心系環(huán)境至高遠(yuǎn) 千帆過盡守初心
——記福建工程學(xué)院生態(tài)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院院長(zhǎng)劉心中

王德通

劉心中指導(dǎo)學(xué)生開展研究工作

近30多年來，隨著人類社會(huì)的發(fā)展，人們?cè)趧?chuàng)造空前巨大的物質(zhì)財(cái)富和前所未有的社會(huì)文明的同時(shí)，也在不斷破壞其賴以生存的環(huán)境。廢棄物不斷增加，資源不斷減少……世界各國(guó)所面臨的經(jīng)濟(jì)發(fā)展和資源短缺的矛盾，正在日益凸顯。在這一現(xiàn)狀之下，如何有效地提高再生資源綜合利用與廢棄物資源化水平，防止環(huán)境污染，改進(jìn)生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)社會(huì)和經(jīng)濟(jì)健康、穩(wěn)定、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展，成為困擾當(dāng)前國(guó)家與社會(huì)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急。

“用之不覺，失之難存”，這便是人們對(duì)于環(huán)境資源的最大感受。作為一名長(zhǎng)期堅(jiān)守在環(huán)境工程領(lǐng)域的研究學(xué)者，福建工程學(xué)院生態(tài)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院院長(zhǎng)、環(huán)境工程學(xué)科學(xué)術(shù)帶頭人劉心中對(duì)此體會(huì)尤為深刻。30余載的環(huán)境工程研究領(lǐng)域的探索攻堅(jiān)路，他領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)在廢棄物資源化工程、環(huán)境污染化學(xué)、環(huán)保材料等方向中，做出了一系列有代表性的科研成果，為福建省乃至全國(guó)的環(huán)境工程領(lǐng)域問題提供了技術(shù)借鑒。

積累歷練，從北至南孜孜不倦

凡是走過，必留痕跡。從武漢到山東再到福建……劉心中的研究腳步遍布了中國(guó)的多個(gè)城市。雖然地點(diǎn)一直在變換，但是他對(duì)科研的熱情卻歷久彌堅(jiān)。從研究中汲取營(yíng)養(yǎng)，積累科學(xué)經(jīng)驗(yàn)，劉心中在30余年的科研之旅中形成了深厚的積淀，這些經(jīng)歷裝點(diǎn)了他的生活，讓他更明確了自己未來的奮斗方向。

1980年9月，劉心中以優(yōu)異的成績(jī)考入武漢理工大學(xué)非金屬選礦專業(yè)。本科畢業(yè)后，劉心中選擇步入工作崗位，他先后在山東建材學(xué)院、淄博學(xué)院、山東理工大學(xué)從事教學(xué)以及科研工作，并擔(dān)任教研室主任、資源與環(huán)境工程研究所所長(zhǎng)、科研科科長(zhǎng)、系副主任、副院長(zhǎng)等職。這段期間，劉心中將研究方向擴(kuò)展到了環(huán)境工程領(lǐng)域，通過多年的研究歷練，他在科研技能及科研視野方面有了長(zhǎng)足的進(jìn)步，因其優(yōu)秀的創(chuàng)新成果，還獲得了淄博市十大科技啟明星、淄博市第六屆青年科技獎(jiǎng)、山東省千名知名技術(shù)專家等榮譽(yù)稱號(hào)。

科學(xué)研究需要更為廣闊的天地來施展抱負(fù)，從事科研以來，劉心中一直在挑戰(zhàn)著自己的無限可能。2004年9月，劉心中決心南下追逐科研夢(mèng)想，來到了福建工程學(xué)院展開了全新的科研征程。

“結(jié)合地方發(fā)展所需，致力于產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，將研究成果利用最大化”一直是劉心中前行的目標(biāo)。依托福建省室內(nèi)環(huán)境工程技術(shù)研究中心和綠色節(jié)能環(huán)境材料福建省高校工程研究中心2個(gè)省級(jí)科研創(chuàng)新平臺(tái)，針對(duì)福建省在環(huán)境工程領(lǐng)域所存在的一系列問題，劉心中在福建工程學(xué)院開展了環(huán)境材料制備、固體廢棄物資源化、水和氣中污染物去除等實(shí)驗(yàn)研究。15年有余，他一直在這一方向中持續(xù)奔跑著。

產(chǎn)學(xué)結(jié)合，廢物利用與綠色節(jié)能并行

隨著我國(guó)工業(yè)進(jìn)程的逐漸加快，污水、污泥等污染物也開始大幅增長(zhǎng)。如何將這些污染物進(jìn)行科學(xué)化處理，將其變廢為寶，實(shí)現(xiàn)資源利用的最大化，是劉心中及其研究團(tuán)隊(duì)多年來的重點(diǎn)研究方向。

我國(guó)市政污泥年產(chǎn)量3015.9萬噸，當(dāng)前主要處置方式為填埋、堆肥、焚燒等，80%未能資源化利用，一直是污水處理廠的沉重負(fù)擔(dān)、環(huán)境治理的頑疾。2016年，我國(guó)墻材用量約10億立方米，利用污泥制備保溫墻材，既能消納市政污泥、改善建筑性能，還可利用污泥熱值、節(jié)省燒結(jié)燃料，是市政污泥處置的優(yōu)選策略。

在這一現(xiàn)狀之下，劉心中領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)展開了“市政污泥均化制備自保溫綠色墻材的關(guān)鍵技術(shù)與產(chǎn)業(yè)化”研究。在這一項(xiàng)目中，他們圍繞污泥脫水改性難、均化配料難、薄壁成型難的3個(gè)關(guān)鍵問題，展開了相關(guān)探索。經(jīng)過多年產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，他們創(chuàng)新開發(fā)了原料制備的核心技術(shù)，攻克了砌塊配料設(shè)計(jì)、薄壁大孔洞率成型機(jī)組及成套工藝技術(shù)，突破了市政污泥制備自保溫綠色墻材的技術(shù)障礙。

功夫不負(fù)有心人，項(xiàng)目成果獲國(guó)家發(fā)明專利8項(xiàng)，實(shí)用新型專利2項(xiàng)；編制國(guó)家、地方、行業(yè)和企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)9項(xiàng)；公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文8篇（SCI收錄5篇）。自2014年起，整體技術(shù)在福建、山東、黑龍江3省4家企業(yè)應(yīng)用，取得了可觀的經(jīng)濟(jì)效益與社會(huì)效益：年消納市政污泥、粉煤灰和建筑廢棄物120余萬噸，節(jié)省占用土地100畝以上，創(chuàng)造直接產(chǎn)值4.8億元，新增利潤(rùn)1.2億元，成為污水處理廠、建材生產(chǎn)和裝備制造業(yè)的新生效益增長(zhǎng)點(diǎn)。這一項(xiàng)目，還獲得了2017年度福建省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

綠色室內(nèi)環(huán)境的營(yíng)造與多種因素相關(guān)，其中綠色節(jié)能建材便是關(guān)鍵的一環(huán)。一方面，當(dāng)前建筑能耗占全社會(huì)總能耗的40%，且逐年上升；另一方面，居民住宅和商業(yè)用房的剛性需求不斷攀升，這都對(duì)綠色節(jié)能建材制造提出更高要求。

循環(huán)流化床燃燒是新興潔凈燃煤技術(shù)，因其適應(yīng)性廣、污染排放低、熱效率高等優(yōu)勢(shì)，必將取代傳統(tǒng)燃煤方式。當(dāng)前，我國(guó)每年排放的流化床粉煤灰量約8000萬噸，需超2萬畝的存放土地，利用該類粉煤灰制造蒸壓多孔磚和加氣混凝土砌塊，不僅能減少環(huán)境污染，而且更能有效減少建筑能耗。但是，循環(huán)流化床粉煤灰與傳統(tǒng)粉煤灰相比較，粒徑大、二氧化硅和氧化鋁活性低，且含有較多硬石膏，導(dǎo)致水化過程中形成大量鈣礬石，造成砌塊體積膨脹、強(qiáng)度降低等問題，而國(guó)內(nèi)相關(guān)技術(shù)研究滯后，被國(guó)外公司技術(shù)壟斷。破解循環(huán)流化床粉煤灰建材化技術(shù)，是國(guó)內(nèi)該類企業(yè)的迫切期望，也是劉心中等環(huán)境工程領(lǐng)域科研人員的目標(biāo)所在。在“循環(huán)流化床粉煤灰建材資源化關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用”項(xiàng)目中，他們就這一問題展開了持續(xù)攻關(guān)。

在這一項(xiàng)目中，他們?cè)谌〉醚h(huán)流化床粉煤灰特性、水硬化機(jī)理的基礎(chǔ)上，著力研發(fā)了新型節(jié)能建材核心技術(shù)。經(jīng)過多年的技術(shù)攻關(guān)與產(chǎn)學(xué)合作，他們突破了循環(huán)流化床粉煤灰資源化的技術(shù)瓶頸，多項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)達(dá)到業(yè)界先進(jìn)水平，形成系列自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。編制標(biāo)準(zhǔn)6項(xiàng)，申請(qǐng)專利10項(xiàng)，獲得國(guó)家授權(quán)發(fā)明專利5項(xiàng)，實(shí)用新型專利2項(xiàng)。整體技術(shù)自2010年起與相關(guān)公司合作應(yīng)用以來，產(chǎn)值約10億元，僅近3年，合計(jì)新增產(chǎn)值超5億元，新增稅收約4000萬元。每年消納循環(huán)流化床粉煤灰超70萬噸、節(jié)省約200畝存放土地，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益顯著。相關(guān)研究成果獲得了2016年度福建省科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)。

有志于此，乘風(fēng)破浪不懈前行

心中有夢(mèng)，砥礪前行。轉(zhuǎn)眼間，劉心中已來到福建近10余個(gè)年頭。漫漫科研攻堅(jiān)路，到底遇到過多少困難，劉心中也早已記不清了。其實(shí)，從最初選擇步入科研的道路以來，劉心中就做好了一切準(zhǔn)備。在他看來，一切困難與磨難，都是自己成長(zhǎng)之路上不可多得的財(cái)富，這些磨礪，讓他能更快速地成長(zhǎng)，并將他成功鍛造成為了一名更為成熟的科研人。

多年來，劉心中時(shí)刻堅(jiān)守著身為一名環(huán)境工程領(lǐng)域科研人的使命，結(jié)合福建省在廢棄物資源化及環(huán)境污染化學(xué)領(lǐng)域的現(xiàn)狀，他先后承擔(dān)了國(guó)家自然科學(xué)基金、福建省重點(diǎn)項(xiàng)目、福建省自然科學(xué)基金、企業(yè)橫向科研項(xiàng)目30余項(xiàng)。在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物和會(huì)議上發(fā)表論文30余篇，申請(qǐng)國(guó)家專利19項(xiàng)。相關(guān)成果獲省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)2項(xiàng)，省教學(xué)成果獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng)、省級(jí)精品在線共享課程1門，為福建省環(huán)境工程領(lǐng)域的發(fā)展做出了積極貢獻(xiàn)。

心系環(huán)境至高遠(yuǎn)，千帆過盡守初心?，F(xiàn)如今，作為福建工程學(xué)院生態(tài)環(huán)境與城市建設(shè)學(xué)院院長(zhǎng)，環(huán)境工程學(xué)科學(xué)術(shù)帶頭人，博士生導(dǎo)師，福建省新世紀(jì)百千萬人才工程人選，國(guó)務(wù)院政府特殊津貼專家……劉心中肩上的責(zé)任也愈發(fā)沉重了。雖然已過知天命的年紀(jì)，但他心中的科研熱情與能量依舊旺盛，今后，他還將領(lǐng)導(dǎo)團(tuán)隊(duì)在福建這片沃土之上，在廢棄物資源化利用及環(huán)境污染化學(xué)方向中做出更多原創(chuàng)性科研成果，用科研來為社會(huì)發(fā)展以及人民生活做出貢獻(xiàn)！