由科技部主办，科技部火炬中心承办的2022年全国颠覆性技术创新大赛于近日落下帷幕。我校环境与地理科学学院张永明教授团队研发的“基于垂直折流式生物反应器(VBBR)的污水高效生物脱氮技术”荣获全国颠覆性技术创新大赛领域赛优秀奖，为学校首次在该赛事中获奖。大赛重点聚焦“集成电路、人工智能、未来网络与通信、生物技术、新材料、绿色技术、高端装备制造以及交叉学科”等可能产生重大颠覆性突破的技术领域，是我国唯一的颠覆性技术相关专业赛事平台。颠覆性技术是“可改变游戏规则”的创新技术，在发展到一定阶段时，将超越原有技术并产生替代，具有另辟蹊径改变技术轨道的演化曲线和颠覆现况的变革性效果。
鉴于国家对生态环境的日益重视，尤其是一些环境敏感地区受纳水体的脆弱性，要求排放的尾水中污染物的指标应该满足地表水的水质标准，然而目前国内大多数城市污水处理厂提高出水水质的主要重点和难点在于降低出水中总氮的浓度，因此极限脱氮技术具有巨大的市场空间。张永明教授团队所开发的VBBR有效解决了污水处理及资源化领域中低C/N比条件下城镇污水极限脱氮的科学技术难题，在液-固两相传质效率的理论基础、VBBR设计及运行优化、缺氧VBBR替代反硝化生物滤池实际应用等方面取得重大突破，推出了基于VBBR的污水处理设备和工艺关键技术，将污水厂尾水总氮浓度降低至地表水III类或IV类水的水平，实现极限脱氮。
现阶段，我国水处理领域所采用的技术、工艺和设备其原创几乎全部来自国外，而张永明教授团队经过近二十年潜心研究开发的VBBR则是属于中国的原创技术，打破了国外在污水处理生物反应器上的垄断，填补了国内污水处理技术领域的一项空白。该技术相比传统的反硝化生物滤池技术，可以提高反硝化效率20%以上，已申请国家发明专利4项，并获批3项。掌握了逆向流筛板塔式内循环生物反应器设计、好氧与厌氧VBBR串联耦合装置及污水处理工艺、筛板塔式生物反应器的生物膜载体及生物反应器设计。基于该项技术的科研成果还先后发表于国际知名期刊Water Research、Environmental Science & Technology等，引起了国内外水处理领域的重视。
据悉，该项目团队成员中的教师全部具有博士学位，在国内一流院校及海外著名学府具有长期研究经验(如清华大学、同济大学、中国科学技术大学、哈尔滨工业大学、浙江大学、Northwestern University、Arizona State University等)，成员研究背景涵盖水污染控制与资源化、环境微生物学、生态毒理学、生物反应工程学等诸多领域，通过不同学科的交叉融合，开发出了该项颠覆性技术。依托该项技术所开发的反应器先后分别在江苏、河南、福建等地进行推广应用，并取得了初步成果。
团队师生合影
团队师生在中试现场
（供稿、摄影：科技处、环境与地理科学学院）