作為國家科學技術(shù)進步獎二等獎的獲獎項目“面向制漿廢水零排放的膜制備、集成技術(shù)與應(yīng)用”由南京工業(yè)大學邢衛(wèi)紅教授作為第一完成人，旨在致力于實現(xiàn)制漿廢水零排放和綜合利用，破解制漿廢水零排放這一國際難題。本文主要對該項目的關(guān)鍵創(chuàng)新點進行梳理介紹。
傳統(tǒng)制漿造紙工業(yè)屬于高耗水、高排放的行業(yè)，其中制漿廢水污染物成分復雜，較難實現(xiàn)廢水資源化回收利用，多數(shù)是達標處理后排入大海、河流。2012年，因江蘇王子制紙有限公司的制漿廢水排海問題，引發(fā)了“啟東”群體事件，迫切需要通過科學技術(shù)實現(xiàn)制漿廢水零排放與綜合利用。
面向此重大需求，邢衛(wèi)紅項目組研發(fā)出以多膜集成為核心的制漿廢水零排放新工藝，實現(xiàn)了制漿廢水的資源化利用，于2014年實施了4萬噸/日的全球首套膜法制漿廢水零排放示范工程，以科技的手段解決了社會發(fā)展問題。在國家、江蘇省等科技項目支持下，攻克了基于核心膜材料制備、膜污染控制、多膜集成工藝等制漿廢水零排放關(guān)鍵技術(shù)，形成以下創(chuàng)新點：
（1）發(fā)明了兩親共聚物成膜方法，研制出超親水高強度特種超濾膜，實現(xiàn)了工業(yè)化生產(chǎn)與規(guī)模化應(yīng)用。創(chuàng)造性地將聚偏氟乙烯（PVDF）為主體相的兩親共聚物引入到PVDF均聚物鑄膜液，使親水組分在成膜過程中遷移至膜孔和表面，產(chǎn)生自發(fā)親水特性；通過調(diào)節(jié)分子鏈之間的纏結(jié)作用，使得膜材料具有永久親水性；通過蒸汽誘導相分離與非溶劑誘導相分離過程耦合，實現(xiàn)了超濾膜微結(jié)構(gòu)的精準調(diào)控，解決了制漿廢水處理中超濾膜易污染和斷絲問題，提高了運行穩(wěn)定性。
（2）開發(fā)出水質(zhì)軟化與反滲透膜污染協(xié)同控制技術(shù)，提高了反滲透膜的水回收率，延長了膜清洗周期。發(fā)明了高鹽體系膜污染控制與清洗方法，建立了反滲透膜隔網(wǎng)與膜分離性能的關(guān)系，發(fā)明了堿性木質(zhì)素改性反滲透膜的方法，提高了反滲透膜抗污染的能力；開發(fā)出水質(zhì)軟化與反滲透膜污染協(xié)同控制技術(shù)，將反滲透膜的水回收率從70%提高到90%以上，降低反滲透膜脫鹽過程藥劑消耗40%，解決了反滲透膜用于工業(yè)廢水處理過程水回收率低的問題，有效降低了膜系統(tǒng)的運行成本。
（3）以多膜集成為核心，發(fā)明了膜法制漿造紙廢水零排放技術(shù)工藝包，實施了全球首套膜法制漿廢水零排放工程。按化工產(chǎn)品生產(chǎn)方法“吃干榨凈”制漿尾水，發(fā)明了“高效預(yù)處理-多膜集成-高效蒸發(fā)結(jié)晶”等為一體的制漿廢水資源化處理技術(shù)工藝包，在南通實施4萬噸/日處理規(guī)模的制漿廢水零排放工程，獲得凈化水及工業(yè)鹽、干泥等副產(chǎn)物，實現(xiàn)資源化利用。工程投資成本和運行成本為原排海工程的50%左右，以科技解決了“啟東”群體事件，得到黨和國家領(lǐng)導人、各級政府和社會各界的充分肯定。
項目執(zhí)行期間，獲得中國發(fā)明專利30件，發(fā)表論文22篇。完成單位項目成果轉(zhuǎn)化累計新增產(chǎn)值超過4億。推廣應(yīng)用到制漿造紙、化工、印染、有色等行業(yè)，累計減排廢水1.3億噸，產(chǎn)生顯著經(jīng)濟效益；項目成果挽救了投資19億美
的江蘇王子公司，近4年該公司新增經(jīng)濟效益累計80億，同時避免了地方政府百億經(jīng)濟賠償，為經(jīng)濟和社會發(fā)展做出重要貢獻。
責任編輯：趙曉一
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