李志华教授在2024青岛国际水大会上作报告

　　2023年9月，习近平总书记在黑龙江考察期间首次提出“加快形成新质生产力”，之后又对发展新质生产力的一系列重大理论和实践问题进行了系统阐述。当前，学校科研团队坚持创新驱动发展战略，围绕制约社会经济高质量发展的“卡脖子”技术难题开展科研攻关，在团队、平台、项目、成果、转化等方面取得显著成果。
　　为弘扬“学术立校、自强报国”的办学理念，提升学校学术文化氛围，进一步推动形成人人关心、人人支持科技创新和技术成果转化工作的良好环境，党委宣传部策划推出“发展新质生产力大家谈”栏目。本期校报推出环境学院李志华教授作为带头人的“智能化环境治理技术创新团队”。  
 
　　团队简介：
　　智能化环境治理技术创新团队通过生物学、化学及人工智能等多学科交叉开发了多维呼吸谱、厂群感知等系列技术实现污染源智能感知、装备智能化高效治理等目标，致力于服务黄河中上游能源化工基地的高质量发展与秦岭生态保护。
　　近年来，团队开发的污水处理智能化监测与优化控制等系列技术在我国多个省市和多个行业得到了工程应用，取得了良好的社会、经济和环境效益。相关成果入选了我国《国家重点环境保护实用技术》《国家先进污染防治技术目录（水污染防治领域）》《绿色技术名录》等，并获得国家科技进步奖二等奖2项、陕西省科学技术进步奖一等奖、陕西省高等学校科学技术研究优秀成果特等奖、陕西省专利二等奖、城镇水科技一等奖、土木工程詹天佑奖等多项奖励。  
 

关于科研历程和研究方向

　　本科毕业论文阶段，我就在污水厂开展实验研究，第一份研究工作就是实际工程。研究生阶段，开发了一套自动化超滤控制技术，首次开展学科交叉研究。硕士毕业后，我在企业从事水环保仪器仪表的开发工作，自己的第一份工作是在一家环保领域的公司从事自动化方面的工作。工作两年后，我赴日本进行好氧颗粒污泥的博士课题研究，开始自己独立思考学术前沿。  
　　概括起来，我和团队的工作包括：一是开发新工艺以满足不断提高的水质标准，特别是在矿山废水、煤化工与石化等工业废水以及市政污水深度脱氮原位改造等方面。二是研究智能化控制技术，保障环保设施的高效运行。针对污水处理智能运行的难题，团队提出了多维呼吸谱理论，建立了基于呼吸谱的污水处理智能监测与优化控制技术。  
　　目前，团队正在开展的研究工作有：  
　　（1）污染物溯源与区域环境监测：系统构建水、气、固污染物溯源追踪与区域环境监测的理论与技术平台；  
　　（2）化工园区与涉矿区域环境治理：开发化工园区环境整治与资源回收成套技术与设备以及涉矿区域环境整治与生态修复技术，建立化工园区与能源化工基地区域特色的环境精准治理数据库；  
　　（3）智能化环境治理技术平台：开展水、气污染物控制、土壤修复与废渣处理等行业知识图谱的软件研发，集成污染物溯源、环境整治与生态修复，打造智能化环境治理技术创新平台。  
　　过去一年，团队在科研与产业转化、育人与团队建设、数据与智能装备等方面取得了突出成果。科研奖项方面，“村镇污水处理工艺智能化关键技术装备与应用”获得陕西省高等学校科学技术研究优秀成果特等奖；“废弃生物质强化生物转化制备化学品与能源及多元调控策略”获得山西省科学技术合作奖二等奖。科技成果转化方面，与中石化签订了“好氧颗粒污泥处理石化污水智能化工艺及装备开发”的产学研合作项目，这一合作将有力推动我国好氧颗粒污泥技术及智能化技术在工业废水处理领域的应用，也为污水处理厂建设或改造提供了不征地的原位改造技术。教育教学方面，出版了专著《发明创造思维与水处理技术变革》；搭建了陕西高校创新创业教育在线开放课程；虚拟仿真实验教学系统产品化、市场化和国际化。团队建设方面，团队成员获得“宝钢优秀教师奖”“三秦英才特殊支持计划创新领军人才”等多项人才奖励。  
 

关于新质生产力解读

　　正如习近平总书记所强调的，新质生产力以劳动者、劳动资料、劳动对象及其优化组合的跃升为基本内涵，以全要素生产率大幅提升为核心标志，其特点是创新，关键在质优，本质是先进生产力。由此可见，新质生产力不仅关注前沿科技，也寻求生产过程中诸要素的高效协同，从而最大化地激发更强劲的生产动能。  
　　“育人、科研、产业、数据”是团队工作内容的几个关键词。因此，对新质生产力的理解，主要体现在以下几个方面：  
　　1.人才培养  
　　首先需要培养具有创新意识的人才，以适应国家经济发展新需求，推动黄河流域的高质量发展。由于我们较早在国内开展了智能化与水处理工艺融合的工作，近年来抓住了人工智能技术发展的机遇，培养了许多智慧水务人才，这些人才得到了各单位的高度认可，供不应求。以智能化技术推动新质生产力的发展，是团队的使命。解决人才缺口问题，是持续发展新质生产力的源动力和重要基础。  
　　2.技术创新  
　　结合国家战略需求和区域发展诉求，团队通过技术创新来响应市场需求，解决绿色可持续发展的技术难题。例如，水厂在满足高品质出水和低碳排放的双重要求下，如何实现绿色高效运行以及在场地受限条件下如何进行升级改造等。团队以智能化技术为主要手段，解决这些问题，并在百余座水厂中应用，取得了良好成效。这些创新在点上取得了突破，具有示范意义，需要在形成全面的生产力方面做更多的工作。  
　　3.科技成果转化  
　　团队致力于通过科技创新实现产业升级，解决科技成果转化的难题。为此，团队成立了西安市环境工程装备智能化技术重点实验室，探索以专业数据库为基础，以先进的智能算法为核心推动力，通过装备智能化升级，推动产业的协同发展。目前，团队与大型企业开展合作，在水厂智能运行等方面形成了一系列装备，并在城镇污水处理厂节能降耗改造和乡镇污水处理站无人值守运行等方面取得了显著效果。  
　　在“双碳”目标的推动下，我国产业转型升级步伐加快，污水处理行业也面临重大技术革新。团队开发的相关技术、工艺和设备可推动发展新质生产力并催生未来新兴产业：  
　　1.低碳运行和节能增效  
　　团队开发的污水处理节能降耗智能化技术将在低碳运行和节能增效方面发挥重要作用。智能化技术在污水处理中的应用，不仅提高了运行效率，还确保了出水水质的稳定达标。通过智能监控和优化控制，减少了人为因素对处理效果的影响，提高了系统的安全性和可靠性。这些技术可以大幅减少污水处理过程中的能源消耗和碳排放，为实现“双碳”目标提供有力支持。  
　　2.无人值守和集群化运营  
　　分散型水处理设施的无人值守和集群化运营技术，能够有效解决偏远地区和小规模水处理设施的管理难题，降低运营成本，提高管理效益。这种模式将催生智慧水务管理和服务的新兴产业。  
　　3.资源化利用和产业化转型  
　　好氧颗粒污泥等新型水处理工艺，不仅提高了处理效率，还促进了污水中资源的最大化利用。通过资源化利用技术，将污水中的有价值物质回收再利用，推动循环经济的发展。  
　　4.数据驱动的新质生产力  
　　数据是新质生产力的重要生产要素。团队采用智能化技术，充分挖掘和利用数据价值，有望在智能化装备、技术原位改造等方面带动相关产业的发展。数据驱动的决策和优化，将推动污水处理行业向更加高效、智能、绿色的方向发展。
　　通过这些技术和工艺的转化与落地，团队不仅能够推动污水处理行业的发展，还将带动智慧水务、资源化利用、智能装备制造等新兴产业的崛起，为实现绿色可持续发展贡献力量。  
　　当然，团队还存在着亟需突破的“卡脖子”难题。一是技术升级与精准治污。在全球经济下行的背景下，发展新质生产力过程中，精准治污和科学治污比以往任何时候都更为迫切。因此，如何升级水处理的技术手段和装备以满足高质量发展的目标，成为当前最为紧迫的“卡脖子”难题。二是新污染物与协同减污降碳。在传统污染物治理已取得成效的基础上，面对新污染物的复杂性和多介质污染特性，如何对现有设施进行升级，以实现协同减污降碳，成为未来相当长一段时间内建设美丽中国的重大挑战。  
　　针对上述问题，团队已经在以下方面进行了系统布局：  
　　（1）污染物溯源：在陕北能源化工基地进行了污染物普查，初步建立了污染物来源追踪机制。  
　　（2）智能化装备：开发了污水处理精细化运行管理的智能化装备，提升了处理效率和管理水平。  
　　（3）多学科协同：通过多学科协同交叉攻关，推进了水-气协同溯源技术的发展，取得了一定的进展。  
　　这些布局和进展为团队突破“卡脖子”难题打下了坚实的基础，但仍需继续努力，深化研究，推动技术创新与应用，以期实现水质改善和生态保护的长远目标。  

关于团队未来发展

　　今年，团队将继续围绕智能化技术在污染物溯源、低碳污水处理设备与工艺研发、多介质污染过程溯源等方面应用开展相关工作，持续打通从污染产生到控制，再到生态影响的链条式智能化体系。  
　　为更好地服务地方经济发展，今年将聚焦黄河中上游能源基地污染溯源与低碳智能化处理技术开发工作，发挥智能化装备的既有优势，在煤化工、石油化工等领域开展系列中试研究，在智能化装备方面更上一层楼。为此，团队需要进一步对研究工作聚焦、强化内部的多学科交叉，强化与产业界的合作，以陕西为基础，拓展至上海、广东等地，完成2—3个具有影响力的工程示范。  
　　总的来说，我非常幸运，所有努力在今天都  
　　得到了最佳的发挥，“生逢其时”不仅仅是对我个人工作的描述，更是对整个团队在当前科技发展大潮中的定位和期待，也是我们工作的状态。这个时代为我们提供了前所未有的机遇，让我们能够充分发挥专业优势，推动技术进步  
　　和产业发展。  
　　策划：党委宣传部新闻中心
　　本期采访：海静