奚旦立教授领衔“大通量膜”团队坚持协同创新 用心打造绿色纺织  
2013-07-26
 

    目前,我国已成为世界上最大的纺织品服装生产国、出口国和消费国,纤维生产总量占全球的40%,全国直接和间接从事纺织成品及原料生产的人员达1.2亿。然而,与巨大的产业规模相伴而生的,却是日益严重的环保与能耗问题,奚旦立教授将之形容为“纺织工业发展最大的‘坎’”。据统计,纺织工业年排水量约居我国工业排水量的第4位,其中80%是印染废水,且其回用率不到10%,为所有行业中最低。俗话说“擒贼先擒王”,要从根本上改变纺织污染的现状,就要先从“啃”印染废水治理这块“硬骨头”开始,而这也成了奚旦立和他的团队开展“印染废水大通量膜”项目研究的源动力。 
    早在上世纪90年代初,奚教授看到我国印染企业自动化与规范化的程度有限,且分布过于密集,单位产品的能耗与水耗波动较大,于是就提出了废水回用的设想,但当时国外无相关经验可借鉴。于是,奚旦立、陈季华他们一切从零开始,自主创新,决心找到符合我国印染企业特点的废水回用方法,实现变废为宝的理想。
    要让废水“脱胎换骨”,就要先找到影响水质好坏的关键因素。在自主研发的过程中,奚旦立团队将研究目光锁定在了一个叫做“化学需氧量”(COD)的指标上。COD是评定水质污染程度的重要综合指标,COD越高则表明水体污染越严重。目前,国际上对印染行业设立的COD标准为每升水150毫克,我国则更为严格——每升水100到80毫克。“要达到这一标准,难度不小”,国外多采用活性碳过滤吸附的方法来降低COD,效果虽好,但造价太高,对以中小型企业为主的我国印染行业来说,这招显然行不通。有什么办法既能有效降低COD,又能节省开支呢?奚教授他们给出的答案是:“大通量低成本纤维膜”技术。
    膜是净水时常用的一种过滤装置,由于膜技术具有有效降低COD、节能、设备简单、操作方便等优点,使其在水处理方面有很大的发展潜力。国外一般将膜技术用于饮用水、海水淡化等高精领域,很少用于工业。因为工业废水往往含有酸、碱、油等复杂物质,处理条件十分苛刻,对膜的材料性能提出了极高的要求。而奚旦立团队不仅敢为人先,大胆地将膜技术应用于工业领域,而且还打破国内外成品膜较多由单一材料构成的惯例,开创性地用多材料“配对”的方法制膜。此举提高了膜孔径和通量,让单位时间与空间的回水量得到增加,从而适应了工业对废水回用量需求高的特点。更值得一提的是,超滤膜孔径或小于0.05微米,微滤膜孔径在几十微米,而由奚教授他们所开发的膜孔径约为0.1微米,在二者之间,填补了这一领域的国际空白。利用这一技术,可将印染废水的回用率从10%最高提至45%,每吨水的回收耗电量由3到4度下降至0.8度。
    “发挥科技特色,坚持协同创新”

    奚教授坚持学校产学研合作的办学特色,积极加强与行业优势企业的产学研合作,按照“国家急需、世界一流”的要求,以重点学科建设为基础,以体制机制改革为重点,以创新能力提升为突破口,坚持需求导向、全面开放、深度融合、创新引领的基本原则,努力探索新形势下的政产学研用融合发展的技术转移模式和机制,发挥自身科技优势,积极为产业结构调整、行业技术进步提供持续的支撑,为行业科技进步、技术升级和经济发展方式转变发挥重要作用。 正如奚教授所言:“一项真正有用的科研成果没有十几二十年的攻关是出不的。”   

    从上世纪90年代初至今,东华大学“印染废水大通量膜”项目团队已走过近20载春秋。回首征途,一路风雨兼程。 作为团队负责人,奚旦立与陈季华两位教授都已近古稀之年。不像许多同龄老人那样在家养花种草,颐养天年,反而天天做实验,下工厂,连周六周日甚至春节都很少休息。对此,奚教授这样解释到:“我喜欢搞环保研究,这已经是我的生活习惯了,如果停下来身体反而不舒服。我们做这些工作不为了别的,只要废水治理得好,对社会有益,老百姓满意,就是对我们的最大嘉奖”。记得2005年,他们与上海某污水处理厂合作治理印染废水,要在厂区挖建一个比游泳池还大的曝气生物滤池。当地的地质条件有限,有地下流沙,挖掘存在塌方的危险,一旦人被埋下去,后果不堪设想。项目组成员当时都紧张得不得了。陈季华教授说:“项目的成功应用不仅是科学问题,还有工程问题,有时工程上的细节直接决定着项目的成败。”为了保证工程质量和安全,他们顾不得自己,依然没日没夜地守在工地上,不放过每一个细节,直到滤池正常投入使用才最后放下心来。“搞大的科研项目,一个人是不可能成功的,我们之所以能成功,最主要的原因还在团队合作、协同创新”。该项目团队的最大特色就是专业齐全,能力过硬,从设计、施工到管理、调试,每个人都能发挥特长。
    通过持续近20年的艰辛努力,如今污浊的印染废水,经过清浊分流,层层过滤、净化后“重获新生”,回到生产车间被再利用;一个项目,集成数项先进技术,多次填补国内外行业空白,被江苏、浙江、山东、广东、福建等地的21家企业广泛应用,近3年为企业节支近7000万元。更让人感到高兴的是,目前这一技术已逐渐产业化,共实施45个工程,实际减排COD16万吨。以浙江某染整有限公司为例,由于当地水资源紧缺,生产用自来水每吨2.2元,2003年缺水时该公司甚至用汽车到山里拉水,每吨20元。而采用膜技术后,该公司的废水总回用率达56%,处理费每吨仅1.3元,一年下来可以减少用水495000吨,费用支出减少1089万元,企业由此真正走上了一条绿色纺织之路。
    千淘万漉虽辛苦,吹尽狂沙始到金。奚旦立教授领衔的团队也先后荣获2003年度上海市科技进步二等奖;2006年度中国纺织工业协会科学技术进步奖一等奖,2008年度国家科技进步二等奖。
    当天空更加湛蓝,河水更加清澈,树木更加葱郁时,我们应该想到他们,感谢他们,东华大学的这群“环境卫士”,这群废水淘金人,这群绿色纺织的建造者!