生產(chǎn)和生活中被排放掉的廢水，經(jīng)過一種特制“膜”的處理，就成為可以再次利用的水。這種經(jīng)過膜法處理的水，可以作為城市景觀用水，也可以作為企業(yè)冷卻用水。原本被排放掉的廢水，經(jīng)過這種膜的處理，創(chuàng)造了新的價值，既節(jié)約了水資源，又降低了生產(chǎn)成本。這種膜是天津工業(yè)大學黨委書記張宏偉教授帶領(lǐng)團隊完成的。2013年1月18日，在國家科技獎頒獎大會上，他主持完成的“高性能聚偏氟乙烯中空纖維膜制備及在污水資源化應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)”項目獲得國家技術(shù)發(fā)明獎二等獎，該項目主要成果指標達到了國際先進水平，使我國在水處理領(lǐng)域走在了世界前列。
我國是世界上水資源最匱乏的國家之一，污水資源化是解決我國缺水現(xiàn)狀的重要途徑。膜技術(shù)是21世紀最具發(fā)展前景的高新技術(shù)之一，但存在膜通量小、強度低、抗污染性差和膜分離裝置效率低、能耗高等問題。為破解這些難題，張宏偉教授帶領(lǐng)科研團隊開展了科研攻關(guān)，制備出高性能聚偏氟乙烯中空纖維膜，并解決了在污水資源化應(yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù)，打破了該領(lǐng)域長期被國外壟斷的局面，鞏固了“膜世界”至高點。天津膜天膜公司應(yīng)用該技術(shù)成果建成了國內(nèi)最早300萬m2/年高性能PVDF中空纖維膜產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)線，公司于2009年被國家發(fā)改委確立為“國家高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化示范工程”基地。
“這個項目涉及紡織、化纖、環(huán)境、化工、材料、機械、自動控制、水利等多個學科，單靠一個專業(yè)解決不了問題。” 張宏偉教授作為項目的主持人，把天津工業(yè)大學相關(guān)學科的科技人員組合在一起，利用項目平臺開展攻關(guān)。通過基礎(chǔ)研究、工程化放大、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，成功把學校在紡織、纖維材料學科上的優(yōu)勢應(yīng)用到水處理領(lǐng)域，形成了面對水處理的中空纖維膜集成技術(shù)。
該項目主要技術(shù)發(fā)明點包括：發(fā)明了高性能PVDF中空纖維膜制備技術(shù)及生產(chǎn)裝備，解決了傳統(tǒng)制膜方法無法兼顧大通量與高強度的世界性難題，實現(xiàn)了高性能PVDF中空纖維膜的產(chǎn)業(yè)化；發(fā)明了高效率、低能耗污水回用連續(xù)膜過濾裝置，使連續(xù)膜過濾裝置能耗降低10~20%；發(fā)明了高效率PVDF中空纖維膜生物反應(yīng)器集成技術(shù)；發(fā)明了高性能PVDF中空纖維膜污染控制技術(shù)，解決了中空纖維膜污染難以在線監(jiān)測與控制的難題，開發(fā)了雙向膜清洗技術(shù)顯著提高了膜分離系統(tǒng)運行的效率和穩(wěn)定性。
該研究成果具有自主知識產(chǎn)權(quán)，整體技術(shù)達到國際先進水平，主持制訂國家標準1項，獲得授權(quán)發(fā)明專利18項，發(fā)表論文85篇，其中SCI、EI收錄43篇。該研究成果已廣泛應(yīng)用于鄂爾多斯、新加坡UNITED ENVIROTECH LTD、榮成鋼鐵集團、泰達新水源、空港物流加工區(qū)、梅花味精集團等12個日處理量達萬噸級以上國家、省部級示范工程，年生產(chǎn)再生水2.3億噸，年節(jié)約用水成本4億元以上。該研究成果全面提升了我國膜制備及污水回用技術(shù)水平，促進了行業(yè)的技術(shù)進步和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化，為水資源的循環(huán)利用提供了新的有效途徑，取得了重大經(jīng)濟和社會效益。
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