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致敬科技创新者 | 詹良通:专注垃圾填埋场的减污降碳

2021年11月12日 09:26:49 来源:科技金融时报 作者:楼昊
       深蓝色夹克搭配牛仔裤,略带棕色的皮肤,凸显着经常在野外工作的特质。务实、平和,这是浙江大学建筑工程学院教授詹良通给记者的第一印象。十九年来,他带领团队奔走于固体废弃物安全处置与资源化利用的科研与工程实践之路上,助力国家“无废城市”和“污染防治攻坚战”目标的实现,为美丽浙江和社会主义生态文明示范区建设提供了重要技术支撑。

  成为垃圾填埋场的治理“能手”

  1991年,来自福建山区的詹良通满怀憧憬地迈进了河海大学的大门,就读工程地质与水文地质专业,这是他可以服务家乡建设的理想专业。然而,上大学后的第一个春天,他就收到了痛心的消息:长时间绵绵春雨之后,老家的房子遭遇了山体滑坡。“因为地形地貌及当地习俗原因,老家房子选址在依山傍水的山坡上,交通很不便利,我父母亲从建房、修路到维护,辛劳了10年才建成他们理想的家园。”回忆起30年前发生的事情,詹良通仍有伤感,“当时家人没受伤,但房子严重塌陷,不能继续住了,这是对父母亲的沉重打击。我虽然读了工程地质专业,当时也无力解决这个问题,父亲只好劳心劳力找了另外一块地重新造了房子。”

  从此以后,詹良通对“降雨引发的山地滑坡”这个问题产生了浓厚的兴趣。“降雨为什么会引发土体滑坡?”“滑坡的内在机理是什么?”“如何进行有效防治?”带着一系列疑问,经河海大学报送攻读读研究生时,他选择了土力学研究的前沿方向——非饱和土力学。

  1999年,詹良通前往香港科技大学土木与环境工程系继续围绕“降雨引发非饱和土滑坡”问题开展博士课题研究。2003年博士毕业后,受著名土力学与岩土工程专家陈云敏院士的邀请,他加入浙江大学环境岩土工程研究团队。

  “当初来浙大,我的内心是犹豫的。”詹良通回忆道,“江浙一带的地下水位很高,地下大部分是饱和土,与我的研究方向相关性不大。但陈云敏院士告诉我,城市生活垃圾填埋场涉及很多非饱和土问题,垃圾处置是我国城市化发展面临的难题之一。于是我决心钻研这一行,为国家城市化发展作一点贡献。”为此,他以“非饱和垃圾土中水气运移规律”为主题申请到了国家自然科学基金资助,从此开启了近20年的攻坚克难之路。

  2005年,詹良通深入到苏州七子山垃圾填埋场开展现场勘查,为该场二期扩建提供工程咨询。回忆起当时的情景,他依然历历在目:随处可见的垃圾腐烂产生的污水横流,蚊虫孳生,臭气熏天。脏乱臭的环境没有让詹良通打退堂鼓,“垃圾填埋场在城市中的作用,就好比家里的厕所,家里的厕所如果这么脏乱臭,那肯定是不行了。”他下定决心,一定要依靠科技解决垃圾填埋场脏乱臭的问题。

  抱着这样的信念,詹良通带着三个研究生,在现场不分工作日、休息日连续干了一个月,回到学校后继续开展室内模型试验和数值模拟分析,最终找到了我国垃圾填埋体中渗滤液水位分布及液气运移相互阻滞规律。基于该认识,团队提出一套“液气分离立体导排”系统,将多层水平井和深层竖井结合起来,使渗滤液向下排,填埋气往上抽,液气分离,各行其道,把填埋场渗滤液水位降低到警戒线以下,从而解决了填埋场易滑坡、渗滤液外溢、填埋气收集难等问题。据悉,该成果已分别应用于深圳下坪填埋场滑坡治理和杭州天子岭填埋场治理。其中,杭州天子岭填埋场高达130m,是世界填埋高度最大的填埋场,目前填埋气收集率达到90%以上,臭气扰民问题基本得到消除。

  形成填埋场分阶段治理技术体系

  “你看,眼前的这片用土工膜覆盖的区域就是杭州天子岭二期填埋场,下面填了2000多万吨的垃圾,去年刚刚封场。根据杭州市的发展规划,要对整个填埋场进行生态治理,5年后建成生态公园,融入半山国家森林公园……”讲起垃圾填埋场的未来发展方向,詹良通兴致盎然。

  詹良通介绍,我国快速城市化遗留27000余座非正规垃圾填埋场,其中浙江现存800多座,占用土地2.5万亩。随着城市持续扩展,这些原来地处偏僻的填埋场,现在已有不少楼盘建在附近,有的甚至已被建筑包围。此类填埋场严重影响了周边居民健康和生活质量,亟需进行无害化治理和场地再利用。

  “要找到科学合理的治理方式,首先要对填埋垃圾降解稳定化规律有深入的认识。”詹良通告诉记者,研发团队针对生活垃圾骨架可降解特性,开展了全球最大尺寸的生化降解模型实验,获得了高厨余含量垃圾降解产液、产气、产污染物及沉降发展曲线。基于试验结果,建立了生活垃圾降解固结理论。利用该理论,揭示了高厨余含量垃圾降解稳定化三阶段规律。

  “垃圾填埋后即进入快速降解阶段,一般维持2年,这是产液、产气及沉降高峰期。然后进入慢速降解阶段,如果是自然降解,该阶段要维持20年以上。第三个阶段是后稳定化阶段,这时候垃圾基本上矿化了,可以对填埋垃圾进行开挖筛分处理及再利用。”詹良通说。

  针对我国生活垃圾高厨余含量和高含水率的组成特点,在国家“973”计划等科研项目支持下,其团队开展了近十年科技攻关及工程实践,取得了填埋垃圾降解固结理论及加速稳定化方法等4大创新成果,形成了非正规填埋场治理技术体系。

  据介绍,该项目成果已推广应用于164个填埋场治理工程,在全国进一步推广应用前景巨大,有望复垦或恢复城市土地面积10万亩以上,每年的碳减排量达9100万吨。

  2020年,该项目荣获浙江省科技进步奖一等奖。

  结合自身的优势及基础做一流的事

  从2003年加入陈云敏院士团队到今天在城市固体废弃物安全处置、污染防控及资源化利用方面作出重大贡献,詹良通用了近20年的时间,总结成长的心得,詹良通说,做科研应该结合自身的优势及基础做一流的事,所谓一流的事是既有重大社会需求又有重要科学问题的事。

  在他看来,工程学科的研究要做到“顶天立地”。研究成果不仅要被国际同行认可,还要解决实际问题,能够直接服务于经济社会的发展需要。“在前沿性研究上,我们和发达国家还有一定差距,但是当今国内土木工程学科有一个国外无法比拟的优势,我国目前仍处于大规模工程建设阶段,同时国家生态文明建设和碳达峰碳中和战略对工程建设提出了更高的要求。我们要从重大工程建设中发现一些新的前沿性的工程科学问题,坚持研究下去,一定会获得一流的成果。”

  “科研路上经常遇到难题,但只要持之以恒地专注,都是可以一个个破解的,破解之路就是创新之路。当初我明确了研究目标后,从查阅文献到理论分析再到室内外试验,每一环节都认真对待,期间遇到了诸多难题,只要专注,就能解决。”詹良通说。

  当前,全省已经基本实现原生垃圾零填埋,新产生的垃圾被送去垃圾焚烧厂进行焚烧处理。詹良通将大部分精力聚焦于浙江省存量垃圾填埋场的减污降碳治理及生态恢复上。詹良通告诉记者,接下来浙江省要对全省的垃圾填埋场进行调查以及环境风险评估,每个填埋场都要有“一场一策”治理方案,希望他们项目的成果能为浙江省乃至全国的填埋场治理和生态修复提供理论依据和技术支撑。   见习记者 楼昊

[编辑: 王姝]
(本文来源:科技金融时报)
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