——专访中国环科院前副院长、总工程师夏青研究员

编者：

中国环科院前副院长、总工程师夏青研究员躬耕生态环保领域多年，虽已84岁高龄，仍倾情于科研第一线，持续发掘民间绿色科创技术、攻关新型水处理工艺。7月6日下午，本刊专访夏青研究员，访谈围绕清水生物法、富氧水、碳实测等前沿环保技术，以及夏青研究员数十年治学经历展开——

01治水困局：百年工艺藏淤滞之弊

郑挺颖：夏老师，今天我们访谈核心围绕您近年重点推进的无污泥污水处理新技术、绿色硬核技术发掘、推广的感悟，以及您数十年环保科研工作历程展开。首先想请教您，国内市政污水处理体系发展三十余年，传统工艺始终存在污泥产量大、能耗偏高的痛点，您如何看待这一问题？可有解决之道？

夏青：国内规模化污水处理体系，起点是上世纪1995年国务院批复的，旨在2000年淮河还清的淮河流域水污染防治规划。当时全国水环境治理工作全面铺开，流域治理成为重点攻坚任务，行业顶层规划提出阶段性水质还清目标。我带领编制团队开展规划测算，并得出核心结论：流域内大量城镇生活与工业污水必须全部接入标准化污水处理设施，只有污染物削减率达到6成以上，流域水质还清目标才有落地基础。

彼时，国内城镇污水配套基础设施整体薄弱，一线大中型城市污水集中处理覆盖率偏低，全国标准化污水厂数量有限，短期内流域水质还清存在现实阻碍。我们规划编制团队如实梳理行业客观条件，向中央上报水质还清难点。在国家层面统筹分析后，确定以污水集中处置作为核心抓手，将全流域污水进厂设为硬性推进任务，我们也遵照这一整体部署完成淮河流域水污染防治规划编制。

这份流域规划带来的行业变革远超淮河流域范围，全国住建系统同步落地配套政策，全面推进城镇污水集中收集处理。有资深行业管理者曾评价，这份规划直接推动国内污水处理行业30年规模化发展，到了2025年，全国城镇污水接入污水处理设施比例近于7成至8成。

这份规划发起污水集中处置的动员令，但如今看来，也存在明显缺欠：规划重心集中在工程建设布局、治理任务划分，污染物总量削减，并未同步配套减污降碳导向的创新水处理技术路径。20世纪90年代后，国内大多数流域的水污染防治规划均由我主持编制，我们过往的这些规划，核心工作侧重国家治理资金分配、项目布局划分，没有同步研发配套新型处理技术方案。直至生态文明建设全面推进、新质生产力发展理念落地，才意识到最佳可行技术配套是早年规划的核心缺失，近几年我们全力开展技术发掘、中试与推广，本质就是补齐这一历史短板，也是弥补我们当年的一个遗漏与遗憾。

郑挺颖：早年各地政府申报流域污染防治规划，规划层面是否完全不约束污水处理技术路线？

夏青：确实如此，早年规划工作没有技术筛选、工艺管控职能，行业统一沿用已经应用了百年的活性污泥法，其优点是整套工艺成熟稳定，土建、设备造价全部标准化，每吨水处理建设、运维成本具备统一核算模板，各地设计院、建设单位直接套用，无需额外研发适配新工艺。

我后来才意识到，早期治污体系的核心逻辑：地方申报规划首要目标是争取财政资金，至于工艺迭代、技术创新等则长期不在规划考虑范畴，一直到近年新质生产力理念落地后，业内才系统性重视水处理技术革新。

郑挺颖：传统活性污泥工艺持续产生大量污泥，污泥后续处置一直是行业内的老大难问题，污泥能否加工为农用肥料？

夏青：传统工艺产出污泥含水率达到95%～99%，高含水污泥无法直接转运，必须干化至含水率60%才能外运填埋，主流处置方式仅有填埋、土地利用两类。行业管理者早年也曾提出污泥制农田有机肥的方案，因为从理论上说，彻底去除重金属、有毒有害物质后，污泥是可以实现土地资源化利用的，这个目标一直未能实现。因为农业行业也有长期刚性管控政策，严禁市政污泥加工成农用有机肥，管控标准不许废弃物进入农田。近年来餐厨废弃物的资源化同样约束严格，只允许未进入垃圾的餐厨残渣收集加工成饲料和肥料，进入垃圾后则变成不能进农田的废弃物。

所以，泥、碳、氮三个问题长期成为行业痛点，这也是各地政府高度关注清水生物法这类新型无污泥技术的核心原因。

郑挺颖：那您发掘的这项清水生物法技术是如何实现污泥清零的呢？

夏青：传统活性污泥法的污泥的核心来源，是系统内大量无降解效能的微生物菌丝团，微生物代谢后大批量死亡堆积。清水生物法的核心思路是精准筛选、定量管控优势功能菌种，大幅削减无效菌群。常规活性污泥体系内仅5%菌种可有效去除COD（化学需氧量，ChemicalOxygenDemand）、氨氮、总氮等污染物。清水生物法依靠靶向微生物筛选技术，仅保留高效功能菌种，严格控制系统内微生物质量和数量，从源头杜绝无效菌群增殖堆积，实现水处理全程不产生固态污泥。

02清水生物法：学科交叉开辟治水新途

郑挺颖：在您发掘的民间环保创新技术中，国创中心委托您和黄泽霖牵头集成BEBR（生物酶反应器复合技术，Bio-EnzymeBio-Reactor）、BFBR（立体生态水处理技术，Bio-FilmBio-Reactor）、靶向微生物三项绿色技术，创新污水处理工艺。能否完整介绍这套技术研发背景、核心优势与中试成果？

夏青：为确保清水生物法“创新成果标准化、标准化引领产业化”。从进水至出水全生命周期量化控制靶向微生物数量、质量是核心关键，特设立量化控制指标系统。为此，海口生物中心先进分子生物实验室保证靶向源菌质量，水厂现场实验室保证功能菌扩培、扩繁数量需求，确保无污泥产生条件下出水水质达到新生水水质要求对靶向微生物丰度的数量要求。

经过天津中试验证和邯郸万吨水厂中试放大验证，证明其两大核心优势可全部落地：第一，整套工艺全程无污泥产出，省去污泥干化、转运、填埋全链条成本；第二，曝气能耗降低5成，大幅削减污水厂日常用电开支。

郑挺颖：清水生物法改造现有污水厂的施工、投资成本如何？规模化推广还存在哪些难点？

夏青：现有污水厂改造无需改动原有土建主体，仅新增三类配套设备：微生物扩培装置、菌种扩繁生物发生器、微生物吸附载体，菌种可长期附着载体持续发挥降解作用。整体改造投入不超过传统提标改造项目的1/3，运维成本下降40%至50%，经济优势突出。

目前，长三角国家技术创新中心正在统筹标准化改造项目，现阶段仍然存在两项关键课题需要持续验证：一是异养菌、自养菌两类核心菌种能否长期同步稳定存续；二是靶向微生物如何转化为标准化工程菌种，来适配全国差异化水质、不同规模污水厂，并且还得是长期运行无效能衰减。

有业内专家评价，这套技术全场景稳定落地后将重塑全球水处理行业，但完整规模化推广至少需要10至20年，得等到国内1/3的污水厂完成改造，行业与市场才能全面认可新工艺价值。从复刻活性污泥法全球工程100年实践路径的难点中，依靠大规模落地形成行业共识。

郑挺颖：您提到清水生物法联合创新团队与您同为负责人的黄泽霖，为靶向微生物核心研发人员，能介绍一下吗？

夏青：黄泽霖最早组建起微生物专业的研发团队，他主导建设海口生物中心先进分子生物实验室､“微生物发酵-产物分离纯化-固化”生产线｡他主导或参与了上百个标志性项目，例如：云南震庄国宾馆景观湖水质提升项目、农污处理新工艺成套装备技术（获评“河南水投十大涉水发明”）、山东潍河水质提升项目、山东汶上万吨级深度自养脱氨工程、陕西国宾馆景观湖治理､翠湖小微水体治理､丛台东污水处理厂扩建一期工程等上百个标志性项目｡

郑挺颕：这位黄泽霖也是民间高手吗？

夏青：是的。黄泽霖本科就读于华侨大学建筑学专业，2014年毕业，2016年创办福建中微普创生物科技有限公司，至今已库存有7500种菌种。每一个污水处理厂既选配普适去除C0D、氨氮、总氮的功能菌种，又取厂内污水，针对性选配专有菌种，真正做到“一水一策”，因水施治。

与靶向微生物在污水处理厂内核心配套的扩繁设备，则是其团队自主研发的根系鲜花膜载体，载体悬挂于污水池内部，大量扩繁的靶向微生物就稳定附着在鲜花膜上，长期起作用。从学习国外的靶向微生物到中国领先国外的根系鲜花膜，可看到清水生物法的问世关键。

对比中外研发体系，我们也可发现行业的特点：国内水处理从业者多深耕工程建设，在生命科学等学科的交叉不足；海外研发以生命科学为根基，更早提出微生物优化思路。我认为，学科交叉是国内环保未来创新需要重点补齐的努力方向。

现在，黄泽霖已被华东师范大学招收，在靶向微生物学科专业硕博连读，这也有助于他补齐知识短板。

03共生之道：民间高手与体制科研互补

郑挺颖：近十年，您持续发掘绿色生产力硬核技术，您界定优质民间环保技术的评判标准是什么？

夏青：我们筛选绿色生产力硬核技术的标准，可以凝练为四字准则：新、优、利、绿。即“核心技术新，实践验证优，投入获大利，技术导向绿。”我们对“民间创新”的界定，聚焦技术研发主体非头部高校、国家级科研院所，多为中小型民营企业，研发人员包含归国人才、一线技术从业者，即通常说的“民间高手”。

区分优质民间技术与空想研发有两大硬性标准。

第一，实体工程实践验证，新技术必须具备规模化示范项目、完整实测数据，不能仅依靠理论推演，即数据为王；

第二，市场化经济效益，同等处理规模下实现增效降本，具备商业化落地空间。即挣钱机制。

郑挺颖：除清水生物法之外，您还推广富氧水微纳米气泡技术，这项技术研发背景、应用价值体现在哪些方面？

夏青：这项重点新技术为清华自控系20多年前毕业的马闽雄博士发明的富氧水低碳制作。用于农业灌溉，可保证根系呼吸和微生物活性。我国的设施农业普遍土壤板结，在频繁灌水情况下易出现根区氧气不足伤根情况。补肥容易增氧难，马博士的这项新技术实现突破：20分钟即可让4.4吨浇灌水的溶氧值达20～30mg/L，是雨水溶氧值的３倍，河水溶氧值的6倍，地下水溶氧值的百倍。土壤内的氧气充足后，可增强植物的根呼吸，活跃土壤微生物并通过微生物分泌的菌丝胶粘体快速形成土壤团粒体来疏松土壤，保障土壤日常的通透性。马博士独创的这项微纳米气泡发生器，能耗比同类产品降低600倍，将高速水流切割气体的日本技术路线，逆改为高速气流切割水。该技术突破气体难溶于水的世界性难题，大幅降低成本，为协调土壤的水肥气热、促进单产提升提供有力支撑。

马博士最初将该技术用于黑臭水体、水产养殖池塘增氧的场景，我结合世界耕地每年千分之四提升有机质战略，建议马博士转向农业全新应用方向，聚焦提升国内十九亿亩耕地有机质，持续改土固碳，全面推进富氧水灌溉和水肥一体化。目前，中国农科院已经准备牵头，在全国粮食、果蔬、林地搭建实践验证基地，持续积累田间实测数据，验证该技术的土壤改良与固碳效能。

马博士工科基础扎实，但农业领域知识储备不足，他近两年也跟随农业领域的院士、农技专家系统学习，这就完整体现了民间创新人才的特点：具备设备研发能力，但需要体制专家匹配落地场景、打通产业化全链条。

郑挺颖：结合您多年发掘民间技术的经历，您认为，体制科研人员与民间团队协同创新，需要把握哪些核心要点？

夏青：在当下这个信息爆炸的时代，我觉得向一线创新从业者学习，价值远高于单纯研读理论书籍。专业教材仅提供基础分析框架，而突破性创新则大多诞生于产业一线，是在共和国大地上书写论文的领跑者。

民间高手擅长提出全新技术思路，但存在三重短板：缺少大型工程落地资源、缺乏标准化工艺研发经验、难以对接国家创新扶持政策。反之，体制内的科研人员熟悉行业规范、工程流程、政策体系，却容易受传统工艺思维束缚，缺少颠覆性创新视角。

二者如果要协同创新，则需建立互补机制：民间团队负责实验室小试、原始技术研发；体制专家承担中试验证、工艺标准化、政策对接、规模化落地。只有新老人才、多学科融合，才能把单点创新拓展为全行业通用解决方案。

必须看到，国家平台与资金支撑是不可或缺的，小微企业无力承担千万元级别的中试、示范项目投入，长三角国家技术创新中心在国务院直接领导下，搭建概念验证平台、配套扶持资金，为民间创新技术补断点、痛点，是科技引领实体经济的重要推动力。

04寸心映水：半世治学铺就治水路

郑挺颖：您数十年深耕环保科研一线，始终保有饱满的工作热情。您能否完整梳理您的求学经历，讲讲各阶段积累如何铺就后续环保科研道路？

夏青：我的求学路径分基础教育、工科本科、环境研究生三段，每一段经历都塑造了我的思维。我1949年进入北京第二实验小学，1955年就读北京师范大学附属中学6年。1961年中学毕业考入清华大学水利系，因文革本科读了6年。清华水利系侧重大型水电站工程设计，所以我就完整掌握了水量平衡、水力学演算、工程造价等工科工具，这套测算逻辑成为我后来编制流域规划、核算治理投入的核心支撑。

1968年，我从清华毕业后，就奔赴西北，在甘肃的刘家峡水电站、陕南石泉、安康水电站一线工地工作了近十年，长期在一线干灌浆、开挖、浇筑、沉井劳动，与基层工人朝夕相处，重塑了我的世界观、价值观。我发现基层工人大多是文盲，但聪慧踏实，只因缺少受教育的机会与我工资就相差两倍。我深感不能看不起任何人，要首先对得起培养自己的国家，承担更多的社会责任，多为人民群众做实事，显示人性的光芒！

1978年恢复高考，大学招收研究生，我考取北京师范大学地理系环境学研究生，这是国内首个专门设立的环境学学科。

当年招生思路极具跨学科特色，面向水利、建筑、数学、化工等工科招收了10名研究生，依靠多学科交叉破解环境复杂难题。核心导师刘培桐教授为国内环境地理奠基人，统筹整体研究框架；王华东教授的实操跨学科研究。外聘清华大学的傅国伟教授传授系统分析。

读研期间，德国籍专家金士博博士在京开设系统分析专班，面向多所高校、科研院所开放授课，完整引入国际成熟水质规划体系，在松花江流域进行实践验证。1981年起我依托美国水质规划理论牵头完成国内首个六五科技攻关项目水环境容量研究，1986年刚刚进入环境科学界即以第一获奖人获评国家科技进步二等奖。

结合数十年实际工作经验，我将水质规划逻辑凝练为八字准则：输入、响应、优化、调控。“输入、响应”代表污染源直接决定区域环境质量；“优化、调控”代表改善水环境需反向精准管控排污源头。这套框架支撑全国4000余个流域控制单元治理规划水质模拟，生态环境部规划院20余年的流域核算均以此为核心。

1981年，我硕士毕业后，就入职中国环科院直至退休，回望过去40余年的工作，从起始到今天，从未停止的八个工作领域是：水容量水规划48年，环评45年，水标准38年，污水排海、海洋规划36年，绿色认证34年，生态塑料30年，南水北调24年，绿色生产力10年。

一直不忘的是清华学到的“听话出活”。听话决定我识大体、顾大局，出活决定我干实事、出实活。所以能一辈子持续发力在干实事中产生创新力、影响力！

夏青简介

夏青，男，1942年生，中国环境科学研究院原副院长兼总工程师，研究员。现任国务院南水北调后续工程专家委员会委员、中国环境科学研究院学术委员会特聘委员、生态环境部环境规划院顾问委员会委员、国家绿色产品评价标准化总体组副组长、碳排放双控制度技术服务平台总监。

1967年毕业于清华大学水利系。长期从事环境保护科研工作，多次担任国家科技攻关项目和课题负责人。1992年被破格聘任为研究员获国务院政府特殊津贴。在职期间，夏青带领研究团队开拓中国水环境功能区划、水质标准、排污许可证、污染物总量控制、环境标志认证等环境保护新领域。主持编制了国务院批复的淮河、太湖、南水北调中线、东线治污规划和渤海环境保护总体规划。以第一负责人身份获得国家、省、部级科技进步奖六项，出版专著20部，培养博士及硕士19名。

（作者郑挺颖系《中国科技信息》杂志社执行主编）