胡敬
他是河北省恢復高考后培養的第一批給水排水工程專業畢業生。
他苦心孤詣30年,在教書育人和科研創新上碩果累累。
他是著名工業廢水處理專家馬中漢教授的關門弟子碩士、也是中國工程院院士張杰教授的開門弟子博士,還是中國工程院院士任南琪教授指導的博士后。
他34歲破格晉升副教授,36歲破格晉升教授。
他主持編制了河北省全部11個設區市的城市節制用水規劃。
他和武漢大學楊開教授、哈爾濱工業大學馬放教授被稱為業內的“鐵三角”。
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他是河北省給水排水專業領域名副其實的專家——劉俊良。
創新節水技術收效甚佳
全球淡水資源極為有限,隨著世界人口的增加和城市化水平的提高,水資源危機已成為世界各國政府、專家學者矚目的重大問題之一。我國是貧水國,水資源和水環境已制約國民經濟可持續發展和人民生活水平的進一步提升。節約用水、增強公民的節水意識和水資源危機感、建立節水型社會應是我國當前和長遠的基本國策,其對中華民族永續發展具有深遠的意義。
劉俊良教授一直致力于城市節水、城市用水健康循環、新農村水環境健康循環等方面的教學和研究工作,先后主持完成河北省城市節水規劃等應用型科研項目69項,其中,達到國際領先水平或國際先進水平的有25項。基于上述研究成果,他獲得科研獎勵50余項,其中省部級二等獎2項、三等獎15項(均為第一獲獎者),出版著作、各級各類教材15部,公開發表科技論文127篇,獲國家專利授權10項,主持編寫省級地方標準2項,提出并明確了節制用水的內涵,可謂碩果累累。
城市用水健康循環體系研究過程中,劉俊良教授在導師張杰院士學術思想指導下將城市水系統統一為有機整體,通過節制用水為城市水系統提供動力并維持城市水系統動態平衡;提出并應用了城市可持續用水管理和城市用水健康循環理念,將水資源在城市用水健康循環中的各個環節統一在城市節制用水規劃和管理中;運用改進灰色系統、時間序列-指數平滑、系統動力學等模型建立了城市需水量預測方法,準確地描述了需水量與多個影響因子的關系,解決了我國城市多年來需水量預測結果偏高的問題;發展并應用了城市非常規水資源利用和城市內河水質維護技術體系,實現了水資源分質優化配置和水量平衡管理。
在城鎮水處理方面,劉俊良教授科學分析了河北縣城以上城鎮市政水處理工藝技術特點及其升級改造需求,提出了水處理反應器填充料的分類方法及標準,并對市售水處理生物過濾載體性能進行了全面測試;在凈水處理方面,他確定了錳砂生物過濾去除有機物微污染及錳超標淺層潛水的工藝流程及其最佳運行工況;在城鎮污水二級處理方面,他創新研究了活性污泥法+生物過濾強化處理、淹沒式固定生物濾池兩種典型工藝的運行參數;在城鎮污水再生處理中,他集中研究了堆積式陶粒生物過濾工藝優勢,并對其建立的示范工程進行了能耗分析。
針對山區城鎮居住區建筑,劉俊良教授利用RBF神經網絡技術,建立了適合山區城鎮居住建筑的能耗預測模型,該模型具有輸入量少、可靠實用、操作簡便等特點。可以為建筑設計和后期運行管理中節能技術的實施,提供全過程的理論依據;此外,他還開發了山區城鎮居住區建筑節能集成技術和熱泵節能集成技術。在當前大力推進節能低碳社會建設的進程中,該技術的推廣和應用,不但能給山區建筑企業和居民帶來的經濟效益,同時還能解決我國山區城鎮居住建筑能耗高的問題。此外,該模型對于促進山區城鎮建筑節能產業化經營,保證山區城鎮生態環境的可持續發展,具有十分重要的現實意義和理論價值。
致力污水處理創新
節水是從源頭節制使用水資源,污水處理是對水資源再生開源,二者同樣重要。污水主要包括生活污水、工業廢水和初期雨水,對污水進行有效處理凈化,可以減緩水環境惡化。
劉俊良教授研究團隊與企合作,以農作物秸稈、畜禽糞便等農業廢棄物及城鎮污水處理廠剩余污泥為原材料,采用機、電、生、化一體化技術,通過好氧堆肥發酵處理,研制工業化堆肥生產工藝關鍵模塊,最終設計出農業廢棄物綜合處置工藝流程,此工藝流程包括農業有機廢棄物堆置、翻拋、破碎、供氧、熟化、施用等環節。在生產條件方面,以機械翻拋為技術平臺,在露天條件下讓農作物秸稈、畜禽糞便等農業廢棄物同步完成粉碎、翻拋、供氧,降低了堆肥生產環境要求;在生物發酵方面,首次將城鎮污水處理廠剩余污泥作為生物發酵菌劑用于農業廢棄物堆肥生產,同時解決了污泥處置難題;在廢棄物還田安全性方面,研究了城鎮污水處理廠剩余污泥及所含水分回用于農田可能存在的風險。與國內外同類技術相比,此技術可降低能耗20%?35%左右,投資比傳統污泥處置降低6?10倍,比傳統農業廢棄物工業化堆肥降低2?4倍。成果應用幾年來,累計消納秸稈100余萬畝,利用污泥80余萬立方米,堆肥產品施用后顯著改善了土壤環境,提高了作物產量和品質。
習近平總書記在2015年到訪延邊州光東村時提出了“廁所革命”,意在讓農民群眾用上衛生的廁所。劉俊良教授很早也開始了對河北省農村衛生生態廁所建造技術的研究,他希望在造福群眾的同時還能做到“節能環保”。
劉俊良教授在資料收集比較、實地調查分析的基礎上,形成了指導性廁所衛生改造指南、建造圖樣等規范化技術文件;寫出分析了農村衛生生態廁所規劃、選用、設計、建造及管理使用中的常見問題,并提出了解決方案,令衛生廁所效用能夠持續發揮。農村廁所衛生生態化有助于解決河北省農村廁所問題,有效滅活糞便中的寄生蟲卵和致病微生物,有利于發展有機農業,能夠實現“增產增效增健康”。
“農村水環境健康循環的關鍵是實施生態廁所,盡量不建或者少建水沖廁所,實現農村生活污水單一廢水處理,從而從源頭消減污染,”劉俊良教授說。
不同于農用廢水和生活污水,雨水是從天而降的寶貴資源,若讓它白白流走未免太過可惜,降雨量過大還會造成城市內澇。因此,為實現雨水資源化管理,有效防治城鎮內澇,修復水環境及生態環境,劉俊良教授總結了近年來河北省建筑、小區及市政雨水利用工程的設計和實踐經驗,參考國內外相關標準和應用研究,在廣泛征求意見的基礎上主持編寫了《雨水控制與利用工程技術規范》(DB13(J)175-2015)。針對建筑與小區的雨水利用,編寫了雨水控制與利用規劃、系統設計、雨水入滲與滯蓄、雨水收集與截污、雨水儲存、雨水調蓄、雨水處理及回用、系統監控等內容;針對市政工程的雨水利用,編寫了雨水控制與利用規劃、雨水控制與利用形式、雨水入滲、雨水調蓄排放、雨水收集回用等內容。規范的制定,可以有效的收集和利用雨水資源、削減徑流排水、減輕城鎮內澇,同時可以減少地下水等水資源開采帶來的環境問題,并且可以減少用水戶的用水開支。
教書育人,桃李滿天下
教書30年,劉俊良教授樂此不疲。如今年雖過五旬,他依舊忙碌,365天,只要不出差,在辦公室準能看到他的身影。
劉俊良教授總說:“沒有差學生,只有次老師”。在教書育人上,他總是殫精竭慮。他立足其專業特點,不斷優化教學計劃,并結合學校特色編纂完成十余門專業主干課程教學大綱,明確提出本科理論課程教學目標和基本教學要求。
根據專業實踐環節特點,劉俊良教授采取分散觀摩與集中強化相結合的實習實踐模式開展本科實踐教學,并承擔了多項教學改革項目。他率領團隊悉心指導學有余力的學生參加科學研究和實際工程等項目,使他們在科技、工程實踐過程中得到鍛煉;積極指導青少年參加課外科技創新活動,指導的作品獲“挑戰杯”中國大學生創業計劃競賽銅獎1項、“挑戰杯”河北省大學生創業計劃競賽一等獎6項、河北省首屆科技創新創業大賽一等獎1項、省部級大學生優秀調研報告3篇。
劉俊良經常對學生們講,科研就像吃饅頭,要嘴里吃著一個,手里拿著一個,眼睛望著一個,腦袋里想著一個。在記者和他短短幾十分鐘的交談中,氣氛融洽而充滿歡樂,他也笑著說道“我走到哪,就把歡樂帶到哪”。也許,正是他的積極、樂觀,使他不畏艱難,在給水排水研究領域屢創佳績。未來,他還會繼續笑對科研,笑對人生。