2008年4月 至2011年3月,南开大学环境科学与工程学院、天津天大天久科技股份有限公司王建友、张敏卿、卢会霞、傅学起、张军保等人完成了天津市科技支撑计划项目“‘EDI/NF’集成膜过程处理重金属废水关键技术研究”。针对重金属离子易形成氢氧化物的特点,先后共设计了7种EDI模型,并首次提出将双极膜与EDI藕合的BEDI过程用于重金属废水的处理;首次提出了三种EDI与NF的集成过程处理重金属废水技术,并完成了处理量达吨级规模的1000h级的中试试验;通过EDI与NF集成过程,可使废水中的金属离子去除率高达99.8%以上,淡水出水电阻率高达1.6-2.0 兆欧厘米;通过NF单元对EDI浓缩水进行二次浓缩,浓缩浓度可达26890mg/L,总浓缩倍数高达537;淡水产水水质和总体浓缩倍数均居国际领先水平。
该项目在前期工作的基础上,进一步对"EDI/NF"集成膜过程处理重金属废水的关键技术开展了全面、系统的研究,优选出了能够有效避免膜堆内部金属氢氧化物形成的EDI工作模型,设计了各具特点的EDI与NF的集成方式,具有较大的应用范围和操作弹性,便于实施和工业应用;研制成功适用于重金属废水处理的EDI膜堆装置,淡水产水水质以及其他性能指标达到国际领先水平;在集成过程的具体技术路线方面,提出了三种EDI与NF的集成方式,即"EDI/NF"、"EDI/EDI/NF"、"EDI/EDI"集成过程,可分别适应不同的原水条件和产水目标;成功研制处理量达吨级规模的EDI样机1台;构建了"EDI/EDI/NF"中试试验装置一套,并且完成了1000h级的中试试验;申请发明专利5项,其中4项已授权;已发表学术论文25篇,其中SCI收录4篇,EI收录7篇,ISTP收录4篇;录用待发表论文4篇,其中EI收录3篇;先后培养硕士研究生6名,本科生2名。
该课题完成的处理水量达吨级规模的1000h级中试实试验为"EDI/NF"集成膜过程的重金属废水处理技术的推广应用奠定了基础;该研究为膜科学与技术学科的建设起到了知识积累、理论丰富、人才培养和人才储备的作用,从而推动了该学科的发展。