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。
在海環集團的車間里，這樣的綠色之旅每天都在發生。作為目前國內最先進的污水處理設備之一，膜在市政污水處理領域的使用壽命大約5-8年，如何讓它延長使用壽命，盡可能多的發揮余熱？海環集團攜手同濟大學，經過3年的努力，攻克PVDF膜修復技術，相比更換新膜，每10萬噸污水的處理規模可創造直接經濟效益約300萬元。這在全國亦屬首次。
洋里中心膜生產車間
技術破局：基層的痛點在哪里，科研的方向就在哪里
膜以其穩定的過濾性能和占地面積小的優勢，在國內污水處理行業被廣泛使用。以海環集團為例，旗下污水處理廠大規模使用PVDF中空纖維膜為主的MBR工藝，使用的膜絲超過100萬平方米。隨著膜陸續進入“晚年”，過濾效能下降，能耗提高，直接影響生產效益。
得益于與同濟大學長期的產學研合作，海環集團關注到了同濟大學環境科學與工程學院院長王志偉教授團隊的膜修復再生技術。這項技術利用新型藥劑清洗修復膜的損傷，使膜的性能恢復到接近新膜水平，此前該技術一直停留在實驗室階段。海環集團大膽決定在全省規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，日均產能4000多噸）來進行工程論證。
項目團隊在檢查膜絲修復情況
“基層需求在哪里，實踐堵點在哪里，研究的方向就應該在哪里”回憶起膜修復課題的立項初衷，集團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線上，才能真正檢驗技術的有效性，讓技術創新真正為降本創效服務。”
2021年3月，“膜修復再生與延壽”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，科發部、事業部和項目公司等近20人組成攻關小組。一場以生產實踐為導向，以降本增效為目標的技術攻關正式拉開帷幕。
膜項目結題報告
闖關升級：攻堅克難打造舊膜重生之路
對海環膜修復團隊而言，這場歷時三年的征程是一條充滿未知與挑戰的道路。從最初的理論研究和實驗室試驗，再到生產線上的大規模實踐，每一步都面臨工況的巨大變化，都是對團隊應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，到了生產線廊道，就要解決設備調試的復雜性和修復方案的不確定性。
廊道實驗之初，攻關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，每一個膜架都需要近20人清洗兩天才能完成，人工和時間成本太高了?！拔覀兙拖?，能不能用機器代替人來完成清洗工作？”洋里中心生產運營室副主任林丹說，大家在車間里搗鼓了一個多月，研發出“膜片自動化再生修復系統”。別看它長得像個集裝箱，看上去很不起眼，但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“過關斬將”，2023年8月，終于到了廊道工程實驗階段?！皩嶒炇曳桨冈谥性嚟h節的效果非常好，這給了大家很大的信心?！奔瘓F科發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”。按照項目設計，清洗好的膜架放進廊道，要全負荷運轉測試數據?！澳翘齑蠹叶荚诘葦祿?，連晚飯都顧不上吃?！钡瞧聊簧系臄祿s很不爭氣——忙活大半個月修復的膜，在投入當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。”當天深夜，現場的海環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。經過近半個月分析驗證，原因找到了：廊道比實驗室規模大，膜絲帶水太多影響了藥劑清洗修復效果。大家花了一個月優化修復方案，2023年12月，再次修復的膜片性能終于達到預期的效果。此后，經過近一年時間的反復觀測運行，膜修復項目宣告成功。
未來可期：提升優化永遠在路上
2024年，修復好的膜在洋里中心陸續投入使用，運行狀況良好。該項目的第一個“客戶”——同屬集團的福清藍園污水處理廠，引入洋里中心舊膜修復的一組膜裝置，顯著緩解了因舊膜老化帶來的污水處理壓力。
藍園廠膜生產車間
“這項技術的推廣應用在未來具備產業化的潛力?！睆埨蛎粽f，目前海環集團旗下多個項目均使用以PVDF中空纖維膜為主的MBR工藝，總設計規模達到56.3萬噸/日。而國內膜材料市場就超過3000億元規模。膜修復技術的推廣，在緩解舊膜性能衰減帶來的產能壓力的同時，能有效降低因頻繁更換新膜、處置廢棄膜而產生的成本，增加企業運營的利潤。
對海環集團而言，膜修復項目還具有更深層次的意義。3年項目攻關，培養起一批膜設備全生命周期運營的專業人才，這個人才梯隊也成為集團污水廠運營的骨干力量。依托這支隊伍，海環集團陸續編制了集團膜設備運行規范，參與編制了福建省城鎮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。
運行質量的提升優化遠不止于此。洋里中心團隊正在研發的膜智慧化管理系統，可以做到膜工藝運行數據以秒為頻次進行自動收集、分析，從而可以精準預測膜的生命周期（何時要報廢）以及“大修”周期（何時要清洗），從而讓“智慧工廠”成為可能。洋里中心副總經理陳鳴說，他們給這個系統起了一個很有野心的名字——“膜術”。
基層污水廠的成功實踐，也讓技術的發明者——同濟大學王志偉教授對該技術的未來發展充滿了信心：采用報廢膜進行再生循環利用，作為一種創新型的新質生產力，不僅僅是對傳統產業的綠色化改造，還能夠有效推動國內污廢水的減污降碳與資源化利用，從而推動建立資源節約型的技術體系，為實現碳達峰、碳中和提供可行的技術路徑。
供稿：林可欣
審核：張偉