本刊記者 陳 浩

參加研討會留影

專家簡介：

焦緯洲，中北大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院教授，博士生導(dǎo)師。2016年榮獲侯德榜化工科學(xué)技術(shù)獎、科學(xué)中國人（2016）年度人物。2013年入選山西省學(xué)術(shù)技術(shù)帶頭人、山西省高等學(xué)校優(yōu)秀青年學(xué)術(shù)帶頭人和山西省高等學(xué)校131領(lǐng)軍人才工程。他是山西省優(yōu)秀博士學(xué)位論文獲得者，中國環(huán)境科學(xué)學(xué)會高級會員。擔(dān)任山西省化學(xué)會常務(wù)理事、山西省低碳科技發(fā)展研究會理事、Journal of Nanoscience & Nanotechnology Research主編。圍繞國家節(jié)能減排重大需求，以超重力技術(shù)為依托，焦緯洲重點(diǎn)開展了超重力環(huán)境下流體力學(xué)與傳遞過程、氣體凈化與多相分離、多相快速反應(yīng)等領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)研究，在氣體凈化、廢水處理、乳化技術(shù)等方面形成了特色和優(yōu)勢，并取得了一定的創(chuàng)新性研究成果。

習(xí)近平總書記說，綠水青山就是金山銀山！

建設(shè)生態(tài)文明是關(guān)系人民福祉、關(guān)乎民族未來的大計，是實現(xiàn)中華民族偉大復(fù)興中國夢的重要內(nèi)容。過去幾十年來，中國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展取得了翻天覆地的歷史性成就，但同時由于高耗能、高污染、高排放的問題也承受著資源環(huán)境方面的代價。資源緊缺、環(huán)境污染、生態(tài)失衡等一系列問題已成為制約我國經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的瓶頸。人民對于“青山綠水”的需求已成為重要的民生問題。

習(xí)近平總書記不止一次地公開表示，生態(tài)環(huán)境與人民生活息息相關(guān)。環(huán)境就是民生，青山就是美麗，藍(lán)天也是幸福！這表明了黨和國家對于如何更好造福人民、提升全面小康含金量的深刻思考和高度重視，更是對于科技工作者提出了通過科技創(chuàng)新和體制機(jī)制創(chuàng)新，加大環(huán)境污染綜合治理，加快推進(jìn)生態(tài)保護(hù)修復(fù)，全面促進(jìn)節(jié)能減排，完善生態(tài)文明制度體系，形成人和自然和諧發(fā)展的現(xiàn)代化建設(shè)新格局所肩負(fù)的重要使命和職責(zé)。

民之所望，士之所擔(dān)。在這條艱苦卓絕的攻關(guān)路途上，涌現(xiàn)出了一批業(yè)務(wù)過硬，勇于創(chuàng)新，具有家國擔(dān)當(dāng)?shù)目茖W(xué)家，他們圍繞國家節(jié)能減排和生態(tài)治理的重大需求，把文章寫在祖國的大地上，把科技成果應(yīng)用在實現(xiàn)現(xiàn)代化強(qiáng)國的建設(shè)中。

焦緯洲，就是這些“不忘初心，砥礪前行”的科學(xué)家中一位年輕有為的佼佼者。

一場報告讓他走上科研之路

在我國的化工領(lǐng)域，有一項權(quán)威獎項是侯德榜化工獎，主要表彰那些在研究開發(fā)和技術(shù)改造實踐中，勇于創(chuàng)新，做出重要貢獻(xiàn)并已取得重大經(jīng)濟(jì)效益和社會效益的研究者。該獎項每年表彰一次，每次表彰人數(shù)不超過40名，在該領(lǐng)域從業(yè)者心中具有沉甸甸的分量。

焦緯洲于2016年站在侯德榜化工獎領(lǐng)獎臺上時只有35歲，身為中北大學(xué)最年輕的教授之一，他已經(jīng)作為山西省的學(xué)科技術(shù)帶頭人扎根中西部十余年。以超重力技術(shù)為依托，焦緯洲開展了一系列的基礎(chǔ)科學(xué)問題和關(guān)鍵技術(shù)研究，在氣體凈化、廢水處理等方面形成了特色和優(yōu)勢，并取得了一定的創(chuàng)新性研究成果。

能夠獲此殊榮足以證明他所做的工作在專家眼里得到了高度認(rèn)可?！半m然地處偏遠(yuǎn)的中西部，但我們一直在努力，為化工添磚加瓦貢獻(xiàn)自己的力量?！苯咕曋奕缡钦f，未來他希望自己的科研工作能做得更好、更大、更強(qiáng)，為習(xí)近平總書記在氣候變化巴黎大會上向全世界承諾的《巴黎協(xié)定》所規(guī)定的“國家自主貢獻(xiàn)”目標(biāo)完成盡自己一份力量。

2003年，焦緯洲從華北工學(xué)院（分校）化學(xué)工程與工藝專業(yè)畢業(yè)時經(jīng)歷過一段短暫的迷茫。畢業(yè)時他在天津的一個研究所找了份工作，同時他也報考了研究生。

“那份工作不錯，我先簽了工作，但是考研成績出來之后發(fā)現(xiàn)我也考上了研究生?！苯咕曋拚f，那時他很矛盾，不知道是應(yīng)該去工作還是去讀研，陷入到一種幸福的煩惱之中。正在這時，他有幸聽了一場學(xué)術(shù)報告?！奥犃藞蟾婧?，讓我對科研有了更深一步的認(rèn)識。覺得通過科研，能夠把自己所學(xué)到的東西轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力，在社會上得到更多的應(yīng)用?！北豢蒲械镊攘λ鄯慕咕曋抻谑枪麛噙x擇了讀研，而那位作報告的老師——劉有智，后來也成了他的導(dǎo)師。

2003年9月，焦緯洲來到了中北大學(xué)化學(xué)工藝專業(yè)攻讀碩士。從此以后，他便與中北大學(xué)結(jié)下了不解之緣，不僅在這里讀完了博士，還在這里工作，取得了許多科研成果。而他的導(dǎo)師劉有智在科研上嚴(yán)謹(jǐn)、創(chuàng)新的治學(xué)態(tài)度、學(xué)術(shù)思想等都對他產(chǎn)生了深刻的影響。

“隨著學(xué)習(xí)的深入，我對化工產(chǎn)生了越來越濃厚的興趣。”焦緯洲告訴記者，“如果沒有化工，就沒有化肥，那么我們吃飯都成問題；如果沒有化工，也就沒有化纖，那么我們穿衣也成問題?！?/p>

憑借自己的努力，焦緯洲在工作上不斷突破。僅僅一年時間，他就成為山西省超重力化工工程技術(shù)研究中心副主任，之后又連續(xù)被破格提拔為副教授、教授?，F(xiàn)在他已成為中北大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)科學(xué)術(shù)帶頭人。

截至到目前，焦緯洲主持國家自然科學(xué)基金2項、山西省優(yōu)秀青年基金等科研項目18項。在國內(nèi)外重要學(xué)術(shù)期刊公開發(fā)表論文120多篇，其中被SCI、EI收錄近60篇，專著1部，《超重力裝置》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1部，申報國家發(fā)明專利89件（授權(quán)56件）；獲國家科技進(jìn)步獎二等獎1項、山西省科技進(jìn)步獎二等獎2項、山西省科學(xué)技術(shù)發(fā)明獎二等獎1項等。

不積跬步，無以至千里。焦緯洲一步一步走到現(xiàn)在，能取得如此的成就，離不開這些年來日日夜夜加班加點(diǎn)廢寢忘食的積累。他坦誠，本科畢業(yè)時選擇讀研究生，只是順?biāo)兄郏?dāng)時并沒有多么高大的理想，也沒有一個目標(biāo)。但是隨著時間的推移，自己對所做事情的意義和價值有了更深的理解，對科研的興趣也越來越濃厚?！耙膊粌H僅是興趣，更多的還是感覺到身上有了一種作為科研人員為國為家的責(zé)任?！苯咕曋奕缡钦f。

三項技術(shù)成為他的驕傲

從2003年開始，焦緯洲將自己完全置身于超重力的世界中，跟隨導(dǎo)師致力于超重力多相流傳質(zhì)與化學(xué)反應(yīng)的基礎(chǔ)與應(yīng)用研究。

“超重力是個平臺技術(shù)?！苯咕曋藿忉尩溃皞鹘y(tǒng)的化工技術(shù)都是在重力場下完成的。而我們是把所有的化工過程放在超重力環(huán)境中完成。”將化工過程放在超重力下進(jìn)行，這就產(chǎn)生了一個全新的概念和思路，為當(dāng)今的化學(xué)工業(yè)注入了新的活力。超重力技術(shù)作為新型過程強(qiáng)化技術(shù)，與傳統(tǒng)化工技術(shù)相比，具有傳遞效率高、設(shè)備體積小、占地少、氣相壓降小、液體利用率高、能耗低等優(yōu)勢。該技術(shù)實現(xiàn)了節(jié)能減排降耗及資源有效利用，成為大型化工裝置小型化、微型化的核心技術(shù)，可用于一些傳統(tǒng)技術(shù)不能勝任的場合。因此被喻為“化學(xué)工業(yè)的晶體管”。

“如果把科研過程比喻為人類的成長過程，那么超重力領(lǐng)域的研究還處于幼兒階段。”焦緯洲告訴記者，超重力研究至今只有30多年的歷史。但由于超重力化工具備多種優(yōu)勢，因此作為化工過程強(qiáng)化領(lǐng)域的一個分支，被歐美發(fā)達(dá)國家列為優(yōu)先發(fā)展的領(lǐng)域。

近些年來，中國、印度、巴西等許多發(fā)展中國家也廣泛展開了超重力化工的研究，取得了眾多成果?！笆澜绲某亓ρ芯恐行模敛豢鋸埖卣f是在中國。”焦緯洲說，中國是一個發(fā)展中國家，對化工的需求非常大。因此在超重力領(lǐng)域，中國的研究發(fā)展得很好?！爱?dāng)歐美發(fā)達(dá)國家的科研人員看到中國已經(jīng)將那么多超重力技術(shù)應(yīng)用于生產(chǎn)，并且在節(jié)能減排中取得非常好的效果，都非常驚訝。”

在超重力化工領(lǐng)域，焦緯洲及其團(tuán)隊所涉及的內(nèi)容非常廣泛，而且技術(shù)都比較前沿，在很多方面都有工程案例，在氣體凈化、乳化柴油、廢水處理等方面形成了一定的特色和優(yōu)勢。

在所有學(xué)術(shù)成績中，焦緯洲最看重的可以概括為三大技術(shù)。

第一項是超重力場專用規(guī)整填料與超重力脫氨除濕技術(shù)。根據(jù)超重力場下錯流旋轉(zhuǎn)床的氣液傳質(zhì)特性和對填料結(jié)構(gòu)動平衡性的要求，焦緯洲提出了超重力旋轉(zhuǎn)床規(guī)整填料的設(shè)計思想，研制出了新型規(guī)整填料——多孔波紋板規(guī)整填料?！岸嗫撞y板規(guī)整填料彌補(bǔ)了散裝填料動平衡性差、傳質(zhì)效率低、阻力損失高等不足。”焦緯洲說，“我們還對其流體力學(xué)和傳質(zhì)性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究表明：氣相壓降低、傳質(zhì)系數(shù)高，比塔高1～2個數(shù)量級?！苯咕曋薜倪@項研究成果發(fā)表在了化工類國際三大權(quán)威期刊之一的Ind.Eng.Chem.Res.上。

焦緯洲曾是中北大學(xué)最年輕的教授

第二項是超重力連續(xù)制備甲醇柴油乳化燃料技術(shù)。近些年來，世界各地的石油資源日趨短缺，而環(huán)境污染卻日益嚴(yán)重，因此發(fā)展低排放代油燃料成為趨勢。甲醇柴油乳化燃料作為一種節(jié)能、環(huán)保燃料，是比較理想的代油燃料，已引起了世界各國的重視。但是制備甲醇柴油乳化燃料的技術(shù)還不是很完善。

“影響制備乳化柴油性能的兩個關(guān)鍵因素是乳化劑和乳化裝置?！苯咕曋拚f，圍繞這個思路，他開發(fā)了超重力連續(xù)制備甲醇柴油乳化燃料技術(shù)?！拔覀冞€首次將超重力環(huán)境下甲醇乳化柴油的制備過程劃定為撞擊流初始乳化、旋轉(zhuǎn)填料床強(qiáng)化乳化和壁面反濺完善乳化等3個乳化過程，建立了流體質(zhì)點(diǎn)在撞擊區(qū)和旋轉(zhuǎn)填料區(qū)的流體速度場分布，論證了撞擊流—旋轉(zhuǎn)填料床制備甲醇乳化柴油的科學(xué)性?！苯咕曋拮院赖卣f。

焦緯洲的自豪是有原因的，他開發(fā)的超重力連續(xù)制備甲醇柴油乳化燃料技術(shù)獲得了國家自然科學(xué)基金資助，授權(quán)國家發(fā)明專利4件?；谶@些研究，他還寫出了專著《超重力強(qiáng)化甲醇柴油乳化燃料制備技術(shù)》，于2013年由國防工業(yè)出版社出版。

第三項技術(shù)是超重力技術(shù)強(qiáng)化臭氧傳質(zhì)。在有機(jī)廢水處理領(lǐng)域，基于臭氧的高級氧化技術(shù)具有反應(yīng)速率快、處理效率高、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，成為世界各地科學(xué)家研究的熱點(diǎn)?！暗浅粞醮嬖谒苄圆畹葐栴}，而大多數(shù)有機(jī)物的臭氧氧化反應(yīng)受臭氧在水中的傳質(zhì)過程控制或氧化反應(yīng)和傳質(zhì)過程同時控制?！苯咕曋抟会樢娧刂赋?，“所以如何有效提高氣液接觸面積和加快相界面更新速率，對于提高臭氧溶解速率和在廢水處理領(lǐng)域的應(yīng)用具有非常重要的意義?！?/p>

認(rèn)清了癥結(jié)所在，接下來的工作就好辦多了。焦緯洲從強(qiáng)化臭氧傳質(zhì)機(jī)理出發(fā)，通過耦合雙氧水、超聲、電解等技術(shù)，促使臭氧與其耦合產(chǎn)生氧化能力更強(qiáng)的羥基自由基·OH，以提高有機(jī)污染物的降解效能。焦緯洲解釋：“與傳統(tǒng)曝氣反應(yīng)器相比，超重力強(qiáng)化臭氧耦合雙氧水可將硝基苯廢水的COD和硝基苯的去除率分別提高22.9%和23.3%；超重力協(xié)同超聲促進(jìn)臭氧氣體進(jìn)入空化氣泡，并在超聲空化泡內(nèi)熱解產(chǎn)生大量的·OH，使以O(shè)3直接反應(yīng)轉(zhuǎn)化為以·OH氧化有機(jī)物的更快更強(qiáng)的反應(yīng)，提高其臭氧利用率和氧化能力?！?/p>

焦緯洲的這項技術(shù)發(fā)明申報國家發(fā)明專利26件，授權(quán)12件，并且在一些著名學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表學(xué)術(shù)論文28篇。基于以上研究，2017年，焦緯洲及其團(tuán)隊在化工學(xué)科國際權(quán)威學(xué)術(shù)刊物Chem.Eng. J.上發(fā)表了首篇關(guān)于超重力強(qiáng)化廢水處理的綜述性文章，提出了“超重力+X”的思路，通過耦合電解、臭氧氧化等過程，實現(xiàn)超重力強(qiáng)化各類廢水的高效分離，并對超重力技術(shù)在廢水處理領(lǐng)域面臨的挑戰(zhàn)和展望進(jìn)行了闡述，為推進(jìn)廢水處理工業(yè)化提供重要的參考和理論依據(jù)。

能夠?qū)ⅰ爱a(chǎn)—學(xué)—研—用”相結(jié)合，幾乎是所有科研工作者的夢想，但這對于焦緯洲來說已經(jīng)夢想成真了?！拔覀兯龅捻椖慷际钱a(chǎn)學(xué)研的結(jié)果?！苯咕曋拚f，“企業(yè)有了技術(shù)難題到我們這里（高校）來交流，我們對此進(jìn)行實驗，覺得技術(shù)難題解決之后，再把實驗裝備拉到企業(yè)現(xiàn)場由他們決定是否可用，最終把這項技術(shù)轉(zhuǎn)換為生產(chǎn)力?！彪S著國家環(huán)保標(biāo)準(zhǔn)的提高，傳統(tǒng)的除塵、脫硫等設(shè)備在處理效果方面已不能滿足新的環(huán)保要求，而中北大學(xué)的超重力技術(shù)在節(jié)能減排方面表現(xiàn)得十分搶眼，在大氣PM2.5源頭治理上大有可為，理念得到廣泛認(rèn)可。

如今焦緯洲的多項研究成果都得到了應(yīng)用，其中超重力脫硫技術(shù)、超重力脫氨除濕工程、超重力VOC凈化技術(shù)等在四川平武錳業(yè)集團(tuán)、天脊集團(tuán)等地成功實現(xiàn)工業(yè)化，節(jié)能減排效果顯著。

焦緯洲作為團(tuán)隊核心成員，執(zhí)筆完成了山西省現(xiàn)代化工節(jié)能減排協(xié)同創(chuàng)新基地、超重力化工過程山西省重點(diǎn)實驗室、超重力化工環(huán)保產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新戰(zhàn)略聯(lián)盟、山西省超重力化工過程強(qiáng)化重點(diǎn)科技創(chuàng)新團(tuán)隊、山西省“1331工程”化學(xué)工程與技術(shù)優(yōu)勢特色學(xué)科等科研平臺的申報、論證等工作并成功獲批。

“我們實驗室已經(jīng)成為中北大學(xué)的一個窗口。”焦緯洲頗為自豪，“現(xiàn)在有很多企業(yè)、單位來找我們合作。”

和學(xué)生們的合影

在學(xué)與教中領(lǐng)悟科研魅力

2016年初，焦緯洲遠(yuǎn)赴美國，在弗吉尼亞理工大學(xué)做了一年的訪問學(xué)者。他在美國主要是做水處理，這也是他近幾年集中科研力量正在做的事。

“在美國，我主要做的是把微生物燃料電池應(yīng)用于水處理中?！辈贿^焦緯洲認(rèn)為，在國外更重要的是拓展視野，使團(tuán)隊的研究領(lǐng)域更加寬廣。他發(fā)現(xiàn)，在美國廢水處理更多應(yīng)用于生活廢水、城市廢水，但工業(yè)廢水、重金屬等應(yīng)用得非常少，這可能與發(fā)達(dá)國家的環(huán)境有關(guān)。而在發(fā)展中國家，工業(yè)廢水、重金屬處理的應(yīng)用研究則有更大的市場需求。

令人羨慕的是，在美國短短一年的時間，焦緯洲就在化工類的頂級期刊上發(fā)表了超重力強(qiáng)化廢水處理的文章。這對于焦緯洲來說意義重大，因為他的研究得到頂級期刊的認(rèn)可、得到業(yè)界的認(rèn)可。“這幾年所作的廢水處理工作，讓世界有所了解，讓更多人認(rèn)識到我們所作的工作?！苯咕曋拚f，這對他來說更有意義。

2017年初從美國剛一回來，焦緯洲又一頭扎進(jìn)了繁忙的工作中。他做科研的同時還要帶學(xué)生，而對于如何培養(yǎng)學(xué)生，焦緯洲有一套自己的理論。

“對于本科生，我會把自己實踐的體會告訴學(xué)生，讓學(xué)生感受到自己所研究的課題實際上與現(xiàn)實應(yīng)用并不遠(yuǎn)?！苯咕曋拚f，這會讓學(xué)生有一種感覺——化工就在身邊。他認(rèn)為，本科生主要是提高用已有知識分析問題、解決問題的能力。

而對研究生，焦緯洲的要求就要嚴(yán)格許多。“研究生遇到問題，要在學(xué)中干、干中學(xué)，要更多提高拓展思維的能力?！苯咕曋薷嬖V記者。此外，他們的團(tuán)隊每周六雷打不動都會有學(xué)術(shù)報告，他都會讓學(xué)生去聽。1年40周學(xué)術(shù)活動，每周至少2學(xué)時，3年就是240學(xué)時，這算是很大一門課。

“另外，做任何事情首先要學(xué)會做人。要團(tuán)結(jié)、相互支持?！苯咕曋迯?qiáng)調(diào)。

“我大學(xué)畢業(yè)的時候，我的老師給的留言寄語是：學(xué)習(xí)者是苦行僧、學(xué)習(xí)者是登山人、學(xué)習(xí)者是航海家、學(xué)習(xí)者更是享受者——享受高度帶來的遼闊，享受富集帶來的深遠(yuǎn)，享受專一擁有的擁有，享受因享受而體會的喜悅。因為享受，堅持學(xué)習(xí)?！闭劦阶约旱膶W(xué)生，焦緯洲想起了自己的老師，正如老師當(dāng)年的寄語，他一步步走向科研事業(yè)，他希望將這種精神也能傳承給自己的學(xué)生。

路漫漫其修遠(yuǎn)兮，回顧自己這么多年的科研求索之路，焦緯洲不禁向記者感慨，科研是苦行僧的日子，科研也是興趣使然的東西?？蒲兄肥且粭l光明與黑暗并存的路。每一個科研工作者都是探路者，都是苦行僧。他永遠(yuǎn)不知道科研之路上有什么在等待著他。如果說，智慧和汗水讓他有所收獲、有所成績，這個時候是最讓人開心的。

“就如我們所做的超重力技術(shù)，如果能把自己所做的東西真正轉(zhuǎn)化成生產(chǎn)力，能給企業(yè)帶來福音，能給國家和人民換回綠水青山，那么，這就是我最開心的事情。”焦緯洲說這話時擲地有聲，“希望能夠通過我的科研成果，讓藍(lán)天常在、青山常在、綠水常在，讓孩子們都能生活在良好的生態(tài)環(huán)境之中，這就是我的中國夢！”