任南琪

任南琪,男,1959年3月出生于哈尔滨,江苏宜兴人。哈尔滨工业大学教授、副校长。兼任国务院学位委员会学科评议组成员,教育部环境科学与工程类专业教学指导委员会副主任,国家水重大专项松花江流域专家组副组长,中国环境科学学会副理事长,中国能源学会执行副会长,国际水协会(IWA)Fellow。他是我国水环境污染控制与资源化领域著名的中青年专家,国家杰出青年科学基金获得者,“长江学者奖励计划”特聘教授,国家“百千万人才工程”一、二层次人才。2009年当选中国工程院院士。

任南琪主要从事环境生物技术、废水处理技术与装备、区域环境污染防治等学科领域应用基础理论和工程技术研究。他主持省部级以上项目近30项,其中包括国家自然科学基金(重点)项目、国家水专项、国家863计划等15项;获国家技术发明二等奖1项、国家科技进步二等奖2项;发表SCI收录论文290余篇,2013年h-index 28;出版专著4部,编著6部;获授权国家专利25项。此外,他在废水处理理论研究与技术推广应用中做出重要贡献,创造显著的经济效益、社会效益和环境效益。同时,已培养博士40余名,硕士90余名。

任南琪带领团队在队伍建设、科学研究等方面取得丰硕成果。他作为学科带头人始终坚持以人为本,瞄准国际科学前沿和国家重大需求,曾在团队的共同努力下,建成1个国家重点学科、1个国家重点培育学科、1个国家重点实验室和1个国家工程研究中心,并作为学术带头人组建了国家创新研究群体。他的主要专业技术成就和贡献如下。

(一)高浓度、难降解工业有机废水是我国流域水质恶化的重要污染源,亟待解决高效转化的技术难题。任南琪围绕着制药、染料、化工、印染等典型重污染源行业废水处理技术难题开展了近20年研究,取得重要的理论突破,并结合我国国情开发出经济、高效、节能的集成化技术,已应用于40余项废水处理工程,分别于2004年和2010年获得了国家科技进步二等奖

针对典型重污染工业有机废水,开发出高效、节能、经济的废水生物预处理技术,取得重要的理论突破和技术创新。(a)揭示出产酸发酵微生物顶极群落反馈调节的作用机制,并建立了多维生态位图谱,提出了废水厌氧处理产酸发酵微生物生理生态学原理(《产酸发酵微生物生理生态学》,科学出版社,2005年)。(b)发现了多尺度生物增强与定向生态调控方法,打破了工艺过程及微生物发酵类型不可控制观点的束缚。(c)揭示出超常规生物脱硫机制,发现了制约硫转化效率的瓶颈因素(《厌氧处理中脱硫微生物生态学》,科学出版社,2009年),发明了以硫资源回收为导向的废水碳氮硫共脱除新型生物技术及设备。

在理论突破的基础上,开发出高效低耗、运行稳定的集成化废水处理技术,攻克了我国重污染行业废水处理亟待解决的技术难题,并编制了国家标准《制药工业水污染物排放标准—化学合成类》(GB21903-2008)。开发出4套具有自主知识产权的高浓度废水生物处理集成化技术,与制药、染料、化工等废水传统处理技术相比,投资降低15%以上,运行费用降低20-40%。目前,已在太湖、松花江等流域及内蒙古等省建成40余项废水处理工程,工程总投资近10亿元,废水处理总量近15万吨/天。分别于2004年、2010年获国家科技进步二等奖。

(二)面向低碳减排和可持续发展的重大需求,较早地提出了有机废水是重要的可再生资源的理念,革新了以污染物去除为目标导向的传统废水处理模式,利用生物技术实现了水中有机污染物梯级利用产氢、产电等生物能源化目标,并取得重要的理论突破和技术创新。率先完成了世界首例生物制氢中试和生产规模试验,推进了生物制氢技术的工业化进程,曾被评为“2000年中国十大科技进展新闻”,并获国家技术发明二等奖

1990年开创了具有我国自主知识产权的以厌氧活性污泥为产氢菌种的废水发酵产氢技术。从技术水平来看,直至2003年,英国Gramorgan大学Hawkes教授等还评论道“就我们所知,利用混合菌种的复杂碳水化合物发酵制氢仅有两篇论文报道。任等 (1995,1997)由糖蜜废水的混合培养取得了连续流制氢”(引自Biotech. & Bioeng.,2003, 84: 169)。主要贡献如下:(a)发现并揭示了细菌乙醇发酵产氢途径和机制,从理论上突破了微生物仅能通过丁酸发酵产氢的观点,充实和完善了微生物发酵产氢理论(《有机废水发酵法生物制氢技术》,黑龙江科技出版社,1995年)。美国工程院院士BE Rittmann指出“乙醇型产氢发酵为迄今为止所发现的2种重要产氢发酵类型之一”(Trends in Biotechn., 262-271, 2010);(b)发现并定义了高产氢能力的产氢细菌新属(产乙醇杆菌属,Ethanoligenens),并已经被《伯杰氏系统细菌学手册》(第二版)收录(2009年),其中模式菌株哈尔滨产乙醇杆菌(E. harbinense)YUAN-3由于具有很强的自凝集作用,解决了规模化生物制氢中产氢菌种流失的技术关键;(c)在国际上率先完成中试、生产规模试验,建立起高效稳定产氢的关键调控对策,解决了规模化产氢面临的技术瓶颈,为有机废水处理生物制氢技术实现工业化奠定了重要基础。1999年率先在国际上成功地完成了生物制氢中试研究,研究成果被485位院士评为“2000年中国十大科技进展新闻”之一。研发并设计出一套有机废水发酵法生物制氢工艺系统,2005年在哈尔滨开发区建成世界上首座年产氢气40万立方米的示范基地,单台设备日产氢能力347标准立方米。2007年获国家技术发明二等奖。

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