深圳這個(gè)創(chuàng)新氛圍濃厚的城市，從事創(chuàng)新技術(shù)轉(zhuǎn)化工作。但當(dāng)時(shí)國(guó)內(nèi)在將高?？蒲谐晒榆壥袌?chǎng)產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)不足，陳福明這一批科研工作者來(lái)到深圳清華大學(xué)研究院很像是拓荒，一切經(jīng)驗(yàn)要從頭開(kāi)始積累。但低調(diào)務(wù)實(shí)的特質(zhì)讓陳福明靜得下心啃這塊“硬骨頭”。
 

　　在研究院工作期間，陳福明清楚地知道，閉門不能造車，他必須走出實(shí)驗(yàn)室，主動(dòng)了解市場(chǎng)需求。最開(kāi)始，他從事化工分離方向的研究，之后和團(tuán)隊(duì)根據(jù)市場(chǎng)需求，在環(huán)保、醫(yī)藥與生物能源等領(lǐng)域進(jìn)行實(shí)用性技術(shù)開(kāi)發(fā)。當(dāng)時(shí)他們研發(fā)的一項(xiàng)醫(yī)藥領(lǐng)域植物高附加值產(chǎn)品分離提純技術(shù)就得到了良好的市場(chǎng)反饋。在這一階段，陳福明的不少科研成果被成功推向了市場(chǎng)，也潛移默化培養(yǎng)了他對(duì)市場(chǎng)的敏銳觸覺(jué)，并使其積累了豐富的科研成果轉(zhuǎn)化經(jīng)驗(yàn)。
 

　　進(jìn)入21世紀(jì)以來(lái)，國(guó)家全面加大了水污染治理力度。2002年出臺(tái)了首個(gè)城鎮(zhèn)污水處理廠污染物排放標(biāo)準(zhǔn)(GB18918-2002)，該標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，有力促進(jìn)了國(guó)內(nèi)城鎮(zhèn)污水處理行業(yè)的快速發(fā)展。陳福明和團(tuán)隊(duì)看到了國(guó)家水環(huán)境治理方向的技術(shù)需求，開(kāi)始向環(huán)保方向發(fā)力。當(dāng)時(shí)，陳福明及其團(tuán)隊(duì)正在研發(fā)推廣一項(xiàng)MBR膜分離技術(shù)，這項(xiàng)技術(shù)效果很好，但很多用戶反饋價(jià)格貴、操作難、管理難。同時(shí)，陳福明預(yù)測(cè)，我國(guó)城鎮(zhèn)化速度持續(xù)加快，土地資源將十分緊缺，但污水廠占地面積大，若將來(lái)城市人口增加，已建成污水廠需要擴(kuò)建，建設(shè)用地必將十分緊張。
 

　　于是，陳福明團(tuán)隊(duì)在思考如何在保證出水達(dá)標(biāo)的前提下，使污水廠占地更少、成本更低？他們開(kāi)始聚焦快速污水處理技術(shù)，先后探索了快速芬頓、快速氣浮與快速生化等處理工藝。在活性污泥法的基礎(chǔ)上，他們提出了耦合沉淀矩形氣升環(huán)流反應(yīng)器的設(shè)想，經(jīng)過(guò)近十年的研究探索，終于成功研發(fā)出了RPIR快速生化污水處理技術(shù)。
 

　　后來(lái)，陳福明協(xié)助RPIR技術(shù)團(tuán)隊(duì)的劉淑杰(現(xiàn)為清研環(huán)境科技股份有限公司的董事長(zhǎng)兼總經(jīng)理)牽頭創(chuàng)辦了清研環(huán)境。RPIR快速生化污水處理技術(shù)已成為了清研環(huán)境的核心技術(shù)之一，廣泛應(yīng)用在市政污水廠缺地新建、提標(biāo)擴(kuò)容、河湖水環(huán)境原位修復(fù)及控源截污、調(diào)蓄池與市政污水聯(lián)動(dòng)處理、農(nóng)村污水處理及高濃度有機(jī)廢水處理等領(lǐng)域，這是后話。
 

　　02　圍繞市場(chǎng)需求，在實(shí)踐中持續(xù)技術(shù)創(chuàng)新
 

　　要做產(chǎn)業(yè)化技術(shù)創(chuàng)新，離不開(kāi)對(duì)市場(chǎng)需求的感知。市場(chǎng)的需求在哪里，科研成果的轉(zhuǎn)化方向就在哪里。陳福明能成功轉(zhuǎn)化其技術(shù)成果離不開(kāi)他對(duì)市場(chǎng)需求精準(zhǔn)的把握。RPIR快速生化污水處理技術(shù)的研發(fā)主要是為了解決城市污水處理廠提標(biāo)擴(kuò)容的缺地難題，陳福明團(tuán)隊(duì)通過(guò)將環(huán)流反應(yīng)與沉淀耦合結(jié)合為一體，極大地減少了污水的水力停留時(shí)間，生化設(shè)施總占地面積比常規(guī)工藝減少約40%，而運(yùn)行成本還有所下降。
 

　　有了技術(shù)就要找項(xiàng)目找市場(chǎng)，可在這個(gè)過(guò)程中，陳福明和團(tuán)隊(duì)又遇到了難題。RPIR技術(shù)在初期試驗(yàn)過(guò)的項(xiàng)目污水處理量都在幾十到幾百噸量級(jí)，對(duì)于更大規(guī)模的項(xiàng)目，RPIR技術(shù)面臨著挑戰(zhàn)。市場(chǎng)有需求，技術(shù)研發(fā)就得跟上。陳福明帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)開(kāi)始思考如何解決這個(gè)問(wèn)題，在MBR技術(shù)膜組件拼裝的啟發(fā)下，陳福明決定將RPIR技術(shù)設(shè)備做成拼裝式，裝備化的計(jì)劃也由此開(kāi)展。這個(gè)過(guò)程不是一蹴而就的，為了精進(jìn)技術(shù)，陳福明和技術(shù)團(tuán)隊(duì)根據(jù)市場(chǎng)需求和客戶的要求，反復(fù)推演了工藝和應(yīng)用場(chǎng)景。
 

　　在與市場(chǎng)和客戶磨合的過(guò)程中，陳福明他們遇到不少五花八門的需求。RPIR在深圳一家豆制品廠的應(yīng)用情況給他留下了很深刻的印象。這家豆制品廠廢水排放量為50噸/日，但排出的廢水污染物濃度很高，最要命的是該廠無(wú)法提供場(chǎng)地來(lái)修建污水處理設(shè)施。廠領(lǐng)導(dǎo)在參觀了清華大學(xué)深圳研究院之后，對(duì)RPIR技術(shù)產(chǎn)生了興趣。
 

　　陳福明率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)現(xiàn)場(chǎng)考察后，發(fā)現(xiàn)確實(shí)沒(méi)有場(chǎng)地可以新建一套污水處理設(shè)備。但陳福明沒(méi)有放棄，反復(fù)琢磨后，他用豆腐廠僅有的一個(gè)停車位解決了問(wèn)題。廢水處理后的效果也讓客戶非常滿意，本來(lái)廢水要排入下水道，但豆制品廠領(lǐng)導(dǎo)一看出水水質(zhì)很好，就拿來(lái)沖地板了，從一定程度上也算實(shí)現(xiàn)了中水回用。
 

　　陳福明坦言，與客戶溝通交流磨合的過(guò)程雖然辛苦，但這其實(shí)是一個(gè)雙向的過(guò)程，在滿足市場(chǎng)及客戶需求的過(guò)程，也為他推動(dòng)技術(shù)工業(yè)迭代創(chuàng)新提供了靈感。比如豆制品廠這個(gè)項(xiàng)目就給了他一個(gè)很大的啟發(fā)：原本的RPIR模型機(jī)是兩邊對(duì)稱的，因?yàn)槎怪破窂S的特殊需求，改成了單邊的，效果一樣很好，這就意味著污水處理反應(yīng)沉淀所需的空間是可以靈活搭配的，為后續(xù)項(xiàng)目提供了借鑒和啟發(fā)。
 

　　除了市場(chǎng)外，陳福明也有一顆善于思考生活，從大自然汲取靈感的心，清研環(huán)境的T——Bic系列技術(shù)就是通過(guò)仿生技術(shù)獲得的靈感。
 

　　深圳雨熱充沛，有不少榕樹(shù)生長(zhǎng)，深圳清華大學(xué)研究院附近就栽種了不少榕樹(shù)。陳福明在散步時(shí)觀察到雨水順著榕樹(shù)氣根流下的現(xiàn)象，從而獲得靈感，開(kāi)發(fā)了T——Bic技術(shù)。并以T——Bic技術(shù)為核心，研發(fā)了MAAR(瑪珥塔)、RPSR一體機(jī)、T——Bic生物凈化池、T——Bic生物浮島等多項(xiàng)產(chǎn)品，這些產(chǎn)品都實(shí)現(xiàn)了標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化，適用于農(nóng)村、社區(qū)、公園、景區(qū)等高分散度的污水低成本處理，以及坑塘、湖泊、水庫(kù)、河流等低污染水體處理。
 

　　陳福明和研發(fā)團(tuán)隊(duì)還結(jié)合太陽(yáng)能技術(shù)，讓T——Bic系列技術(shù)產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了“用電自由”，幫助業(yè)主節(jié)約能源成本，極大地緩解了農(nóng)村污水處理日常運(yùn)行費(fèi)用高的壓力。據(jù)了解，目前T——Bic系列技術(shù)產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程比較快，在河南、廣東等地的農(nóng)村都有應(yīng)用案例，并因其處理效果好、運(yùn)維成本低廉等優(yōu)勢(shì)受到好評(píng)。
 

　　03　創(chuàng)新技術(shù)裝備化是實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵路徑
 

　　E20環(huán)境平臺(tái)首席合伙人、北京大學(xué)環(huán)境學(xué)院產(chǎn)學(xué)研中心主任傅濤指出，技術(shù)產(chǎn)品化水平是產(chǎn)業(yè)化水平的標(biāo)志，產(chǎn)業(yè)化是橫在技術(shù)領(lǐng)域和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域的鴻溝，這個(gè)鴻溝需要用技術(shù)的產(chǎn)品化來(lái)填平，必須在產(chǎn)品上謀出路。這一想法與清研環(huán)境“以創(chuàng)新技術(shù)裝備化為路徑，以創(chuàng)新裝備工藝包為產(chǎn)品，為行業(yè)上下游提供高質(zhì)量?jī)r(jià)值服務(wù)”的戰(zhàn)略定位不謀而合。
 

　　陳福明同樣表示，創(chuàng)新技術(shù)裝備化在RPIR技術(shù)和T——Bic技術(shù)迅速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的道路上發(fā)揮了關(guān)鍵作用。裝備化最基本的作用就是為技術(shù)產(chǎn)品從設(shè)計(jì)、施工到運(yùn)營(yíng)等各個(gè)環(huán)節(jié)都提供了標(biāo)準(zhǔn)，推動(dòng)了技術(shù)產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)化。
 

　　裝備化很重要，但是實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新技術(shù)裝備化不是一件簡(jiǎn)單的事，為此，陳福明率領(lǐng)團(tuán)隊(duì)做出了許多思考和創(chuàng)新：第一，考慮客戶的基本需求，保證客戶利益。如產(chǎn)品尺寸要適配用戶的實(shí)際情況，使用要便利，質(zhì)量要過(guò)硬，避免出現(xiàn)頻繁維修；第二，運(yùn)輸要方便。污水處理設(shè)備往往很大，但是要方便裝備運(yùn)輸?shù)脑挘a(chǎn)品設(shè)計(jì)就不能太大，需符合交通運(yùn)輸規(guī)則；第三，制造要方便。裝備運(yùn)輸?shù)绞┕がF(xiàn)場(chǎng)是要組裝在一起的，如果組裝難度大，也會(huì)降低客戶的滿意度。因此，需要在設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)就要考慮到裝備的合理分解，降低組裝難度。由于當(dāng)時(shí)市面上此類產(chǎn)品尚屬空白，從業(yè)者對(duì)如何合理分解裝備各部件這一問(wèn)題普遍缺乏經(jīng)驗(yàn)。陳福明和團(tuán)隊(duì)經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的摸索，在這一過(guò)程中不斷咨詢材料商、資深工程師等各方的經(jīng)驗(yàn)，邊學(xué)習(xí)邊打樣，不斷改進(jìn)工藝，從外觀、可用性等各環(huán)節(jié)逐步優(yōu)化，最終才形成了一個(gè)相對(duì)完美的產(chǎn)品。
 

　　在裝備化過(guò)程中，工程放大難題是一個(gè)繞不開(kāi)的問(wèn)題。陳福明和研發(fā)團(tuán)隊(duì)做了兩個(gè)改變：一個(gè)是按照標(biāo)準(zhǔn)化和模塊化思路，開(kāi)發(fā)出了標(biāo)準(zhǔn)化的RPIR模塊，如有需要可以通過(guò)疊加模塊提高污水處理能力，破解工程放大難題；另外，由于圓形設(shè)備在工程放大方面較困難，陳福明團(tuán)隊(duì)將RPIR原型機(jī)的設(shè)備外觀改成了矩形，反應(yīng)沉淀一體化的設(shè)計(jì)可以很好的解決工程放大難題，并且在和企業(yè)合作的工業(yè)污水試驗(yàn)中也取得了良好的應(yīng)用效果。隨著裝備化模式的不斷成熟，RPIR裝備化技術(shù)產(chǎn)品也在市場(chǎng)中逐步獲得更多認(rèn)可，應(yīng)用場(chǎng)景也從工業(yè)污水領(lǐng)域逐步應(yīng)用至市政污水和村鎮(zhèn)污水領(lǐng)域中，取得了良好的規(guī)模化效應(yīng)。
 

　　04　技術(shù)創(chuàng)新永無(wú)止境
 

　　自“雙碳”目標(biāo)提出后，如何節(jié)約污水處理成本，降低能耗，實(shí)現(xiàn)減碳、綠色的發(fā)展方式成為污水處理行業(yè)思考的重點(diǎn)之一。習(xí)近平總書記也在二十大報(bào)告中再次強(qiáng)調(diào)了碳達(dá)峰與碳中和的重要性。隨著我國(guó)城鎮(zhèn)化建設(shè)速度加快，導(dǎo)致城市建設(shè)用地非常緊張。污水廠改擴(kuò)建項(xiàng)目的建設(shè)用地難以滿足的情況時(shí)有發(fā)生，這對(duì)污水處理行業(yè)技術(shù)的研發(fā)提出了較大挑戰(zhàn)。
 

　　綜合上述因素，陳福明認(rèn)為，污水處理技術(shù)應(yīng)當(dāng)從過(guò)去的粗放型發(fā)展模式向節(jié)約土地資源、低碳節(jié)能、資源化等方向轉(zhuǎn)變。清研環(huán)境作為一家上市公司，主打的RPIR技術(shù)和T-Bic技術(shù)都符合“雙碳”目標(biāo)的要求，但是要支撐企業(yè)不斷向前發(fā)展絕不能止步于此，未來(lái)清研環(huán)境的技術(shù)研發(fā)方向?qū)@降低成本與減污降碳展開(kāi)。
 

　　清研環(huán)境已布局組建了由陳福明主持工作的清研環(huán)境研究院，下設(shè)創(chuàng)新技術(shù)研究所、中間試驗(yàn)研究所和創(chuàng)新產(chǎn)品研究所，三個(gè)研究所的負(fù)責(zé)人全部為清華大學(xué)的青年博士或博士后人才。清研環(huán)境將繼續(xù)圍繞快速反應(yīng)與快速分離等快速污水處理技術(shù)進(jìn)行攻關(guān)，將一些新的科學(xué)原理、新的功能材料有效地運(yùn)用到污水處理中。目前清研環(huán)境在這方面也布局了一些技術(shù)，T-Bic系列技術(shù)就是圍繞快速污水處理技術(shù)展開(kāi)的新探索、新實(shí)踐。
 

　　技術(shù)創(chuàng)新永無(wú)止境，任何解決方案都不是最優(yōu)解，總會(huì)有新的技術(shù)問(wèn)世，去覆蓋、去迭代，促進(jìn)行業(yè)的發(fā)展與社會(huì)的進(jìn)步。習(xí)近平總書記則說(shuō)過(guò)“國(guó)家科技創(chuàng)新力的根本源泉在于人”。作為清研環(huán)境技術(shù)創(chuàng)新的靈魂人物，陳福明全身心投入到產(chǎn)業(yè)化技術(shù)創(chuàng)新的同時(shí)，也在思考人才傳承與創(chuàng)新的關(guān)鍵。
 

　　在采訪中，他也提出了對(duì)年輕一代的期許：
 

　　1、技術(shù)人員既要“閉門思過(guò)”，審慎看待技術(shù)產(chǎn)品，要明確產(chǎn)品的問(wèn)題所在，要想辦法解決產(chǎn)品的不足；也要利用好“他山之石”，多觀察學(xué)習(xí)別人乃至其他行業(yè)的成功經(jīng)驗(yàn)和思路做法。
 

　　2、技術(shù)人員要做到“異想天開(kāi)”，要善于聯(lián)想，發(fā)散思維，在生活和工作中看到與自己專業(yè)不相關(guān)的東西也能得到靈感，運(yùn)用到技術(shù)創(chuàng)新中；也要學(xué)會(huì)“舉一反三”，研發(fā)出一項(xiàng)技術(shù)，是否可以以此為核心，啟發(fā)更多技術(shù)靈感。研究人員目光也不能局限在環(huán)保行業(yè)里，也要了解其他行業(yè)的新事物、新熱點(diǎn)，善于聯(lián)想和發(fā)散思維，學(xué)會(huì)觀察、吸納和借鑒。
 

　　3、年輕的科技工作者，不要只圍繞學(xué)術(shù)研究打轉(zhuǎn)，要躬身入局，重視市場(chǎng)，要親身到項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)去觀察、了解自己的研發(fā)成果在實(shí)際應(yīng)用中究竟是什么情況。如果有興趣和信心，還可以勇敢邁出腳步，親自組建經(jīng)營(yíng)產(chǎn)業(yè)化公司，不要讓自己的科研成果止步在紙面上。
 

　　在多年來(lái)如一日的技術(shù)創(chuàng)新研發(fā)道路上，陳福明始終用自己的實(shí)際行動(dòng)書寫著他對(duì)創(chuàng)新卓越、知行合一的理解。在陳福明身上，我們看到了清研環(huán)境人對(duì)技術(shù)創(chuàng)新的執(zhí)著以及對(duì)技術(shù)研發(fā)的熱愛(ài)和堅(jiān)持。“一切過(guò)往，皆為序章；所有未來(lái)，皆是可期。”在清研環(huán)境上市答謝會(huì)上，陳福明曾這樣說(shuō)道。對(duì)于他來(lái)講，一切榮譽(yù)皆是序章，未來(lái)他還將與董事長(zhǎng)劉淑杰一起帶領(lǐng)清研環(huán)境人繼續(xù)突破和奮進(jìn)。
 

　　原標(biāo)題：陳福明：從化工分離到綠色環(huán)保，持續(xù)產(chǎn)業(yè)化技術(shù)創(chuàng)新