“國家鼓勵和支持長江流域生態環境保護和修復等方面的科學技術研究開發和推廣應用。”近日，自《長江保護法》正式施行后，聚焦關鍵技術、突出協同創新，成了長江大保護和長江經濟帶高質量發展的關鍵路徑。因而，長江流域的眾多高校持續發揮產學研結合優勢，引領長江經濟帶綠色發展，其中，坐落在長江之畔的南京工業大學長期致力于“綠色化工”研究和解鎖“重化圍江”難題，用綠色技術賦能長江保護，用綠色行動促進產業高質量發展。
創新綠色工藝，“化工+環保”理念打通“堵點”
“對長江最好的保護，就是給長江‘減負’，落實‘三廢’低排放甚至零排放。”談及長江流域生態保護問題，南京工業大學校長喬旭教授表示，對長江的保護不應聚焦在對沿江工業“一刀切”式的搬遷和關停的“堵”上，而要聚焦在用創新綠色工藝，推進生產源頭和全流程綠色化的“改”上。
“所謂綠色工藝就是要從工藝源頭上運用環保理念，減少污染物生產。”喬旭進一步解釋道，在工業生產過程中采用綠色工藝，讓污染物不出裝置和車間，更不出企業，杜絕其成為“公害”的可能，也就是要實現廢棄物資源化、生產過程減量化、污染物治理與生產過程一體化。本著“源頭綠色化、過程減量化、治理精準化”的“環保+化工”理念，南工大綠色化工團隊針對醛酯胺等不同精細化學品生產過程，運用化學工程、工業催化、系統工程的理論和方法，發明了針對性、差異化、成套型的系列“綠色技術工藝包”，使得不少化工產品生產反應原子利用率達到了88-100%。喬旭教授團隊首創“三廢”多相態臨氧裂解一體化深度凈化技術，利用耦合反應機理和反應-分離集成技術，開發“三廢”一體化深度凈化裝備，嵌入精細化學品生產裝置中，實現工藝水100%循環利用，“三廢”超低、超凈排放。這一技術已經在不少沿江化工企業園區應用，并建成全球最大二苯胺等工業裝置，近三年累計新增產值27.45億元，新增利潤3.38億元，累計減排廢氣超過6.72億立方米，減排有機危廢近1萬噸。中鹽常州化工股份有限公司是該技術受益者之一，總經理董亮表示，“全流程綠色制造工藝一次性試測成功，實現了產品綠色生產和污染物近零排放，不僅使公司免于關閉停產，并且為公司創造了數億元的經濟效益。”
“污染物是放錯位置的資源，要想辦法‘吃干榨凈’，變廢為寶。”南工大膜科學技術團隊負責人邢衛紅教授感慨道。長江流域工業污水濃度高、成分復雜、性質多變，需要更嚴苛的技術手段和多級深化處理。膜分離技術可大幅度削減污染物排放量，尤其在傳統處理手段無法達標的印染、皮革、電鍍、焦化、釀造等領域，做到“吃干榨凈”，實現資源回收循環利用，是工業污水資源化的關鍵共性技術。多年來，南工大依托國家級科研平臺，開發全球首套制漿造紙廢水零排放示范工程，成功解決了制漿造紙業的世界級環保難題，“廢水能喝”“廢水養魚”已經從理想變為現實。“十三五”期間，南工大技術幫助企業累計減排工業廢水2億多噸，帶動用戶企業新增產值142.2億元，實現了經濟和社會效益雙豐收。近年來，南工大在長江經濟帶制藥、化工、鋼鐵等行業復制和推廣廢水資源化技術，實現了工業廢水高品質利用。
開展綠色行動，“訂單式診療”成效顯著
“作為一所具有百年辦學歷史、堅持化工學科特色發展的高水平建設大學，我們更要扛起長江經濟帶產業綠色高質發展的‘南工大擔當’。”采訪中南工大師生紛紛表示，長江大保護人人有責。
近年來，南工大持續開展“綠色行動”，將人才鏈、創新鏈和產業鏈銜接，努力將科教優勢轉化為綠色發展動能。在持續推進“服務化工轉型發展專項行動”中，學校組織專家服務揚子江流域百家企業，“訂單式診療”減少了企業萬噸級“三廢”排放、取得億元級效益。此外，南工大還參與制定江蘇省石化產業發展布局方案，主持開展江蘇構建自主可控和綠色高端現代化工產業體系研究、揚子江重化工綠色發展戰略研究等政府項目。“作為以工見長的學校，我們必須為揚子江流域化工產業畫出綠色規劃‘布局圖’”喬旭表示，學校通過核算沿江工業發展環境閾值，探索綠色標準，為長江精準治理定出“公約數”；通過對危險污染替代工藝、先進催化工藝、生物技術、高端化學品及新材料等6大領域164項生產工藝及環境治理“卡脖子”技術清單的梳理和推廣，為綠色工業關鍵技術理出“行列式”。
2020年，南工大受政府委托，為全省開展化工安全環保整治提升攻堅行動提供技術支撐，組織了近500名專家深入30個園區和2608家化工企業進行“全面體檢、綠色診治”，共發現各類環保安全問題和隱患6.7萬余個，同時制定“一企一策、一園一策”方案2638份，為政府科學決策提供了依據，也為揚子江流域化工高端發展規劃奠定了基礎。江蘇省化治辦負責人告訴記者，“在長江大保護和長江經濟帶發展過程中，我們希望越來越多的高校將優勢學科全方位全領域全過程介入和支撐產業發展，為長江流域科學、綠色、可持續發展注入不竭的創新動力。”
拓展綠色智造，發展“乘法”做好持續賦能
“產業鏈現代化發展少不了數字技術、智能技術的加持和支撐。”喬旭表示做好長江大保護，必須多學科聯動，用數據挖掘、人工智能、前瞻性維護和以數據為基礎的流程管理重塑工業體系，讓大數據、云計算、物聯網和區塊鏈等技術大有作為，為長江綠色發展做“乘法”。
目前，南工大正和政府、企業聯手，共同推進人工智能、互聯網、物聯網、大數據等五位一體的江蘇重化工生產大數據中心的建設，利用大數據和人工智能進行實時監控，實現重大危險源、危險工藝裝備、排廢污染等情況的遠程可視、可控、可防。同時通過數據平臺建設，探索挖掘全新的化工產業商業模式，建立行業生態產業鏈園區，完善產業布局，拉動生產力，實現由傳統化工到綠色化工再到智慧化工的轉型升級。
智能技術也為工業本質安全技術提供了可能性。針對化工最小化原則，南工大技術團隊研發推廣了化工生產“堆簇”集成技術。化工生產系統中危險物質數量或能量越少，發生事故的可能性以及造成的危害程度就越小，通過工藝創新和模塊化智能化集裝箱式化工生產裝置建設，使化工生產模式化整為零，實現反應為堆、分離為簇，通過智能集成大量處于相同狀態的厘米尺度反應、分離單元，實現規模化生產。同時利用5G互聯網、微傳感檢測、智能控制技術研發分布式多智能體博弈協同控制及單元故障診斷與容錯控制技術，也可以減少人為失誤，提高裝置可靠性。“應用‘堆簇’集成技術可以避免傳統化工逐級放大的設計模式，及時控制事故發生時的連鎖后果，顛覆高塔林立、釜罐成群的固有業態，實現本質安全環保的同時使化工產業面貌一新。”喬旭目光篤定。
目前，南工大不僅新成立了智能制造研究院，5月19日，應急管理學院也已揭牌，希望通過部省共建等工作為長江大保護貢獻更多靶向性技術，培養更多應用型人才。
湛湛長江水，悠悠工大情。科技賦能長江流域化工產業邁向綠色發展、循環發展、低碳發展、安全發展，真正實現綠水青山和金山銀山相得益彰，將成為一代又一代南工大人的不懈追求，期間也必將書寫出更多長江和南工大的綠色故事。
