天津工大黨委書記張宏偉努力實踐校園再生水系統創新
2014-04-13 17:57:30
admin
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據科學網2013年7月4日訊 走進天津工業大學新校區，人們經常在這花園般的生態校園中流連忘返，“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、水資源系統應用……處處都凝結著該校科研人員的心血，甚至有些技術還是國家科技發明獎的轉化應用。
作為高校*重要的技術設施之一，校園水資源系統不僅指為師生的生活、學習、科研及消防的供水系統，還包括了排除污廢水的設施以及校園內水域景觀。
“以往高校的校園建設中基本不考慮供水水質、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水和水的循環利用，要求校園水資源系統的綜合效益達到*優。”環境系統優化與污水資源化方面專家、天津工業大學黨委書記張宏偉告訴記者。
校園里的神奇水處理
天津工業大學的新校區利用地熱層資源，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，不僅能節省供熱資金，還做到了節能減排、水資源循環利用。該項目被聯合國開發計劃署列為重點跟蹤項目。
不僅如此，新校區鋪設了綠色校園建設要求的全部管網，前期再生水處理可選擇接通市政管道統一處理或自己處理兩種方案。天津工業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勢，天津工業大學安裝了覆蓋教學、宿舍、辦公區的直飲水系統。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。
“要求水的循環利用率*高和污廢水的排放量*小，同時考慮師生對校園水環境的滿意程度。”這一直是張宏偉打造綠色校園堅持的原則。
針對學校校園內多種水源并存、需水水質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，天津工大已經建成了包括自來水系統、廢污水處理及再循環系統、景觀水體系統、雨水利用系統和龐大的配套管網系統在內的系統工程，并取得了良好的環境效益、經濟效益和社會效益。
據統計，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“全國高校節能工作先進單位”、“全國高校節能管理先進單位”等榮譽稱號。
轉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到轉化應用的系統方案。”張宏偉說，實現綠色大學建設，離不開水資源系統建設先進的技術支撐。
據介紹，水資源系統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合體，是區別于非綠色大學水資源系統的核心部分。
為此，張宏偉作為學術帶頭人，組織開展科研攻關，努力實現了校園再生水系統的技術創新。
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明專利。在天津工大，科研團隊研發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。
生態環境得益于綠色技術
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造一個宜居的氛圍，從點滴管理中強化節水的意識，讓師生們從心底去呵護校園美。
在天津工業大學，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。環繞著湖泊內層的為教學區域，外層為學生生活區域。如今，校內湖泊已經發揮了雨水調蓄、美化校園環境、改善局域小氣候的作用。
這得益于張宏偉的科研團隊開發的就地滯洪蓄水與景觀水體綠色能源生態保持技術、集成應用雨水調蓄及處理技術，人工濕地與生態洼地景觀水體生態自凈等技術。
據悉，這項技術是順應自然、遵循生態規律的積極嘗試，它克服了傳統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點。其相關技術已在天津空港物流加工區、東麗開發區、團泊示范鎮等地廣泛推廣，其核心技術已達到國際先進水平。
而GIS研發生態校園多水源利用管理信息系統，則是對綠色校園在智能操作方面的有益補充。
據悉，GIS研發生態校園多水源利用管理信息系統已于去年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，天津工業大學正在努力實現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度是綠色大學水資源系統建設的重要環節。因此，實時動態監測和模擬水系統運行狀態，在線優化調度與安全預警，不斷提高水資源的使用效率是非常有必要的。