全国首次！历时3年！按下污水处理提质增效“快进键”

一根面条粗细的膜丝，筑起了污水处理的坚固防线。一滴滴污水穿过膜丝表面微孔，完成最后的净化，重新返回自然界。在福州水务集团有限公司所属福建海峡环保集团股份有限公司的车间里，这样的绿色之旅每天都在发生。

作为目前国内最先进的污水处理设备之一，膜在市政污水处理领域的使用寿命大约5年~8年，如何让它延长使用寿命，尽可能多的发挥余热？近日，福州水务集团所属海环公司携手同济大学，经过3年的努力，攻克PVDF膜修复技术，相比更换新膜，每10万吨污水的处理规模可创造直接经济效益约300万元。这在全国属首次！ 

技术破局：瞄准痛点不懈钻研科研方向 

膜以其稳定的过滤性能和占地面积小的优势，在国内污水处理行业被广泛使用。以海环公司为例，旗下污水处理厂大规模使用PVDF中空纤维膜为主的MBR工艺，使用的膜丝超过100万平方米。随着膜陆续进入“晚年”，过滤效能下降，能耗提高，直接影响生产效益。

得益于与同济大学长期的产学研合作，海环公司关注到了同济大学环境科学与工程学院院长王志伟教授团队的膜修复再生技术。这项技术利用新型药剂清洗修复膜的损伤，使膜的性能恢复到接近新膜水平，此前该技术一直停留在实验室阶段。海环公司果断作出决定，先行先试，在全省规模最大的洋里污水处理厂，专门划分出一个廊道（含8个膜架，日均产能4000多吨）来进行工程论证。

项目团队在检查膜丝修复情况

“基层需求在哪里，实践堵点在哪里，研究的方向就应该在哪里。”回忆起膜修复课题的立项初衷，海环公司总工程师张莉敏坦言降本增效的研究思路贯穿始终，“只有把实验室建在生产线上，才能真正检验技术的有效性，让技术创新真正为降本创效服务。”

2021年3月，“膜修复再生与延寿”项目（以下简称“项目”）正式立项，项目总投入约800万元，由集团总工挂帅，科发部、事业部和项目公司等近20人组成攻关小组。一场以生产实践为导向，以降本增效为目标的技术攻关正式拉开帷幕。

闯关升级：攻坚克难打造旧膜重生路 

对海环公司膜修复团队而言，历时三年的征程是一条充满未知与挑战的道路。从最初的理论研究和实验室试验，再到生产线上的大规模实践，每一步都面临工况的巨大变化，都是对团队应变能力和攻坚韧劲的严峻考验。实验室里只需要一束膜丝的实验，到了生产线廊道，就要解决设备调试的复杂性和修复方案的不确定性。

廊道实验之初，攻关小组就碰到了工效太低的难题。实验室里耗材只需要一束膜丝，单人清洗就可以完成。到了污水厂，每一个膜架则需要近20人清洗两天才能完成，人工和时间成本太高了。“我们就想，能不能用机器代替人来完成清洗工作？”海环公司洋里中心生产运营室副主任林丹说，大家在车间里捣鼓了一个多月，研发出“膜片自动化再生修复系统”。别看它长得像个集装箱，看上去很不起眼，但有了它，仅需一天就能完成一个膜架的清洗，全程只需3人参与，处理效率显著提高。

项目初期使用人工清洗膜片

膜清洗自动化装置进场运行

接下来一路“过关斩将”，2023年8月，终于到了廊道工程实验阶段。“实验室方案在中试环节的效果非常好，这给了大家很大的信心。”海环公司科发部吴秀琴是该项目的骨干。她没想到，工程实验成了整个项目“最失落的一天”。按照项目设计，清洗好的膜架放进廊道，要全负荷运转测试数据。“那天大家都在等数据，连晚饭都顾不上吃。”但是屏幕上的数据却很不争气——忙活大半个月修复的膜，在投入当天性能就以极快的速度衰减。第一次廊道实验失败了。

“大家都很失望，但没空沮丧。”当天深夜，现场的海环团队和一直在线上等候的同济团队，开始紧急排查失败原因。经过近半个月分析验证，原因找到了：廊道比实验室规模大，膜丝带水太多影响了药剂清洗修复效果。

随后，大家又花了一个月优化修复方案，2023年12月，再次修复的膜片性能终于达到预期的效果。此后，经过近一年时间的反复观测运行，膜修复项目宣告成功，污水处理提质增效成为现实！

未来可期：提升优化永远在路上 

2024年，修复好的膜在洋里中心陆续投入使用，运行状况良好。该项目的第一个“客户”——海环公司权属福清蓝园污水处理厂，引入洋里中心旧膜修复的一组膜装置，显著缓解了因旧膜老化带来的污水处理压力。

蓝园厂膜生产车间

“这项技术的推广应用在未来具备产业化的潜力。”张莉敏说，目前海环公司旗下多个项目均使用以PVDF中空纤维膜为主的MBR工艺，总设计规模达到56.3万吨/日，而国内膜材料市场就超过3000亿元规模。随着膜修复技术的推广，在缓解旧膜性能衰减带来的产能压力的同时，能够有效降低因频繁更换新膜、处置废弃膜而产生的成本，增加企业运营的利润。

对海环公司而言，膜修复项目还具有更深层次的意义。3年项目攻关，培养起一批膜设备全生命周期运营的专业人才，这一专业人才梯队也陆续成为海环公司污水厂运营的骨干力量。依托这支队伍，海环公司相继编制了膜设备运行规范，参与编制了福建省城镇污水处理厂运行管理标准等一系列运行标准，膜精细化运行的“护城河”赫然成型。

运行质量的提升优化远不止于此。洋里中心团队正在研发的膜智慧化管理系统，可以做到膜工艺运行数据以秒为频次进行自动收集、分析，从而可以精准预测膜的生命周期（何时要报废）以及“大修”周期（何时要清洗），让“智慧工厂”成为可能。洋里中心副总经理陈鸣说，他们给这个系统起了一个很有野心的名字——“膜术”。

基层污水厂的成功实践，也让技术的发明者——同济大学王志伟教授对该技术的未来发展充满了信心：采用报废膜进行再生循环利用，作为一种创新型的新质生产力，不仅仅是对传统产业的绿色化改造，还能够有效推动国内污废水的减污降碳与资源化利用，从而推动建立资源节约型的技术体系，为实现碳达峰、碳中和提供可行的技术路径。