超導(dǎo)磁分離污水處置技術(shù)迎來非常好的發(fā)展時機
【上海水處理設(shè)備網(wǎng)www.www.gu-qin.com】占地僅200平方米，日處理污水5000噸，水質(zhì)達到國家一級A類標準。浙江省桐廬縣下洋洲排澇站，渾濁的污水流經(jīng)“神秘”藍色集裝箱后變得十分清澈，令其發(fā)生改變的就是超導(dǎo)技術(shù)。
與激進污水處置技術(shù)相比，超導(dǎo)技術(shù)處理污水占地更少、效率更高、速度更快、費用更低、發(fā)生的二次污染物更少。中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所（以下簡稱理化所）研究員、低溫資料及應(yīng)用超導(dǎo)研究中心主任李來風告訴《中國科學(xué)報》而藍色集裝箱正是所研制的一體化超導(dǎo)污水處置設(shè)備。
該一體化超導(dǎo)污水處置設(shè)備實現(xiàn)了超導(dǎo)磁體在污水處置領(lǐng)域的國內(nèi)首次應(yīng)用，也是國際上首個工程化應(yīng)用系統(tǒng)，取得了超導(dǎo)技術(shù)在污水處置領(lǐng)域應(yīng)用零的突破，系統(tǒng)技術(shù)達到國際領(lǐng)先水平。由中國工程院院士王浩帶領(lǐng)的院士專家組對這一效果鑒定道。
逐步實現(xiàn)應(yīng)用
醫(yī)用核磁共振成像儀是超導(dǎo)技術(shù)應(yīng)用的典型。上海純水設(shè)備超導(dǎo)的優(yōu)勢是其零電阻，可以發(fā)生很強的磁場。李來風說。
解釋道：激進磁體分為普通電磁體和永磁體，普通電磁體的磁場強度若要達到幾個T特斯拉）很難的因為導(dǎo)線電阻發(fā)熱。目前，永磁體最大的磁場強度在1T左右，還是兩塊磁體離得比較近的前提下。而超導(dǎo)磁體可以很容易獲得3T甚至更高的磁場，磁場空間范圍大，耗電量小，幾乎不發(fā)熱。
早在20世紀70年代，國內(nèi)外就開始探索超導(dǎo)磁分離污水處置技術(shù)。由于磁體需要在零下269℃的低溫下才干實現(xiàn)超導(dǎo)，而當時的技術(shù)手段主要是液氦冷卻，裝置龐大，系統(tǒng)運行可靠性很低，難以實現(xiàn)工業(yè)應(yīng)用。
隨著小型制冷技術(shù)的突破和資料科學(xué)發(fā)展的進步，近十幾年，超導(dǎo)磁分離技術(shù)在水處理領(lǐng)域的應(yīng)用逐漸成為可能。李來風說：該技術(shù)也被認為是繼超導(dǎo)磁體在醫(yī)用核磁共振成像譜儀、礦物磁性雜質(zhì)分離’后，又一項實現(xiàn)超導(dǎo)工業(yè)應(yīng)用的技術(shù)。
李來風看來，超導(dǎo)技術(shù)處理污水的過程，好比“鹵水點豆腐”
首先，針對污水、廢水中的不同污染物類型，科研人員在水中預(yù)先加入帶有不同官能團的磁種顆粒，通過靜電吸附、氫鍵、離子交換作用、范德瓦爾斯力、配位作用、共沉淀等機制，將水中無磁性的污染物與磁種結(jié)合，使污染物聚集并帶有磁性。
其次，當污水流經(jīng)超導(dǎo)磁體腔體內(nèi)聚磁介質(zhì)產(chǎn)生的大范圍高梯度可控磁場，利用磁力對污染物進行深度捕捉去除，從而實現(xiàn)水體凈化的效果。另外，污水處置所使用的磁種顆粒資料還可以回收循環(huán)使用。
打開一扇新窗
王浩在該項目鑒定會上指出：該技術(shù)實現(xiàn)了從‘01突破，為水污染處置行業(yè)，特別是疑難雜癥’水污染處置打開了一扇新的窗戶。
目前，國污水治理常用的激進技術(shù)如絮凝沉淀法、生化法和氣浮法以及永磁鐵制備的磁鼓分離法等。這些方法存在占地面積大、處置效率低、二次污染等問題，成為污水處置一直以來難以突破的天花板”
李來風團隊研發(fā)的一體化超導(dǎo)污水處置技術(shù)可謂捅破“天花板”一體化超導(dǎo)污水處置設(shè)備占地面積少，屬車載撬裝移動式設(shè)計，可移動、無需土建、可應(yīng)急，磁場強度高且磁空間大，只需微絮凝即可實現(xiàn)分離目的不只減少30%50%絮凝劑使用量，還降低二次污染，減少污泥的發(fā)生，節(jié)省污水處置本錢。
2006年以來，國家“863項目等的支持下，李來風團隊開始探索超導(dǎo)處置污水技術(shù)，研究的初衷很簡單：水污染不只對環(huán)境有很深的危害，也影響著我子孫后代。當初沒想過要靠這個技術(shù)賺錢，只是單純地希望讓企業(yè)用上，治理好水污染問題。
直冷式大口徑超導(dǎo)磁體的均勻快速降溫，高梯度磁場的設(shè)計和優(yōu)化，自動化連續(xù)分離系統(tǒng)的開發(fā)，水處置運行參數(shù)優(yōu)化…團隊啃下一個又一個“硬骨頭”功能性磁種材料的研制更是基于團隊十幾年基礎(chǔ)研究的積累，為了得到珍貴的設(shè)備數(shù)據(jù)，李來風團隊在理化所廊坊園區(qū)搭建了簡易的中試試驗棚，從高溫到嚴寒、不分晝夜地運行并優(yōu)化設(shè)備。
2017年，理化所聯(lián)合杭州富士達科技股份有限公司，入股成立了杭州中科凱凌科技有限公司（以下簡稱中科凱凌）超導(dǎo)磁分離污水處置技術(shù)正式走向產(chǎn)業(yè)化上海純水設(shè)備。
桐廬生活污水治理項目、東莞石馬河流域治理項目、宣鋼焦化廢水提標改造項目，山西太原晉源區(qū)流域治理項目…短短3年時間，一體化超導(dǎo)水處置設(shè)備便“開花結(jié)果”
轉(zhuǎn)化”和“重合”
利用超導(dǎo)技術(shù)進行污水處置在國內(nèi)并不多見。李來風告訴記者：超導(dǎo)磁分離污水處置技術(shù)涉及多個學(xué)科領(lǐng)域，既要對磁種材料了解，又要對超導(dǎo)技術(shù)/低溫技術(shù)和污水處置行業(yè)了解。
李來風認為，超導(dǎo)技術(shù)“聯(lián)姻”污水處置，完全的融合至關(guān)重要。不只要將超導(dǎo)技術(shù)融入到水處置行業(yè)中，滿足各類污水處置需求的同時，還要具備與本行業(yè)各種污水處置技術(shù)相互配合和促進的能力。
產(chǎn)業(yè)化初期，李來風要求團隊拋開已有成績，以“空杯心態(tài)”潛心深入研究，對50多種水質(zhì)水樣進行了超導(dǎo)磁分離處置試驗，摸索處置參數(shù)并驗證處置效果。為尋求各類污水更優(yōu)的解決方案，李來風團隊還把超導(dǎo)水處置技術(shù)與生化法、膜法、臭氧氧化法等水處置技術(shù)進行對比試驗和配合試驗。
李來風坦言，科技效果產(chǎn)業(yè)化的關(guān)鍵，要以“用”為動身點和落腳點，克服一般科技型公司重科研、輕產(chǎn)品、輕經(jīng)營的弱點，直面市場需求，防止技術(shù)創(chuàng)新的盲目性，從而大幅縮減產(chǎn)品研發(fā)到商品化、市場化的周期，有效降低技術(shù)創(chuàng)新風險和成本，提升技術(shù)創(chuàng)新效率。
如何身兼科研和經(jīng)營的雙重角色？李來風研發(fā)團隊成員、中科凱凌總經(jīng)理蔡方碩認為，要注重兩者的轉(zhuǎn)化”和“重合”
核心技術(shù)攻關(guān)和公司創(chuàng)立初期，研發(fā)是工作重心，管理是研發(fā)的有效保證；市場開拓和推廣階段，經(jīng)營是工作重心，研發(fā)是核心競爭力。實際上，這種“轉(zhuǎn)化”不只對蔡方碩提出了要求，也對整個技術(shù)團隊提出了考驗，兩年的理念融合為產(chǎn)品快速打入市場奠定了基礎(chǔ)。
蔡方碩看來，研發(fā)和經(jīng)營在科技效果產(chǎn)業(yè)化中是重合”密不可分的兩部分，除了企業(yè)文化塑造上要強調(diào)兩者的重要作用，還要看重兩種人才的融合，技術(shù)人員要考慮市場需求，經(jīng)營人員要提高技術(shù)和知識水平”
隨著國家對水處置領(lǐng)域各項規(guī)定及政策的公布，超導(dǎo)磁分離污水處置技術(shù)迎來非常好的發(fā)展時機，目前已進入業(yè)績增長期。李來風表示：未來，將以‘直銷+代理+租賃’多樣化方式，實現(xiàn)產(chǎn)品的快速推廣，并加強與具有相關(guān)經(jīng)驗的企業(yè)合作，爭取在達產(chǎn)5年后在國內(nèi)占據(jù)一定的市場份額。
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