天津工大黨委書記張宏偉努力實踐校園再生水系統(tǒng)創(chuàng)新
2014-04-13 17:57:30
admin
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據(jù)科學網(wǎng)2013年7月4日訊 走進天津工業(yè)大學新校區(qū)，人們經(jīng)常在這花園般的生態(tài)校園中流連忘返，“一城綠色半城湖”的景致在校園中實屬罕見，殊不知這里的苗圃、湖泊、水資源系統(tǒng)應用……處處都凝結(jié)著該校科研人員的心血，甚至有些技術還是國家科技發(fā)明獎的轉(zhuǎn)化應用。
作為高校*重要的技術設施之一，校園水資源系統(tǒng)不僅指為師生的生活、學習、科研及消防的供水系統(tǒng)，還包括了排除污廢水的設施以及校園內(nèi)水域景觀。
“以往高校的校園建設中基本不考慮供水水質(zhì)、雨水利用、污廢水處理回用等特征，而綠色大學建設則提倡節(jié)水和水的循環(huán)利用，要求校園水資源系統(tǒng)的綜合效益達到*優(yōu)。”環(huán)境系統(tǒng)優(yōu)化與污水資源化方面專家、天津工業(yè)大學黨委書記張宏偉告訴記者。
校園里的神奇水處理
天津工業(yè)大學的新校區(qū)利用地熱層資源，鉆探的地熱深井深達2400米，水溫63℃，出水量每小時109立方米。由于實行了“梯級利用”只采水暖用于地面供熱，將采暖過后的水100%回灌地熱層，不僅能節(jié)省供熱資金，還做到了節(jié)能減排、水資源循環(huán)利用。該項目被聯(lián)合國開發(fā)計劃署列為重點跟蹤項目。
不僅如此，新校區(qū)鋪設了綠色校園建設要求的全部管網(wǎng)，前期再生水處理可選擇接通市政管道統(tǒng)一處理或自己處理兩種方案。天津工業(yè)大學已投入兩座小型處理設備，向苗圃和洗車房供水，自己處理再生水。
利用中空纖維膜分離技術的學科優(yōu)勢，天津工業(yè)大學安裝了覆蓋教學、宿舍、辦公區(qū)的直飲水系統(tǒng)。這種用反滲透膜制備出的潔凈、安全直飲水既有益于人體健康，又免除了茶爐的開支與污染排放。
“要求水的循環(huán)利用率*高和污廢水的排放量*小，同時考慮師生對校園水環(huán)境的滿意程度。”這一直是張宏偉打造綠色校園堅持的原則。
針對學校校園內(nèi)多種水源并存、需水水質(zhì)存在梯級變化空間的特點，以“循序利用－按需處理－零排放”為總體方針，天津工大已經(jīng)建成了包括自來水系統(tǒng)、廢污水處理及再循環(huán)系統(tǒng)、景觀水體系統(tǒng)、雨水利用系統(tǒng)和龐大的配套管網(wǎng)系統(tǒng)在內(nèi)的系統(tǒng)工程，并取得了良好的環(huán)境效益、經(jīng)濟效益和社會效益。
據(jù)統(tǒng)計，2012年全年能耗、水耗比2011年末降低10.5%，學校也由此先后榮獲“全國高校節(jié)能工作先進單位”、“全國高校節(jié)能管理先進單位”等榮譽稱號。
轉(zhuǎn)化應用是技術攻關的歸宿
盡管不少高校科技工作者在水資源系統(tǒng)建設上進行了多番探索，并取得了一定的成效，但是水資源系統(tǒng)建設方面仍然不盡如人意。究竟缺了點什么呢？
“缺的是從關鍵技術研發(fā)到轉(zhuǎn)化應用的系統(tǒng)方案。”張宏偉說，實現(xiàn)綠色大學建設，離不開水資源系統(tǒng)建設先進的技術支撐。
據(jù)介紹，水資源系統(tǒng)建設包括對自來水的深度處理技術、再生水的處理技術、雨水的收集利用技術等等。其中，校園再生水系統(tǒng)作為再生水的收集、儲存和供給等一系列工程設施的有機結(jié)合體，是區(qū)別于非綠色大學水資源系統(tǒng)的核心部分。
為此，張宏偉作為學術帶頭人，組織開展科研攻關，努力實現(xiàn)了校園再生水系統(tǒng)的技術創(chuàng)新。
膜法飲用水處理技術被譽為第四代凈水技術，如何減緩膜污染從而降低運行成本是其發(fā)展關鍵所在。科研團隊以高梯度磁化預處理和UF/NF膜過濾為核心工藝，有效抑制NF和UF膜污染。目前，該技術已申請國家發(fā)明專利。在天津工大，科研團隊研發(fā)的校園集中式與分散式直飲水處理成套技術及裝置，分別建立了示范工程。
膜技術存在膜通量小、強度低、抗污染性差和膜分離裝置效率低、能耗高等問題。為破解這些難題，科研團隊把學校在紡織、纖維材料學科上的優(yōu)勢應用到水處理領域，制備出高性能聚偏氟乙烯中空纖維膜，并解決了在污水資源化應用中的關鍵技術，打破了該領域長期被國外壟斷的局面。
生態(tài)環(huán)境得益于綠色技術
走出一條綜合性綠色大學建設的新路子，技術上并不能只是著眼于有水龍頭場所的設備改進，還必須給全校師生創(chuàng)造一個宜居的氛圍，從點滴管理中強化節(jié)水的意識，讓師生們從心底去呵護校園美。
在天津工業(yè)大學，校園的中間并不是某幢雄偉的大樓，而是一個占地500畝的湖泊。環(huán)繞著湖泊內(nèi)層的為教學區(qū)域，外層為學生生活區(qū)域。如今，校內(nèi)湖泊已經(jīng)發(fā)揮了雨水調(diào)蓄、美化校園環(huán)境、改善局域小氣候的作用。
這得益于張宏偉的科研團隊開發(fā)的就地滯洪蓄水與景觀水體綠色能源生態(tài)保持技術、集成應用雨水調(diào)蓄及處理技術，人工濕地與生態(tài)洼地景觀水體生態(tài)自凈等技術。
據(jù)悉，這項技術是順應自然、遵循生態(tài)規(guī)律的積極嘗試，它克服了傳統(tǒng)物化法和生化法的不足，具有處理效果好、工程造價相對較低、運行成本低廉、不會形成二次污染等優(yōu)點。其相關技術已在天津空港物流加工區(qū)、東麗開發(fā)區(qū)、團泊示范鎮(zhèn)等地廣泛推廣，其核心技術已達到國際先進水平。
而GIS研發(fā)生態(tài)校園多水源利用管理信息系統(tǒng)，則是對綠色校園在智能操作方面的有益補充。
據(jù)悉，GIS研發(fā)生態(tài)校園多水源利用管理信息系統(tǒng)已于去年10月中旬投入使用，可實時在線觀測智能水表、電表的運行情況和水、電的流量，天津工業(yè)大學正在努力實現(xiàn)對全校各部門能源的定額化管理。
張宏偉告訴記者，水資源的合理分配與調(diào)度是綠色大學水資源系統(tǒng)建設的重要環(huán)節(jié)。因此，實時動態(tài)監(jiān)測和模擬水系統(tǒng)運行狀態(tài)，在線優(yōu)化調(diào)度與安全預警，不斷提高水資源的使用效率是非常有必要的。