如何发挥地方高校的特殊作用,着力破解“治水难”?“高效节能和循环利用的水处理新技术和高性能水处理新材料的研发,迫切需要创新产学研相结合协同创新的新模式”苏州科技大学学科带头人陈志刚教授说。
2013年,由苏州科技大学牵头,联合江南大学、江苏大学、中国科学院南京地理与湖泊研究所、江苏苏净集团有限公司、江苏省陶瓷研究所有限公司、苏州国家环保高新技术产业园发展有限公司、苏州科特环保股份有限公司、苏州膜华材料科技有限公司共9家单位,组成水处理技术与材料协同创新中心。
“近年来,我们借助这一平台,集聚国内专家学者,瞄准太湖流域水环境保护与质量改善的重大需求,契合国家推进‘海绵城市’建设的长远规划,围绕资源与能源循环利用技术、高效低耗废水处理新技术、水环境改善与水生态优化技术以及海绵城市建设支撑技术等科研方向,大力服务地方环保产业发展。”苏州科技大学环境科学与工程学院教授李大鹏说。
集“技术开发、应用实践、企业孵化”为一体的“废水资源化利用及超低排放技术平台,是这个中心在建设中取得的一项标志性成果。该平台的主要构架为以苏州科技大学、江苏大学、江南大学为技术研发核心,同时以江苏苏净集团有限公司、苏州膜华材料科技有限公司、江苏科特环保股份有限公司为应用实践核心,两者之间形成“研发—实践—研发”互为促进、互为依托的创新模式。为了增加技术服务领域,拓展服务范围,中心还与苏州市政府、苏州市环保局、苏州市环保产业协会、数十家环保企业签订战略合作协议。
用陈志刚的话来说,“印染、纺织、油田等典型行业产业废水的治理一直是国内外研究热点,超低浓度排放、中水回用和物质回收技术是实现保护城市水环境、协调产业结构、促进区域经济发展的重要技术支撑。”
近年来,苏州科技大学水处理技术与材料协同创新中心协同各相关单位,以典型行业废水处理技术研发和相关水处理材料开发为目标,专门成立并建设废水资源化利用及超低排放技术平台,实现技术开发、应用实践、企业孵化的全链条服务体系和工程载体。
尤其在建设期内,中心在原有1个国家工程技术研究中心、9个省部级、市厅级重点实验室基础上,又新增一批省部级、市厅级科研平台。其中,苏州科技大学新增的国家地方联合工程实验室——城市生活污水资源化利用技术国家地方联合工程实验室,是我国首次以城市生活污水资源化利用技术、物质回收为主设立,是江苏省内第一个从事生活污水资源化研究的国家级科研创新平台。
陈志刚介绍, 苏南地区制造业发达,产生的废水多种多样,要真正得到有效处理,难度很大。中心以平台为依托,瞄准省内典型行业产业废水综合治理、超低浓度排放、资源化回收利用的迫切需求,基于新型水处理功能材料的研发及与水处理技术巧妙的耦合,集成了废水资源化、物质回收、超低排放等核心技术,组织实施攻关,破解了一系列“废水处理与利用难”。
城市水环境的治理与保护日益受到人们重视,如何将景观功能已经消失殆尽的城市水体重新恢复到近自然生态?中心牵头高校苏州科技大学先后承担“十五”863课题、国家自然科学基金重点项目等研究计划,以此为依托,在水体黑臭的发生、演变、转化机制及其对修复技术的响应机制方面深入研究;提出并阐明了水环境修复联动机制;重新定义了水体表观污染和水利调控概念和相关技术,形成黑臭水体治理整体思路和综合整治技术体系;为地表水研究开辟了新的研究方向,并为城市水环境修复、管理和长效保持提供科学依据。
“我们对典型水体进行了工程实践。在国家级园林不能改动结构、大面积动土等要求下,苏州拙政园工程实践以‘阻断污染、水力循环’为指导思想,以水力循环为纽带,地下渗滤系统和水生植物构建为手段,实现了拙政园水体从浑到清,消除了‘翻塘’等实际问题。”PI团队负责人黄勇说。
昆山市同心中心河是城市水环境恶化另一种典型代表。该河每天接收的未处理生活污水7000余吨,水体呈现明显的黑色和散发令人作呕的臭味,周边小区百姓无法开窗。中心经过反复论证,以应急修复和长效保持为近、远期工程目标,通过强化曝气、促进流动等应急修复手段,消除了水体黑臭;通过引入北区污水处理厂5万吨/d再生水,强化水体流动和大气复氧,实现了水体清澈、无异味,水生生物开始恢复,周边居民沿河乘凉。
几年来,中心专家团队还开发出既高亲水又高疏油的具有多重表面特征的新型功能膜,已经实现产业化,对含油浓度1000mg/L废水直接处理后含油量低于5mg/L;首创热致相法制备非对称超滤膜,造价大幅度降低;首次将微米级通透性大孔和纳米级选择性吸附小孔相匹配,并用于废水脱氮除磷深度处理;基于微生物过程强化关键技术的造纸和发酵废水厌氧资源化处理工艺开发,为500多家企业提供水处理技术与设备、工程建设和改造等服务,2016年获国家科技进步二等奖1项。