深藍色夾克搭配牛仔褲,略帶棕色的皮膚,凸顯著經常在野外工作的特質。務實、平和,這是浙江大學建筑工程學院教授詹良通給記者的第一印象。十九年來,他帶領團隊奔走于固體廢棄物安全處置與資源化利用的科研與工程實踐之路上,助力國家“無廢城市”和“污染防治攻堅戰”目標的實現,為美麗浙江和社會主義生態文明示范區建設提供了重要技術支撐。
成為垃圾填埋場的治理“能手”
1991年,來自福建山區的詹良通滿懷憧憬地邁進了河海大學的大門,就讀工程地質與水文地質專業,這是他可以服務家鄉建設的理想專業。然而,上大學后的第一個春天,他就收到了痛心的消息:長時間綿綿春雨之后,老家的房子遭遇了山體滑坡。“因為地形地貌及當地習俗原因,老家房子選址在依山傍水的山坡上,交通很不便利,我父母親從建房、修路到維護,辛勞了10年才建成他們理想的家園。”回憶起30年前發生的事情,詹良通仍有傷感,“當時家人沒受傷,但房子嚴重塌陷,不能繼續住了,這是對父母親的沉重打擊。我雖然讀了工程地質專業,當時也無力解決這個問題,父親只好勞心勞力找了另外一塊地重新造了房子。”
從此以后,詹良通對“降雨引發的山地滑坡”這個問題產生了濃厚的興趣。“降雨為什么會引發土體滑坡?”“滑坡的內在機理是什么?”“如何進行有效防治?”帶著一系列疑問,經河海大學報送攻讀讀研究生時,他選擇了土力學研究的前沿方向――非飽和土力學。
1999年,詹良通前往香港科技大學土木與環境工程系繼續圍繞“降雨引發非飽和土滑坡”問題開展博士課題研究。2003年博士畢業后,受著名土力學與巖土工程專家陳云敏院士的邀請,他加入浙江大學環境巖土工程研究團隊。
“當初來浙大,我的內心是猶豫的。”詹良通回憶道,“江浙一帶的地下水位很高,地下大部分是飽和土,與我的研究方向相關性不大。但陳云敏院士告訴我,城市生活垃圾填埋場涉及很多非飽和土問題,垃圾處置是我國城市化發展面臨的難題之一。于是我決心鉆研這一行,為國家城市化發展作一點貢獻。”為此,他以“非飽和垃圾土中水氣運移規律”為主題申請到了國家自然科學基金資助,從此開啟了近20年的攻堅克難之路。
2005年,詹良通深入到蘇州七子山垃圾填埋場開展現場勘查,為該場二期擴建提供工程咨詢;貞浧甬敃r的情景,他依然歷歷在目:隨處可見的垃圾腐爛產生的污水橫流,蚊蟲孳生,臭氣熏天。臟亂臭的環境沒有讓詹良通打退堂鼓,“垃圾填埋場在城市中的作用,就好比家里的廁所,家里的廁所如果這么臟亂臭,那肯定是不行了。”他下定決心,一定要依靠科技解決垃圾填埋場臟亂臭的問題。
抱著這樣的信念,詹良通帶著三個研究生,在現場不分工作日、休息日連續干了一個月,回到學校后繼續開展室內模型試驗和數值模擬分析,最終找到了我國垃圾填埋體中滲濾液水位分布及液氣運移相互阻滯規律;谠撜J識,團隊提出一套“液氣分離立體導排”系統,將多層水平井和深層豎井結合起來,使滲濾液向下排,填埋氣往上抽,液氣分離,各行其道,把填埋場滲濾液水位降低到警戒線以下,從而解決了填埋場易滑坡、滲濾液外溢、填埋氣收集難等問題。據悉,該成果已分別應用于深圳下坪填埋場滑坡治理和杭州天子嶺填埋場治理。其中,杭州天子嶺填埋場高達130m,是世界填埋高度最大的填埋場,目前填埋氣收集率達到90%以上,臭氣擾民問題基本得到消除。
形成填埋場分階段治理技術體系
“你看,眼前的這片用土工膜覆蓋的區域就是杭州天子嶺二期填埋場,下面填了2000多萬噸的垃圾,去年剛剛封場。根據杭州市的發展規劃,要對整個填埋場進行生態治理,5年后建成生態公園,融入半山國家森林公園……”講起垃圾填埋場的未來發展方向,詹良通興致盎然。
詹良通介紹,我國快速城市化遺留27000余座非正規垃圾填埋場,其中浙江現存800多座,占用土地2.5萬畝。隨著城市持續擴展,這些原來地處偏僻的填埋場,現在已有不少樓盤建在附近,有的甚至已被建筑包圍。此類填埋場嚴重影響了周邊居民健康和生活質量,亟需進行無害化治理和場地再利用。
“要找到科學合理的治理方式,首先要對填埋垃圾降解穩定化規律有深入的認識。”詹良通告訴記者,研發團隊針對生活垃圾骨架可降解特性,開展了全球最大尺寸的生化降解模型實驗,獲得了高廚余含量垃圾降解產液、產氣、產污染物及沉降發展曲線;谠囼灲Y果,建立了生活垃圾降解固結理論。利用該理論,揭示了高廚余含量垃圾降解穩定化三階段規律。
“垃圾填埋后即進入快速降解階段,一般維持2年,這是產液、產氣及沉降高峰期。然后進入慢速降解階段,如果是自然降解,該階段要維持20年以上。第三個階段是后穩定化階段,這時候垃圾基本上礦化了,可以對填埋垃圾進行開挖篩分處理及再利用。”詹良通說。
針對我國生活垃圾高廚余含量和高含水率的組成特點,在國家“973”計劃等科研項目支持下,其團隊開展了近十年科技攻關及工程實踐,取得了填埋垃圾降解固結理論及加速穩定化方法等4大創新成果,形成了非正規填埋場治理技術體系。
據介紹,該項目成果已推廣應用于164個填埋場治理工程,在全國進一步推廣應用前景巨大,有望復墾或恢復城市土地面積10萬畝以上,每年的碳減排量達9100萬噸。
2020年,該項目榮獲浙江省科技進步獎一等獎。
結合自身的優勢及基礎做一流的事
從2003年加入陳云敏院士團隊到今天在城市固體廢棄物安全處置、污染防控及資源化利用方面作出重大貢獻,詹良通用了近20年的時間,總結成長的心得,詹良通說,做科研應該結合自身的優勢及基礎做一流的事,所謂一流的事是既有重大社會需求又有重要科學問題的事。
在他看來,工程學科的研究要做到“頂天立地”。研究成果不僅要被國際同行認可,還要解決實際問題,能夠直接服務于經濟社會的發展需要。“在前沿性研究上,我們和發達國家還有一定差距,但是當今國內土木工程學科有一個國外無法比擬的優勢,我國目前仍處于大規模工程建設階段,同時國家生態文明建設和碳達峰碳中和戰略對工程建設提出了更高的要求。我們要從重大工程建設中發現一些新的前沿性的工程科學問題,堅持研究下去,一定會獲得一流的成果。”
“科研路上經常遇到難題,但只要持之以恒地專注,都是可以一個個破解的,破解之路就是創新之路。當初我明確了研究目標后,從查閱文獻到理論分析再到室內外試驗,每一環節都認真對待,期間遇到了諸多難題,只要專注,就能解決。”詹良通說。
當前,全省已經基本實現原生垃圾零填埋,新產生的垃圾被送去垃圾焚燒廠進行焚燒處理。詹良通將大部分精力聚焦于浙江省存量垃圾填埋場的減污降碳治理及生態恢復上。詹良通告訴記者,接下來浙江省要對全省的垃圾填埋場進行調查以及環境風險評估,每個填埋場都要有“一場一策”治理方案,希望他們項目的成果能為浙江省乃至全國的填埋場治理和生態修復提供理論依據和技術支撐。 見習記者 樓昊