實現制漿廢水零排放的膜處理技術

作為國家科學技術進步獎二等獎的獲獎項目“面向制漿廢水零排放的膜制備、集成技術與應用”由南京工業大學邢衛紅教授作為第一完成人旨在致力于實現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鍵創新點進行梳理介紹。

傳統制漿造紙工業屬于高耗水、高排放的行業其中制漿廢水污染物成分復雜較難實現廢水資源化回收利用多數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了“啟東”群體事件迫切需要通過科學技術實現制漿廢水零排放與綜合利用。

面向此重大需求邢衛紅項目組研發出以多膜集成為核心的制漿廢水零排放新工藝實現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鍵技術形成以下創新點：

（1）發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了工業化生產與規�；瘧�用。創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生自發親水特性；通過調節分子鏈之間的纏結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了超濾膜微結構的精準調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定性。

（2）開發出水質軟化與反滲透膜污染協同控制技術提高了反滲透膜的水回收率，凱恩KM9206便攜式煙氣分析儀延長了膜清洗周期。發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與膜分離性能的關系發明了堿性木質素改性反滲透膜的方法，油漆測厚儀提高了反滲透膜抗污染的能力；開發出水質軟化與反滲透膜污染協同控制技術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廢水處理過程水回收率低的問題有效降低了膜系統的運行成本。

（3）以多膜集成為核心發明了膜法制漿造紙廢水零排放技術工藝包實施了全球首套膜法制漿廢水零排放工程。按化工產品生產方法“吃干榨凈”制漿尾水發明了“高效預處理-多膜集成-高效蒸發結晶”等為一體的制漿廢水資源化處理技術工藝包在南通實施4萬噸/日處理規模的制漿廢水零排放工程獲得凈化水及工業鹽、干泥等副產物實現資源化利用。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導人、各級政府和社會各界的充分肯定。

項目執行期間獲得中國發明專利30件發表論文22篇。完成單位項目成果轉化累計新增產值超過4億。推廣應用到制漿造紙、化工、印染、有色等行業累計減排廢水1.3億噸產生顯著經濟效益；項目成果挽救了投資19億美元的江蘇王子公司近4年該公司新增經濟效益累計80億，分體式振動分析儀同時避免了地方政府百億元經濟賠償為經濟和社會發展做出重要貢獻。

責任編輯：趙曉一