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 2013年1月18日，天津工業(yè)大學、天津膜天膜科技股份有限公司的“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(guān)鍵技術(shù)”獲得“國家技術(shù)發(fā)明二等獎”。天津膜天膜科技股份有限公司是天津工業(yè)大學的控股公司，公司憑借“水處理中空纖維膜材料集成技術(shù)及其應用研究”這一項目，打破了該領(lǐng)域長期被國外壟斷的局面，主要指標達到國際先進水平，使我國在水處理領(lǐng)域走在了世界前列，取得了巨大的經(jīng)濟和社會效益，其在中空纖維微濾膜、超濾膜的研究及其應用開發(fā)、產(chǎn)業(yè)化方面居國內(nèi)領(lǐng)先地位，其最大特點是不僅擁有自己的核心技術(shù)，而且擁有完整的自主知識產(chǎn)權(quán)。

  本期我們將關(guān)注膜天膜公司膜技術(shù)的科研技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化進程，探討校企合作的成功經(jīng)驗。

  聯(lián)合攻關(guān)現(xiàn)量產(chǎn)

  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(shù)是21世紀最具發(fā)展前景的高新技術(shù)之一，但仍存在膜通量小、強度低、抗污染性差和膜分離裝置效率低、能耗高等問題。與發(fā)達國家相比，我國在膜材料和膜組件的研究方面并不晚，但在產(chǎn)業(yè)化上差距較大。我國在自主創(chuàng)新的中空纖維膜材料及其應用技術(shù)方面差距很大，主要表現(xiàn)為：膜材料和組件性能差、效率低、壽命短；先進的膜污染控制技術(shù)匱乏，膜裝置標準化程度低，配套性差；關(guān)鍵和重大裝備的技術(shù)水平落后；膜系統(tǒng)運行、維護技術(shù)及經(jīng)驗嚴重不足，難以實現(xiàn)量產(chǎn)。

  面對國外技術(shù)壟斷和我國市場的現(xiàn)狀，天津工業(yè)大學和天津膜天膜科技股份有限公司自2003年起展開聯(lián)合攻關(guān)，力圖在膜技術(shù)方面突破產(chǎn)業(yè)化的瓶頸。到目前為止，公司在膜技術(shù)研究和應用開發(fā)方面進行了大量基礎(chǔ)性和開創(chuàng)性工作，其在中空纖維微濾膜、超濾膜、反滲透膜的研究開發(fā)方面居國內(nèi)領(lǐng)先地位，實現(xiàn)了膜技術(shù)的產(chǎn)業(yè)化，提高了應用中空纖維膜材料和水處理的技術(shù)水平，逐步實現(xiàn)了集成膜技術(shù)的量產(chǎn)。

  據(jù)了解，目前世界分離膜市場規(guī)模已超過100億美元。在各種超/微濾膜市場中，中空纖維膜產(chǎn)品已超過70%，其市場前景十分廣闊，天津工業(yè)大學及天津膜天膜科技股份有限公司具有自主知識產(chǎn)權(quán)的中空纖維膜材料、組件、裝備及運行控制方法，對膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到了重要作用，攻克了國產(chǎn)膜技術(shù)在規(guī)?；瘧弥械年P(guān)鍵技術(shù)，加速了產(chǎn)品系列化，形成了工程化成套化的技術(shù)和裝備，提升了整個膜行業(yè)的技術(shù)水平，推動了膜技術(shù)產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展，其為水資源保護與水處理提供質(zhì)優(yōu)價低的服務，創(chuàng)立了自主知識產(chǎn)權(quán)的民族品牌。

  “地處濱海新區(qū)這個良好的發(fā)展平臺，公司很容易與國際資本相融，實現(xiàn)跨越式發(fā)展?！蹦ぬ炷た偨?jīng)理李新民介紹說，通過自主創(chuàng)新，在帶動區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展的同時，膜天膜的成長還將帶動其上下游的機械制造加工業(yè)、生物制藥以及新興的實驗儀器等相關(guān)行業(yè)的發(fā)展。

  學研結(jié)合克難題

  天津膜天膜科技股份有限公司的前身為膜科學與技術(shù)研究所，成立于1974年，我國第一支中空纖維膜組件就誕生在這里。公司的科研團隊由天津工業(yè)大學、天津膜天膜科技股份有限公司內(nèi)多年從事膜材料、膜應用及相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)骨干組成。“公司的骨干大都是學校的教師，這也為雙方順利合作，突破關(guān)鍵技術(shù)提供了保障?！?nbsp;在天津工業(yè)大學校黨委書記張宏偉看來，膜技術(shù)的突破也是產(chǎn)學研用結(jié)合的一個成功案例。

  “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。”張宏偉作為“水處理中空纖維膜材料集成技術(shù)及其應用研究”項目的領(lǐng)導者，把天津工業(yè)大學相關(guān)學科的科技人員組合在一起，利用項目平臺開展攻關(guān)。通過基礎(chǔ)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(lǐng)域，形成了面對水處理的中空纖維膜集成技術(shù)。

  這些技術(shù)創(chuàng)新點包括：發(fā)明了高性能PVDF中空纖維膜制備技術(shù)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(shù)；發(fā)明了高性能PVDF中空纖維膜污染控制技術(shù)，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(shù)顯著提高了膜分離系統(tǒng)運行的效率和穩(wěn)定性。

  與以往的膜應用技術(shù)相比，該項目取得了多方面的創(chuàng)新突破。

  通量是膜技術(shù)的重要指標，體現(xiàn)著過濾效率，也就是單位面積、單位時間的過濾量，與傳統(tǒng)膜組件相比，該技術(shù)通量提高20%以上。

  纖維本身的抗污染能力代表著纖維使用壽命，該技術(shù)在抗污染能力上也取得了重要突破，采用輻射接枝技術(shù)制備了大通量高抗污染聚偏氟乙烯PVDF中空纖維膜，抗污染性較傳統(tǒng)技術(shù)提高50%以上。此外，由于采用了低壓技術(shù)，能耗水平也降低了15%以上。膜天膜的產(chǎn)品不僅技術(shù)含量高，而且具有絕對成本優(yōu)勢，僅相當于國外同類產(chǎn)品的1/3。

  應用范圍廣 經(jīng)濟效益高

  膜天膜的研發(fā)成果已成功應用于數(shù)十項國家和省部級示范工程及企業(yè)項目，水處理量達到2.5億m3/年，在建項目1億m3/年，有力地提升了我國中空纖維膜材料和水處理的技術(shù)水平。

  近10年來，天津膜天膜公司在膜法水資源化方面取得了很大發(fā)展，在市政、冶金、電力、紡織、食品等行業(yè)的應用業(yè)績持續(xù)提升。

  經(jīng)過多年發(fā)展，津膜科技