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立升科技:打造水处理行业的中国“芯”

作者:zengyi 来源:未知 日期:2011-04-24 11:43:29 人气:


游客在上海世博园内的立升直饮水台前饮水。(中国经济网记者陈发卿 摄)

   世界卫生组织报告称,人类的疾病80%与饮用水有关,今天的饮用水质量决定着明天的健康。几年前,以陈良刚为技术核心的立升公司,研发掌握世界领先全套自主知识产权的PVC合金超滤膜核心技术,并不断提高超滤膜的性能,降低膜的生产和应用成本,让高贵的膜“平民化”,打造引领水处理行业的中国“芯片”。当年的清华学子陈良刚也因此被日本专家誉为“中国“膜神”。
立升直饮水 涌动世博会
   
  素以展示全人类智慧成果和科技进步的世博会,曾经相继登场过蒸汽机、电话、汽车、飞机、电视机、计算机等继而深刻改变着人类生产和生活方式,而今超滤膜——这个被科技界称为21世纪最有前途的水处理技术,如今正在上海世博园展现身手。

  上海世博会期间,中国第一次大规模地使用了先进的直饮水技术,免费供游人饮用。作为上海世博会直饮水唯一指定供应商,陈良刚带领着他的团队携“立升直饮水设备”在世博园内设置了114个直饮水点和1684个直饮水龙头,采用“活性炭+PVC合金超滤膜+紫外线”组合处理工艺技术,为世博园的境内外游客供应直饮水。设备运行4个多月来,经受了每天40万人流的考验,受到上海世博局和广大游客的好评。
   
上海时时乐  世博会饮用水的安全健康是重中之重。直饮水系统集中地用在像上海世博会这么大的场所中,在全球尚属首次。由于采用技术含量很高的膜处理技术,加上活性炭、紫外线这三项技术有机结合在一起,保证了系统使用的100多项标准长效安全,“直饮水设备还配套了目前世界最先进的便携式颗粒计数仪,每天循环对直饮水进行水质监测,从监测结果判断水质的变化情况,并采取相应的保障维护措施,技术人员每天分三班24小时维护,世博直饮水的浑浊度、pH值100%达标,氨氮含量100%达标,细菌总数合格率达99.9999%,其水质不仅达到中国标准,而且主要卫生指标优于欧盟标准。”陈良刚说。

上海时时乐  上海市卫生局日前通报表示,设立在世博园区的所有直饮水点,每天24小时实时监测,水的质量完全符合标准。世博园区游客可放心畅饮直饮水。据了解,上海市卫生局卫生监督所组建的园区驻点卫生监督员队伍早晚都要对所有直饮水点及相应管网水点巡查及检测;同时专门在园区内建立了生活饮用水卫生监督保障防范体系,运用高科技手段完成了生活饮用水预警控制平台建设,平台具备信息收集、分析、综合展示、GIS展示等功能,监测结果通过GPRS实时传输,并通过数学模型实现了对监测数据的分析和展示。所有的检测结果显示,立升直饮水设备绝对“OK”。

  传统净水工艺采用混凝、沉淀、消毒等过程,所投放的药剂可能在水中产生衍生物,进而对人体造成危害。海南立升净水科技实业有限公司采用的膜过滤技术物理筛分手段,不仅工艺简单、节约资源,而且不会对饮用水造成二次污染。同时,由于超滤膜渗透过程不需要外加高压,所用设备电耗很少,也体现了世博会倡导低碳的理念。

上海时时乐立升公司为上海世博园装备的插入式直饮水设备。(中国经济网记者陈发卿 摄)

 走自主创新之路 攻克世界级难题

  超滤膜是近几十年来出现的一种新型膜分离技术,其应用于水处理领域具有其他传统技术难以比拟的突出优势。然而因为超滤膜价格昂贵,只能用于血液透析等特殊领域,“一台松下桌上型净水器仅仅使用了0.5平方米的膜,在国内竟然卖到3000元,”陈良刚说。因此长久以来一直不能在水行业广泛普及应用,成为困扰着超滤膜产业的世界级难题。

  如同电脑行业的芯片技术一样,谁找到了超滤膜性能提升和成本降低的钥匙,谁就掌握了推动水行业发展的关键,“再高的科技、再好的产品,只能做成老百姓用得起的产品,才能形成大产业,闯出大市场。”所以,陈良刚在苦苦寻找一种性能稳定、价格低廉的超滤膜生产原料。

  他设想用PVC材料研制优质超滤膜,PVC是一种已经发展很成熟,运用很广泛的材料,其价格要大大低于现在常用的制膜材料,如果用PVC为主要原料制成超滤膜,膜的成本将得到极大地降低,也将使这项高科技技术在世界范围内的普及过程出现革命性的突破,使超滤膜技术的平民化最终成为可能。

  然而业内专家认为很难成功,因为用PVC材料研制超滤膜,那只是20世纪70年代停留在西方教科书上的一个推测,而且这个材料制成优质超滤膜是“不可能”的,因为用PVC制成的超滤膜不太容易透水,也很容易断。这个高难度的科研项目2003年被列入了国家“十五”科技攻关项目,项目承担者就是海南立升,陈良刚是项目主要的科技带头人。

上海时时乐  作为这项国家“十五”科技攻关项目课题组长的陈良刚,把自己关在实验室里3个多月,不停地思考、不停地试验。当他走出实验室,并在半年后将其研发的PVC合金超滤膜组件亮相国际膜展时,国际膜行业专家都为之震惊了,水处理世界级权威美国工程院院士JohnC.Crittenden赞赏陈良刚发明的超滤膜技术“将带来水处理行业的一场革命”,是中国人对世界分离膜产业里程碑式的贡献。

上海时时乐  陈良刚摘取了国内膜行业最高荣誉和奖项:海南省科学技术一等奖、中国膜工业协会科学技术一等奖、国家“十五”科技攻关项目成果、国家重点新产品等等。

  经世界最权威水质监测机构——美国国家科学基金会水质中心(National Science Foundation Water Quality Center)认证,PVC超滤膜的“两虫”去除率均达到99.9999%以上远远超过了美国现行标准。

  在日本厂商的检测中心,PVC超滤膜性能超标准因而无法在他们的标准评价体系中找到自己的位置,最后日本同行在检验报告上写下的鉴定结论为“极好”。后来又经长达1年的实用测试,他们认定“确实是目前世界上性能最好的超滤膜。”

  陈良刚带领他的立升团队通过对PVC材料的改性及成膜工艺的革新,解决了毛细管式超滤膜生产过程中提高质量和降低成本的矛盾,实现了用最廉价的工程塑料制造高性能超滤膜的奇迹。PVC合金毛细管式超滤膜具有低压大通量,抗污染能力强,使用寿命长等突出优点,性能达到国际领先水平。特别是PVC作为制膜主材料,比原来降低2/3的制造成本,性能优异的膜结构和亲水性,提高了膜的透水性和抗污染性,是目前各类材料的超滤膜中最好的,而其价格才是国外产品的三分之一。此举颠覆了世界上普遍认为PVC材料不是优秀制膜材料的成见,攻克了超滤膜难以普及应用的世界级难题。同时也奠定了立升企业在中国乃至国际膜技术领域的世界领先地位。

上海时时乐立升公司研发制造的PVC合金超滤膜。(中国经济网记者陈发卿 摄)

  开启“膜”时代  领跑水行业
 

  立升PVC合金毛细管式超滤膜技术在水处理行业应用取得快速突破,由此开启水处理行业进入一个崭新的“膜时代”。质优价廉的立升超滤膜及其产品很快打入国内外市场,并迅速波及饮料、酿酒、自来水处理、污水处理、海水淡化、农村改水、工业用水等重要领域。境外厂商看到这一新技术后放弃了研发工作,转而求购立升产品并谋求合作。
   
  目前立升公司已经和康师傅、可口可乐、日本丰田汽车、印尼印染厂大型企业展开合作。立升PVC超滤膜是经日本政府批准进入其国内水处理领域的唯一产品,有240家水厂在运用。“日本是率先开始大规模使用立升超滤膜进行市政自来水处理的国家。”陈良刚说。
   
  世界最大的“双膜法”自来水厂——台湾高雄拷潭净水厂,采用立升PVC合金超滤膜组件至今已稳定运行4年,其间经历了10多次台风以及水源上游遭违法排废等突发事件考验,水厂供水质量仍保持稳定,显示出了膜法水处理技术的强大优势,成为全球供水行业解决高污染、高变化水质处理的经典范例。
   
   同样技术在北京、上海、天津、安徽、海南、南通、东营等地水厂应用也取得突破性进展,率先实现新水质标准全部106项指标要求,浊度和微生物等主要卫生指标甚至优于美国和欧洲水质标准。
   
   目前,立升公司PVC合金毛细管式超滤膜技术应用于全球超过600个大中型水处理工程、装备全军260个团的野战净水车、部队单兵净水器装备、奥运应急供水车、四川地震灾区11座超滤净水站和2000套便携式净水器、200多个农村改水示范工程等等,并在家用净水器领域长期占据市场第一品牌地位。

海南立升净水科技实业有限公司董事长陈良刚(左)向客人介绍立升公司生产的PVC合金超滤膜产品。(中国经济网记者陈发卿 摄)

  立升PVC合金超滤膜系列膜组件已通过世界最权威机构——美国国家卫生基金会(NSF)检验,并获得NSF/ANSI61标准证书,先后取得了中国和日本的卫生许可。据有关专家介绍,PVC合金超滤膜是食品级膜,其出水饮用卫生标准有保障,日本的卫生认证过程相当严格,NSF认证的认知度很高,取得这些认证足见立升超滤膜的使用安全性。
   
  今年前,一种叫做“水卫士”的立升净水超滤机开始走进寻常百姓家。传统的家用净水器当滤芯堵塞时需要更换滤芯,而立升净水超滤机完全滤除水中细菌、自动排污,3年免换滤芯等特性推翻了人们认为天经地义的事情,从根本上解决了净水器(家用净水器)脏受“堵”的这个世界级难题。
   
  “从某种角度说,目前任何一种超滤膜技术都是简单的,难的是要处理好水,又要成本低,”陈良刚说,“别看这样一根超滤膜,过滤层也只有几纳米那么厚,却是用物理的方法,完全过滤掉水中细菌,因为体积小于0.01微米的东西才可以透过,而世界上最小的细菌也比超滤膜的过滤孔径大十几倍。”
   
  以“混凝、沉淀、过滤、氯消毒”为主要过程的传统饮用水净化工艺,诞生百年来没有重大技术革新,至今仍被包括我国在内的全球绝大部分水厂采用,但是在水环境日益恶化的今天,传统工艺已经深陷厄境,超滤膜具有高质量、低成本、大通量、低能耗、高抗污染等优点,符合低碳、节能减排趋向,“传统工艺产100吨水要排掉5吨水,我们只要排掉1吨。”陈良刚自豪地说。
   
  在污水处理及其回用领域,立升超滤膜也具有工艺集成性好,处理过程高效等独特优势,产水水质优于建设部颁布的《生活杂用水水质标准》(CJ25.1-89),可以直接作为非饮用市政杂用水进行回用。
   
  目前,立升公司已在深圳设立了销售总部,在海口和苏州分别设立生产基地,该公司和同济大学共同承担的“复合膜材料及膜组器的设备和应用关键技术与工程示范”已被列为国家863计划重点项目。项目部分成果已应用于同济大学学生浴室洗浴废水处理回用于景观水的示范工程,出水水质完全达到甚至优于城市景观回用水水质标准,是同济大学建设节约型校园的重点工程;该项目成果还用于上海世博会未来馆的雨污水收集处理及回用工程,产水用于园区的绿化。
   
  在超滤膜技术推广过程中,立升面临的主要竞争对手几乎都是世界500强企业,立升PVC合金超滤膜以明显优于其它“国际知名品牌”的性能表现最终频频胜出,立升超滤膜已经在质量和成本两个方面“领跑”水行业。
   
上海时时乐  近日,出版的美国著名财经杂志《福布斯》(2010年5月下)将立升公司为上海世博园装备的直饮水技术列为上海世博“十大科技”的第二位。该刊评述称,直饮水“采用活性炭+PVC合金超滤膜+紫外线”组合处理工艺,水中均检测不出细菌数和氨氟数。各项水质指标达到了国家《饮用水卫生标准》和引用净水水质标准,主要卫生指标优于欧盟标准。

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