主持:陶璐璐
嘉賓:中國環(huán)境科學學會理事、天津工業(yè)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(jīng)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(huán)。對于我國目前200多個城市缺水、40多個城市嚴重缺水的現(xiàn)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(shù)及其應(yīng)用研究項目的帶頭人、天津工業(yè)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(jīng)成為制約我國經(jīng)濟和社會發(fā)展的瓶頸之一。膜技術(shù)是2l世紀最具發(fā)展前景的高新技術(shù)之一,已成為水資源產(chǎn)業(yè)中不可缺少的一項重要技術(shù),水環(huán)境的嚴重惡化和嚴重短缺問題,使膜技術(shù)在水處理方面的應(yīng)用成為各個國家研究和發(fā)展的方向和目標。水處理中空纖維膜材料集成技術(shù)的研發(fā)應(yīng)用正是我國在水處理能力方面的一次重大提升。
四大創(chuàng)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(fā)項目,請您簡單介紹一下水處理中空纖維膜材料集成技術(shù)的立項背景。
張宏偉:膜技術(shù)是國內(nèi)外公認的最具發(fā)展前景的高新技術(shù),實現(xiàn)膜技術(shù)的技術(shù)集成化、設(shè)施裝備化、工程規(guī)?;?、操作自動化是膜產(chǎn)業(yè)界的發(fā)展趨勢。國際上膜法深度處理回用系統(tǒng)占城市污水處理回用系統(tǒng)的95%以上。在節(jié)約使用有限淡水資源的同時,更需要提高污水循環(huán)利用率,因此,我國膜技術(shù)在水資源再利用領(lǐng)域的應(yīng)用面臨巨大的市場空間。
主持人:此前,國內(nèi)外膜技術(shù)在水處理中遇有哪些技術(shù)瓶頸,該項目如何突破這些瓶頸?
張宏偉:目前我國膜技術(shù)應(yīng)用推廣時間還較短,現(xiàn)有市場份額小,大多數(shù)工程仍采用進口膜組件,使用國內(nèi)具有自主知識產(chǎn)權(quán)膜產(chǎn)品的大型工程比較少。針對這些情況,我們開發(fā)出具有完全獨立知識產(chǎn)權(quán)的、世界先進水平的民族品牌膜材料集成及應(yīng)用技術(shù)顯得尤為重要。
在膜技術(shù)的規(guī)模化應(yīng)用中,我們要解決抗污染、低能耗膜法水處理過程的關(guān)鍵集成技術(shù),完善大型工程技術(shù)裝備標準化和系列化、工程應(yīng)用技術(shù)標準化和規(guī)范化問題。為縮短國產(chǎn)膜產(chǎn)品與國外產(chǎn)品的差距,我們一方面從原始創(chuàng)新入手,融合并發(fā)揮環(huán)境工程、化工分離技術(shù)、功能材料等學科綜合優(yōu)勢,包括應(yīng)用基礎(chǔ)研究、工程化放大、產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。另一方面,我們依托具有自主知識產(chǎn)權(quán)的高性能中空纖維膜材料,開發(fā)出適于面向水處理的中空纖維膜材料集成技術(shù)及應(yīng)用技術(shù)。
主持人:與以往的膜技術(shù)相比,該項目的創(chuàng)新點有哪些?
張宏偉:我們這個項目的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在四個方面:一是研發(fā)了大通量、高抗污染、功能化的膜材料及組件,與傳統(tǒng)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(shù)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(tǒng)技術(shù)提高50%以上;三是采用超聲技術(shù)與小波信號分析相結(jié)合(UTDR),為膜污染的量化監(jiān)測及控制提供了先進的分析手段,使國產(chǎn)膜污染實時監(jiān)測技術(shù)達到了國際先進水平;四是設(shè)計了模塊化的連續(xù)膜過濾(CMF)、低耗型的浸入式連續(xù)膜過濾(S-CMF)、集成膜生物反應(yīng)器(ISMBR),實現(xiàn)了各領(lǐng)域水處理的高效應(yīng)用。
提供個性化解決方案成本低于國外同類產(chǎn)品主持人:企業(yè)使用這項技術(shù)的成本如何?對企業(yè)規(guī)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(yīng)用的技術(shù)集成開發(fā),通過不同領(lǐng)域及層次的核心技術(shù)組成,可以按照不同的企業(yè)及用戶要求提出解決方案,因此,可滿足不同規(guī)模和要求的企業(yè),其成本要遠低于國外同類產(chǎn)品。
主持人:該項目是否已進入工業(yè)化階段?
張宏偉:多年來,天津工業(yè)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(yīng)用技術(shù)等方面開展基礎(chǔ)和工程化及開發(fā)應(yīng)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(chǎn)業(yè)化示范工程項目,建成年產(chǎn)300萬平方米、亞洲規(guī)模最大的溶液紡聚偏氟乙烯中空纖維膜生產(chǎn)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(chuàng)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(chǎn)中空纖維膜組件、膜裝備,及配套控制運行技術(shù)進行攻關(guān),從應(yīng)用基礎(chǔ)研究、工程化放大、產(chǎn)業(yè)化及應(yīng)用等方面進行了系統(tǒng)的研究與開發(fā),已成功應(yīng)用于數(shù)十項國家和省部級示范工程及企業(yè)項目。
主持人:到目前為止,該項目取得了哪些經(jīng)濟和社會效益?
張宏偉:目前世界分離膜市場規(guī)模已超過100億美元,在各種超/微濾膜市場中,中空纖維膜產(chǎn)品已超過70%。其市場前景十分廣闊,天津工業(yè)大學及天津膜天膜科技股份有限公司具有自主知識產(chǎn)權(quán)的中空纖維膜材料、組件、裝備及運行控制方法,對膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了重要作用,攻克國產(chǎn)膜技術(shù)在規(guī)?;瘧?yīng)用中的關(guān)鍵技術(shù),加速產(chǎn)品系列化,形成工程化成套化技術(shù)和裝備,提升整個膜行業(yè)技術(shù)水平,推動膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展。
該項目研發(fā)成果已成功應(yīng)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(qū)、梅花味精集團等數(shù)十項國家和省部級示范工程及企業(yè)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(shù)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(guān)成套水處理裝備13套,實現(xiàn)銷售收入3812萬元;2009年銷售相關(guān)膜組件590套,銷售相關(guān)成套水處理裝備28套,實現(xiàn)銷售收入4756萬元;2010年銷售相關(guān)膜組件870套,銷售相關(guān)成套水處理裝備43套,實現(xiàn)銷售收入7265萬元。