王爱杰，哈尔滨工业大学教授、博士生导师，城市水资源与水环境国家重点实验室副主任。入选国家杰青、长江学者奖励计划特聘教授、国际水协会会士、中国发明协会会士等。长期从事污水资源化工程科技研究，支撑5项国家/行业标准编制；创建产学研合作平台11个，推动了污水低碳再生与水质安全协同管控理论与技术的发展。
技术革新，跨越污水资源转化鸿沟
常规工艺难以深度去除水中硝基、偶氮、卤代等毒害有机物。王爱杰研究并率先报道了小幅外电压(0.5-1.0V)加速硝基芳烃定向生物转化和脱毒机制，发现外电压驱动微生物种间电子传递是突破热力学能垒和获得生长能量的关键；发明了通过弱电和微氧(0.1-0.5mg/L)方式定向调控微生物功能酶活性的新方法，大幅加速了有机物脱毒、脱卤、脱色速率，毒害物质解构和转化速率提高2-6倍，从而开辟了工程系统生物活性快速调控和污染物快速降解新途径，丰富和发展了污水厌氧生物处理理论。基于此，发明了系列生物催化材料和弱电、微氧介入型增效处理加速器，建成全球首条加速器生产线，实现了大规模量产。研发出以加速器为核心功能部件的系列复合水解酸化工艺及智能调控系统，获大规模推广应用，攻克了水中占比超过70%的三类典型毒害有机物（硝基、偶氮和卤代物）高效去除和制约污水深度净化的工程难题。
针对硫系毒害污染物的深度去除难题，设计并提出硫系物与碳、氮污染物之间电子转移生成单质硫的调控方法以及多污染物协同去除的工艺原理，开辟了以资源化实现硫系污染物无害化的新路径，创建了硫资源化主导的低耗水处理技术系统，发明了从气、水和污泥中高效提取单质硫的方法及回收装备，硫化物处理负荷超过6.0kg/m3·d，单质硫转化率从常规工艺不足30%提升到90%以上，均达到国际最好水平。编制国家标准，填补行业空白，被国际水协会推荐为“城市可持续水处理系统的代表性成果之一”，与荷兰帕克公司合作，在“一带一路”沿线国家推广应用，实现了市政污水由单纯处理向资源转化的跨越。
上述成果被列为国家鼓励发展的环境保护技术（2010年），入选国家先进污染防治技术目录（2019年），推广应用于海河、淮河等流域污水处理工程。获国家科技进步二等奖（2010年，排名1）、中国专利优秀奖（2018年，排名1）、黑龙江省技术发明一等奖（2009年，排名1）、生态环境部环境保护科技一等奖（2017年，排名1）。
深度脱氮，攻克污水低碳再生难题
我国70%的城市污水因碳和氮的比值低，需依赖外部碳源投加实现总氮深度去除，成本高昂是行业共性难题。针对常规生物脱氮工艺，污水碳源的40%-60%被转移到污泥中或被氧化为CO2，造成碳损失。如何有效利用碳源是污水处理提效的关键。王爱杰突破污泥碳源定向转化利用和精确控碳关键技术难关，发明了污泥快速发酵释放小分子碳源新方法，碳源定向利用于脱氮工艺单元，创建了低碳耗污水深度净化技术系统，实现外加碳源和污泥的同步减量。工程应用表明，出水标准达到一级A时，碳源投加减20%以上，污泥处理成本降低30%以上。
开辟非碳源依赖生物脱氮新途径，创建活性自持污水深度脱氮新工艺和设备系统。为解决常规脱氮工艺过度依赖碳源的工程难题，她研究揭示了硫和铁介导微生物代谢偶联、加速反硝化脱氮的作用机制，提出非碳源依赖型污水深度脱氮技术原理和调控策略，发明了结构与尺寸可控、驱动反硝化脱氮的高活性生物载体及制备方法，设计和研制了系列功能载体产品（注册商标ThiocreF®），建成全球首条生产线和量产设备，可满足年处理污水量2亿吨，创建了ThiocreF®为核心的活性自持污水深度脱氮新工艺（注册商标SADeN®）及设备系统，可满足差异化应用目标需求。在宁晋经开区污水厂建成国际首例零碳耗污水深度脱氮处理工程，运行成本降低50%，温室气体N2O减排显著，该工程入选2020年全国4项工业园区污染物第三方治理典型案例之一。作为中国首座城市污水资源概念厂的主体工艺，SADeN®工艺引领了我国低碳治水新模式，获得业内高度评价，突破了污水低碳再生与水质安全保障难以有效协同的“卡脖子”问题。
上述成果推广应用于全国18省市污水深度处理工程，入选《2020年绿色“一带一路”技术储备库》，2020年获国家技术发明二等奖（排名1）。
智能感知，实现低碳安全智慧运维
针对水处理过程低碳运维和精准调控难题，王爱杰自主研发出机理模型和数据模型驱动的水处理工艺数字孪生技术，在线仿真精准控制系统及算力最小化的多源异构数据挖掘算法，研制出智能水桩等新一代信息化设施，创建了污水厂泛在感知网络和运行状态智能调控体系，应用于全国第一座基于工业4.0的智慧水厂（河南博爱第二污水厂），处理成本降低20%以上，设备故障发生率降低30%，入选2020年中国自动化领域最具影响力工程。
王爱杰长期工作在工程科技一线，学风严谨、品行端正。作为核心专家组成员发起成立国际水协会（IWA）污水资源化分会；是Environ.Res.等国际学术期刊主编和副主编，具有较大的国际影响力；曾获第三届“留学人员报国奖”、黑龙江“青年五四奖章”“当代发明家”等荣誉。牵头“十四五”生物环保产业等国家科技发展战略研究，牵头组建城市水资源与水环境国家重点实验室深圳分室。已培养博士、硕士研究生113名。
