天津工大党委书记张宏伟努力实践校园再生水系统创新

2014-04-13 17:57:30 admin 344
来源:《中国科学报》记者 温才妃 / 时间:2013-7-4 11:44:26
  据科学网2013年7月4日讯 走进天津工业大学新校区,人们经常在这花园般的生态校园中流连忘返,“一城绿色半城湖”的景致在校园中实属罕见,殊不知这里的苗圃、湖泊、水资源系统应用……处处都凝结着该校科研人员的心血,甚至有些技术还是国家科技发明奖的转化应用。
  作为高校*重要的技术设施之一,校园水资源系统不仅指为师生的生活、学习、科研及消防的供水系统,还包括了排除污废水的设施以及校园内水域景观。
  “以往高校的校园建设中基本不考虑供水水质、雨水利用、污废水处理回用等特征,而绿色大学建设则提倡节水和水的循环利用,要求校园水资源系统的综合效益达到*优。”环境系统优化与污水资源化方面专家、天津工业大学党委书记张宏伟告诉记者。
  校园里的神奇水处理
  天津工业大学的新校区利用地热层资源,钻探的地热深井深达2400米,水温63℃,出水量每小时109立方米。由于实行了“梯级利用”只采水暖用于地面供热,将采暖过后的水100%回灌地热层,不仅能节省供热资金,还做到了节能减排、水资源循环利用。该项目被联合国开发计划署列为重点跟踪项目。
  不仅如此,新校区铺设了绿色校园建设要求的全部管网,前期再生水处理可选择接通市政管道统一处理或自己处理两种方案。天津工业大学已投入两座小型处理设备,向苗圃和洗车房供水,自己处理再生水。
  利用中空纤维膜分离技术的学科优势,天津工业大学安装了覆盖教学、宿舍、办公区的直饮水系统。这种用反渗透膜制备出的洁净、安全直饮水既有益于人体健康,又免除了茶炉的开支与污染排放。
  “要求水的循环利用率*高和污废水的排放量*小,同时考虑师生对校园水环境的满意程度。”这一直是张宏伟打造绿色校园坚持的原则。
  针对学校校园内多种水源并存、需水水质存在梯级变化空间的特点,以“循序利用-按需处理-零排放”为总体方针,天津工大已经建成了包括自来水系统、废污水处理及再循环系统、景观水体系统、雨水利用系统和庞大的配套管网系统在内的系统工程,并取得了良好的环境效益、经济效益和社会效益。
  据统计,2012年全年能耗、水耗比2011年末降低10.5%,学校也由此先后荣获“全国高校节能工作先进单位”、“全国高校节能管理先进单位”等荣誉称号。
  转化应用是技术攻关的归宿
  尽管不少高校科技工作者在水资源系统建设上进行了多番探索,并取得了一定的成效,但是水资源系统建设方面仍然不尽如人意。究竟缺了点什么呢?
  “缺的是从关键技术研发到转化应用的系统方案。”张宏伟说,实现绿色大学建设,离不开水资源系统建设先进的技术支撑。
  据介绍,水资源系统建设包括对自来水的深度处理技术、再生水的处理技术、雨水的收集利用技术等等。其中,校园再生水系统作为再生水的收集、储存和供给等一系列工程设施的有机结合体,是区别于非绿色大学水资源系统的核心部分。
  为此,张宏伟作为学术带头人,组织开展科研攻关,努力实现了校园再生水系统的技术创新。
  膜法饮用水处理技术被誉为第四代净水技术,如何减缓膜污染从而降低运行成本是其发展关键所在。科研团队以高梯度磁化预处理和UF/NF膜过滤为核心工艺,有效抑制NF和UF膜污染。目前,该技术已申请国家发明专利。在天津工大,科研团队研发的校园集中式与分散式直饮水处理成套技术及装置,分别建立了示范工程。
  膜技术存在膜通量小、强度低、抗污染性差和膜分离装置效率低、能耗高等问题。为破解这些难题,科研团队把学校在纺织、纤维材料学科上的优势应用到水处理领域,制备出高性能聚偏氟乙烯中空纤维膜,并解决了在污水资源化应用中的关键技术,打破了该领域长期被国外垄断的局面。
  生态环境得益于绿色技术
  走出一条综合性绿色大学建设的新路子,技术上并不能只是着眼于有水龙头场所的设备改进,还必须给全校师生创造一个宜居的氛围,从点滴管理中强化节水的意识,让师生们从心底去呵护校园美。
  在天津工业大学,校园的中间并不是某幢雄伟的大楼,而是一个占地500亩的湖泊。环绕着湖泊内层的为教学区域,外层为学生生活区域。如今,校内湖泊已经发挥了雨水调蓄、美化校园环境、改善局域小气候的作用。
  这得益于张宏伟的科研团队开发的就地滞洪蓄水与景观水体绿色能源生态保持技术、集成应用雨水调蓄及处理技术,人工湿地与生态洼地景观水体生态自净等技术。
  据悉,这项技术是顺应自然、遵循生态规律的积极尝试,它克服了传统物化法和生化法的不足,具有处理效果好、工程造价相对较低、运行成本低廉、不会形成二次污染等优点。其相关技术已在天津空港物流加工区、东丽开发区、团泊示范镇等地广泛推广,其核心技术已达到国际先进水平。
  而GIS研发生态校园多水源利用管理信息系统,则是对绿色校园在智能操作方面的有益补充。
  据悉,GIS研发生态校园多水源利用管理信息系统已于去年10月中旬投入使用,可实时在线观测智能水表、电表的运行情况和水、电的流量,天津工业大学正在努力实现对全校各部门能源的定额化管理。
  张宏伟告诉记者,水资源的合理分配与调度是绿色大学水资源系统建设的重要环节。因此,实时动态监测和模拟水系统运行状态,在线优化调度与安全预警,不断提高水资源的使用效率是非常有必要的。
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