海歸力量 “圳”在閃耀｜王文昭：死磕污水處理的“微生物調控師”
深圳新聞網2023-12-14 10:01北京
【編者按】
萬川匯海，又聚鵬城。作為人才隊伍的重要組成部分，海歸已成為推動深圳經濟社會發展的新銳力量。他們朝氣蓬勃，凝聚前沿的思想與智慧，為“鵬城號”破浪前行注入了不竭的創新動力。
2023年，深圳歐美同學會聯合深圳新聞網推出“海歸力量 ‘圳’在閃耀”專欄，聚焦海歸的成長、創業、奮斗過程，講述他們在深圳閃閃發光的人生故事。本期采訪嘉賓是福瑞萊環�？萍迹ㄉ钲冢┕煞萦邢薰綜EO王文昭。
深圳新聞網2023年12月13日訊（記者 趙文碩）“微生物技術應用非常廣泛，為什么要死磕污水處理這個領域？”在這些年的研發和市場拓展中，王文昭不斷地被問到這個問題。
“污水處理是污染物進入環境后降低其帶來影響的必經過程，是守護生物安全的重要屏障，也是提升人居環境的有效措施。人居環境提升是國家的戰略需求，然而，受氣候變化的影響，人類社會受到生物安全相關的威脅越來越頻繁，因人居環境改善和生物安全防護的關系密不可分，導致人居環境改善工作的壓力也越來越大，而且我國相關方面的起步較晚，基礎設施相對薄弱，行業創新技術與科研人員較缺乏。”王文昭堅定地說，“通過生物科技，重塑污水處理這個傳統行業，為韌性城鄉建設、人居環境提升提供新的基礎和選項，就是難且對的事情。”
在從事微生物領域研究近二十年間，王文昭專注于微生物群體調控技術在環境、農業、健康等領域的研發與應用。經過多年的研發與探索，王文昭帶領團隊將微生物群體調控技術率先應用在環境領域，解決了中小微型污水處理設施生物穩定性差、泥水分離難等行業痛點、難點問題。
奇妙的微生物領域研究生涯
2007年3月，三位來自日本宇都宮大學的教授來東華大學環境學院開展講座，其中一位極具日本外貌特征的年輕教授-池田教授操著流利的日式英語，生動地講述細菌之間是如何相互交流，單細胞的低等微生物如何通過信號發送與感知識別周邊是伙伴還是敵人，并改變發光與否、聚集或散開等一系列行為。那是正在攻讀碩士學位的王文昭第一次接觸微生物學，他立刻被這個極其有趣的現象和池田教授極富吸引力的演講深深地攫住了。半年后，王文昭踏上了飛往東京的飛機，開啟了自己的微生物調控研究生涯。
從日本宇都宮大學博士畢業后，王文昭赴賓夕法尼亞州立大學生物膜工學實驗室，繼續研究基于微生物群落的三維調控的立體智能生物反應器，進一步提高微生物調控精度和自由度。
2013年9月，王文昭回國加入中科院深圳先進技術研究院（簡稱“深圳先進院”），致力于把微生物群體調控技術推向實際應用場景。為了響應國家雙創的號召，進一步打通研究人員從科研到產業化的路徑，深圳先進院成立了創客學院。深圳濃厚的創新創業氛圍深深地影響著王文昭，2015年，在創客學院的支持和孵化下，王文昭創立了福瑞萊公司。
一直以來，小微型污水處理生物反應器存在生物穩定性差、泥水分離難等行業瓶頸問題，以至于污水處理率、有效運維率都不高，這也導致污水處理行業難以脫離其工程屬性。
那有沒有可能通過微生物行為調控來控制污水處理反應器的不同階段，從而增強其系統穩定性呢？這個大膽的想法讓王文昭非常興奮。然而，國內外對這方面的研究還處于理論階段，實踐經驗非常少。
不畏困難，說干就干！王文昭帶領科研團隊從污水處理廠、土壤、植物、海洋等篩選出數千種具備信號干預能力的微生物。通過進一步反復地培養、檢測、評估、驗證，最終成功篩選出100余種具有廣泛適應性且適合基因改造的目標功能菌株，王文昭稱其為“指揮官”微生物，再通過高分子材料對這些“指揮官”微生物進行充分的保護和固定。王文昭團隊驚喜地發現，通過調整、控制微生物的聚集、分散行為，再輔助以特定的流道設計，能夠非常突出地改善污水處理反應器的生物穩定性。
如今，王文昭的團隊已經積累了數千株能夠適應不同水質特點的“指揮官”，調控最終成功將微生物群體調控技術引入水處理行業，使小微污水處理設施在較為粗獷的情景下穩定運行成為可能。
王文昭研發工作中。
微生物固定技術取得重大突破并獲得權威認可
從技術上來講，微生物應用技術主要靠經驗進行精準地控制，“如何將實驗室的功能系統應用到宏觀的工程環境”則變成了一個巨大的挑戰。這個挑戰中最重要的一個環節就是，微生物如何在一個半開放的環境當中穩定地生存下來。
經過大量的研究、實驗，王文昭團隊最終通過微生物菌群固定化技術實現微生物在宏觀環境的穩定固定。該項固定化技術的突破，為微生物群體調控技術推向實際應用奠定了堅實的基礎，將污水中難降解的有機物、氨氮、總氮高效去除，推動污水治理降本增效，更是高效解決了小微型污水處理設施生物穩定性差、泥水分離難的瓶頸問題。
在歐美同學會首屆“雙創”大賽全國總決賽上，離網式污水處理智慧解決方案榮獲一等獎，這項殊榮給王文昭團隊帶來了極大的鼓勵，也是對環保行業、鄉村振興產業的支持和肯定。王文昭相信，這將會鼓舞更多創業者基于技術創新，滿足國家戰略性需求，創造社會價值和商業價值。
用顛覆以往的技術挑戰固有思維
過去，污水處理主要采用傳統管網集中的方式統一收集、統一處理，從設計規范、建設施工、運營維護等都有嚴格、完善的流程。這種管網集中收集、處理的方式非常適合大中城市這種高密度居住區，但以農村為代表的地區，大多居住區比較分散，有些地區地勢落差大，管網建設存在成本高、建設周期長、施工難度較大的難題，且拿資金、征地等環節也令人棘手。除此之外，還有城市中老舊城中村、山體公園、別墅區等區域，同樣存在管網建設難、污水收集難的難題。
如何打通污水處理系統的“最后一公里”？針對農村、城市等中低密度居住區的人居環境提升問題，王文昭在行業內首次提出了離網式污水處理智慧解決方案，為簡化、優化“污水處理”的難題，提供了破題路徑。
王文昭研發工作中。
何為離網式污水處理智慧解決方案？王文昭介紹說，“即盡可能主動地在污水產生源頭、在最小單元進行就地處理后達標排放或回用的污水處理方式，連通前期規劃、建設實施、運營維護全過程管理。”
離網式污水處理是不同于以往的新概念，要面對的是一個行業思維定式。
在創業的初期，王文昭把大量的時間和精力投入到與行業固有思維定式的挑戰中，每當向客戶介紹離網式污水處理時，他收到更多的回復是“用管網集中收集吧”“我們不計劃采用新的解決方案”……而王文昭能做的就是通過產品創新、技術創新、模式創新，用一個個成功實踐的案例去說話，逐步讓客戶接受新的理念與模式，讓市場認可。
王文昭還帶領團隊開發了基于GIS和AI智能規劃系統的“紅蜂系統”，自主研發融合物聯網、云計算、大數據、人工智能等技術的“鳳巢運維系統”，以Panda-Box、Bee-Box兩個系列生物反應器為核心處理單元，促進污水處理行業從“工程設計”主導向真正的“智能裝備”主導進化。
在深圳創業氛圍影響下誕生的企業家
王文昭說，“如果沒有來到深圳，沒有加盟深圳先進院，我可能就只是一名科研人員，不會選擇創業。”
“深圳市是一個對創新非常包容的城市，對于新技術的包容度很高，能讓新技術得到快速的應用，這一點對于創新型企業而言是非常重要的支持。”王文昭介紹說，除以上之外，深圳的市政建設、配套服務以及便民設施等各個方面都相對完善，也讓他感受到了較高的居民幸福指數。
王文昭表示，深圳的營商環境一直都走在全國前列，鼓勵創新與自主創業，為人才提供了豐富的科技創新支持、貸款貼息支持、租金優惠等，還提供各種各樣的知識獲取渠道、傳播宣講、創新展示的平臺與機會，包括對外交流的機會。“深圳擁有更加完善的法治環境、更加開放的國際環境、更富競爭力的城市環境，而那些頗具吸引力的人才引入制度，都為科研人員深入國家實際需求開展創業給予了極大的支持，讓創業者非常有信心與底氣。”
2023年廣東青年海歸嘉年華活動主題演講。
王文昭介紹說，當前，環境領域正在快速地從“設計－施工”主導型向“技術－裝備”主導型進化，小型化、分布式、標準化的大規模盛行給小微型生物反應器帶來前所未有的機遇。
接下來，王文昭將把工作重心聚焦于研發領域，將“AI+微生物”深度融合，重點開展微生物大規模菌群高通量分離和重構的科研工作，讓生物反應器進一步智能、精準、可控，“把生物反應器做得更小，讓污水處理效率實現10倍、100倍、1000倍數量級提升！”
（本文圖片由受訪者提供）
