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“國家鼓勵和支持長江流域生態(tài)環(huán)境保護和修復等方面的科學技術(shù)研究開發(fā)和推廣應(yīng)用。”近日，自《長江保護法》正式施行后，聚焦關(guān)鍵技術(shù)、突出協(xié)同創(chuàng)新，成了長江大保護和長江經(jīng)濟帶高質(zhì)量發(fā)展的關(guān)鍵路徑。因而，長江流域的眾多高校持續(xù)發(fā)揮產(chǎn)學研結(jié)合優(yōu)勢，引領(lǐng)長江經(jīng)濟帶綠色發(fā)展，其中，坐落在長江之畔的南京工業(yè)大學長期致力于“綠色化工”研究和解鎖“重化圍江”難題，用綠色技術(shù)賦能長江保護，用綠色行動促進產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
創(chuàng)新綠色工藝，“化工+環(huán)保”理念打通“堵點”
“對長江最好的保護，就是給長江‘減負’，落實‘三廢’低排放甚至零排放。”談及長江流域生態(tài)保護問題，南京工業(yè)大學校長喬旭教授表示，對長江的保護不應(yīng)聚焦在對沿江工業(yè)“一刀切”式的搬遷和關(guān)停的“堵”上，而要聚焦在用創(chuàng)新綠色工藝，推進生產(chǎn)源頭和全流程綠色化的“改”上。
“所謂綠色工藝就是要從工藝源頭上運用環(huán)保理念，減少污染物生產(chǎn)。”喬旭進一步解釋道，在工業(yè)生產(chǎn)過程中采用綠色工藝，讓污染物不出裝置和車間，更不出企業(yè)，杜絕其成為“公害”的可能，也就是要實現(xiàn)廢棄物資源化、生產(chǎn)過程減量化、污染物治理與生產(chǎn)過程一體化。本著“源頭綠色化、過程減量化、治理精準化”的“環(huán)保+化工”理念，南工大綠色化工團隊針對醛酯胺等不同精細化學品生產(chǎn)過程，運用化學工程、工業(yè)催化、系統(tǒng)工程的理論和方法，發(fā)明了針對性、差異化、成套型的系列“綠色技術(shù)工藝包”，使得不少化工產(chǎn)品生產(chǎn)反應(yīng)原子利用率達到了88-100%。喬旭教授團隊首創(chuàng)“三廢”多相態(tài)臨氧裂解一體化深度凈化技術(shù)，利用耦合反應(yīng)機理和反應(yīng)-分離集成技術(shù)，開發(fā)“三廢”一體化深度凈化裝備，嵌入精細化學品生產(chǎn)裝置中，實現(xiàn)工藝水100%循環(huán)利用，“三廢”超低、超凈排放。這一技術(shù)已經(jīng)在不少沿江化工企業(yè)園區(qū)應(yīng)用，并建成全球最大二苯胺等工業(yè)裝置，近三年累計新增產(chǎn)值27.45億元，新增利潤3.38億元，累計減排廢氣超過6.72億立方米，減排有機危廢近1萬噸。中鹽常州化工股份有限公司是該技術(shù)受益者之一，總經(jīng)理董亮表示，“全流程綠色制造工藝一次性試測成功，實現(xiàn)了產(chǎn)品綠色生產(chǎn)和污染物近零排放，不僅使公司免于關(guān)閉停產(chǎn)，并且為公司創(chuàng)造了數(shù)億元的經(jīng)濟效益。”
“污染物是放錯位置的資源，要想辦法‘吃干榨凈’，變廢為寶。”南工大膜科學技術(shù)團隊負責人邢衛(wèi)紅教授感慨道。長江流域工業(yè)污水濃度高、成分復雜、性質(zhì)多變，需要更嚴苛的技術(shù)手段和多級深化處理。膜分離技術(shù)可大幅度削減污染物排放量，尤其在傳統(tǒng)處理手段無法達標的印染、皮革、電鍍、焦化、釀造等領(lǐng)域，做到“吃干榨凈”，實現(xiàn)資源回收循環(huán)利用，是工業(yè)污水資源化的關(guān)鍵共性技術(shù)。多年來，南工大依托國家級科研平臺，開發(fā)全球首套制漿造紙廢水零排放示范工程，成功解決了制漿造紙業(yè)的世界級環(huán)保難題，“廢水能喝”“廢水養(yǎng)魚”已經(jīng)從理想變?yōu)楝F(xiàn)實。“十三五”期間，南工大技術(shù)幫助企業(yè)累計減排工業(yè)廢水2億多噸，帶動用戶企業(yè)新增產(chǎn)值142.2億元，實現(xiàn)了經(jīng)濟和社會效益雙豐收。近年來，南工大在長江經(jīng)濟帶制藥、化工、鋼鐵等行業(yè)復制和推廣廢水資源化技術(shù)，實現(xiàn)了工業(yè)廢水高品質(zhì)利用。
開展綠色行動，“訂單式診療”成效顯著
“作為一所具有百年辦學歷史、堅持化工學科特色發(fā)展的高水平建設(shè)大學，我們更要扛起長江經(jīng)濟帶產(chǎn)業(yè)綠色高質(zhì)發(fā)展的‘南工大擔當’。”采訪中南工大師生紛紛表示，長江大保護人人有責。
近年來，南工大持續(xù)開展“綠色行動”，將人才鏈、創(chuàng)新鏈和產(chǎn)業(yè)鏈銜接，努力將科教優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為綠色發(fā)展動能。在持續(xù)推進“服務(wù)化工轉(zhuǎn)型發(fā)展專項行動”中，學校組織專家服務(wù)揚子江流域百家企業(yè)，“訂單式診療”減少了企業(yè)萬噸級“三廢”排放、取得億元級效益。此外，南工大還參與制定江蘇省石化產(chǎn)業(yè)發(fā)展布局方案，主持開展江蘇構(gòu)建自主可控和綠色高端現(xiàn)代化工產(chǎn)業(yè)體系研究、揚子江重化工綠色發(fā)展戰(zhàn)略研究等政府項目。“作為以工見長的學校，我們必須為揚子江流域化工產(chǎn)業(yè)畫出綠色規(guī)劃‘布局圖’”喬旭表示，學校通過核算沿江工業(yè)發(fā)展環(huán)境閾值，探索綠色標準，為長江精準治理定出“公約數(shù)”；通過對危險污染替代工藝、先進催化工藝、生物技術(shù)、高端化學品及新材料等6大領(lǐng)域164項生產(chǎn)工藝及環(huán)境治理“卡脖子”技術(shù)清單的梳理和推廣，為綠色工業(yè)關(guān)鍵技術(shù)理出“行列式”。
2020年，南工大受政府委托，為全省開展化工安全環(huán)保整治提升攻堅行動提供技術(shù)支撐，組織了近500名專家深入30個園區(qū)和2608家化工企業(yè)進行“全面體檢、綠色診治”，共發(fā)現(xiàn)各類環(huán)保安全問題和隱患6.7萬余個，同時制定“一企一策、一園一策”方案2638份，為政府科學決策提供了依據(jù)，也為揚子江流域化工高端發(fā)展規(guī)劃奠定了基礎(chǔ)。江蘇省化治辦負責人告訴記者，“在長江大保護和長江經(jīng)濟帶發(fā)展過程中，我們希望越來越多的高校將優(yōu)勢學科全方位全領(lǐng)域全過程介入和支撐產(chǎn)業(yè)發(fā)展，為長江流域科學、綠色、可持續(xù)發(fā)展注入不竭的創(chuàng)新動力。”
拓展綠色智造，發(fā)展“乘法”做好持續(xù)賦能
“產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化發(fā)展少不了數(shù)字技術(shù)、智能技術(shù)的加持和支撐。”喬旭表示做好長江大保護，必須多學科聯(lián)動，用數(shù)據(jù)挖掘、人工智能、前瞻性維護和以數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)的流程管理重塑工業(yè)體系，讓大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)和區(qū)塊鏈等技術(shù)大有作為，為長江綠色發(fā)展做“乘法”。
目前，南工大正和政府、企業(yè)聯(lián)手，共同推進人工智能、互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)等五位一體的江蘇重化工生產(chǎn)大數(shù)據(jù)中心的建設(shè)，利用大數(shù)據(jù)和人工智能進行實時監(jiān)控，實現(xiàn)重大危險源、危險工藝裝備、排廢污染等情況的遠程可視、可控、可防。同時通過數(shù)據(jù)平臺建設(shè)，探索挖掘全新的化工產(chǎn)業(yè)商業(yè)模式，建立行業(yè)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈園區(qū)，完善產(chǎn)業(yè)布局，拉動生產(chǎn)力，實現(xiàn)由傳統(tǒng)化工到綠色化工再到智慧化工的轉(zhuǎn)型升級。
智能技術(shù)也為工業(yè)本質(zhì)安全技術(shù)提供了可能性。針對化工最小化原則，南工大技術(shù)團隊研發(fā)推廣了化工生產(chǎn)“堆簇”集成技術(shù)?；どa(chǎn)系統(tǒng)中危險物質(zhì)數(shù)量或能量越少，發(fā)生事故的可能性以及造成的危害程度就越小，通過工藝創(chuàng)新和模塊化智能化集裝箱式化工生產(chǎn)裝置建設(shè)，使化工生產(chǎn)模式化整為零，實現(xiàn)反應(yīng)為堆、分離為簇，通過智能集成大量處于相同狀態(tài)的厘米尺度反應(yīng)、分離單元，實現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。同時利用5G互聯(lián)網(wǎng)、微傳感檢測、智能控制技術(shù)研發(fā)分布式多智能體博弈協(xié)同控制及單元故障診斷與容錯控制技術(shù)，也可以減少人為失誤，提高裝置可靠性。“應(yīng)用‘堆簇’集成技術(shù)可以避免傳統(tǒng)化工逐級放大的設(shè)計模式，及時控制事故發(fā)生時的連鎖后果，顛覆高塔林立、釜罐成群的固有業(yè)態(tài)，實現(xiàn)本質(zhì)安全環(huán)保的同時使化工產(chǎn)業(yè)面貌一新。”喬旭目光篤定。
目前，南工大不僅新成立了智能制造研究院，5月19日，應(yīng)急管理學院也已揭牌，希望通過部省共建等工作為長江大保護貢獻更多靶向性技術(shù)，培養(yǎng)更多應(yīng)用型人才。
湛湛長江水，悠悠工大情?？萍假x能長江流域化工產(chǎn)業(yè)邁向綠色發(fā)展、循環(huán)發(fā)展、低碳發(fā)展、安全發(fā)展，真正實現(xiàn)綠水青山和金山銀山相得益彰，將成為一代又一代南工大人的不懈追求，期間也必將書寫出更多長江和南工大的綠色故事。