水是生命的源泉,在现代社会,工业的发展给我们的生活提供了莫大的便利,但一系列的问题也随之而来,水污染便是其中之一。随着利用和不合理浪费越来越剧烈,水资源缺乏问题日益明显,处理水污染的问题早已刻不容缓。
有一位老人,在他充满崎岖、坎坷的人生履历中,有长达58年的时间与水结缘、相伴。他就是李圭白院士,在治理水污染的领域他不畏艰辛,创新思路,开创了多项国际领先的水处理技术与工艺。
坎坷少年经历 成功路上基石
人生从来都不是一帆风顺的,1931年出生的李圭白院士在那个动乱的年代,居无定所,屡次搬迁,痛苦与磨难让他坚定了自己想要做一名飞行员的愿望。1943年,12岁的李圭白小学毕业,毅然考入设于四川灌县的空军幼年学校,校址位于城郊的蒲阳镇,那里山清水秀,环境优美,在当时条件算是不错的。
但是,人生总会有各种意外,成绩好起来的李圭白近视了,已经不能成为一个飞行员了,于是他决定考大学。可是家庭条件却无力供养,希望再次破灭,他只好去了亲戚家的药铺做店员。
1949年10月1日,中华人民共和国宣告成立;12月14日,广元解放,这对正处于社会底层的失学青年李圭白来说,的的确确是一次真正的解放。李圭白的心中,重新燃起了希望的火花。
创新水污染处理 多个国际领先
1950年夏,李圭白辗转来到了向往已久的北京,考上了哈尔滨工业大学土木系。他选择土木系专业,是因为父亲是一个土木工程师。1952年,来了苏联专家,李圭白被分配去学习新成立的给水排水专业,从此与之结下了不解之缘。
建国初期,我国集中建设东北工业基地,在东北大量开采地下水源,东北地区地下水多含过量的铁和锰。那时主要是引用苏联的自然氧化铁工艺,使含铁地下水曝气,再经反应沉淀和砂滤,将水中的铁质除去。该工艺设备庞大,水在其中停留时间长,设备投资高,且易受多因素影响,除铁效果还不稳定。
李圭白是我国最早研究地下水除铁除锰技术的学者,在地下水除铁除锰领域,他大胆引入了催化技术,成功研究开发出一种高效的接触催化除铁除锰新工艺。这种工艺不需要投加药剂,经济有效,特别适合我国国情,所以十几年内就迅速推广到全国80%以上的水厂,成为我国有代表性的一项工艺,并使我国地下水除铁除锰技术进入世界先进行列。
在饮用水除污染领域,国外普遍采用臭氧氧化和活性炭吸附联用的方法,但由于价格昂贵,难以在我国推广。李圭白通过反复的论证和多次的试验,发现高锰酸钾能有效地去除水中的微量有机污染物,特别是去除水中致突变物质也非常有效,从而开发出高锰酸钾除微污染新工艺。这种工艺只需要向水中投加少量高锰酸钾,不需增设大型设备,不需改变净化处理流程,经济有效,简便易行,为我国进行饮用水除污染开辟了一条新途径。在该成果基础上,李圭白又开发出成套系列产品,在我国推广中深受用户欢迎。
凝聚和絮凝是水处理中应用最广的方法,但它又是一种复杂的物理化学过程,影响因素众多而难于自动控制,成为长期困扰工程技术界的一个难题。目前国内外流行的是采用多因子检测、建立数学模型的计算机控制法,但由于参数多,投资大,精确度和可靠性低而未获普遍推广。1980年代末国际上出现的流动电流控制法,是一次重大突破,它只需检测一个因子——流动电流,就能实现精确控制。
李圭白领导的课题组及时抓住这个前沿课题开展研究,并于1991年研制出我国第一台流动电流检测仪,使我国成为第二个掌握该技术的国家。李圭白了解到国际上有一种颗粒在线检测技术,就果断地将这项技术引入凝聚和絮凝控制,开发出一种全新的絮凝粒子检测单因子控制法,这是一项重要的发明成果。流动电流控制法一般只适宜用于给水处理,而絮凝粒子检测控制法则可适用于一切给水、污水和工业废水处理过程。在这两项成果基础上,他又研制出成套的系列产品,在科研成果向生产力转化方面取得重要进展。
勤耕不辍 育时代英才
执教几十年的时间里,李圭白院士培养了数千名给水排水工程技术优秀人才,数十名博士和硕士,可谓“桃李满天下”,有些学生已成为教授,学者和著名专家。他培养的研究生中有2名国家杰出青年科学基金获得者,多人已成为博士生导师,构成了市政环境学院市政工程学科的学术骨干队伍,且形成了两大博士群,分别是以中科院生态中心主任曲久辉院士和长江学者马军教授为领头人的除污染方向博士群和以崔福义教授为领头人的给水系统数字化方向博士群。
更难能可贵的是,李圭白不仅重视对研究生的培养,对本科生他也倾注了大量心血。他每年都积极参与市政工程专业给新生安排的专业介绍,每年都给本科生举办专业讲座,受到了学生们的一-致好评。他参编教材三部,成为学生学习的参考,在国内外刊物上发表学术论文400余篇,写出学术专著六部,为学生提供了很好的科研材料。
李圭白院士是中国高浊度水处理技术的奠基人之一,他注重实践,勇于开拓,他用实践检验理论,修正理论,不断创新,在水处理领域提出许多新概念、新理论、新工艺和新技术,著书立说,为发展中国给排水科学技术和教育事业做出了突出贡献。
人物资料
李圭白 (1931.9.25- )市政工程专家,河南省偃师县人。生于沈阳,1955年毕业于哈尔滨工业大学。哈尔滨工业大学教授,博士生导师。
1995年当选为中国工程院院士。全国高等学校给水排水工程专业指导委员会顾问,建设部科技委员会顾问,中国水工业学会副理事长等。
长期从事水处理技术的科研和教学工作,在地下水除铁除锰领域,开发出了一种高效的接触催化除铁除锰新工艺,使我国地下水除铁除锰技术进入世界先进行列;在高浊度水处理工艺方面做了大量工作,是我国高浊度水处理技术的奠基人之一;他研究成功的高浊度水透光脉动单因子絮凝自动控制技术在国际上处于领先地位;他还参与水上一体化水厂的研究工作,使水厂建造工厂化取得了很大经济效益;研究开发成功的高锰酸盐饮用水除污染技术、流动电流混凝控制技术等,都是具有国际领先水平的成果;近年来,提出第三代城市饮用水净化工艺的概念,倡导将超滤膜用于城市水厂等,推动了我国给水处理技术的发展。
科研成果获全国科学大会奖1项,国家级发明奖二等2项、三等1项,国家级科技进步奖二等1项、三等1项,以及省、部级奖十余项。在国内外刊物上发表学术论文400余篇,写出学术专著六部,参编教材三部,多年来培养了博士后、博士、硕士研究生近百名,为我国给水排水科学技术和教育事业作出了突出贡献。
采编/木子亙
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