2013年1月18日，天津工业大学、天津膜天膜科技股份有限公司的“高性能聚偏氟乙烯中空纤维膜制备及在污水资源化应用中的关键技术”获得“国家技术发明二等奖”。天津膜天膜科技股份有限公司是天津工业大学的控股公司，公司凭借“水处理中空纤维膜材料集成技术及其应用研究”这一项目，打破了该领域长期被国外垄断的局面，主要指标达到国际先进水平，使我国在水处理领域走在了世界前列，取得了巨大的经济和社会效益，其在中空纤维微滤膜、超滤膜的研究及其应用开发、产业化方面居国内领先地位，其最大特点是不仅拥有自己的核心技术，而且拥有完整的自主知识产权。

　　本期我们将关注膜天膜公司膜技术的科研技术和产业化进程，探讨校企合作的成功经验。

　　联合攻关现量产

　　我国是世界上水资源最匮乏的国家之一，污水资源化是解决我国缺水现状的重要途径。

　　膜技术是21世纪最具发展前景的高新技术之一，但仍存在膜通量小、强度低、抗污染性差和膜分离装置效率低、能耗高等问题。与发达国家相比，我国在膜材料和膜组件的研究方面并不晚，但在产业化上差距较大。我国在自主创新的中空纤维膜材料及其应用技术方面差距很大，主要表现为：膜材料和组件性能差、效率低、寿命短；先进的膜污染控制技术匮乏，膜装置标准化程度低，配套性差；关键和重大装备的技术水平落后；膜系统运行、维护技术及经验严重不足，难以实现量产。

　　面对国外技术垄断和我国市场的现状，天津工业大学和天津膜天膜科技股份有限公司自2003年起展开联合攻关，力图在膜技术方面突破产业化的瓶颈。到目前为止，公司在膜技术研究和应用开发方面进行了大量基础性和开创性工作，其在中空纤维微滤膜、超滤膜、反渗透膜的研究开发方面居国内领先地位，实现了膜技术的产业化，提高了应用中空纤维膜材料和水处理的技术水平，逐步实现了集成膜技术的量产。

　　据了解，目前世界分离膜市场规模已超过100亿美元。在各种超/微滤膜市场中，中空纤维膜产品已超过70%，其市场前景十分广阔，天津工业大学及天津膜天膜科技股份有限公司具有自主知识产权的中空纤维膜材料、组件、装备及运行控制方法，对膜技术产业的发展起到了重要作用，攻克了国产膜技术在规模化应用中的关键技术，加速了产品系列化，形成了工程化成套化的技术和装备，提升了整个膜行业的技术水平，推动了膜技术产业化的快速发展，其为水资源保护与水处理提供质优价低的服务，创立了自主知识产权的民族品牌。

　　“地处滨海新区这个良好的发展平台，公司很容易与国际资本相融，实现跨越式发展。”膜天膜总经理李新民介绍说，通过自主创新，在带动区域经济发展的同时，膜天膜的成长还将带动其上下游的机械制造加工业、生物制药以及新兴的实验仪器等相关行业的发展。

　　学研结合克难题

　　天津膜天膜科技股份有限公司的前身为膜科学与技术研究所，成立于1974年，我国第一支中空纤维膜组件就诞生在这里。公司的科研团队由天津工业大学、天津膜天膜科技股份有限公司内多年从事膜材料、膜应用及相关领域的技术骨干组成。“公司的骨干大都是学校的教师，这也为双方顺利合作，突破关键技术提供了保障。” 在天津工业大学校党委书记张宏伟看来，膜技术的突破也是产学研用结合的一个成功案例。

　　“这个项目涉及纺织、化纤、环境、化工、材料、机械、自动控制、水利等多个学科，单靠一个专业解决不了问题。”张宏伟作为“水处理中空纤维膜材料集成技术及其应用研究”项目的领导者，把天津工业大学相关学科的科技人员组合在一起，利用项目平台开展攻关。通过基础研究、工程化放大、产业化应用，成功把学校在纺织、纤维材料学科上的优势应用到水处理领域，形成了面对水处理的中空纤维膜集成技术。

　　这些技术创新点包括：发明了高性能PVDF中空纤维膜制备技术及生产装备，解决了传统制膜方法无法兼顾大通量与高强度的世界性难题，实现了高性能PVDF中空纤维膜的产业化；发明了高效率、低能耗污水回用连续膜过滤装置，使连续膜过滤装置能耗降低10%~20%；发明了高效率PVDF中空纤维膜生物反应器集成技术；发明了高性能PVDF中空纤维膜污染控制技术，解决了中空纤维膜污染难以在线监测与控制的难题，开发了双向膜清洗技术显著提高了膜分离系统运行的效率和稳定性。

　　与以往的膜应用技术相比，该项目取得了多方面的创新突破。

　　通量是膜技术的重要指标，体现着过滤效率，也就是单位面积、单位时间的过滤量，与传统膜组件相比，该技术通量提高20%以上。

　　纤维本身的抗污染能力代表着纤维使用寿命，该技术在抗污染能力上也取得了重要突破，采用辐射接枝技术制备了大通量高抗污染聚偏氟乙烯PVDF中空纤维膜，抗污染性较传统技术提高50%以上。此外，由于采用了低压技术，能耗水平也降低了15%以上。膜天膜的产品不仅技术含量高，而且具有绝对成本优势，仅相当于国外同类产品的1/3。

　　应用范围广 经济效益高

　　膜天膜的研发成果已成功应用于数十项国家和省部级示范工程及企业项目，水处理量达到2.5亿m3/年，在建项目1亿m3/年，有力地提升了我国中空纤维膜材料和水处理的技术水平。

　　近10年来，天津膜天膜公司在膜法水资源化方面取得了很大发展，在市政、冶金、电力、纺织、食品等行业的应用业绩持续提升。

　　经过多年发展，津膜科技已于2012年7月成功上市。作为校企成功合作的典范，膜天膜科技股份有限公司已在国际膜技术领域占有了一席之地，成为中国膜工业的领军企业。

　　市政污水处理及回用领域

　　北京清河污水处理厂再生水二期工程32万吨/日膜处理再生回用工程项目。作为目前国内规模最大的采用连续膜过滤（CMF）技术的再生水项目，工程完工后，清河再生水厂将成为国内规模最大、品质最高的再生水厂。清河污水厂再生水二期工程的建设规模为32万吨/日，该工程项目是对目前清河污水处理厂的达标排放水进行深度处理，产水达到再生水水质要求，北京市清河再生水厂作为国内规模最大、品质最高的再生水厂，再生水处理工程的出水主要用于河湖补水、绿化、市政杂用、工业冷却用水等，每年可节约清洁水源1.2亿吨。该项目将为有效节约水资源，改善城市水环境发挥巨大作用。同时，也将为污水深度处理后排入自然水体进行水的大循环利用工业废水及回用领域，进而改善生态环境起到积极的示范作用。

　　工业废水处理及回用领域

　　梅花味精MBR项目，位于河北省霸州市东段开发区的梅花味精二厂在味精生产过程中产生了一定量的废水，这类废水特点是COD、氨氮含量高，且水质波动性大，传统的生化工艺对有机物去除不理想，工艺路线长，运行成本高，对氨氮去除率低，无法达到排放标准。膜天膜针对废水的特点采用缺氧工艺+MBR工艺，针对味精废水高氨氮、高有机物的特点，增加了缺氧段和活性污泥回流系统，提高了氨氮硝化效果；通过污泥回流，将硝酸盐回流到缺氧段发生反硝化反应，产生氮气并消耗掉部分有机污染物，实现脱氮功能，减少后续氧的供给量，达到节能效果，膜过滤系统放在好氧末段，确保出水氨氮达标，同时使剩余有机物降解生成二氧化碳和水；膜的高效过滤作用使污泥浓度达到较高水平，增强去除氨氮和有机物的效果，产水悬浮物和浊度接近于零，给后续的膜过滤大大减轻负担，提高产水率和产水水质。

　　饮用水净水领域

　　麦当劳净水装置项目，日均处理水10吨以上，膜的更换周期已达到1年以上。目前，全国1600余家麦当劳餐厅使用的净水装置全部出自膜天膜。

　　生活污水处理及中水回用领域

　　北京奥运会期间，香港马术场MBR中水项目，该项目利用国际上先进的膜法污水深度处理回用技术――膜生物反应器（MBR）将马粪水进行深度处理回用，实现了膜技术在奥运期间与“绿色奥运”和“科技奥运”的完美结合，受到香港特区政府和奥组委的好评。

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