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《科学中国人》:水利万物--同济大学教授于水利校友

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《科学中国人》杂志2009年12期2009-12-07报道:
   http://www.scichi.net/shownews.asp?id=1559

   于水利,196210月出生,博士、博士后,现任同济大学教授、博士生导师。1983年毕业于哈尔滨工业大学(原哈尔滨建筑大学)。1986年和1993年分别获得哈尔滨工业大学(原哈尔滨建筑大学)市政工程学科硕士和博士学位。1986年至1998年历任哈尔滨工业大学助教、讲师、副教授、教授,1999年被评为博士生导师,成为哈尔滨工业大学市政环境工程学院当时最年轻的博士生导师,2000年作为访问学者应邀前往日本东京大学从事水的膜分离技术的合作研究。1997年和1998年分别被建设部和黑龙江省授予“有突出贡献的中青年专家”和“优秀中青年专家”称号,1998年获“霍英东教育基金(研究类)”,2000年获“黑龙江省杰出青年基金”,2001年获“高校青年教师奖”,2008年成为国家“科技创新团队”成员。

   漫漫求索路

   1979年,17岁的于水利离开了位于文化名城山东省荣城市的家乡,踏上了北上的征程,这一走就是几十年。  

   当时,刚刚度过十年浩劫的神州大地,百废待兴,1978年全国科学大会的召开更是鼓舞了无数科研工作者奋发的热情,恰如春风拂过大地,科学迎来了属于它的春天。恢复高考后,于水利更加珍惜这来之不易的学习机会,高考时他以优异的成绩考入了哈尔滨建筑大学(后并入哈尔滨工业大学),成为给水排水专业中年龄最小的学生。本科毕业后,他又以优异的成绩考取了本校市政工程学科的硕士研究生。随着研究领域的拓展,于水利发现自己对研究工作的兴趣越来越浓厚,从此坚定了走科学研究之路的人生目标。也正是对科研事业的向往,激发着于水利巨大的学习热情,他不遗余力地学习,这个习惯一直保持着几十年,他将时间和汗水都献给了他所热爱的科研工作。  

   1986年于水利顺利获得硕士学位后留校,成为市政与环境工程系给水排水教研室的讲师,1989年于水利又考取了哈尔滨建筑大学市政工程学科在职博士生,又开始了他热爱的水处理技术研究工作。  

   1993年3月,于水利以优异的成绩获得了博士学位。在攻读博士学位期间,于水利发表论文10余篇。在学术上不断取得成就的于水利,1995年破格晋升为副教授,1998年破格晋升为教授,并被任命为给水排水教研室主任,1999年被评为博士生导师,2000年哈尔滨建筑大学与哈尔滨工业大学合并,于水利被任命为哈尔滨工业大学市政工程系系主任。这一项项荣誉的背后,是刻苦钻研的精神和对科研事业付出的艰辛与汗水,以及一颗坚韧执着的心。  

   科研攻关  

   二十世纪八十年代初,刚刚迎来改革开放的华夏大地呈现出许多对经济发展与生态环境的影响认识不足的问题,在以经济建设为中心的旗帜下,许多人忽视了资源与环境的问题,盲目的追求经济,引发了水资源短缺、水环境污染等一系列问题。但于水利是个例外,他很了解国外经济发展的历程,充分认识到了水资源在经济发展和生态保护中的重要地位,并且他的专业就是要和水打交道的。于是大学本科一毕业,于水利就选择了以水处理药剂开发作为研究生学习的研究方向。勤奋加上热情,使得于水利还在攻读硕士研究生时,就研究出了活化硅酸净水剂。这项技术解决了东北地区低温低浊水处理困难的难题,目前已广泛在我国东北地区、华北地区得到应用。  

   为了使处理后的饮用水是安全健康的,于水利又开始研究对人类和环境友好的净水剂。他发现骨胶可以作为净水剂使用,并且无毒无害。于是,他率先对骨胶的性质及其净水效能进行了研究,并成功地将其应用于水处理中,目前骨胶已广泛应用于各种水处理系统,特别是应用在浊度较高的水处理中。同样是净水剂的研究,早在上世纪八十年代初,于水利就开始将聚丙烯酰胺改性,使其处于最佳的净水性状的研究了。研究成果一出,不仅减少了聚丙烯酰胺的投放量,降低了水处理的成本,还起到了非常好的净水效果,为聚丙烯酰胺推广应用奠定了基础。目前,他研究的新型“绿色”混凝剂--聚合硅铁也受到国内外水处理界的广泛关注,申请的国家发明专利“一种氧化型聚合硅铁及其制备方法”目前已获批准。  

   1990年至1995年,于水利作为骨干参加了国家攻关课题"最优投药设备与控制系统"研究,该项目通过了国家科技部鉴定,并获得了建设部科技进步一等奖。其中于水利负责研制的"絮凝检测仪"1997年被评为国家级重点新产品。该装置对悬浊颗粒检测的分辨率高、可靠性好、操作简便,特别是其可以对大量悬浊颗粒在线连续检测,便于"联机"操作,而传统的方法只是间歇地测定单个粒子的行为,在线检测困难。絮凝检测仪已经在高浊度水投药控制、含油废水、高炉洗涤废水以及污泥化学调理等的投药中得到广泛应用,平均可节省药剂费约35%左右。  

   高浊度水投药控制技术一直被国内外水处理领域关注,但难题始终没有解决。对此,于水利毫不畏惧,知难而进,博士研究工作义无反顾地选择了这一难度很大的课题进行攻关,与李圭白院士一起首次发明了以检测高浊度水絮凝程度为基础,运用了现代化控制技术理论的高浊度水投药控制技术,并建立了相应的控制系统和控制理论。该技术与传统的数学模型法比,只需检测絮凝程度一个参数,组成简单,可靠性高,控制的精度好。该成果鉴定时,受到国内知名专家一致好评,认为属国内外首创,居国际领先水平。1996年,该成果获国家科技发明三等奖,作为获奖代表,于水利出席了在北京举行的全国科技奖励大会,受到江泽民、李鹏、胡锦涛等领导人的接见。  

   学术贯通  

   在水处理上取得巨大成就的于水利,并没有止步于此。他还把学术上的融会贯通带到科研工作中来,展开了更多与专业相关领域的研究。

   1996年于水利得到国家自然科学基金的资助,研究新的高浊度水絮凝研究方法。于水利首次提出以絮凝颗粒粒径为指标研究高浊度水絮凝的新方法,一改以往以浑液面沉速为指标进行的方法。研究中首次发现,絮凝体粒径与浑液面沉速线性相关。而高浊度水絮凝颗粒粒径可由絮凝检测仪快速、准确、方便地检测出来。另外,由于絮凝颗粒粒径测量可以"联机"操作,便于用计算机对检测数据进行处理,使得高浊度水絮凝研究更科学化,更精密化。  

   于水利从事的高效旋扰流组合涡混合、反应理论与技术研究受到霍英东教育基金会的青睐,1998年该基金会决定资助该项目1.85万美元,使该项目研究进展更加顺利。开发出了新一代的“高效旋扰流组合涡混合、反应装置”,建立了组合涡传质的混合反应新理论,为混合反应研究开辟新的途径。该技术获得了两项国家专利。该装置2001年在大庆供水公司应用,2002年在江苏新海发电有限公司应用,结果表明,该技术较目前的网格式混合反应设备,处理效果提高30%-45%。并且该技术适应高浊度水、含藻水、悬浮物含量高等水源水,对水量变化的适应性强,占地面积小。  

   在于水利的众多研究中,他应用纳米技术研究出的高通量、抗污染膜,以及研究成功的膜与其他分离技术组合处理工艺倍受人们的关注,并获得国家科技部创新基金、国家教育部优秀青年教师教学科研奖励基金、国家973及国家863的联合资助。目前,该技术已获6项国家发明专利,其中“采油废水降矿化度技术”在第十八届全国发明展览会上获得金奖,还有8项专利目前正在申请中。该技术已经开始应用于水的深度净化处理和采油废水处理,并产生了很好的效果,既能保证净化水质,同时费用还较低。目前大庆石油公司已经计划应用于水利研制的抗污染膜,建设一座处理能力为9778吨/日的含聚污水深度处理站。  

   现在,随着学术造诣的日渐深厚,以及承担起指导培养后续人才的责任,于水利的研究方向逐渐拓宽到混凝理论与技术、透光脉动法悬浊颗粒在线检测技术与系统、水的膜分离技术以及脱磷脱氮理论与工艺等方向。他在混凝及其投药控制研究方面取得了重大、创造性的成就。在膜分离技术等方面的研究达到国内领先、国际先进水平。  

   水善利万物而不争,这恰似于水利性格的概括。在这条与水有关的道路上,于水利是个成功者,而孕育成功的背后是他的汗水、辛劳和热血,还有那孜孜以求、自强不息的奋斗精神,这种为科技事业献身的毅力正是于水利如水精神的写照。于水利教授几十年如一日的奉献换来的是汩汩清澈的甘泉。我们衷心祝愿于水利教授在这条有关“水”的科研道路上越走越远!