3月27-28日，“2025（第二十三屆）水業(yè)戰(zhàn)略論壇”在北京召開。會上，哈爾濱工業(yè)大學(xué)環(huán)境學(xué)院院長梁恒以“膜在市政污水處理領(lǐng)域的應(yīng)用思考”。從技術(shù)突破與產(chǎn)學(xué)研融合雙視角，剖析市政污水處理的未來方向。

梁恒指出，中國特色的高等工程教育應(yīng)與產(chǎn)業(yè)需求深度綁定。若脫離行業(yè)實(shí)際發(fā)展技術(shù)原理，將難以突破“卡脖子”難題；而產(chǎn)業(yè)界需為人才培養(yǎng)指明方向，推動知識結(jié)構(gòu)從單一專業(yè)向綜合交叉轉(zhuǎn)型。他強(qiáng)調(diào)產(chǎn)學(xué)研合作不能止步于技術(shù)輸出，而應(yīng)以“人才團(tuán)隊(duì)”為核心，構(gòu)建“共同培育-價值共創(chuàng)”的長期生態(tài)。

會上，梁恒從膜技術(shù)的存量突破、增量突破、變量突破以及產(chǎn)學(xué)研的質(zhì)量突破多方面進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

梁恒

01場景創(chuàng)新+材料創(chuàng)新+交叉創(chuàng)新，膜技術(shù)突破的核心路徑

存量時代，場景創(chuàng)新成為核心突破口。梁恒指出，當(dāng)前多數(shù)污水處理工藝均面臨著降碳的難題。傳統(tǒng)工程評價體系偏重于污染物去除效果，而新型環(huán)境治理理念需在場景創(chuàng)新中綜合評價工程的能耗、藥耗、水耗、人力以及直接排放等。

膜技術(shù)如何實(shí)現(xiàn)增量突破，關(guān)鍵在于材料創(chuàng)新。傳統(tǒng)材料的研發(fā)路徑，單純依賴組件優(yōu)化等已難實(shí)現(xiàn)通量與分離效率的跨越式提升。梁恒提出“+材料”多學(xué)科交叉——材料基因組工程，與材料性能相關(guān)的因素被定義為聚合物的“基因”，通過基因組合或編輯設(shè)計出虛擬聚合物，建立的聚合物結(jié)構(gòu)-性質(zhì)關(guān)系，預(yù)測“虛擬聚合物”性質(zhì)。根據(jù)性能需求進(jìn)行篩選，并采用實(shí)驗(yàn)或理論計算驗(yàn)證結(jié)果可靠性。

變量突破的實(shí)現(xiàn)路徑需立足交叉創(chuàng)新。

作為以化學(xué)、生物學(xué)科為基礎(chǔ)的技術(shù)，當(dāng)前膜技術(shù)的性能瓶頸本質(zhì)上源于化學(xué)原理認(rèn)知的局限性，梁恒提出采用“+化學(xué)”多學(xué)科交叉——定向、有序、可控的合成化學(xué)，通過大環(huán)分子的有序排列制備具有定向結(jié)構(gòu)的亞納米級孔隙膜，相比無序排列的高壓膜，可提高一個數(shù)量級的通量和數(shù)倍的分離效能，是未來高性能膜領(lǐng)域的發(fā)展方向。

人工智能技術(shù)的融合正為膜法水處理帶來革命性運(yùn)營范式。“+Al”多學(xué)科交叉——大數(shù)據(jù)與自主學(xué)習(xí)控制膜污染，使機(jī)器學(xué)習(xí)已應(yīng)用于水質(zhì)預(yù)測、水質(zhì)毒性評估、水處理參數(shù)調(diào)控、水處理效能評估等，增強(qiáng)膜法水處理技術(shù)運(yùn)行效果并降低能耗，為其智能化發(fā)展帶來新見解。

02邊界創(chuàng)新，產(chǎn)學(xué)研質(zhì)量突破的要點(diǎn)所在

當(dāng)前，企業(yè)普遍面臨技術(shù)升級壓力，希望通過引入"接近成熟"的技術(shù)實(shí)現(xiàn)快速突破。梁恒表示，高校科研團(tuán)隊(duì)更傾向通過校企場景共建實(shí)現(xiàn)技術(shù)孵化。

現(xiàn)代高等教育正經(jīng)歷從“專業(yè)精深”向“通識化”“寬口徑”的轉(zhuǎn)變。這種轉(zhuǎn)變導(dǎo)致專業(yè)教育呈現(xiàn)"廣度增加、深度優(yōu)化"的特征，要求人才培養(yǎng)更加注重跨學(xué)科融合能力。

學(xué)科發(fā)展也經(jīng)歷著深刻變革，傳統(tǒng)上以解決實(shí)際問題為導(dǎo)向的學(xué)科體系，已逐步轉(zhuǎn)向以科學(xué)原理探究為核心的基礎(chǔ)研究深化，同時突破學(xué)科壁壘形成多領(lǐng)域交叉創(chuàng)新網(wǎng)絡(luò)。這種轉(zhuǎn)變不僅體現(xiàn)在學(xué)科定位上，更表現(xiàn)為化學(xué)、材料、計算機(jī)等學(xué)科的深度融合。與之相應(yīng)的科研組織模式也從“揭榜掛帥”式的單點(diǎn)突破轉(zhuǎn)向跨學(xué)科技術(shù)集成，通過整合不同領(lǐng)域技術(shù)背景實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新要素的系統(tǒng)性重組，加速科研成果的產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。

在專業(yè)體系重構(gòu)、學(xué)科范式轉(zhuǎn)型、科研模式創(chuàng)新的三重驅(qū)動下，新型水務(wù)領(lǐng)域的產(chǎn)學(xué)研融合亟需突破傳統(tǒng)路徑依賴。梁恒表示，新型水務(wù)產(chǎn)學(xué)研融合不能僅僅是既有升級這種簡單的解決問題的模式，取而代之的應(yīng)是以“人才團(tuán)隊(duì)”為核心的創(chuàng)新生態(tài)構(gòu)建。這種轉(zhuǎn)變要求將合作重心從等待成熟技術(shù)輸出轉(zhuǎn)向“共同培育-價值共創(chuàng)”的長期共生關(guān)系，通過遴選具備戰(zhàn)略視野與資源整合能力的領(lǐng)軍人才，搭建優(yōu)質(zhì)資源集聚平臺，形成“人才篩選-團(tuán)隊(duì)培育-平臺賦能”的協(xié)同機(jī)制。

高等工程教育作為工程科學(xué)的重要載體，其發(fā)展必須與環(huán)境產(chǎn)業(yè)變革形成深度共振。在“雙碳”戰(zhàn)略與人工智能技術(shù)雙重驅(qū)動的時代背景下，高等教育機(jī)構(gòu)亟需打破傳統(tǒng)象牙塔式發(fā)展模式，構(gòu)建與產(chǎn)業(yè)需求動態(tài)適配的人才培養(yǎng)體系。

梁恒表示，面對這種變革，高等教育與環(huán)境產(chǎn)業(yè)需共同構(gòu)建三維協(xié)同機(jī)制：一是建立雙向知識更新通道，形成"理論-實(shí)踐"的螺旋式知識迭代；二是打造能力融合平臺，培育既懂工藝流程又通曉數(shù)字孿生技術(shù)的復(fù)合型人才；三是構(gòu)建場景優(yōu)化的產(chǎn)品化體系，借助數(shù)字孿生技術(shù)將傳統(tǒng)“黑箱”式環(huán)境治理系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為可觀測、可干預(yù)的透明化場景，通過實(shí)時數(shù)據(jù)反饋實(shí)現(xiàn)工藝優(yōu)化、能耗管控的持續(xù)迭代。

編輯：李丹