中空纖維膜提升水處理能力

　　主持：陶璐璐
    嘉賓：中國環境科學學會理事、天津工業大學黨委書記 張宏偉
    “我國城市污水排放量每年可達450多億立方米，九成以上的污水未經處理或有效處理就直接排放掉，水污染又加劇了水資源的進一步短缺，形成了惡性循環。對于我國目前200多個城市缺水、40多個城市嚴重缺水的現狀來說，科學的水處理迫在眉睫。”水處理中空纖維膜材料集成技術及其應用研究項目的帶頭人、天津工業大學校黨委書記張宏偉如是說。
　　日益嚴峻的水資源短缺形勢，已經成為制約我國經濟和社會發展的瓶頸之一。膜技術是2l世紀最具發展前景的高新技術之一，已成為水資源產業中不可缺少的一項重要技術，水環境的嚴重惡化和嚴重短缺問題，使膜技術在水處理方面的應用成為各個國家研究和發展的方向和目標。水處理中空纖維膜材料集成技術的研發應用正是我國在水處理能力方面的一次重大提升。
　　四大創新點縮短與國際水平差距主持人：作為我國水處理方面重要的自主研發項目，請您簡單介紹一下水處理中空纖維膜材料集成技術的立項背景。
　　張宏偉：膜技術是國內外公認的最具發展前景的高新技術，實現膜技術的技術集成化、設施裝備化、工程規模化、操作自動化是膜產業界的發展趨勢。國際上膜法深度處理回用系統占城市污水處理回用系統的95%以上。在節約使用有限淡水資源的同時，更需要提高污水循環利用率，因此，我國膜技術在水資源再利用領域的應用面臨巨大的市場空間。
　　主持人：此前，國內外膜技術在水處理中遇有哪些技術瓶頸，該項目如何突破這些瓶頸？
　　張宏偉：目前我國膜技術應用推廣時間還較短，現有市場份額小，大多數工程仍采用進口膜組件，使用國內具有自主知識產權膜產品的大型工程比較少。針對這些情況，我們開發出具有完全獨立知識產權的、世界先進水平的民族品牌膜材料集成及應用技術顯得尤為重要。
　　在膜技術的規模化應用中，我們要解決抗污染、低能耗膜法水處理過程的關鍵集成技術，完善大型工程技術裝備標準化和系列化、工程應用技術標準化和規范化問題。為縮短國產膜產品與國外產品的差距，我們一方面從原始創新入手，融合并發揮環境工程、化工分離技術、功能材料等學科綜合優勢，包括應用基礎研究、工程化放大、產業化應用。另一方面，我們依托具有自主知識產權的高性能中空纖維膜材料，開發出適于面向水處理的中空纖維膜材料集成技術及應用技術。
　　主持人：與以往的膜技術相比，該項目的創新點有哪些？
　　張宏偉：我們這個項目的創新點主要體現在四個方面：一是研發了大通量、高抗污染、功能化的膜材料及組件，與傳統膜組件相比，通量提高20%以上，能耗水平降低15%以上；二是采用輻射接枝技術制備了大通量高抗污染聚偏氟乙烯PVDF中空纖維膜，抗污染性較傳統技術提高50%以上；三是采用超聲技術與小波信號分析相結合（UTDR），為膜污染的量化監測及控制提供了先進的分析手段，使國產膜污染實時監測技術達到了國際先進水平；四是設計了模塊化的連續膜過濾（CMF）、低耗型的浸入式連續膜過濾（S-CMF）、集成膜生物反應器（ISMBR），實現了各領域水處理的高效應用。
　　提供個性化解決方案成本低于國外同類產品主持人：企業使用這項技術的成本如何？對企業規模等方面是否有特殊要求？
　　張宏偉：我們這個項目屬于面向工程應用的技術集成開發，通過不同領域及層次的核心技術組成，可以按照不同的企業及用戶要求提出解決方案，因此，可滿足不同規模和要求的企業，其成本要遠低于國外同類產品。
　　主持人：該項目是否已進入工業化階段？
　　張宏偉：多年來，天津工業大學和天津膜天膜科技股份有限公司著力在中空纖維分離膜組件、裝備及其裝置應用技術等方面開展基礎和工程化及開發應用研究。2004年天津膜天膜科技股份有限公司完成國家計委產業化示范工程項目，建成年產300萬平方米、亞洲規模最大的溶液紡聚偏氟乙烯中空纖維膜生產示范基地。
　　我們的項目于2003年開始，在國家973計劃、863計劃及天津市科技創新基金的支持下，對面向水處理的系列化、成套化的高性能國產中空纖維膜組件、膜裝備，及配套控制運行技術進行攻關，從應用基礎研究、工程化放大、產業化及應用等方面進行了系統的研究與開發，已成功應用于數十項國家和省部級示范工程及企業項目。
　　主持人：到目前為止，該項目取得了哪些經濟和社會效益？
　　張宏偉：目前世界分離膜市場規模已超過100億美元，在各種超/微濾膜市場中，中空纖維膜產品已超過70%。其市場前景十分廣闊，天津工業大學及天津膜天膜科技股份有限公司具有自主知識產權的中空纖維膜材料、組件、裝備及運行控制方法，對膜技術產業的發展起到了重要作用，攻克國產膜技術在規模化應用中的關鍵技術，加速產品系列化，形成工程化成套化技術和裝備，提升整個膜行業技術水平，推動膜技術產業化的快速發展。
　　該項目研發成果已成功應用于新加坡UNITED ENVIROTECH LTD公司、榮成鋼鐵集團、泰達新水源、空港物流加工區、梅花味精集團等數十項國家和省部級示范工程及企業項目。其水處理量達到2.5億立方米/年，在建項目1億立方米/年，有力提升了我國中空纖維膜材料和水處理的技術水平。
　　天津膜天膜科技有限公司2008年銷售中空纖維分離膜組件共計360套，銷售相關成套水處理裝備13套，實現銷售收入3812萬元；2009年銷售相關膜組件590套，銷售相關成套水處理裝備28套，實現銷售收入4756萬元；2010年銷售相關膜組件870套，銷售相關成套水處理裝備43套，實現銷售收入7265萬元。