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用中的關鍵技術”項目獲得國家技術發(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。膜技術是21世紀最具發(fā)展前景的高新技術之一，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，張宏偉教授帶領科研團隊開展了科研攻關，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用中的關鍵技術，打破了該領域長期被國外壟斷的局面，鞏固了“膜世界”至高點。天津膜天膜公司應用該技術成果建成了國內最早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)大學相關學科的科技人員組合在一起，利用項目平臺開展攻關。通過基礎研究、工程化放大、產(chǎn)業(yè)化應用，成功把學校在紡織、纖維材料學科上的優(yōu)勢應用到水處理領域，形成了面對水處理的中空纖維膜集成技術。
該項目主要技術發(fā)明點包括：發(fā)明了高性能PVDF中空纖維膜制備技術及生產(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器集成技術；發(fā)明了高性能PVDF中空纖維膜污染控制技術，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，整體技術達到國際先進水平，主持制訂國家標準1項，獲得授權發(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水平，促進了行業(yè)的技術進步和產(chǎn)業(yè)結構優(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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