一根面條粗細的膜絲，筑起了污水處理的堅固防線。一滴滴污水穿過膜絲表面微孔，完成最后的凈化，重新返回自然界。在福州水務(wù)集團有限公司所屬福建海峽環(huán)保集團股份有限公司的車間里，這樣的綠色之旅每天都在發(fā)生。

作為目前國內(nèi)最先進的污水處理設(shè)備之一，膜在市政污水處理領(lǐng)域的使用壽命大約5年~8年，如何讓它延長使用壽命，盡可能多的發(fā)揮余熱？近日，福州水務(wù)集團所屬海環(huán)公司攜手同濟大學(xué)，經(jīng)過3年的努力，攻克PVDF膜修復(fù)技術(shù)，相比更換新膜，每10萬噸污水的處理規(guī)?？蓜?chuàng)造直接經(jīng)濟效益約300萬元。這在全國屬首次！ 

技術(shù)破局：瞄準痛點不懈鉆研科研方向 

膜以其穩(wěn)定的過濾性能和占地面積小的優(yōu)勢，在國內(nèi)污水處理行業(yè)被廣泛使用。以海環(huán)公司為例，旗下污水處理廠大規(guī)模使用PVDF中空纖維膜為主的MBR工藝，使用的膜絲超過100萬平方米。隨著膜陸續(xù)進入“晚年”，過濾效能下降，能耗提高，直接影響生產(chǎn)效益。

得益于與同濟大學(xué)長期的產(chǎn)學(xué)研合作，海環(huán)公司關(guān)注到了同濟大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院院長王志偉教授團隊的膜修復(fù)再生技術(shù)。這項技術(shù)利用新型藥劑清洗修復(fù)膜的損傷，使膜的性能恢復(fù)到接近新膜水平，此前該技術(shù)一直停留在實驗室階段。海環(huán)公司果斷作出決定，先行先試，在全省規(guī)模最大的洋里污水處理廠，專門劃分出一個廊道（含8個膜架，日均產(chǎn)能4000多噸）來進行工程論證。

項目團隊在檢查膜絲修復(fù)情況

“基層需求在哪里，實踐堵點在哪里，研究的方向就應(yīng)該在哪里?！被貞浧鹉ば迯?fù)課題的立項初衷，海環(huán)公司總工程師張莉敏坦言降本增效的研究思路貫穿始終，“只有把實驗室建在生產(chǎn)線上，才能真正檢驗技術(shù)的有效性，讓技術(shù)創(chuàng)新真正為降本創(chuàng)效服務(wù)?！?/p>

2021年3月，“膜修復(fù)再生與延壽”項目（以下簡稱“項目”）正式立項，項目總投入約800萬元，由集團總工掛帥，科發(fā)部、事業(yè)部和項目公司等近20人組成攻關(guān)小組。一場以生產(chǎn)實踐為導(dǎo)向，以降本增效為目標的技術(shù)攻關(guān)正式拉開帷幕。

闖關(guān)升級：攻堅克難打造舊膜重生路 

對海環(huán)公司膜修復(fù)團隊而言，歷時三年的征程是一條充滿未知與挑戰(zhàn)的道路。從最初的理論研究和實驗室試驗，再到生產(chǎn)線上的大規(guī)模實踐，每一步都面臨工況的巨大變化，都是對團隊?wèi)?yīng)變能力和攻堅韌勁的嚴峻考驗。實驗室里只需要一束膜絲的實驗，到了生產(chǎn)線廊道，就要解決設(shè)備調(diào)試的復(fù)雜性和修復(fù)方案的不確定性。

廊道實驗之初，攻關(guān)小組就碰到了工效太低的難題。實驗室里耗材只需要一束膜絲，單人清洗就可以完成。到了污水廠，每一個膜架則需要近20人清洗兩天才能完成，人工和時間成本太高了。“我們就想，能不能用機器代替人來完成清洗工作？”海環(huán)公司洋里中心生產(chǎn)運營室副主任林丹說，大家在車間里搗鼓了一個多月，研發(fā)出“膜片自動化再生修復(fù)系統(tǒng)”。別看它長得像個集裝箱，看上去很不起眼，但有了它，僅需一天就能完成一個膜架的清洗，全程只需3人參與，處理效率顯著提高。

項目初期使用人工清洗膜片

膜清洗自動化裝置進場運行

接下來一路“過關(guān)斬將”，2023年8月，終于到了廊道工程實驗階段。“實驗室方案在中試環(huán)節(jié)的效果非常好，這給了大家很大的信心?！焙－h(huán)公司科發(fā)部吳秀琴是該項目的骨干。她沒想到，工程實驗成了整個項目“最失落的一天”。按照項目設(shè)計，清洗好的膜架放進廊道，要全負荷運轉(zhuǎn)測試數(shù)據(jù)?！澳翘齑蠹叶荚诘葦?shù)據(jù)，連晚飯都顧不上吃?！钡瞧聊簧系臄?shù)據(jù)卻很不爭氣——忙活大半個月修復(fù)的膜，在投入當(dāng)天性能就以極快的速度衰減。第一次廊道實驗失敗了。

“大家都很失望，但沒空沮喪。”當(dāng)天深夜，現(xiàn)場的海環(huán)團隊和一直在線上等候的同濟團隊，開始緊急排查失敗原因。經(jīng)過近半個月分析驗證，原因找到了：廊道比實驗室規(guī)模大，膜絲帶水太多影響了藥劑清洗修復(fù)效果。

隨后，大家又花了一個月優(yōu)化修復(fù)方案，2023年12月，再次修復(fù)的膜片性能終于達到預(yù)期的效果。此后，經(jīng)過近一年時間的反復(fù)觀測運行，膜修復(fù)項目宣告成功，污水處理提質(zhì)增效成為現(xiàn)實！

未來可期：提升優(yōu)化永遠在路上 

2024年，修復(fù)好的膜在洋里中心陸續(xù)投入使用，運行狀況良好。該項目的第一個“客戶”——海環(huán)公司權(quán)屬福清藍園污水處理廠，引入洋里中心舊膜修復(fù)的一組膜裝置，顯著緩解了因舊膜老化帶來的污水處理壓力。

藍園廠膜生產(chǎn)車間

“這項技術(shù)的推廣應(yīng)用在未來具備產(chǎn)業(yè)化的潛力?！睆埨蛎粽f，目前海環(huán)公司旗下多個項目均使用以PVDF中空纖維膜為主的MBR工藝，總設(shè)計規(guī)模達到56.3萬噸/日，而國內(nèi)膜材料市場就超過3000億元規(guī)模。隨著膜修復(fù)技術(shù)的推廣，在緩解舊膜性能衰減帶來的產(chǎn)能壓力的同時，能夠有效降低因頻繁更換新膜、處置廢棄膜而產(chǎn)生的成本，增加企業(yè)運營的利潤。

對海環(huán)公司而言，膜修復(fù)項目還具有更深層次的意義。3年項目攻關(guān)，培養(yǎng)起一批膜設(shè)備全生命周期運營的專業(yè)人才，這一專業(yè)人才梯隊也陸續(xù)成為海環(huán)公司污水廠運營的骨干力量。依托這支隊伍，海環(huán)公司相繼編制了膜設(shè)備運行規(guī)范，參與編制了福建省城鎮(zhèn)污水處理廠運行管理標準等一系列運行標準，膜精細化運行的“護城河”赫然成型。

運行質(zhì)量的提升優(yōu)化遠不止于此。洋里中心團隊正在研發(fā)的膜智慧化管理系統(tǒng)，可以做到膜工藝運行數(shù)據(jù)以秒為頻次進行自動收集、分析，從而可以精準預(yù)測膜的生命周期（何時要報廢）以及“大修”周期（何時要清洗），讓“智慧工廠”成為可能。洋里中心副總經(jīng)理陳鳴說，他們給這個系統(tǒng)起了一個很有野心的名字——“膜術(shù)”。

基層污水廠的成功實踐，也讓技術(shù)的發(fā)明者——同濟大學(xué)王志偉教授對該技術(shù)的未來發(fā)展充滿了信心：采用報廢膜進行再生循環(huán)利用，作為一種創(chuàng)新型的新質(zhì)生產(chǎn)力，不僅僅是對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)的綠色化改造，還能夠有效推動國內(nèi)污廢水的減污降碳與資源化利用，從而推動建立資源節(jié)約型的技術(shù)體系，為實現(xiàn)碳達峰、碳中和提供可行的技術(shù)路徑。